2022 年度
タカタ財団助成研究成果報告書

肘関節周辺外傷後の運転許可のために必要な関節可動域の検討-2022 年度タカタ財団助成研究論文ISSN 2185-8950

かわしまクリニックリハビリテーション科

1

岸本進太郎

研究実施メンバー

研究代表者

かわしまクリニック
副主任

共同研究者

リハビリテーション科
岸本

東京医科歯科大学助教

運動器機能形態学講座
井原

かわしまクリニック副主任

拓哉

リハビリテーション科
辛嶋

2

進太郎良介

報告書概要近年，高齢者の交通事故に注目が集まるが，同様に上肢の運動機能障害を有する患者も若年，高齢を問わず存在する．臨床現場では自動車運転再開の時期やその見通しを不安に思う声は多く聞かれ，運動機能に制限がありながらも日常生活の不便さから，リスクを冒して運転を強行する患者にもよく遭遇する．しかし，現在上肢障害における運転適性を評価するために，医療従事者が使用するガイドラインや検査がなくその基礎となるデータも不足している．
そこで本研究では，健常者と肘関節周辺外傷後の患者を対象としてドライビングシミュレータと慣性センサを用いてステアリング操作に必要な肘関節，前腕の関節可動域につい明らかにし，実患者を対象にした縦断的検証と健常者との比較により，運転再開の目安とされる時期を提示するための知見を得ることを目的とした．
本研究の結果から，ステアリング操作には肘関節は屈曲約 57°〜84°，前腕は回内 57°〜回外 13°の角度が必要であることが明らかとなった．さらに，前腕を含む肘関節周辺外傷後の運転再開時期については，術後 8 週でステアリング操作に必要な関節可動域に達すると考えられたが，運転能力が健常群と同程度に回復までには術後 12 週を要すことが推察された．

3

目

次

肘関節周辺外傷後の運転許可のために必要な関節可動域の検討
第1章

はじめに..............................................................5

1.1

研究背景...............................................................5

1.2

目的...................................................................5

第 2 章 健常者における関節可動域の検証........................................62.1 対象...................................................................62.2 方法...................................................................62.3 結果...................................................................112.4 考察...................................................................14
第 3 章 肘関節周辺外傷後の患者における関節可動域の縦断的検証..................15
3.1 対象...................................................................153.2 方法...................................................................153.3 結果...................................................................163.4 考察...................................................................23
第 4 章 まとめと今後の課題....................................................24
参考文献......................................................................25
付録..........................................................................26

4

第1章
はじめに
1.1 研究背景
自動車運転は，公共交通機関が未発達な地域において非常に重要な移動手段である．そのため，外傷によって突然自動車運転を一時的に制限されることは，日常生活のみならず，就労，社会参加の遂行に支障をきたす．本邦の道路交通法 66 条では，「過労，病気，薬物の影響その他の理由により，正常な運転ができないおそれがある状態で車両等を運転してはならない」と定められている．また，70 条では「車両等の運転者は，該当車両等のハンドル，ブレーキその他の装置を確実に操作し，かつ，道路，交通及び当該車両等の状況に応じ，他人に危害を及ぼさないような速度と方法で運転しなければならない」とあり，適切な運転操作や正しい判断を怠ると「安全運転義務違反」として処罰の対象になる 1)．そのため，上肢外傷後において治療中に不十分な機能のまま運転することは安全運転義務違反の対象になることが考えられる．実際に，筋骨格系障害と自動車事故との関係の調査では，運動機能障害と筋骨格系の異常のあるものは，過失事故に対するリスクがはるかに高いことが報告されている 2)．しかし，一時的な上肢障害における運転適性を評価するために，医療従事者が使用するガイドラインや検査がなく，その基礎となるデータも不足している．
近年，高齢者の交通事故に注目が集まるが，同様に上肢の運動機能障害を有する患者も若年，高齢を問わず存在する．特に肘・前腕は，空間での到達や調整を担う機能を持ち，その機能制限は運転操作に大きな影響を与えることが予測される．一方で，臨床現場では自動車運転再開の時期やその見通しを不安に思う声は多く聞かれ，運動機能に制限がありながらも日常生活動作の不便さから，リスクを冒して運転を強行する患者にもよく遭遇する．実際に，上肢骨折後のギプス固定中に，男性患者の 3 分の 2，女性患者の 3 分の 1 が運転していたとの報告があり 3)，安全性を担保し，適切な時期に運転が再開できるよう支援するためにも，運転再開に必要な肘・前腕関節可動域の基準を明確にすることが必要であると考える．
1.2 目的
本研究では，ステアリング操作に必要な肘関節，前腕の関節可動域を検証し，運転再開の目安とされる時期を提示するための知見を得るため以下のことを明らかにする．
研究 1）健常者のステアリング操作に必要は肘関節（屈曲・伸展），前腕（回内・回外）の関節可動域の検証
研究 2）肘関節周辺外傷後の患者を対象に，ステアリング操作中の関節可動域の縦断的検証と健常者との比較

