脳卒中患者の不整地歩行の特徴ー生体力学的パラメータと筋活動の変化～畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター

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2023.06.02

脳卒中患者の不整地歩行の特徴ー生体力学的パラメータと筋活動の変化～畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター

脳卒中患者は、中枢神経系の損傷によりさまざまな歩行障害を有します。特に、不整地を含む屋外の地域社会での歩行は困難となる場合があり、結果として社会参加が妨げられ、生活の質に不利益をもたらします。畿央大学大学院博士後期課程乾康浩氏と森岡周教授らは、脳卒中患者の不整地歩行の特徴を検証しました。脳卒中患者は不整地歩行中に、歩行安定性の低下、立脚期の股関節最大伸展角度の低下、遊脚期のヒラメ筋活動時間の増加を示すことを明らかにしました。この研究成果はGait and Posture誌（Characteristics of uneven surface walking in stroke patients: Modification in biomechanical parameters and muscle activity）に掲載されています。

研究概要

脳卒中患者は、中枢神経系の損傷により歩行障害を有し、屋外の地域社会での歩行が困難になります。これは、社会参加を妨げ、生活の質の低下にもつながります。屋外環境のなかでも、不整地は摂動の予測が困難であり、適応性が低下した脳卒中患者では特に難しくなることが予想されます。そのため、リハビリテーション専門家にとって、脳卒中患者の不整地歩行の特徴を捉えることは必要です。一方で、現在までに、脳卒中患者が人工芝を歩行する際の変化は検証されているが、予測困難な摂動が生じる不整地での特徴を検証した報告は見当たりません。畿央大学大学院博士後期課程乾康浩氏、森岡周教授らの研究チームは、予測困難な摂動が生じる不整地路を作製し、脳卒中患者の不整地歩行中の歩行速度、体幹の加速度、麻痺側の関節運動、および筋活動の特徴を分析しました。その結果、脳卒中患者は不整地歩行中に、歩行安定性の低下、立脚期の股関節伸展低下、遊脚期のヒラメ筋活動時間増加を示すことを明らかにしました。本研究は、健常者と比較した脳卒中患者の予測困難な摂動が生じる不整地歩行中の特徴を明らかにした初めての研究です。

本研究のポイント

■ 脳卒中患者の不整地歩行の特徴を自作の不整地路を用いて評価した。
■ 脳卒中患者は、不整地歩行中に安定性の低下、立脚期股関節伸展の低下、遊脚期ヒラメ筋活動時間の増大を示すことが明らかとなった。

研究内容

実験中、歩行速度、歩行安定性を評価するための立脚期と遊脚期に分けた3軸の体幹の加速度のRoot Mean Square、麻痺側下肢の最大関節角度、麻痺側下肢の立脚期と遊脚期に分けた平均筋活動および筋活動時間を測定しました。その結果、歩行速度は健常者と違いは見られないものの、歩行安定性は立脚期と遊脚期のすべての軸において脳卒中患者で低下していました。さらに、脳卒中患者の特徴として、立脚期股関節伸展角度の低下、遊脚期ヒラメ筋活動時間の増大が見られました(図2)。

図２．平地および不整地歩行中の健常者と脳卒中患者の群×路面の交互作用の結果

(a) 左右軸方向の体幹加速度のroot mean square (RMS); (b) 立脚期の股関節最大伸展角度; (c) 遊脚期のヒラメ筋活動時間

研究グループは、この結果のうち、歩行安定性の低下と立脚期股関節伸展角度低下に関しては、不整地歩行中に運動制御が困難になった結果と考えています。一方で、遊脚期ヒラメ筋活動時間の増大に関しては、脳卒中患者の歩行時の衝撃吸収のための代償戦略であることが知られており、不整地で生じる大きな衝撃に対応するために代償戦略を強めたと考察しています。