「定量的に歩行分析をしたいけど解釈が難しい...」

「歩行分析結果を的確に治療計画に反映させたいけどどうしたら良いのだろう...」

定量的な歩行評価は、患者の歩行機能のレベルを明確にし、治療や介入の計画を立てる上で重要な情報を提供します。しかし、定量的な歩行評価の結果をどのように解釈するかはなかなか難しい問題ですよね…

一方で血液検査の場合はいかがでしょうか？例えば、現在の炎症の程度を把握することや、過去と比較することで、治療計画上のリスクマネジメントに活用出来るのではないでしょうか。歩行評価も血液検査のように着目するべき指標が明確になれば、現状や経過の把握に大いに役立ちそうですね。

そこで今回は、歩行関連でよく着目されている代表的な定量指標についてまとめていきます！

歩行の定量化の意義について

近年、歩行は「第6のバイタルサイン」と言われるほど注目されている情報です。定量的な歩行分析を行うことの意義はどのようなものが考えられるのか、まずはその意義についてまとめてみたいと思います。

定量的な歩行評価の意義は、以下の4点が考えられるのではないでしょうか。

1.正確な歩行機能の評価

定量的な歩行評価によって、歩行機能を正確に把握することができるため、適切な治療やリハビリテーションの計画を立てることができます。歩行速度や歩幅などを年代別平均値と比較することで、患者の現在の歩行機能がどのような状況なのかを知ることができます。

2.経過の把握

定量的な歩行評価によって、患者の状態を経時的にモニターすることができます。例えば、治療やリハビリテーションによって、歩行機能のどの部分が変化したか。あるいは、どのような介入を行ったことで変化が起きたのか等を把握することができます。

3.生活の質の向上への貢献

歩行評価は、患者の生活の質（QOL）の向上につながる可能性があります。
患者の歩行能力を定量化することによって、現状の歩行能力で遂行可能な日常活動や趣味を把握し、その情報に基づいて患者が安心して参加可能な社会活動を提案することができます。

4.将来的なイベントの予測

歩行評価は、将来の健康リスクの予測に役立つことがあります。例えば、歩行速度が遅いことは、死亡リスクやフレイル・認知症の発症リスクとの関連が報告されています。更に、ある疾患では診断される以前に歩行速度の低下が生じていたとの報告もあり、早期発見に役立つ可能性が示されています。

以上のように、歩行機能の定量化は多様な観点で臨床に活用されることが期待されています。

よく着目されている指標

ここからは、実際によく着目されている指標と各指標で示唆される特徴をまとめます。
まず、よく着目される歩行関連の指標について、以下に項目を挙げます。

1. 歩行速度（Gait speed）

2. 歩幅（Step length）

3. 対称性（Single time symmetry ratio）

4. 両脚支持時間・両脚支持期（Double support time/Double support phase）

5. ストライドCV（Stride time CV[CoV;Coefficient of Varidation]）
   

1. 歩行速度（Gait speed）

歩行速度は老年医学領域を中心に盛んに取り扱われている指標です。

歩く速度が0.1 m/s遅くなると、死亡リスクが21%増加することが示されています[Lisanne J Dommershuijsenら.2020]。歩く速度が急激に低下(年間0.03m/s)した場合、ゆっくりと低下(年間0.02m/s)した場合よりも90%も死亡リスクが高くなります[White, Dら.2013 ]。

軽度認知機能低下(MCI)の発症が予測できる可能性も示唆されています。高齢者の歩行速度と認知機能の関連を20年間追跡した研究では、歩行速度は年間0.013 m/s低下する傾向があり、MCIの場合は非MCIと比較してさらに0.01 m/sずつ低下していたことが報告されています[Buracchio, Tら.2010]。

日常生活に関連したものだと、横断歩道を渡りきるために必要な歩行速度については、1.0m/s、1.22m/s以上という報告があります（こちらは以前のコラムでより詳細にまとめています）。

2.歩幅（Step length）

歩幅とは、左足と右足の一歩分の距離を指します。
標準的な歩幅は約70㎝（ストライドは約140cm）です。[Neumann KG (訳:月城ら). 医学書院. 2005]

高齢者の快適歩行1.0m/s以上を維持することと、歩幅と身長の比率が 31.0% 以上がであることの関係性が報告されています[Morio, Yら.2019]。このことから歩行速度を維持・向上するためには、歩幅が重要であることが示唆されます。

3.対称性（Single stance symmetry ratio）

Single stance symmetry ratioは、一方（患側）の単脚支持時間と対側（健側）の単脚支持時間の比を指します[Spaich, E. G.2016]。比1.0 は完全な対称性を示しており、値が大きいほど非対称であることを示します。この指標を含む対称性に関係する指標は、年齢との相関関係がないことが報告されています[Patterson, K. 2012]。

対称性の程度に関しては3つの基準が提案されています[Apple inc.2022]。 

• 対称（正常）：1.0～1.1

• 軽度の非対称：1.1～1.5

• 重度の非対称：1.5～

4.両脚支持時間・両脚支持期（Double support time/Double support phase）

両脚支持時間とは、両脚が路面について身体を支持している時間を指します。ランチョ・ロス・アミーゴ方式の歩行周期の図においては、立脚期時間の左右が重複する部分の時間です。

