人工膝・股関節置換術適用患者の荷重免荷型トレッドミルにおける三次元歩行計測

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10382
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 入江 徹 北海道大学, 大学病院, 助教 (30609839)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野寺 智洋 北海道大学, 大学病院, 講師 (70547174) ; 遠山 晴一 北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (60301884)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 三次元歩行計測 / 人工膝関節置換術 / 人工股関節置換術 / 荷重免荷型トレッドミル

Outline of Annual Research Achievements

人工膝関節置換術前・術後、人工股関節置換術前・術後患者における免荷トレッドミルを用いた歩行キネマティクスの計測法を確立するために、まずは健常人での非光学的三次元歩行計測システムを用いての歩行キネマティクス計測と荷重免荷型トレッドミルを用いての歩行キネマティクス計測を実施し、計測条件の詳細を設定した。その後、人工関節置換術術後患者の計測条件の詳細の設定のために、実際に人工関節置換術を施行された患者2名にて、同様に光学的三次元歩行計測システムを用いての歩行キネマティクス計測と荷重免荷型トレッドミルを用いての歩行キネマティクス計測を実施し、計測条件の詳細の設定を完了した。さらに得られた加速度・角速度データから歩行中の下肢運動をスティックピクチャモデルにより表現し、各評価パラメータ（1. 歩幅、2. 最大膝屈曲角、最大膝伸展角、4. 膝関節可動域、5. 膝屈曲角（踵接地直後、爪先離地時）、7. 足部外転角、8. 大腿・下腿角、9. 下肢機能軸傾斜角（外転方向、内転方向）、11. 歩行周期、12. 立脚比、13. 膝加速度ベクトル方向、14. 膝関節水平面軌跡角）が問題なく評価可能であることを確認した。
そののち、実際の計測データ抽出のために、本研究対象患者にて、荷重免荷型トレッドミルを用いての歩行キネマティクス計測を実施した。さらに得られた加速度・角速度データから歩行中の下肢運動をスティックピクチャモデルにより表現し、各評価パラメータを算出した。現在、術前（術前3~7日）の計測は5名で終了し、術後計測は4名で実施済みである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成28年度の手術患者が80歳以上の症例が多く、本研究対象から除外される例が多かった。また本研究対象患者とし術前計測を実施したものにおいても、術後経過中に下肢静脈血栓症を発症し、リハビリ内容の変更を余儀なくされ、必要データに欠損を生じる症例が散発した。上記により予定症例数を下回った。

Strategy for Future Research Activity

本研究対象患者とし、術前計測を施行した患者においても、下肢静脈血栓症の発症等にて予定のリハビリを実施できず、術後14～21日等の計測が実施できない例が一定数発生することがわかった。今後は一定数の離脱例が生じることを予見して計測計画を立て、早い段階で予定症例数の人工膝関節置換術後、人工股関節置換術後の歩行時キネマティクスの計測を終了させる。
次に歩行データの解析を行い、術後臨床成績や患者満足度の低い患者の歩行パターンと臨床成績や患者満足度が高い患者の歩行パターンを三次元的に比較する。計測により得られた各種パラメータと患者背景因子（年齢、身長、体重、診断名等）や変形性関節症の重症度等との関連制を分析、検討し、術後臨床成績や患者満足度が低くなることが予想される患者に対する、テーラーメイド型リハビリテーションプログラムを作成することにより、術後臨床成績や患者満足度の改善をはかり、成績不良例、低満足度例の減少を目指す。