5

第2章
健常者における関節可動域の検証
2.1 対象
被験者は，有効な運転免許証を所持した肘関節および前腕に関節可動域制限のない健常成
人 13 名であった．そのうち欠損なくデータを収集しえた 11 名（男性 9 名，女性 2 名，平均年齢 29.5±7.2 歳）を対象とした（表 1）．
表 1：健常成人 11 名の詳細

表1：健常成人11名の詳細
被験者

1234567891011平均値
SD年齢（歳）

26
40
22
21
21
30
32
36
41
29
26
29.5
7.2

性別

女
男
男
男
女
男
男
男
男
男
男

利き手

免許取得年数（年）

右右右右右右右右
右
右
右

6
17
4
3
3
12
14
18
23
10
8
10.7
6.7

肘屈曲
右
150
150
150
150
135
145
140
145
140
150
130
144.1
7.0

左150
150
150
150
135
145
140
145
140
150
135
144.5
6.1

関節可動域（°）
肘伸展
前腕回内
右
左
右左
15
15
80
80
101060
60
0070
70
0075
75
25
20
80
80
15
15
80
80
10580
80
5575
75
5560
60
5570
70
0
15
80
80
8.2
8.6
73.6
73.6
7.86.7
7.8
7.8

前腕回外
右左100
100
9090909090909090909090909595
9090
90909090
91.4
91.4
3.2
3.2

2.2 方法
2.2-1 ドライビングシミュレータ（DS）
本研究では，ドライビングシミュレータ Honda セーフティナビ（Honda 社製）を利用した．図 1 に示すように DS はパソコンを使用し，ステアリングホイール，アクセル，ブレーキ，フットペダルなどで構成されておりオートマティック車（AT 車）の運転を簡易的に模擬することができる．模擬走行環境は，郊外の環境（SD コーチャー，一般道路コース）を再現した標準的なカーブ，交差点，横断歩道など日常的な運転環境とした．被験者は，椅子に座り，ステアリングの距離と高さは最適な位置へ自由に調整し，ステアリングをおよそ10 時と 2 時の方向で持つように指示し，操作と制限速度の指示は行わず自然で快適な運転ができるよう設定した（図 2）．

6図 1：DS（Honda セーフティナビ）

図 2：DS 操作風景
7

2.2-2 動作解析
模擬走行中の肘関節および前腕の動作解析には，4 台の無線式小型慣性センサ Xsens DOT（Zero C Seven 社製）を使用し，被験者のステアリング操作を妨げず実運転に近い環境で計測をできるよう設定した．上腕部へのセンサは上腕中間部の外側，前腕部へのセンサは前腕遠位部背側の皮膚上とし左右両側に貼付した（図 3）．

図 3：慣性センサ

XsensDOT（左），センサ貼付位置（右）ステリング操作中の肘関節および前腕の角度の時系列データは，2 つのセンサの相対角度を算出する単関節角度計測アプリ AngleLab（Zero C Seven 社製）を用いて取得した（図4）．

