OS2-5-3
LIFE2012 2012 年 11 月 2 日－4 日 愛知 (名古屋大学)

歩行中の転倒リスク評価・警告装置の開発３－つまずきリスク年齢をフィードバックすることによる MTC への短期的影響
The system to evaluate the risk of falling during walking 3- Short term feedback effect of the "Tripping Risk Age" on the MTCs
○小林吉之（産総研）青木慶（産総研）

渋沢英次郎（産総研）

持丸正明（産総研）

Yoshiyuki KOBAYASHI, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Kei AOKI, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Eijiro SHIBUSAWA, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Masaaki MOCHIMARU, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Abstract: This study focused on the short term feedback effect of the "Tripping Risk Age" on the MTCs. Twenty middle
aged participants were randomly assigned to one of the following three groups: A group withou t any feedback (Group A),
A group that feedback the Inter Quartile Range (IQR) and the Median (MED) of the measured MTCs (Group B), and A
group that feedback the "Tripping Risk Age" which we proposed previously (Group C). We obtained the IQR and MED of
the MTCs from two sessions (before feedback and after feedback), and compared among the groups. We found that theIQR of the MTCs decreased in both Group B and C after the feedback while the IQR of the MTCs did not altered in GroupA. Moreover, MED of the MTCs did not altered after the feedback in all groups. These results indicate that the risk oftripping may decrease if we feedback the "Tripping Risk Age".
Key Words: Falling, Tripping, Minimum Foot Clearance, Inter Quartile Range, Feedback,1. 研究背景と目的
転倒はすべての年代の人にとって，減らしたい事故である．転倒の主要因については，実際に転倒を経験した者に対する調査によって，国内，海外ともに歩行中のつまずきであることが明らかとなっている（１），（２）．また国内外のバイオメカニクス分野の研究によって，遊脚期におけるつま先と地面との距離であるつま先クリアランスの最小値（Minimum Toe Clearance，以下 MTC）のばらつきを表す統計量（四分位間距離：Inter Quartile Range, 以下 IQR）で，個々人の歩行中のつまずきリスクを表せる可能性が示唆されている（３），（４）．しかし現在 MTC の IQR の観点から転倒を評価するには，実験室で歩行中のつま先の高さを計測し，そのデータから MTC を抽出し，そこから算出された統計的な値を理解するというような専門的な技術と知識が必要である．そのため現状では，一般の人々が MTC の観点から個々人のつまずきリスクを評価できるまでには至っていない．
このような観点から近年著者らは，歩行中の床反力からその時の MTC やそのばらつきを推定する手法を提案し，トレッドミル型のつまずきリスク評価装置を開発してきた（５）．またこのような装置で推定された MTC の IQR について，ユーザが直感的に本人のつまずきリスクを解釈できる
ように，50 名を超える被験者の MTC の IQR と年齢との関係から得られた「つまずきリスク年齢」を提案した （６）．
しかし上記の先行研究では，「つまずきリスク年齢」を提案しただけであり，それをユーザにフィードバックした際の，MTC に与える影響については検証してこなかった．そこで本研究では，先行研究で提案した「つまずきリスク年齢」をフィードバックした際の MTC のばらつきに与える短期的な影響について客観的・定量的に評価することを目的とした．
2. 方法
本研究では，45 歳から 63 歳の中高年 18 名（男性 10 名，女性 8 名，平均年齢 55.3 歳±標準偏差 6.2 歳）の歩行を計測した．計測は，間に休憩をはさんだ２つのセッション（以下セッション１とセッション２）で行った．被験者らは，何もフィードバックしない群（A 群：６名，53.5±4.8 歳），MTC の IQR や中央値（Median：以下 MED）をフィードバックする群（B 群：６名，56.3±7.4 歳），及び先行研究で提案した「つまずきリスク年齢」をフィードバックする群（C 群：６名，56.0±7.0 歳）の３群のいずれかに，各群で年齢層が偏らないように分けられ，B 群と C 群にはセッシ
ョン間の休憩中にそれぞれのフィードバックと転倒しやすい者と転倒しにくい者の MTC の特徴についての簡単な説
明が口頭で行われた．
本研究で MTC は，先行研究 （７），（８）に従い，遊脚中期における第一中足骨頭に貼付したマーカの高さの最小値と定義し，三次元動態計測装置（Vicon Nexus, Vicon 社）を用いてサンプリング周波数 200Hz で計測した．計測時に被験者らは，歩行路を裸足で端から端までまっすぐ歩行した．その際，計測空間に踏み込むまでに最低５歩歩けるようにスタート位置を調整し，歩行時の速度や歩幅，視線などに関しては特に規定せず，普段通り歩行するよう指示した．
各セッションでは 10 試行分の歩行を計測し，各試行から身長で正規化された MTC を左右それぞれ一つずつ抽出した．抽出された MTC より被験者ごとの IQR と MED をそれぞれのセッションで計算し，セッション２とセッション１との差をフィードバック効果と定義した．実験によって確認されたフィードバック効果について，一元配置分散分
析を用いて群間で比較した．主効果が有意であった場合の多重比較には，Bonferroni の手法を用いた．
3. 結果
図１及び図２に各群におけるフィードバック効果（IQRと MED）を示す．図の横軸は各群を，縦軸は 10 名の被験者から得られたフィードバック効果の平均値（エラーバーは±１標準偏差分の範囲）をそれぞれ示す．各図における−1−まずきリスク年齢」をフィードバックすることで，MTC のばらつきが減少する可能性が示唆された．一方図２に着目すると，フィードバックの有無や種類に関わらずグラフがほぼ０を示しており，また群間に統計的な有意差や有意傾向が認められなかったことから，MTC の中心傾向にはフィードバックの効果が影響しない可能性が考えられる．
転倒しやすい者の MTC は，転倒しにくい者の MTC と比べて，１）MTC の中心傾向（Median）に差は認められない
ものの，２）ばらつきが大きい傾向にあることが報告されている（３），（４）．このことからつまずきやすい者は，歩行中に MTC が極端に低くなる時があり，そのようなときに特につまずきが発生しやすいと考えられている．そのため本研究で確認されたような，MTC の中心傾向には影響を及ぼさずにばらつきだけを減少させるようなフィードバックは，つまずきのリスクを減少させられる可能性があると考えられる．但し本研究では短期的な効果のみ評価したため，このような効果がどの程度の期間持続するのかについては検証されていない．今後は中長期的な効果の検証も行いながら，より効果が持続する介入方法についても検討することで，転倒の発生件数減少に貢献したいと考えている．

