抄録
【はじめに、目的】 上肢を運動させるとき、特に制限を加えなければ体幹や下肢も協調的に働く。どのような上肢運動の場合に、他の部位がどの程度の働きをするのかを定量的に調べることは重要であるが、簡単ではない。ここでは条件を限定し、座位において様々な方向に肩関節を動かす際に体幹がどのように補助的に働くかを定量的に調べた。【方法】 対象は肩に既往のない健常成人男性12名(23 ～ 35歳)。座位で様々なタスクを被検者の右肩関節を使って行った。体幹は固定せず、体幹に対する動きも指示せず、被験者の自由に任せた。被験者の上腕部と胸骨部にセンサを取り付け、その3次元姿勢の変化について磁気式装置（Polhemus社PATRIOT）を用いて60Hzで計測した。計測結果から、外部空間座標系における上腕長軸方向の動きと、体幹固定座標系のそれを計算した。前者は体幹の運動分を含み、後者は含まない。各時点における両者の対応をみることで、肩関節運動のどの部分でどの方向にどの程度の体幹の関与があったかを調べた。計測、解析、可視化には、MATLAB(MathWorks社)を用いた。【倫理的配慮、説明と同意】 研究にあたってはヘルシンキ宣言を遵守し、関西リハビリテーション病院倫理委員会の承認を得て行った。対象者には事前に書面で同意を得た。【結果】 以下の表記において、水平内転角度は水平外転における負の角度で表し、上腕長軸が鉛直下向き方向に対してなす角度を仰角と表現する。また、体幹運動による上腕長軸方向の角度変化をシフトと呼ぶ。ほぼ全被験者に共通した体幹の関与パタンとして、以下のような範囲別のシフト傾向が見られた。上腕長軸が正面近く（水平外転角-30°から20°程度で、仰角が40°程度以上の範囲）では、一様に右上方へ10～50°程度シフトする傾向がみられた。この範囲より右方では右上方へ5～45°程度、左方で左上方へ5～40°程度シフトする傾向がみられた。頭部側面付近（水平外転45から90°程度で、仰角90°以上の範囲）では、右上方ないし右方へ30～60°程度シフトした。なお、このうち5例は運動の向きによってシフトの方向に変化がみられ、上腕が前から後に動く際には前述の方向、逆に動く際には、ほぼ右方向へシフトする傾向があった。また、2例ではあるが、水平内転方向運動時に左上方に、逆方向の運動では右上方にと、シフト方向が変わる例があった。【考察】 シフトの方向は、例えば水平外転運動を行う場合、右へシフトするというように肩関節の運動方向に依存するわけではなく、上腕の肢位で示される範囲に応じて決まっていた。今回の計測結果からは、上腕長軸方向の角度変化に関与した体幹運動について、「体幹が屈曲した」といった具体性をもって説明することや運動方向を一意に決めることはできない。しかし、結果で示した3つの範囲それぞれで行われた肩関節運動中にシフトの大きさは変化するものの方向は大きく変化することがなかったことから、体幹運動がそれぞれの範囲で一様であった可能性が考えられた。また、シフト方向の異なる例がみられた範囲は頭部側面付近であり、健常人でも可動域の差があるとされる肩関節外旋2ndのポジションを通る。このような肩関節可動域に個人差がある範囲では、外部空間に対する上腕の運動軌跡を円滑に保つため被検者特有の運動のしやすい方向に応じて体幹関与パタンが異なる可能性が考えられた。今回、時系列データを検討したことにより健常成人における体幹関与パタンの共通点と相違点について知ることができた。今後、共通した体幹の関与パタンが起こる範囲の拡大や、相違点の起こる範囲を特定する上で、被検者の増加とタスクの検討が必要になるであろう。【理学療法学研究としての意義】 今後、被検者の増加、タスク検討により、健常成人の肩関節運動に伴う体幹協調運動の時系列変化について定量化されたデータとなる可能性があり、有意義である。
