間歇性跛行患者における姿勢制御評価のためのコンピュータ化されたダイナミックPosturography

Summary

間欠性跛行の個人は、健康な対照と比較してバランスが悪いことを示しています。コンピュータ化された動的姿勢法は、バランス障害に対する個人の姿勢反応を測定するための客観的な方法です。これは、感覚刺激が変化し、予期しない摂動が発生する状況に対応する人の能力を客観的に反映します。

Abstract

EquiTestを使用したコンピューター化された動的姿勢学は、困難な静的および動的条件下での姿勢戦略を測定するための客観的な手法です。診断評価の一環として、適切で的を絞った介入を処方できるように、姿勢障害の早期発見が重要です。EquiTestのSensory Organization Test(SOT)は、姿勢制御に関与する感覚システム(体性感覚、視覚、および前庭)の個々の使用を決定します。体性感覚と視覚入力は、個人の姿勢の揺れに応答して前後方向に移動する、キャリブレーションされた揺れ参照サポート面と視覚周囲によって変化します。これにより、相反する感覚体験が生まれます。運動制御テスト(MCT)は、逆方向および前方の並進の形で予期しない姿勢障害を作成することにより、姿勢制御に挑戦します。並進は大きさで等級付けされ、摂動から回復する時間が計算されます。

末梢動脈疾患の最も一般的な症状である間欠性跛行は、下肢の痙攣性の痛みを特徴とし、運動中の運動中の運動筋への血流の減少に続発する筋虚血によって引き起こされます。クラウディカントはしばしばバランスが悪いため、転倒や活動回避の影響を受けやすくなります。足首上腕血圧指数 (ABPI) は、末梢動脈疾患と、下肢の一般的な症状である間欠性跛行の存在を示す非侵襲的な方法です。ABPI は、足背筋または後脛骨動脈からの最高収縮期圧を、いずれかの腕からの最高上腕動脈収縮期血圧で割った値として測定されます。この論文では、クラウディカントのバランスの評価におけるコンピューター化された動的姿勢法の使用に焦点を当てます。

Introduction

CDP(Computerized Dynamic Posturography)は、姿勢制御を客観的に測定するための評価手法です。これは、さまざまな感覚系の機能的寄与(すなわち、体性感覚、視覚、前庭入力)と、バランスを維持するためにこれらの感覚入力を統合するメカニズムを分離および定量化します。これは、感覚障害、運動障害、および中枢適応障害¹を調査するための貴重なツールです。コンピュータ化された動的姿勢学は、人が自分の安定範囲内で動くときの重心(COG)のシフトを測定することにより、姿勢の揺れを検出します。これは、個人がCDPプロトコル中に足首または股関節の戦略を使用するか、または姿勢障害に対応して2つの組み合わせを使用するかを決定することにより、静的および動的な摂動に対する姿勢戦略を定量化できます。

バランス評価は、臨床およびリハビリテーションの現場で日常的に行われています。これらは、サポートの基盤が減少している(例:タンデムまたは片側スタンス)か、視覚的な入力がない(例:目を閉じている)など、さまざまな条件下でバランスを制御する人の能力の指標を提供します。したがって、それらはしばしば、転倒に対する個人の感受性を判断するために使用されます。Berg Balance Scale² や Tinetti Gait and Balance test³ など、いくつかの検証済みで信頼性の高いバランス テストは、機能的なタスク中にバランスを維持する個人の能力を評価するために臨床的に一般的に使用されています。この検査は主に高齢者を対象に設計されていますが、主観的なものでも、特に地域に住む高機能高齢者の間では、天井の影響を受けやすいものです。EquiTestを使用したコンピューター化された動的姿勢法は、姿勢制御の客観的な評価を提供するため、通常の臨床検査よりも複雑な機器を使用する必要があります。ただし、コストがかかり、持ち運びに適していません。したがって、これは、バランス障害のメカニズムを分類する既存の臨床指標を置き換えるのではなく、補完することを目的としています。

間欠性跛行は、末梢動脈疾患の症状として頻繁に報告されますが、身体活動中に下肢に発生する痙攣性の痛みを特徴とし、休息することで緩和されます。跛行動物は、バランスと歩行が損なわれ、機能的な制限を示し、転倒しやすいです。足首上腕血圧指数 (ABPI) は、下肢機能障害を伴う間欠性跛行を伴う末梢動脈疾患の存在を検出するためのシンプルで非侵襲的な方法です。この病気は、通常、ライフスタイルと^{運動プログラム4}で非侵襲的に治療されます4。姿勢障害の早期発見は、転倒の効果的な予防に有益です¹。間欠性跛行を伴う末梢動脈疾患の症状がない患者や、他のバランス関連機能障害のある患者にはABPIの測定は必要ありませんが、末梢動脈疾患が疑われ、運動やバランスに悪影響を及ぼす患者では、完全な健康診断の一部として重要です。

