高齢者を対象とした、シナジー理論に基づく新しい歩行リハビリテーション法の開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K11198
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 浅井 剛 関西医科大学, リハビリテーション学部, 准教授 (50411880)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三栖 翔吾 甲南女子大学, 看護リハビリテーション学部, 講師 (20824105) ; 福元 喜啓 関西医科大学, 医学部, 講師 (30636121) ; 為井 智也 神戸大学, 数理・データサイエンスセンター, 准教授 (40548434)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 歩行 / 非負値行列因数分解 / 筋シナジー

Outline of Annual Research Achievements

最終年度には、二重課題間の難易度の違いが歩行にどのように影響するかに焦点を当て、既存のデータに新たな解析を加えて検討を行った。対象は地域在住高齢者17名（女性：13名（76％）、年齢：76.1±6.6歳）であった。認知課題を付加した歩行（二重課題歩行）中の下肢 の主要筋の筋活動を計測し、歩行中の姿勢および下肢の協調的な活動（筋シナジー、非負値行列因数分解）の変化について検討を行った。歩行条件は4条件とした（普通歩行、ゆっくり歩行、難易度の異なる二種の二重課題歩行 （易課題：100からの逆唱、難課題：100から連続した3の引き算））。歩行中の姿勢の評価のために、小型3軸加速度センサを 体幹下部（腰椎第3棘突起部）に取り付けた。得られた加速度波形に波形解析を加え、歩行の特徴を抽出し、姿勢評価を行った。下肢の筋電活動は、歩行の主動作筋群8筋を選択し、無線筋電センサを用いて計測した。得られた筋電波形に対して非負値行列因数分解を行い、歩行動作における筋モジュール数を求めた。さらに、筋の重みづけ要素と時間パターン要素について普通歩行と２種の二重課題歩行との相関係数を求め、課題の難易度の違いがどちらの要素に現れるのかを検討した。その結果、いずれの二重課題歩行でも歩行速度が有意に遅くなり、ストライド時間の変動が大きくなるとともに、体幹の加速度波形の規則性が低下した。また、難度の高い二重課題歩行においてのみ筋モジュール数が減少する傾向が見られた。さらに課題の難易度の違いは時間パターン要素に強く現れた。これらのことから二重課題によって生じる歩容の変化は、下肢の運動の時間的な要素に強く表れることが示唆された。
研究期間を通じて、小型の加速度センサと筋電センサを組み合わせることで、高齢者の歩容の特徴を評価し、検討することができた。高齢者の二重課題歩行に関する新たな知見を得ることができた。