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

動的バランス指標としての Functional Reach Test の有効性
Validity of the Functional Reach Test for dynamic balance index○ 向井公一（四條畷学園大学）

三谷保弘（関西福祉科学大学）

Kouichi MUKAI, Shijonawate gakuen University
Yasuhiro MITANI, Kansai University of Welfare Scienc
Abstract: The Functional Reach Test (FRT) the balance function of the elderly can be evaluated. However, the moving
distance of the center of gravity for the body and reach the position of the predetermined distance is not obtained. We haveobtained the results by the difference between the joint strategy when analyzing the motion characteristics of the FRT, wasperformed FRT, the relationship between distance and reach the center of gravity is affected by this movement. Possible
Outcome When used to treat a variety of intervention FRT, and require attention. From the results of this study, therelationship between distance and reach COP position was low. Usefulness of the evaluation is an object balance is low
because there is a difference in the FRT conventional joint strategy. Must have the same attitude when performing the FRT.
Key Words: Functional Reach Test, dynamic balance, Center of Pressure
1. 緒言
Functional Reach Test(以下 FRT)は、Duncan らによって開発され、上肢をできる限り前方へリーチし、その到達距離を測定することにより動的バランスの能力を評価できるとされている。臨床において簡易で行える評価であるとされている。また Duncan らは、到達距離から足圧中心(以下COP)変位を測定できるとされ、FRT は前方への安定性限界を知ることができると報告されている 1)。Thapa らもリーチ距離と COP の変位がバランス測定の指標となりうる可能性が示されている 2)。
しかし、Jonsson らは、健康高齢者において COP の変位とリーチ距離の相関は低いと報告し、バランスとしての評価になりえないとしている 3)。前岡らも COP の変位とリーチ距離の相関は低いと報告されており、さらにリーチ距離は体幹の前方傾斜角度と中等度の相関があると報告している 4)。このことから、リーチ距離と COP 変位に関係性が低いとし、バランス評価として積極的に支持しない報告も存在する 6)。
FRT は前方のバランス評価であるが、前後方向の安定性を得るには関節戦略が働くと考えられる。Duncan らの報告した FRT は関節戦略の規定は行っていない。そのため関節戦略が COP の位置やリーチ距離に影響を与えると考える。
Wernick-Robinson らはリーチ動作時には運動戦略として、股関節屈曲・足関節底屈運動による股関節戦略などの複数の戦略があるとされている 7)。さらに、対馬らは足関節底屈させ、股関節屈曲を優位に使う股関節戦略と足関節背屈を優位に使う足関節戦略の 2 つがあるとし、リーチ距離とCOP 変位に影響すると報告している 5)。運動課題における関節戦略は一定の反応でないと報告している 8) 9)。
先行研究では Duncan らの開発した FRT はリーチ距離がCOP 変位との関係があることや、関係がないという両方の報告があり、リーチ距離と COP の変位との関係が明らかとなっていない。そのため、FRT を測定する際にリーチ距離がバランスの評価の指標として使用できるか明確となっていない。
そこで、今回の研究は、三次元解析装置を使用し、COP位置・関節戦略に着目し、FRT の有用性について明らかにすることを目的とした。
2. 対象

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被験者は本学在籍の整形外科的、神経学的に問題のない健常成人男性･女性 13 名(平均年齢 20.6±0.6 歳)であった。
身体特性は、身長は 166.3±9.6cm・体重は 56.6±11.3 ㎏･足長は 23.6±1.8 ㎝であった。．
3．方法
測 定 機 器 は 三 次 元 動 作 解 析 装 置 (Oxford metirix 社 製
VICON512/workstation)、床反力計(AMTI 社製)を使用した。
測定前に床反力計、2m×2m×2m の測定空間に対して、カメラのキャリブレーションを行い、床反力計とカメラ間における絶対座標を一致させた。三次元動作解析装置と床反力計のデータはサンプリング周波数 120Hz で取り込んだ。
対象者に赤外線反射マーカー17 点(左右肩峰、左右外側上顆、左右橈骨茎状突起、左右上前腸骨棘、右上後腸骨棘、左右大転子、左右膝関節外側裂隙、左右外果、左右第五中足骨頭)を張り付けた。
4．運動課題FRT の測定方法は、両股関節内外転 0°で立位をとり、右肩関節屈曲 90°、右肘関節伸展位、右前腕回内位、右手関節中間位、右手指伸展位を開始肢位とした。このとき左下肢を床反力計にのせるようにした。
開始肢位を 3 秒間保持させ、足底を接地させたまま、右上肢を床面と平行になるようにリーチ動作を行い、最大リーチ時に 3 秒間保持した。被験者一人につき 3 施行行った。
また、大畑らにより 5 回以上 FRT を行うことによって FRTのリーチ距離は変わらなかったと報告されており 10)、これに従い、課題を施行してもらう前に、5 回以上の練習行ってから、実験を行った。(Fig.1.2)