図 4：単関節角度計測アプリ AngleLab（https://www.0c7.co.jp/products/sensing/anglelab.html より一部引用）

8

2.2-3 運転能力の評価
運転能力は，DS 施行中の衝突回数，車線逸脱回数を調べることで評価した．衝突回数は，模擬走行中に車両がプログラム内に出現する他の車両やバイク，歩行者，縁石などに衝突した回数とした．車線逸脱回数は，衝突はなかったものの，センターラインや道路左側のラインを横断した回数とした．
2.2-4 実施手順
被験者は，インフォームドコンセントの後に，運転経験年数，利き手，運転頻度，運転に対する自信の程度（0 が最低，10 が最高の 11 段階）過去の自動車事故歴に関するアンケー
トに回答した．その後，ゴニオメーターを用いて肘関節および前腕の能動的な最大関節可動域を測定した．
両上肢にセンサを貼付後，被験者は DS の操作に慣れるため練習走行を行なった後，郊外の環境での模擬走行を実施した．
2.2-5 データ解析
センサから出力された関節角度の生データは CSV データとして取得した．取得した生デー
タはフィルタリング処理した後，施行中のイベント（図 5）を抽出した．さらに，全イベン
ト中および，各イベント中の肘関節屈曲-伸展，前腕回内-回外（図 6）運動について，平均角度，可動範囲，最大角度を算出した．
2.2-6 統計解析
統計学的解析として，各イベントにおける最大角度を解析側で 2 群間（右上肢，左上肢）比較した．また，可動範囲は運動方向で 4 群間（右屈曲-伸展，左屈曲-伸展，右回内-回外，左回内-回外）を比較した．全てのデータは，Shapiro-Wilk 検定を用いて正規性を判定した後，Mann-Whitney の U 検定，Kruskal-Wallis 検定を行った．多重比較については有意差が認められた場合は Bonferroni 補正を実施した．解析には R-4.1.1 を使用し，有意水準は 5%とした．

9図 5：DS 施行中の抽出イベント

図 6：肘関節屈曲-伸展運動（左），前腕回内-回外運動（右）102.3 結果
2.3-1 DS による運転能力とアンケート結果
DS 施行中の衝突回数は平均 0.3±0.5 回，車線逸脱回数は平均 1.8±1.5 回であった．自動車の運転頻度は，全例毎日であり，運転に対する自信度は平均 7.8±2.1 点（5〜10 点），過去の自動車事故歴は平均 0.2±0.4 回であった．
2.3-2 DS 施行中の全イベントにおける関節可動域の結果
DS 施行中の平均角度は，右上肢は肘関節屈曲 71.7±18.9 度，前腕回内 33.0±35.7 度，左上肢は肘関節屈曲 70.4±21.4 度，前腕回内 35.1±31.0 度であった．可動範囲は，右上肢では肘関節 24.3±17.2 度，前腕 47.7±39.2 度，左上肢では肘関節 26.0±18.9 度，前腕40.8±35.4 度であった．表 2 にステアリング操作に要したな肘関節，前腕の最大角度の結果を示す．

表 2：DS 施行中の全イベントにおける最大角度の結果

112.3-3 DS 施行中の各イベントにおける可動範囲の結果
表 3 に各イベントにけるステアリング操作に要した肘，前腕の可動範囲の結果を示す．多重比較の結果，右折時には，左前腕回内-回外（55.0±9.0°）が他の可動範囲に比べ有意に大きかった．左折時は，右前腕回内-回外（81.0±32.9°）と左前腕回内-回外（51.6±26.4°）に有意な差は認めなかったが，左右肘関節屈曲-伸展の可動範囲に比べ有意に大きかった（図 7）．
表 3：各イベントにおける可動範囲の結果

