トレッドミルと平地歩行の歩容解析に基づいたトレッドミル歩行介入効果の検証

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K19335
• Research Institution: National Center for Geriatrics and Gerontology
• Principal Investigator: 相本 啓太 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 病院, 理学療法士 (00790495)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: トレッドミル / 平地 / 歩容 / マーカレスモーションキャプチャ

Outline of Annual Research Achievements

リハビリテーションでは、トレッドミルを用いた歩行練習を実施することが多い。トレッドミル歩行練習に関する報告は多く行われており、トレッドミル歩行練習によって歩行動作の獲得や再学習を促すとされている。その効果は平地とトレッドミルでの歩容が類似しており、転移性が高いという運動学習理論に基づいている。一方で、臨床においてトレッドミルでの歩容が、平地での歩容と大きく異なる患者もいる。そのような患者においては、運動学習の観点からトレッドミル歩行練習効果は、小さいと考えられる。そのため、トレッドミル練習適応患者の選別によって個人に合わせた練習方法を設計する必要があると考える。
本研究では、歩行動画から人工知能を利用したマーカレスモーションキャプチャにより、トレッドミルと平地での歩容の比較および類似性に影響を与える身体機能を同定すること、同定された身体機能をもとに分類した群ごとでのトレッドミル歩行練習の介入効果検証を目的として進めている。現在、平地とトレッドミル歩行の歩容比較および身体機能との関連を調査している。
計測データから、ほぼすべての対象者においてトレッドミルと平地歩行を同速度で実施すると、トレッドミル歩行において、歩幅が短く、ケイデンスが大きくなっている。股関節最大屈曲角度や伸展角度減少などの特徴も見られた。くわえて、対象者は平地歩行の0.7倍程度での速度でのトレッドミル歩行が、歩きやすいと感じることが多かった。
各評価項目（歩幅、関節角度など）のトレッドミル歩行に対する平地歩行の比（1倍に近いほど類似している）と、身体機能（10m歩行速度、バランス機能など）との統計的に有意な関連は現在のところ見られていない。一方で、明らかに歩容が変化する対象者がいるため（例：同速度におけるケイデンスが、平地歩行：110、トレッドミル歩行：150）、対象者の特徴を元に、サブ解析を進めていく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

手すりを用いずにトレッドミル歩行を、平地と同じ速度で実施できない対象者がいるなど、対象者数が予定よりやや少ない。また、各評価項目のトレッドミル歩行と平地歩行の比と、身体機能との統計的に有意に関連する項目の同定はできていない。そのため、介入には至っていない。

Strategy for Future Research Activity

各評価項目のトレッドミル歩行と平地歩行の比と、身体機能との統計的に有意な関連は見られていないため、対象者ごとにサブ解析の実施を予定している。
具体的には、トレッドミル歩行と平地歩行の比を基準とした解析（例：同速度の歩行で、トレッドミルが平地と比較し、ケイデンスが1.1倍を超えている対象者など）や、臨床的な感覚により一定基準（例：ケイデンスが130を超える、快適歩行には見えないような歩行）による解析を検討して進めている。

Causes of Carryover

参加を予定していた学会の現地に行かずに、オンラインで参加したため、次年度使用が生じた。