Sensory Organization TestやMotor Control Test on the EquiTestなどのプロトコルを用いたコンピュータ化された動的姿勢法は、健康な高齢者⁵のバランスを調査する研究で使用されてきました。これは、高齢の転倒者と非転倒者⁶を区別するため、バランス障害のある個人⁷、さらには経脛骨切断者の集団^8,9で、バランスをとる人とそうでない人を区別するために使用されています.コンピュータ化された動的姿勢法は、以前に跛行者の集団で評価されており、その結果は、跛行の52%が前庭機能障害¹⁰を示し、跛行の重症度が増加すると有意に悪化することを示しています¹¹。したがって、この客観的なバランス測定技術は、疾患の重症度に応じて患者の姿勢制御戦略を区別するのに十分な感度があると見なされます。この論文では、末梢動脈疾患によって引き起こされる間欠性跛行と診断された患者のバランス評価におけるコンピューター化された動的姿勢法の使用に焦点を当てます。

Protocol

参加者は地元の教育病院の血管外科ユニットの外来患者であり、この研究に参加するためのインフォームドコンセントを与えました。この研究は、NHSローカル研究倫理委員会(REC参照:07/Q1105/12)によって承認され、プロトコルはハル大学のIRBガイドラインに準拠していました。すべての参加者は、EquiTestで感覚組織テストと運動制御テストを完了しました。足首上腕血圧指数は、疾患の重症度を分類するために運動前に測定されました。

1. 足首上腕血圧指数 (ABPI) 測定

1. ABPI測定が行われる前に、参加者が仰臥位で少なくとも5分間休むのを待ちます。
2. 肘の上の上腕動脈と足首の上の足背筋と後脛骨動脈に標準の血圧計カフを調整します。カフスを収縮期可聴圧より20mmHg高いところまで急速に膨らませてから、2mm/秒の一定速度で収縮させます。
3. 収縮期血圧を、最初に持続する収縮期血圧が聞こえる圧力として記録します。次に、ハンドヘルドドップラープローブ(5〜8 MHz)を使用して、背筋と後脛骨動脈の収縮期圧を測定します。
4. 足首の収縮期血圧を分子として、上腕収縮期血圧を分母として ABPI を計算します。

注:ABPIの分子値を決定するために現在使用されているいくつかの方法があります。アメリカ心臓協会は、分子¹²に2つの脚動脈のより高い収縮期血圧を使用することを提唱しており、これは私たちが使用したものですが、文献で報告されている別の方法は、より低い収縮期血圧¹³を使用すると述べています。3番目の方法は、背筋と後脛骨動脈¹³からの平均収縮期血圧を使用することを推奨します。

2. 機器のセットアップ

1. EquiTestの周囲に障害物がないことを確認し、デュアルフォースプレートから物体を取り除き、EquiTestシステムの電源を入れます。デュアルフォースプレートのサポート面とビジュアルサラウンドキャリブレーションを完了します。
   手記：フォースプレートの動きは、x軸とy軸に沿って行われます。デュアルフォースプレートは、最初に床に平行なy軸を中心に前後に移動し、最大線速度は15.24cm/秒です。次に、最大角速度50°/秒(0.87 rad/秒)で、足首の背屈(つま先を上にする)と足底を下に向ける(つま先を下にする)の促進のために、x軸を中心に回転します。ビジュアルサラウンドは、±10°の範囲で最大角速度15°/秒(0.26ラジアン/秒)でx軸を中心に前後に傾きます。2つの独立したフォースプレートに内蔵された4つのフォーストランスデューサーは、各肢の垂直方向の力を測定します。2つのフォースプレートを接続するピンジョイントの下にある5番目のトランスデューサは、全体的なせん断力を測定します。
2. 参加者情報(年齢や身長など)をソフトウェアプログラムに入力します。年齢と身長を正確に示してください
   手記：参加者の結果は、年齢が一致した規範的データセット (20-59、60-69、70-79 歳) と比較されます。高さは、後方および前方の力プレートの平行移動の大きさ(小、中、大)を、その高さに応じてスケーリングすることを可能にします。
3. ビジュアルサラウンド内の表示画面をオンまたはオフにするかどうかを選択します。
   手記：表示画面がオンになっている場合、参加者は心電図の動きに関するリアルタイムの視覚的なバイオフィードバックを受け取ることができ、練習セッションやオペレーターが参加者にスコアを見たい場合に便利です。各試行の結果は、試行の完了時に処理され、緑または赤のバーで表示されます。緑のバーは、参加者が年齢を一致させた規範データよりも優れたパフォーマンスを示し、赤いバーはパフォーマンスが悪かったことを示します。