図 7：各イベントにおける可動範囲の比較結果

12

2.3-4 DS 施行中の各イベントにおける最大角度の結果
表 4 に各イベントにおける最大角度の結果を示す．また，図 8 に各イベントにおける最大角度を解析側で比較した結果を示す．解析側の比較では，右折，左折の回内角度に有意な差を認めた．右折時のステアリング操作では，右前腕回内角度（48.7±19.3°）に対して左前腕回内角度（69.9±16.5°）が有意に大きかった．左折時のステアリング操作では，左前腕回内角度（53.1±24.8°）に対して右前腕回内角度（85.7±23.0°）が有意に大きかった．
つまり，右左折時には進行方向と対側の回内角度が有意に大きいことが示された．
表 4：各イベントにおける最大角度

図 8：各イベントにおける最大角度の解析側比較132.4 考察
第 2 章では健常者におけるステアリング操作に必要な関節可動域の検証を行った．本研究の結果から本邦のように左車線走行で AT 車を運転する際には，肘関節は屈曲約 57°〜84°，前腕は回内 57°〜回外 13°の角度に到達することが示唆された．Rawal らは，3 次元モーショントラッキングシステムを用いた上肢の解析において，DS による走行テストでは肘関節は屈曲 35°〜72°，前腕は回内 77°〜回外 24°に達していたことを報告している
4)．また，Latz らは，電子ゴニオメータを用いた実車のテストにより肘，前腕の関節可動域を測定し，肘関節は屈曲 5°〜105°，前腕は回内 45°〜回外 35°の動きを許容する必要があると報告している 5）．報告者によるステアリング操作に要する関節可動域の違いは，解析方法や走行車線（右車線，左車線），運転席（右ハンドル，左ハンドル），AT 車か MT 車かな
ど様々な運転状況下であったことが影響していることが考えられる．しかし，ステアリング操作では肘関節伸展，前腕回外運動の要素が低く（図 10），前腕の回旋可動域が重要と考えられ（図 7），特に右左折時には進行方向に対して対側前腕の回内運動（右折の際には左前腕回内運動，左折の際には右前腕回内運動）がより重要であることが示唆された（図 8）．

図 10：ステアリング操作に要した肘，前腕の関節可動域
14第3章
肘関節周辺外傷後の患者における関節可動域の縦断的検証
3.1 対象肘関節周辺外傷にて観血的治療を受けた後，通院加療にて運動療法を実施した 4 名（男性1 名，女性 3 名，平均年齢 51.3±19.6 歳）とした（表 5）．
表 5：患者群の詳細

3.2 方法DS，動作解析，運転能力の評価，実施手順は第 2 章と同様に実施した．
3.2-1 臨床成績の評価
臨床成績は，肘関節機能評価 MEPS（Mayo Elbow Performance Score：付録 1）および患者立脚型機能評価 Quick DASH（Quick DASH-JSSH：付録 2）を集取し指標とした．
各患者は，術後 4 週目，8 週目，12 週目の 3 回 DS での模擬走行とゴニオメーターを使用した関節可動域測定，臨床成績評価を実施した．
3.2-2 データ解析
センサから出力された関節角度の生データは CSV データとして取得した．第 2 章 2.2-5 と同様に取得した生データはフィルタリング処理した後，全イベント中の肘関節屈曲-伸展，前腕回内-回外運動について，平均角度，可動範囲，最大角度を算出した．

15

3.2-3 統計解析
統計学的解析には，各パラメータの平均値を用いた．臨床成績，ゴニオメーターを使用した関節可動域，平均角度，可動範囲，最大角度の差の検定については分散分析を用いた．有意な差を認めた場合 Bonferroni 補正による対比較を実施した．解析には R-4.1.1 を使用し，有意水準は 5%とした．
3.3 結果3.3-1 自動車運転に関するアンケート結果
受傷前の自動車運転頻度は，毎日実施していたものが 3 例，ほとんどしないが 1 例であった．運転に対する自信度は平均 7.0±2.9 点（3〜10 点），過去の自動車事故歴は平均 0.8±1.0 回であった．
3.3-2 DS による運転能力と臨床成績の結果
表 6 に術後 4 週目，8 週目，12 週目の DS による運転能力評価と臨床成績の結果を示す．衝突回数，車線逸脱回数は術後 12 週までに減少したが，健常群および各週間に有意な差はなかった（図 11）．
表 6：運転能力との臨床成績結果

