脳卒中患者における足関節の同時収縮は推進力の低下に関係する

Ryosuke Kitatani et al:Ankle muscle coactivation and its relationship with ankle joint kinematics and kinetics during gait in hemiplegic patients after stroke.SOMATOSENSORY & MOTOR RESEARCH, 2016

【はじめに】
歩行における足関節筋の同時収縮の増加は、脳卒中片麻痺患者において姿勢の安定性を向上させるための補償戦略である。しかし、先行研究では、脳卒中片麻痺患者の歩行時における足関節筋の同時収縮の増加が足関節運動に影響を与えるかは実証されていない。

【目的】
脳卒中後片麻痺患者の足関節筋の同時収縮と足関節の運動との関係を検証することである。

【方法】
対象は脳卒中片麻痺患者17名とした。
足関節での同時収縮指数（COI）は、表面筋電を用いて歩行中の麻痺側・非麻痺側の第1および第2の両脚支持期（それぞれDS1とDS2）および単脚支持期（SS）の周期について別々に計算した。同時に、三次元動作解析を足関節角度、モーメント、及び矢状面におけるパワーのピーク値を測定した。前後方向の床反力（GRFs）と足圧中心（COP）の軌道範囲、速度も測定した。

表面筋電図処理の方法として、生EMG信号は、最初に10-500Hzでバンドパスフィルターし、全波整流化した。 EMG信号は、歩行周期の100％で時間正規化した。 EMG振幅は歩行周期全体での各筋肉の平均振幅によって正規化した（Yang and Winter1984;Rosaら2014）。足関節で主動作筋/拮抗筋の同時収縮（TA/ LGの同時収縮）の大きさは、振幅正規化筋電図を用いて、同時収縮指数（COI）で定量化した（Chowら2012;Rosaら2014b）。











【結果】
麻痺側SS中のCOIは、麻痺側足関節背屈角度、足関節底屈モーメント、足関節パワー、およびCOPの速度を負の相関を認めた。


また、両側DS2中のCOIは、両側の前方推進力（Anterior GRF）の大きさと負の相関を認めた。


【結論】
同時収縮は関節の剛性を高めるため、脳卒中後の単脚支持中の足関節運動の減少と関連し、立脚支持での不安定性を有する患者にとって有用である可能性がある。


【本研究の限界】
麻痺側足関節の筋力と歩行の機能回復に対応する足関節筋の同時収縮の補償戦略の変化は、現在の観察研究では明らかではない。したがって、さらに長期的な研究は、脳卒中患者における筋同時収縮、歩行パラメータ、機能障害の変化、およびそれらの相関関係を調査する必要がある。







歩行における足関節筋の同時収縮は、脳卒中片麻痺患者にとって姿勢安定化のための戦略的反応であることを踏まえると、ある程度は肯定的に捉えるべきだと思います。

しかし、否定的観点から
同時収縮の増加は、それが脳卒中後の患者における歩行時に高エネルギーコストを誘導する（Detrembleurら.2003）。

脳卒中患者における足関節筋の同時収縮と歩行パラメータとの関係を検討しており 、 短い足関節筋の同時収縮は麻痺側の単脚支持期（SS）の短縮と歩行速度の低下に関連した(Lamontagneら.2000)。

そして
本研究の結果からも安易に肯定すべき戦略ではないと思われます。

ああ眠たい

今日から水田くんが泊まりに来て、合宿1日目。


勉強するはずが・・・


お互いのストレッチ


卓球を応援と


やばいよこの時間。汗
あ、卓球団体銅メダルおめでとうございます！




今日中に周波数解析できるように頑張ろう。。

歩行評価における加速度計の有効性

高田耕太郎・他：小型三次元加速度計を用いた歩行評価の臨床的有用性の検証.慈恵医大誌.331-8.2004


【はじめに】
簡便で長時間の運用が可能である小型三次元加速度計を用いた歩行評価の試みは文献上散見されるが、床反力波形と比較して、特に時間因子について統計学的に検討した論文は見当たらない。

【目的】
1.小型三次元加速度計より測定された加速度データの再現性を検討すること

2.臨床的有用性がすでに確率されている歩行評価機器の1つである床反力計と小型三次元加速度計を同時に測定しそれぞれの波形を比較検討すること

3.1および2を加味し小型三次元加速度計の歩行評価における臨床的有用性を検討すること

【方法】
対象は健常成人(年齢：40.2±18.8歳、性：男性4名・女性5名)とした。
測定機器には小型三次元加速度計と床反力計を用いた。

測定方法は、各被験者が床反力計が設置された約15mの直線歩行路上を2回ずつ歩行し
小型三次元加速度計と床反力計を用いた同時に測定した。
加速度計は腰背正中に付属のポーチとベルトで装着し、サンプリング周波数50Hzに設定した。
床反力計はサンプリング周波数100Hzとした。


データ解析方法は、定常歩行となる歩行開始3歩目以降の連続する2歩行周期を対象とした。
解析項目は1.加速度データの再現性、2.加速度波形からの時間因子の測定、3.加速度波形から測定された時間因子の妥当性とした。
それぞれ解析内容は、以下の通りである。
1.級内相関係数（ICC）で統計学的に検討した
2.踵接地と爪先離地の特徴的な波形を抽出した後に、歩行周期および左右立脚期を求めた
3.2で求めた時間因子と床反力波形から求めた時間因子の一致性について、級内相関係数による信頼性分析により統計学的に検討した

【結果】
1.加速度データの再現性（Table1）
ICCは信頼区間95%で
上下方向がα=0.62〜0.98、前後方向がα=0.46〜0.99と一致性が高かった。
しかし
左右方向はα=0.16〜0.93であり、かなりのばらつきが生じていた。



※級内相関係数（ICC）について
ある検査の検者内または検者間信頼性（再現性というときもあります）の指標として用いられます。全てのICCは，0～1の範囲をとり，一般に0.7程度以上のとき，高い信頼性があると判定します。
（日本理学療法士学会EBPT用語集より引用）


2.加速度波形からの時間因子の測定
Fig.3は加速度波形(縦軸：加速度、横軸：時間)と床反力波形(縦軸：鉛直成分波形)である。



グラフの見方は、
加速度が左・上・前向きが正、床反力が左・上・後向きが正、
Rt.右、Lt.左

Fig.3より床反力波形と比較し、踵接地と爪先離地と一致すると予想される加速度波形を抽出したものが
Fig.4である。Fig.4より立脚時間(Stance phase)および歩行周期(Gait cycle)を求めた。



その結果
被験者間では差があるものの、同一被験者内においてはほぼ一定の値となった（Table2.3.）。





3.加速度波形から測定された時間因子の妥当性

Fig.5より
加速度計および床反力計で求められた立脚時間は
ICCはα=0.95となり統計学的に高い一致性を示した。




Fig.6より
加速度計および床反力計で求められた歩行周期は
ICCはα=0.96となり統計学的に高い一致性を示した。




最近「加速度計」についての質問を受けることがあったので調べてみました。
加速度計装着について
・山崎信寿：加速度計による歩行障害の計測と評価. 第20回日本人間工学会前刷, 1979.や小田典雄：マイコンを応用した簡易歩行分析.総合リハ,1982で
L２、L３の高さに加速度計を装着するべきであると報告しています。

・加速度の前後・上下方向は再現性が良好で使用できる。

・またFig.7のようにstance phase終了の目安である爪先離地を同定するためには相応の歩行速度が必要であるらしく、極端に遅いと判別困難かもしれないとのこと。
ここはビデオを使ったら大丈夫かな。