3. 参加者の準備

1. 参加者に快適なゆったりとした服を着て、EquiTestでのテストのために靴を脱ぐようにリクエストしてください。参加者に安全ハーネスを装着してもらい、長いストラップを足に固定し、ウエストバックルを締めます。
2. 参加者をデュアルフォースプレートに配置し、安全ストラップからカラビナをセキュリティハーネスのDリングにクリップします
   手記：参加者は(安全ストラップを介して)安全バーにしっかりと固定され、テスト中にバランスを崩した(またはバランスを崩しそうになった)場合でも、実際に転倒するのを防ぎます。
3. 参加者の足を支持面の中央に置きます: 足首の関節が横方向の回転軸と揃うように、各足の内側くるぶしを青い水平線上に配置し、S、M、または T 表面のマーキングに従って踵骨の外側を配置します。安全ストラップの張力を調整して、緩みすぎたり、教えすぎたりしないようにします。
   手記：参加者の身長に応じて、小は76〜140 cm、中等は141〜165 cm、背丈は166〜203 cmの範囲です(図1A)。支持面の前後の動き(デュアルフォースプレート)はy軸に沿って発生し、支持面上の左右の動きはx軸に沿って発生します。デュアルフォースプレートは、足首関節の横軸を表すx軸を中心に回転できます。参加者が足首を青い水平線の上に置き、S、M、または T のマーキングに従って中心線 (y 軸) から足を等間隔にして立っている場合、重心は x 軸と y 軸の切片の真上に配置する必要があります。この位置は、揺れ角を計算するための基準点として機能します
4. 参加者に直立してもらい、両手を横に置き、視覚環境をまっすぐ前を見つめます。テスト中は足を動かさないように要求します(図1B).
   手記：足が正しく配置されている場合、重心(COG)ディスプレイは、x軸とy軸の交点にある棒人間を示す必要があります。ただし、棒人間の位置がずれていて、足が正しく配置されている場合は(上記の手順に従って)、足を再調整しないでください。

4. 官能組織検査(SOT)

1. SOTプロトコルに関する完全な条件1-6.
   手記：SOTは6つの条件で構成され、各条件は20秒続く3つの試行で構成されています。条件1と条件2では、参加者はそれぞれ目を開けて静かに立っています。これにより、視覚的な手がかりが取り除かれたときに揺れが増加するかどうかが確立され、参加者が体性感覚入力をどれだけ効果的に利用するかが決まります。条件3では、参加者は目を開けて立っています。視覚的なサラウンドが揺れて参照され、視覚的な手掛かりが不正確になります。条件 4 では、支持面は揺れ参照です。したがって、体性感覚の手がかりは不正確になります。条件 5 は、目を閉じ、揺れ参照のサポート サーフェスで実行されます。これにより、視覚的な手がかりが取り除かれ、体性感覚の手がかりが不正確な場合に、参加者が前庭の手がかりをどのように利用するかが決まります。最後に、条件 6 では、視覚サラウンドとサポート サーフェスの両方がスウェイ参照され、参加者が不正確な場合でも視覚的な手がかりに依存しているかどうかを識別します。SOT条件は難易度が等級付けされています。最初の 3 つの条件は静的な支持面で実行され、最後の 3 つの条件は動的な支持面を使用します。
2. 各試行後にスコアを評価します (年齢が一致した規範データセットに対する参加者の Equilibrium スコアを示す緑または赤のバーが表示されます)。参加者が支援を必要としているように見える場合は、いつでもトライアルを中断できます。
3. 参加者が一歩踏み出したり、視覚の周囲に触れたり、転倒し始めたトライアルをバランスの喪失 (LOB) としてマークします。必要に応じて、参加者が試行の合間に休むことを許可し、その後、足の位置を正確に変えます。

ソフトウェアが次の関心のある変数の結果を計算することを許可します: 平衡スコア - バランスの全体的な指標。戦略分析 - 足首と股関節の戦略優位性の指標。官能分析 - バランスを維持するためにどの感覚系が使用されているかの指標(すなわち、体性感覚、視覚、前庭または視覚の好み)。各試験の開始前の最初の COG アライメント。平衡スコアは式 1 に従って計算され、12.5° は前後方向の最大垂直姿勢の揺れを表します。θ は、参加者の計算された最大前後重心変位¹⁴ を表します。100 のスコアは完全な安定性を表します。スコア 0 は、バランスが崩れていることを示します。

ストラテジー・スコアは、25ポンド(11.4 kg)の最大可能せん断力に対するせん断振動のピークツーピーク振幅を表し、25ポンドは、狭いビームでバランスを維持するためにヒップ・ストラテジーのみを使用した個人によって生成される最大せん断力と最小せん断力の差です(Nashner、未発表データ、EquiTest System Operator's Manualに引用)¹⁴.100に近いスコアは、足首全体の戦略を示しています。スコアが0に近い場合は、最大のせん断力で完全な股関節戦略を示します。官能分析は、官能試験条件の特定のペアからの平均平衡スコアを使用して、4つの官能比を計算します。これらは：