図 11：衝突回数と車線逸脱回数の推移と健常群との比較結果
16

3.3-3 ゴニオメーターによる患側の肘関節，前腕の関節可動域の推移
図 12 に患側肘関節および前腕の関節可動域の推移と健側可動域との比較を示す．術後 4 週
では肘関節屈曲，伸展は有意な低下を示したが，術後 8 週以降では可動域制限は残存したが健側との有意な差は認めなかった．

図 12：ゴニオメーターによる患側の肘，前腕の関節可動域の推移

17

3.3-4 DS 施行中の平均角度の推移
表 7 に全イベント中の平均角度の推移の比較結果を示す．有意な角度増加は患側の屈曲にのみ認め，術後 4 週から術後 12 週にかけて平均角度は増加傾向であった．健側と患側の差（健患差）では，術後 4 週の屈曲にのみ健側が有意に大きかったが，術後 8 週以降では有意な差は認めなかった．また，回内の健患差は術後 12 週では残存する傾向であった（図 13）．

表 7：平均角度の推移

図 13：平均角度の推移と解析側との比較結果

18

また，健常群の左右上肢をまとめた平均角度との比較においては，患側の屈曲，回内ともに術後8 週以降では健側と同程度の角度に達した（図 14）．

図 14：平均角度の推移と健常群との比較結果

19

3.3-5 DS 施行中の可動範囲の推移
表 8 に全イベント中の可動範囲の推移の比較結果を示す．術後 4 週，8 週，12 週の期間の間に有意な健患差は認めなかった．また，健常群の左右上肢をまとめた可動範囲の比較においても屈曲-伸展，回内-回外ともに有意な差は認めなかった（図 15）．

表 8：可動範囲の推移

図 15：可動範囲の推移と健常群との比較結果

20

3.3-6 DS 施行中の最大角度の推移
表 9 に全イベント中の最大角度の推移の比較結果を示す．患側の肘関節屈曲，伸展において術後 4 週と術後 12 週の間で有意な差を認めた．健患差では，術後 4 週の屈曲にのみ健側が有意に大きかった．また，屈曲，伸展では術後 12 週では健側と同程度の角度に達していたが，回内，回外は，術後 8 週，12 週ともに有意差は認めなかったが，健患差は残存する傾向であった（図 16）．

表 9：最大角度の推移

21

図 16：最大角度の推移と解析側との比較結果

22

3.4 考察
第 3 章では患者群におけるステアリング操作に必要な関節可動域の縦断的検証と健常者の比較を行った．DS を用いた測定では，患側上肢の関節可動域は術後 4 週から術後 12 週にかけて増加傾向であり，平均角度では術後 8 週で健常群と同程度の角度に達することが明らかとなった．しかし，術後 8 週では操作中の健患差は生じており，その後，術後 12 週では肘関節屈曲，伸展運動の健患差は消失したものの前腕回内，回外運動については残存する傾向であった．運転能力の評価である衝突回数，車線逸脱回数は術後 4 週が最も多く，この時期には上肢機能，運転能力ともに不十分であると考えられた（図 11）．術後 8 週では，衝突回数は健常群と同程度まで減少し，ステアリング操作に必要な関節可動域に達した時期と考えられたが，車線逸脱回数は健常群に比べ多く，最低限の危険回避は可能な一方で車両の正確なコントロールには至っていないことが推察された．術後 12 週では，衝突回数，車線逸脱回数は健常群と同程度まで減少し，車両をコントロールする運転能力は回復したことが考えられた．しかし，上肢機能としては前腕回内，回外運動の健患差が残存しており，本研究で再現できなかった駐車や狭路走行場面などへの影響については今後検討する必要がると考える．
上肢の整形外科的手術後の運転再開について，肩関節疾患では MaClelland ら 6)は肩峰下除圧術を受けた患者は術後約 28.9 日で運転に復帰したと報告しており，Muh ら 7)は人工肩関節術を受けた患者の 39%が 1 ヶ月以内，55%が 1 から 3 ヶ月以内に運転を再開したとしている．さらに，Gholson ら 8)は肩回旋腱板修復術を受けた患者は 4 ヶ月以内に運転を再開したこと報告している．また，手根管症候群に対する手根管開放術では術後平均 9 日で運転に復帰したとの報告がある 9)．しかし，肘関節に関する報告は渉猟しえず，本研究から前腕を含む肘関節周辺外傷後の運転再開時期については，術後 8 週でステアリング操作に必要な関節可動域に達すると考えられたが，DS 評価による運転能力が健常群と同程度に回復するのは術後 12 週を要すことが推察された．