6．結果

Fig. 1

Starting position

Fig. 2

6-1 リーチ時の COP 位置
リーチ時の COP 位置は足長に対して 74.6±18.6％であった。リーチ距離と COP 位置には相関は見られなかった（図）（r=0.44）。
体幹前傾角度とリーチ距離および COP 位置の関係は、リーチ距離には相関があるものの（r=0.71）、COP 位置とは相関は見られなかった（r=-0.13）。また、足関節角度とリーチ距離および COP 位置の関係は、リーチ距離および COP 位置共に相関は見られなかった（r-0.10,r=0.44）。
関節トルクとリーチ距離および COP 位置の関係は、股関節トルクにおいて、リーチ距離には相関があるものの（r=0.84）、COP 位置とは相関は見られなかった（r=-0.31）。
足関節トルクにおいては、リーチ距離には相関がなく（r=-0.56、COP 位置とは相関は見られた（r=0.85）。(Fig.3)

End position

5．計算方法5－1．足長左足部の踵骨最突出部から、第 2 中足骨を結んだ線上に規定し、静止立位でとった。左踵骨最突出部から、足趾の最突端部を採用した。
5－2．関節トルク・関節角度・COP 位置
Workstation により得られた座標データ及び床反力デー
タを、Bodybuilder を用いてセグメントを定義し、下肢剛体リンクモデルにより、関節角度・関節トルク・身体重心位置のデータを得た。
得られたデータに被験者の身体情報(年齢、身長、体重、性別)を入力し、関節角度・関節トルク・身体重心位置を算出した。計算したデータは ASCⅡfile に変換し、Excel 形式で保存した。
FRT では実際に床反力計上にある左下肢のみを採用とした。保存したデータからリーチ肢位の 3 秒間のうちの 1 秒間を平均し、3 施行を平均した数値を使用した。
COP 位置は、静止中のデータを使用したため身体重心位置を COP 位置として使用した。リーチ時の足長に対しての踵からの COP 位置を算出した。
関節トルク・関節角度については、リーチ時の値を使用した。また、体幹前傾角度については、リーチ時の股関節屈曲角度からリーチ時の足関節底背屈角度の差とし、床面からの垂線の前傾角度を体幹前傾角度とした。関節戦略については、リーチ時の足関節角度で、足関節角度 0°未満を足関節底屈群(股関節戦略)・0°以上を足関節背屈群(足関節戦略)とし、2 群にわけて、比較を行った。

Fig.3

Relationship between distance and COP position Reach

6-2 関節戦略の違いによるリーチ距離と COP 位置の関係
足関節底屈位群と足関節背屈位群について、それぞれリーチ距離と COP 位置の関係を見た。足関節底屈位群にはリーチ距離と COP 位置に相関はないものの（r=-0.56）、と足関節背屈位群には相関がみられた（r=0.87）。(Fig. 4.5)

5－3．リーチ距離
各施行のリーチ時の右橈骨茎状突起のマーカー位置の Y座標(前後方向)の数値からリーチ時の右外果のマーカー位置の Y 座標と上肢長を引いた値をリーチ距離とする。リーチ距離を 3 施行分平均化し、被験者のリーチ距離の値として使用した。

