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

• 研究課題/領域番号: 20K19335
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター
• 研究代表者: 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)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円); 2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 歩行 / トレッドミル / マーカレスモーションキャプチャ / 平地 / 歩容 / 歩行解析

研究開始時の研究の概要

脳卒中片麻痺患者の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よって歩行動作の獲得や再学習を促すことが報告されている。一方、トレッドミルでの歩容は平地での歩容と大きく異なる患者もいる。そのような患者の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。
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歩行解析により、①：トレッドミルと平地での歩行類似性に影響を与える身体機能を同定し、②：①によって同定した項目とトレッドミル介入効果との関係を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、平地歩行とトレッドミルの歩行を解析し、その類似度と身体機能との関連を検討した。
トレッドミル歩行に対する平地歩行の比（歩行比）を算出した（歩行比が1に近いと類似性が高い）。解析対象としたトレッドミル歩行は、0.5～1.0倍の6種類の速度のうち、快適に歩くことができた速度（快適速度）と1.0倍の2種類とした。“快適速度”、“1.0倍”の両条件において、歩行比を算出した。
結果は、快適速度、1,0倍のトレッドミル歩行比ともに統計的に有意に関連した身体機能評価は、ケイデンスであった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

トレッドミル歩行と平地歩行の特徴的な違いとして、ケイデンスがあげられる可能性が示唆された。ケイデンスを元にトレッドミル歩行の速度を調整したり、トレッドミル歩行ではなく平地歩行を優先的に実施することで、効率的な運動学習を促せる可能性がある。