初期 COG アライメントは、各 SOT 試行の前の 5 秒前の前後の平均 COG 位置として決定されます。

5. モータ制御試験 (MCT)

1. MCTの6つの条件をすべて完了します。これには、マグニチュード(小、中、大)に分類された3つの前方平行移動と3つの逆方向変換が含まれます。
   手記：小さな翻訳は閾値刺激を表し、大きな翻訳は参加者が最大の反応を生み出すことを必要とします。中程度の翻訳は、スペクトルの両端の間にあります。各条件は 3 回実行され、その間に 1.5 秒から 2.5 秒のランダムな遅延があります。各並進中の支持面の水平変位は、参加者の身長に応じてスケーリングされます。
2. 上記の指示に従って、足が支持面に正確に配置されていることを確認してください。標準化された順序で試行を実行します (最初に逆方向に、次に順方向に並進します)。必要に応じて試行を中断し、上記のようにバランスの損失を記録します。
   手記：フルMCTは、休まずに完了するまでに約5〜10分かかります。ソフトウェアが関心のある次の変数の結果を計算することを許可します: 重量対称性 - 力変換器によって測定された平行移動の開始前の左肢と右肢の体重負荷分布。レイテンシー - サポートサーフェスの平行移動の開始と参加者のアクティブな力の反応との間の時間経過 (ミリ秒単位) で、各四肢について個別に測定されます。振幅スケーリング(または相対応答強度)-前後の並進中に身体に与えられる角運動量を止めるための参加者のアクティブな力の応答の強さ。応答強度は、角運動量(度/秒)の単位で各脚について独立して測定され、体の高さと体重に正規化されます。

6. 参加者報告会

1. SOTとMCTの完了後、参加者をプラットフォームから降ろすのを補助します。彼らの調査結果が意味するところについて、SOTとMCTで全体的にどのように機能したかを説明してください。
2. 必要に応じて、テストのいずれかでスコアが低かった場合は、資格のある監督の下でバランストレーニングプログラムについて話し合うか、参加者に紹介します。参加者がいずれかの感覚スコアで低スコアだった場合は、さらなる医学的調査をお勧めします。

Results

足首上腕血圧指数(ABPI)

個人のABPIを使用して、末梢動脈疾患の存在を分類できます。1.0 から 1.2 の ABPI は正常範囲内にあります。0.9〜1.0の値は許容されますが、0.4〜0.9は軽度から中等度の末梢動脈疾患の重症度を示しています。ABPIが<0.4と重篤な末梢動脈疾患が確認されている¹⁵。<0.9のABPIは、末梢動脈疾患¹⁶に対して95%の感度と99%の特異的であり、末梢動脈疾患患者の下肢機能と関連しています。

官能組織テスト

図2は、1人の参加者に対するSOTからの均衡スコア、官能分析、戦略分析、およびCOGアライメントの典型的な解釈を示しています。緑色のバーは、参加者が条件1〜4で年齢一致した規範データセットよりも優れたパフォーマンスを発揮したことを示しています。参加者は、条件 5 の最後の試行...

Discussion

姿勢制御の評価は、多くの場合、加齢や病気のために転倒しやすい人にとって重要です。コンピューター化された動的姿勢検査は、バランスを担う感覚系が、障害を体系的に区別する個別のプロトコルを通じて挑戦できるという点でユニークな技術です⁴。感覚組織テスト (SOT) は、体性感覚、視覚、または前庭の合図をうまく利用していない場合や、不正確な場合でも視覚入力に依存していることを特定できます。たとえば、 感覚分析 は、人が前庭の合図をうまく使用していないとき、または前庭の合図が利用できない場合を特定します。これは、視覚的な手がかりが存在しない場合 (目を閉じている)、揺れを参照する支持面 (条件 5) のために体性感覚の手がかりが不正確である場合に、 平衡 スコアと 戦略 スコアを分析することによって達成されます。多くの跛行者は知らず知らずのうちに前庭機能障害を患っており⁹ 、その結果バランスが損なわれ、転倒のリスクが高くなるため、このような情報は末梢動脈疾患にとって特に価値があります。さらに、自動姿勢反応は末梢感覚神経および運動神経 (MCT で測定)...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
NeuroCom EquiTest	NeuroCom、Natus Medical Incorporatedの一部門、カリフォルニア州サンカルロス、米国
ハンドヘルドドップラー超音波	Huntleigh Technology Plc、カーディフ、英国
計(血圧)カフ