Fig. 1 Differences of the IQR of the normalized MTCs
between the sessions. Negative values represent the casesthat the IQR of the normalized MTCs during the session 2 issmaller than the IQR of the normalized MTCs during thesession 1.

参考文献(1) 近藤敏，宮前珠子，堤文生，在宅高齢者の転倒と転倒
恐怖，OTジャーナル，Vol. 33，pp. 839-844，1999．
(2) Tinetti ME, Speechley M, and Ginter SF, Risk factors forfalls among elderly persons living in the community, N
Eng J Med, Vol. 319, pp. 1701-1707, 1988.
(3) Mills PM, Barrett RS, Morrison S, Toe clearance
variability during walking in young and elderly men, Gait
Posture, Vol. 28, No. 1, pp. 101-107, 2008.
(4) Khandoker, AH, Taylor, SB, Karmakar, CK, Begg, RK, andPalaniswami, M, Investigating scale invariant dynamics inminimum toe clearance variability of the young and elderly
during treadmill walking, IEEE Trans Neural Syst Rehabil
Eng, Vol. 16, No. 4, pp. 380-389, 2008.
(5) 小林吉之，青木慶，持丸正明，歩行中の転倒リスク評
価・警告装置の開発 －床反力を用いたつま先クリア
ランスの推定，生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会（ABML2011），東京， 11/2011．
(6) 小林吉之，青木慶，渋沢英次郎，持丸正明，歩行中の転倒リスク評価・警告装置の開発２ －クリアランスのばらつきと年齢との関係，日本生活支援工学会第４回若手研究者発表会，東京，06/2012．
(7) Harley, C, Wilkie, RM, and Wann, JP, Stepping overobstacles: attention demands and aging, Gait Posture, Vol.
29, No. 3, pp. 428-432, 2009.
(8) Yen, HC, Chen, HL, Liu, MW, Liu, HC, and Lu, TW, Ageeffects on the inter-joint coordination during
obstacle-crossing, J Biomech, Vol. 42, No. 15, pp.
2501-2506, 2009.

Fig. 2 Differences of the Median of the normalized MTCs
between the sessions. Negative values represent the casesthat the IQR of the normalized MTCs during the session 2 issmaller than the IQR of the normalized MTCs during thesession 1.
負の値は，セッション１での各指標よりもセッション２での各指標の方が小さかったことを表す．一元配置分散分析の結果，IQR については群の主効果に有意傾向が確認された（F(2, 33) = 3.066，p < 0.1）． IQR について群の主効果に有意傾向が確認されたため，多重比較を行った結果，フィードバックしない群（A 群）と「つまずきリスク年齢」をフィードバックする群（C 群）との間に有意傾向が確認された（p < 0.1）．一方 MED については群の主効果は確認されなかった（F(2, 33) = 0.483，n.s.）．
4. 考察
図１に着目すると，フィードバックを行わなかった群（A群）ではグラフがほぼ０を示している．これは，セッション１とセッション２との間で，IQR の傾向に差がなかったことを示している．一方何らかのフィードバックを行った群（B 群及び C 群）では，グラフが負の値を示しており，セッション１に比べてセッション２の時の方が，IQR が小さかったことを示している．特に C 群の IQR は，A 群との間に有意傾向（p < 0.1）が確認され，著者らが提案した「つ−2−謝辞
本研究はH23年度 日本学術振興会 科学研究費補助金（若手A）：「歩行中の転倒リスク評価・警告装置の開発－日常の歩容を見守ることによる転倒数減少策」の一部助成を受けて実施された．