- 著者
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笹谷 香織
倉山 太一
村神 瑠美
大高 洋平
- 出版者
- JAPANESE PHYSICAL THERAPY ASSOCIATION
- 雑誌
- 日本理学療法学術大会
- 巻号頁・発行日
- vol.2012, pp.48100195-48100195, 2013
【はじめに、目的】小型加速度計は、歩行周期時間や歩幅などの客観的な指標を精度良く算出することが可能であると報告されており、非拘束で測定場所を選ばない点や、測定の簡便さから、臨床応用の容易な歩行解析機器として着目されている。現在、加速度計はiPhone(Apple社)などの汎用電子機器にも標準的に内蔵されており、これを利用した加速度計測用のソフトウェアも複数存在する。iPhoneによる歩行解析については、加速度のピーク時間より同定される歩行周期時間をはじめとした、時間因子に関わる評価について報告が複数あるものの、重心変位幅など加速度値そのものを利用した歩行評価については十分に検討されていない。そこで本研究では、iPhoneによって計測された加速度値、またこれを利用した重心変位量の妥当性を検討することを目的に、異なる歩行速度における重心位置の加速度と、これを利用し算出した重心変位量について、三次元動作解析装置ならびに、研究用小型加速度計との比較を行った。【方法】対象は健常成人9 名(男性5 名、女性4 名、平均年齢23.3 ± 1.1 歳)とした。第3 腰椎棘突起部を重心位置としてiPhoneをベルトで固定し、同じ箇所に研究用加速度計(DELSYS社)を重ねて貼付し、課題中の加速度を垂直・前後・左右方向で計測した。iPhoneの加速度取得にはiPhoneのアプリケーションである「加速度ロガー(アイム有限会社)」を使用した。また光学式三次元動作解析装置(NDI社製、以下、動作解析装置)の光学マーカーを同じ場所に貼付し、位置情報の計測により各方向における変位量、及び加速度の基準値(実測値)を算出した。サンプリング周波数は100Hzで統一した。測定課題はトレッドミル上での歩行とし、歩行速度[m/min]は20、40、60、80、100 の5 条件とした。解析は、静止立位時の加速度が全方向で0 となるように重力の影響を校正した後、iPhone及び加速度計で取得された40 歩分の加速度データについて、速度別に、研究用加速度計、並びに動作解析装置から得た基準加速度値との相関検定を行った。またiPhoneと研究用加速度計で得られた加速度を積分して各軸における変位量を算出し、動作解析装置の実測値との相関について検定した。データ解析および統計解析にはMatlab 2012aを用いた。有意水準は5%未満とした。【倫理的配慮、説明と同意】本研究は病院倫理委員会の承認を得ており、対象者に研究内容を十分に説明し、同意を得て行った。【結果】iPhoneで計測された加速度は、全方向、全速度条件で動作解析装置の基準値と有意に相関した。相関係数の平均値は、垂直方向では、0.95 ± 0.03、前後方向では0.93 ± 0.07、横方向では0.85 ± 0.07 であった。また同じく研究用加速度計とも有意な高い相関を示した。iPhoneのデータを元に算出された重心変位量については実測値との比較では全方向で相関係数は最大で0.06 であり相関は認められなかった。一方、研究用加速度計とiPhoneの重心変位量については相関係数が0.35 〜0.63と全ての速度で有意に相関した。【考察】iPhoneで取得された加速度は、動作解析装置ならびに研究用加速度計における加速度と高い相関を示した。このことから歩行速度が20 〜100[m/min]の範囲でiPhoneを加速度計として歩行解析に用いることは妥当性があることが示唆された。一方、加速度から計算された重心変位量については、研究用加速度計から算出された重心変位量との相関は高かったが、実測値である動作解析装置の値とは相関が低く、重心変位量の計測に於いてはiPhoneの妥当性は低い可能性が示された。結論としてiPhoneは加速度計の性能としては研究用加速度計と同等であるといえるが、同時に、加速度計が持つ特性である重力加速度の影響を受けることから、重心変位量の計測においては誤差が大きくなることが示唆された。歩行解析に於いて加速度計は体幹や下肢に装着して使用するため、それらの周期的運動による重力方向の変化が、計測される加速度に影響を与える。今後はこれらの性質や特徴を明らかにし、何らかの補正方法を考案することで重心変位量の誤差を低下させる取り組みなど、追加検討を実施したい。【理学療法学研究としての意義】加速度計はiPhone以外にも多くの汎用電子機器に内蔵されており、その普及率は高い。本研究はこれらの機器を利用した歩行評価の可能性を一部示した点において意義があると考えている。