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脊椎 / 動作解析 / 3次元 / 立位 / cone of economy / バランス

本研究の目的はモーションキャプチャーにより、静止立位での体幹（肩甲帯、骨盤）の動揺を実測してcone of economyの3次元的動作解析を行い、新たな立位動揺指標としての有用性を明らかにするである。Cone of economyとはDuboussetらがヒトの立位保持を逆振り子に例えて提唱したモデルであり、そのサイズが立位動揺の指標と考えられているが、従来重心動揺計などで得られるcenter of pressure(COP)の移動速度や、振れ幅(sway)、軌道面積偏位などのパラメータとの関連は明らかになっていない。
現在は成人脊柱変形の手術患者のリクルートに注力している。現在までに17名が研究対象となったが、うち２名は立位保持困難のため計測ができず、15名の術前データが収集できている。赤外線カメラでマーカーを追跡するモーションキャプチャーを基本としている。このうち2名分のデータを先行解析した結果、体幹の動揺が描出されており、軌道面積などのパラメータを抽出することが可能であることが判明している。さらに同計測設備に含まれていたforce plateのデータを活用して重心動揺計として利用するソフトウェアを導入し、モーションキャプチャーと重心動揺検査を単一の検査で実行する環境を整備した。
術後６か月の計測は12名行った。この計測は外来ブースで撮像する簡易型の赤外線カメラ装置を用いた。赤外線カメラは8台から3台に減少する反面、一方向からの計測に耐えうるという利点がある。計測時間の短縮のため、cone of economyの分析に必要十分な表面マーカーの設置に変更し、体幹の指標としてC7棘突起、骨盤の指標としてS1棘突起、両膝、両踵の6点に限定することとした。

脊椎 / 動作解析 / 3次元 / 立位 / 脊柱変形 / 歩行 / バランス

赤外線カメラによるモーションキャプチャーシステムおよび床反力計（動作分析装置MA-3000、アニマ株式会社）を用いて、健常者ボランティアを8名募り参加を依頼し、静止立位1分間および椅子からの立ち上がり動作での動揺の程度と下肢関節にかかるモーメントの基準値を計測した。体表マーカーの設置位置を厳密に定義し、より再現性の高いデータ取得を目指したが、股関節モーメントについてはICC(2,1)=0.56と良好な結果を得ることができなかった。モーメントは体表マーカーから計算される座標上の関節位置と、重心COPの位置関係によって大きく影響を受けるので、その定量的な評価は困難であると結論した。

下肢の各関節におけるモーメントの定量的評価を、モーションキャプチャーによる3次元的計測により確立することを目標としたが、計測系の煩雑さや、表面マーカー設定の再現性の乏しさなどにより、実用的な信頼度を担保するのは困難であると結論した。特に脊椎疾患患者の術前後の比較は、期間が大きく離れることや、マーカーの設置位置そのものの再現性を担保できないことから、信頼性の高い比較を行うことは困難であると推測される。今後は、3次元モデル構成に必要最小限のマーカー数を用いて、重心動揺や、体節ごとの可動域計測を行う方針とし、外来においても計測可能な可動式計測装置を用いることで、実臨床への早期応用を目指すこととした。