23

第4章
まとめと今後の課題
本研究では，健常者と肘関節周辺外傷後の患者を対象として DS と慣性センサを用いてステアリング操作に必要な肘関節，前腕の関節可動域について調査した．以下に得られた知見を示す．
1） 健常群では，ステアリング操作中の肘関節は屈曲約 57°〜84°，前腕は回内 57°〜回外13°の角度に達することが明らかになった．また，右左折時には進行方向に対して対側前腕の回内運動が重要であることが示された．
2） 患者群における DS による運転能力では衝突回数，車線逸脱回数は術後 12 週までに減少し，健常群と同程度になることが示された．
3） 患者群の患側上肢における DS 施行中の肘関節は，術後 4 週では屈曲約 34°〜49°，術後 8 週では屈曲約 52°〜77°，術後 12 週では屈曲約 63°〜89°と推移し，術後 12 週では健側と同程度の角度に達することが明らかになった．
4） 患者群の患側上肢における DS 施行中の前腕は，術後 4 週では回内約 4°〜35°，術後 8週では回内約 18°〜43°，術後 12 週では回内約 9°〜58°と推移し，術後 12 週では有意な差は認めなかったが健側との差は残存した．
5） 健常群との DS 施行中の関節可動域の比較では，術後 8 週で屈曲，伸展，回内，回外ともに同程度に達することが明らかとなった．
本研究では，実患者を対象として縦断的なステアリング操作に必要な肘関節，前腕の関節可動域を解析した点において新規性があると考えるが，症例数が少ないことや，被検者の利き手や受傷側の違いによる影響，ステアリング操作の速度や正確性など質的な解析が今後の課題である．

謝辞
本研究の遂行にあたりご支援いただきました公益財団法人タカタ財団に深く御礼申し上げます．なお，本研究にご協力いただいた被験者様，かわしまクリニックリハビリテーション科のスタッフの皆様に感謝いたします．

24

参考文献
1) 大場 秀樹，武原格：整形外科疾患と自動車運転関連支援．OT ジャーナル 56(8)：880-885，2022．
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4) Rawal A, Chehata A, Horberry T,et al: Defining the upper extremity range ofmotion for safe automobile driving. Clin Biomech 54：78-85，2018
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7) Muh SJ, Shishani Y, Streit J, et al：The impact of joint replacement on driverfunction and safety. Open J Orthop：121–125，2012
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9) Acharya AD, Auchincloss JM： Return to functional hand use and work following
open carpal tunnel surgery. J Hand Surg Br.30：607–610，2005

25

付録
1. 肘関節機能評価（Mayo Elbow Performance Score）質問用紙

26

2．患者立脚型機能評価（Quick DASH-JSSH）質問用紙
http://www.jssh.or.jp/doctor/jp/infomation/pdf/QuickDASH_japan.pdf

27

28

29

30