−2−

Fig. 4

Relationship between distance and reach COP positionof ankle dorsiflexion

Fig. 5

Relationship between distance and reach COP positionof ankle plantar flexion

7．考察
立位姿勢の最前傾姿勢での COP 位置は足長の 82.8±4.9％といわれており 11)、また、静止立位の重心位置が踵から 35～40％程度とされている 12)。
今回の研究ではリーチ時の COP 位置は足長に対して 74.6±18.6％であったため、最前方の位置には達していなかったが、COP が前方に移動していると考えられる。
Duncan らの報告では、リーチ距離と COP 前方移動距離について中等度の強い相関があるとしている 1)。また、
Thapa らもリーチ距離と COP の前方移動距離に相関があると報告している 2)。
しかし今回の研究では、リーチ距離と COP 位置には関係がみられず、Duncan らの報告と違いが見られた。
前岡らは、体幹前傾角度に相関がリーチ距離と中等度の相関があり、リーチ距離と COP の移動量とは相関が見られなかったと報告している。今回の研究結果では、体幹前傾角度はリーチ距離に対して相関があった。体幹前傾角度が大きくすることによって、リーチ距離を伸ばすことができると明らかになった。
リーチ距離を伸ばすために、体幹前傾角度を増加させる。
その体幹前傾姿勢を保持させるために、リーチ距離が長くすることで、股関節伸展トルクが大きくなったと考えられる。また同様に、COP 位置が前方に位置することでリーチ姿勢を保持させるために、足関節底屈トルクが大きく働いていたと考えられる。
しかし、体幹前傾角度により COP 位置は前方に移動すると考えられるが、今回体幹前傾角度と COP 位置には相関が見られなかった。これは、健常者では前後方向の外乱に対して、股関節戦略・足関節戦略踏み出し戦略が働き、支持基底面内に COP を制動しようとするとされており 13)、関節戦略によって COP 位置に影響を与えていたのではないかと考えられ、FRT のリーチ動作によって COP が前方に位置することで、股関節屈曲運動・足関節底屈運動が働くと考えられる。実際に Wernick-Robinson らはリーチ動作時には運動戦略として、股関節屈曲・足関節底屈運動による股関節戦略などの複数の戦略があるとされている 7)。
今回の研究結果では、足関節角度と COP 位置の相関が見られなかった。これは、リーチ時の足関節角度には足関節底屈位･足関節背屈位の 2 群が見られ、足関節底屈位はCOP 位置を後方に、背屈位は COP 位置を前方に位置すると考えられる。そのため、リーチ距離･COP 位置に影響を与えると考えられ、足関節角度と COP 位置に関係が見られなかったと考えられる。

対馬らは足関節戦略による FRT では足関節背屈運動によって体幹を前傾させ、股関節を屈曲することができない
ため COP は前方へ移動は小さく、リーチ距離も小さくなる。
また、股関節戦略による FRT では、股関節屈曲・足関節底屈により、体幹の前傾が十分に可能となり、リーチ距離は大きくなるが、COP は前方へ移動は小さくなり、リーチ距離と重心移動には高い相関があるとは言えないと報告している 5)。さらに実際の運動課題における関節戦略は一定の反応でないとされている 8) 9)。
このように FRT において関節戦略が大きな影響を及ぼすと考えられる。
今回の研究結果では、足関節底屈位ではリーチ距離とCOP 位置には関係が見られなかったが、足関節背屈位ではリーチ距離と COP 位置には関係がみられた。
リーチ距離を伸ばすためには、体幹前傾角度が重要であり、そのため股関節の屈曲運動がおこると考えられる。それにより、重心が前方へ移動する。このときに股関節戦略が起こる場合では、リーチ姿勢時に足関節底屈位にすることによって、臀部を後方へひき、カウンターウエイトを利用していたため、COP の前方変位を制動し、支持基底面内に COP を位置させながら、体幹前傾角度を大きくさせ、リーチ距離を伸ばしていたと考えられる。このように COP前方変位を制動する働きが起こっていたため、足関節底屈位では、リーチ距離と COP 位置に相関が見られなかったのではないかと考えられる。さらに体幹前傾角度を増加によってリーチ距離を伸ばすために、股関節伸展トルクが大きく必要となってくると考えられる。
また、FRT 動作で見られるとされている足関節戦略の場合では、リーチ姿勢時に足関節背屈位にさせることによってリーチ距離を伸ばす。このときに COP は前方に変位すると考えられるが、股関節戦略とは違い、足関節背屈位であるため、臀部を後方に引くことができない。そのため、COPを後方へ変位させる要素が考えられないため、足関節戦略
ではリーチ距離と COP 位置に関係があったのではないかと考えられる。足関節背屈優位にリーチ距離を伸ばすため、体幹前傾角度は小さくなっていると考えられる。よって、足関節底屈位群と比較して、股関節底屈トルクは必要ではないと考えられる。
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