運動様式の違いによる正常膝関節屈伸運動の滑らかさの検討

• 弓削 千文

  医療法人玄真堂　川嶌整形外科病院　リハビリテーション科

• 木藤 伸宏

  医療法人玄真堂　川嶌整形外科病院　リハビリテーション科

• 菅川 祥枝

  医療法人玄真堂　川嶌整形外科病院　リハビリテーション科

• 奥村 晃司

  医療法人玄真堂　川嶌整形外科病院　リハビリテーション科

• 吉用 聖加

  医療法人玄真堂　川嶌整形外科病院　リハビリテーション科

書誌事項

タイトル別名

• 加速度センサを用いた解析

抄録

【目的】膝関節の運動機能の客観的評価として関節可動域・筋力・筋持久力の測定が一般的には行われているが、滑らかさを定量的に評価することは臨床的に重要な意味を持つ。そこで今回我々は、膝関節運動の滑らかさに着目し数学的解析を行い、臨床に役立つ指標として活用するため、加速度センサと電気角度計を用い、膝関節屈伸運動の滑らかさを定量化する試みを行った。【方法】対象は、膝関節疾患・中枢神経疾患の既往のない健常者男性5名、女性5名とし、年齢27.6±3.9歳、身長165.7±9.3cm、体重59.7±12.3kgであった。膝関節屈伸運動を他動運動と自動運動とで比較した。他動運動では、被験者の脛骨粗面直下に圧電型の３軸加速度センサ(MA3-04Acマイクロストーン(株))を固定。膝関節外側面にBiometrics社製２軸ゴニオメータ（SG150型）を貼付した後、膝関節屈曲0から120°までの屈伸運動をCYBEX CPMモード90・180 deg/secにて各10回施行した。自動運動では、座位にてメトロノーム使用し、膝関節屈曲0から120°までの屈伸運動を2000・4000msecの速さで各10回施行した。評価パラメータとして(1)膝関節屈曲30から60°の矢状面で生じる加速度を一次微分し躍度を算出、この算出値を動作の滑らかさを表す指標（jerk）として用い、(2)膝関節屈伸運動時の躍度波形より振幅値・Movement Unit（加速度の微分が０を通る回数）（以下、MU）を求め、各試行の平均値を算出した。サンプリング周波数は4000Hzとし、統計処理はStatView-J 5.0を用い、一元配置分散分析（Scheffe）を行い有意水準は5％未満とした。【結果】膝関節屈曲-伸展運動とでは有意差は認められなかった。躍度波形での最大-最小振幅値の差（Max-Min）、MUの平均値は、他動伸展運動ではMax-Min；(緩) 290±93／s³、(速)679±397／s³、MU；(緩) 46±6.9回、(速)20±5.3回となった。自動伸展運動ではMax-Min；(緩) 98±50／s³、(速)136±91／s³、MU；(緩)27±11回、(速)17±6.7回となった。他動屈曲運動Max-Min；(緩) 225±54／s³、(速)456±116／s³、MU；(緩) 44±7.7回、(速)20±4.6回となった。自動屈曲運動Max-Min；(緩) 102±60／s³、(速)135±79／s³、MU；(緩) 27±11回、(速)19±4.8回となった。Max-Min・MUともに、他動運動での(緩-速)と、(速)での他動-自動運動で有意差が認められた(p<0.001)。【まとめ】Max-Minが小さければ動作は滑らかであることから考えると、他動より自動運動の方が、(速)より(緩)の方が滑らかであることが認められた。また、MUの増大はフィードバック調節が頻繁に行われていることを示しているため、自動運動では(緩)の方がフィーバック調節が頻繁に行われていることが認められた。本研究により、躍度波形の解析は膝関節運動の滑らかさの指標として有用であることが確認できた。

収録刊行物

• 理学療法学Supplement

  理学療法学Supplement 2002 (0), 13-13, 2003

  公益社団法人 日本理学療法士協会

キーワード

• 膝関節屈伸運動
• 加速度センサ
• 躍度

詳細情報

• CRID: 1390001205564140288
• NII論文ID: 130004576754
• DOI: 10.14900/cjpt.2002.0.13.0
• 本文言語コード: ja
• データソース種別:
  • JaLC
  • CiNii Articles
• 抄録ライセンスフラグ: 使用不可