両脚支持期とは、1歩行周期を100%としたときの両脚支持時間の占める割合と定義され、一般的な健常成人は20％程度と言われています。

歩行周期の詳細については以前のコラムでご確認ください。

高齢者においては、バランス能力の低下を補うための代償戦略として両脚支持時間・両脚支持期が増加することが考えられています。

転倒を経験した人と転倒したことの無い人の比較では、転倒を経験した人のほうが、両脚支持時間が長いことが明らかになっています[Morag Eら.2013]。
高齢者の転倒の危険因子として注目されている指標のひとつです。

5.ストライドCV（Stride time CV[CoV;Coefficient of Varidation]）

1歩行周期にかかる時間のばらつきを表します。
ストライドCVは以下の計算式で成り立ちます。

ストライドCV [%] = (歩行周期時間の標準偏差 / 歩行周期時間の平均値) × 100

この指標は、歩行のリズム的な安定性を反映するもので、不安定な歩き方、つまりストライドごとにかかる時間がばらつく場合、この値が大きくなります。

ストライドCVについては、フレイルや転倒リスクとの関連性を調査した報告があります（表1,2）。

表1.フレイルとストライドCVに関する調査[Schwenk M, 2014]

表2.転倒リスクとストライドCVに関する調査[新井ら, 2011]

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おわりに

本コラムでは、歩行評価において注目されている定量指標を中心にまとめました。いかがでしょうか？

日進月歩で研究が進み、歩行評価の基準となり得る値も徐々に増えてきていますので、臨床現場でもどんどん活用して更にエビデンスを強化できると良いと感じました。

最後まで、お読みいただきありがとうございました。
本内容が皆様のお役に立てれば誠に幸いです。

参考文献

1. Lisanne J Dommershuijsen, MSc, Berna M Isik, MSc, Sirwan K L Darweesh, MD, PhD, Jos N van der Geest, PhD, M Kamran Ikram, MD, PhD, M Arfan Ikram, MD, PhD (2020). Unraveling the Association Between Gait and Mortality—One Step at a Time. The Journals of Gerontology: Series A, 75(6), 1184–1190.

2. White, D. K., Neogi, T., Nevitt, M. C., Peloquin, C. E., Zhu, Y., Boudreau, R. M., Cauley, J. A., Ferrucci, L., Harris, T. B., Satterfield, S. M., Simonsick, E. M., Strotmeyer, E. S., & Zhang, Y. (2013). Trajectories of gait speed predict mortality in well-functioning older adults: the Health, Aging and Body Composition study. The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences, 68(4), 456–464. 

3. Dumurgier, J., Elbaz, A., Ducimetière, P., Tavernier, B., Alpérovitch, A., Tzourio, C., & Singh-Manoux, A. (2009). Slow walking speed and cardiovascular death in well functioning older adults: prospective cohort study. BMJ, 339, b4460.

4. Buracchio, T., Dodge, H. H., Howieson, D., Wasserman, D., & Kaye, J. (2010). The Trajectory of Gait Speed Preceding Mild Cognitive Impairment. Archives of Neurology, 67(8), 980–986.

5. Morio, Y., Izawa, K. P., Omori, Y., Katata, H., Ishiyama, D., Koyama, S., & Yamano, Y. (2019). The Relationship between Walking Speed and Step Length in Older Aged Patients. Diseases, 7(1), 17.

6. Spaich, E. G., Svaneborg, N., Jørgensen, H., & Andersen, O. (2014). Rehabilitation of the hemiparetic gait by nociceptive withdrawal reflex-based functional electrical therapy: A randomized, single-blinded study. Journal of neuroengineering and rehabilitation, 11, 81.

7. Błażkiewicz, M., Lann Vel Lace, K., & Hadamus, A. (2021). Gait Symmetry Analysis Based on Dynamic Time Warping. Symmetry, 13(5), 836.

8. Patterson, K. K., Gage, W. H., Brooks, D., Black, S. E., & McIlroy, W. E. (2010). Changes in Gait Symmetry and Velocity After Stroke: A Cross-Sectional Study From Weeks to Years After Stroke. Neurorehabilitation and Neural Repair, 24(9), 783-790.

9. Patterson, K. K., Nadkarni, N. K., Black, S. E., & McIlroy, W. E. (2012). Gait symmetry and velocity differ in their relationship to age. Gait & posture, 35(4), 590–594.

10. Apple inc.(2022). Measuring Walking Quality Through iPhone Mobility Metrics. 

11. Morag E. Taylor, Kim Delbaere, A. Stefanie Mikolaizak, Stephen R. Lord, Jacqueline C.T. Close (2013). Gait parameter risk factors for falls under simple and dual task conditions in cognitively impaired older people. Gait & Posture, 37(1), 126-130. 

12. Beauchet, O., Annweiler, C., Lecordroch, Y., Allali, G., Dubost, V., & Herrmann, F. R. (2009). Walking speed-related changes in stride time variability: effects of decreased speed. Journal of neuroengineering and rehabilitation, 6(1), 32.

13. Neumann KG (訳:月城ら). 観察による歩行分析.医学書院. 2005.