取得学位：博士(学術)，学位授与番号：博甲第921号，学位授与年月日：平成19年3月22

Uchiyama, Masanobu

内山 応信

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内山応信博士(学術）博甲第９２１号平成１９年３月２２日課程博士（学位規則第４条第１項）足圧中心動揺からみた直立姿勢制御と視覚の関係出村慎一（教育学部・教授）矢倉公隆(教育学部･教授),川幡佳一(教育学部･教授)，寺沢なお子(教育学部･助教授),増田和実(教育学部･助教授）氏名学位の種類学位記番号学位授与の日付学位授与の要件学位授与の題目論文審査委員(主査）論文審査委員(副主査）AbstmctＴｈｅｐｕｌｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗａｓｔｏｅｘａｍinetherelationShipbetweenthevisualsystemandupriglltstandingpoSturalcontrol・Thecenterofpressure(COP)measuremcntswereconductedusmgahigd1visualacuitygroupwit11amcanbinocularacuityof１．３(、＝，)andalowvisualacuitygroupwithameanbinocularacuityofO､２(､＝１７)inthefirstandsecondcxannnations・Seventeenheallhyyoungadultswithlowvisualacuity（＜0.3）werestudiedinlhethirdexaminationhthefbrUlexamination，１５healthymalesundcrwentCOPandelectrooculogrammcasurementsundertwosetsofconditionswhnecontrollingtheireyemovements・AvisualcucinUlecentralvisualfieldsuppressesbodyswayvelocitybthuscontributingtoposturalstabilization,whileavarietyofVisualfieldsafTbctswayvelocityandavarietyofvisualacuitiesaHectswayfiequency61hepowerspectrumoftheCOPswaychangeswithvisualacuityorresolutioninthecentralvisuaMield・Furthennore,itwassUggestedthatextraretinalinfbrmationsuchasthce齢rentcopyorextraocularmuscleproprioceptorswitheyemovemcntscontributetostabilizinguprigj]tstandingposture,insimilarmeasurementconditionstothegeneraleqUilibriumteSt．－４８６－1.序論転倒をせずに2足の直立姿勢を維持するために，ヒトは狭い支持面の内側に身体の重心の位置と運動量（モーメント）を維持趾制御している．このような姿勢制御は，頭部と身体の動きに関する前庭器，視覚器および体性感覚器からの情報を，上位中枢において空間的・時間的に統合し，適切に反応することで成り立つ．これらの感覚系のうち，前庭と体性感覚系は身体内部の状況を検出（内受容器）するが，視覚は唯一外部環境と自己との相対的位置変化を検出するといった特徴を持つ．視覚は姿勢制御において重要な役割を持ち，暗室や閉眼条件において視覚入力が遮断されると，足圧中心（centerofpIessure:COP）動揺は著しく増大することが多くの研究者によって報告されている．また，視力や視野等，視覚機能の一側面（視力や視野）の機能低下であっても日常生活に支障をきたし，姿勢制御にも影響を及ぼす．特に高齢期には直立姿勢の維持に貢献する体性感覚および前庭器系の機能低下により，相対的な視覚の貢献度が増加し）開閉眼差が顕著に増大する．しかし，視覚による直立姿勢の制御機序は，視野別の姿勢制御様式の相違をはじめとして，十分明らかにされていない．具体的には，直立姿勢制御における視野（中心および周辺視野)，および眼球運動の役割については，先行研究において統一された見解が得られていないこと，また，それらの報告では直立姿勢制御特性としてのCOP動揺変数の選択に偏りがあることが挙げられる“さらに，視覚により得られる感覚入力の変化は，直立姿勢制御様式の変化との関係が強く，ひいては高齢者の転倒事故を惹起するリスクファクターの一つとしても数えられている．まず，上述の問題点を解決することにより，高齢者やめまい患者の転倒防止に役立つ基礎的知見を得ることも可能と考えられる．本研究では，多角的観点を持つCOP動揺変数を用い，視覚機能（視力と視野）を変化させた時，姿勢制御系はいかなる影響を受けるのか，また視力や視野の変化といった視覚で捉える映像の鮮明さや映像の量や質のみならず，視覚器（眼球）の運動機能（視覚運動機能）と直立姿勢制御との関係を，眼電位（Clectro-ocUlogmphybEOG）を利用して検討することを目的とした．Ⅲ､研究課題先行研究における問題点，および妥当な研究手法の選択結果をもとに，解決すべき研究課題を４つ設定した.先ず，明確な結論が得られていない視野の役割について，被験者の視機能（視力，視野）を考慮し検討した（研究課題I)．その結果，COP動揺のパワースペクトルに視力差の影響が認められたことから視力差によるＣＯＰ動揺パワースペクトルの変化を精査した（研究課題Ⅱ，およびⅢ)．次に，先行研究でも殆ど検討されていない眼球運動と直立姿勢制御との関係を検討した（研究課題Ⅳ)．研究楳題l：研究裸題､：研究裸四ｍ：研究裸題Ⅳ：視力および視野条件が直立姿勢制御に及ぼす影響一動揺因子によるCOP動揺解析一視力および視野条件が直立姿勢制時のCOP動揺周波数特性に及ぼす影響一異なる視力の2群による検討一視力および視野条件が直立姿勢時のCOP動揺周波数特性に及ぼす影響一時的な視力矯正による検討一眼球運動と直立姿勢制御との関係一眼電位(EOG)とCOP動揺による検討一-487-Ⅲ､研究方法１.被験者研究課題I，Ⅱの被験者は健常大学生男子11名，女子15名の計16名であり，裸眼で両眼視力が１０以上の者を高視力群（G1)，０３以下の者を低視力群（G2）とした．研究課題Ⅲの被験者は裸眼視力0.3以下の健常大学生男子７名，女子10名の計17名であり，視力矯正具（コンタクトレンズ）の装用時の平均矯正両眼視力は1.0以上であった．研究課題Ⅳの被験者は，健常大学生男子15名であった．２.測定装置1）COP動揺：測定にはアニマ社製の重心動揺測定器Ｇ５500を用いた．この測定器はテコの原理を応用して水平面上の二等辺三角形の各頂点におかれた３個の垂直荷重センサー値から垂直加重の作用中心点を算出し，水平面の重心位置として計測するものである．2）視覚機能（視力・視角）：視力はSS-3，SCREENOSCOPE（TOPCON）を用いて左右と両眼を，視野は手動式弧状視野計TｘＫ１ｏｌ（竹井機器工業）を用いて白色視標，動標法により左眼および右眼の視角（･）８方向を測定した．3）眼球運動：ＥＯＧはEE5800（NECメディカル）を用いて，左右眼のＥＯＧ（水平および垂直方向成分）を測定した．ＥＯＧはデジタルレコーダ（DR-F1，TEAC）を介することにより，デジタルデータとしてパソコンに記録した．３.測定手順および実験条件1）ＣＯＰ動揺：研究課題Ｉ～mでは，図１－１に示す実験条件のもと，TTleCommteefbrStandardizationofStabilomctricMetllodsandPresentationの重心動揺検査基準に従った（但し，視標の有無，および視野は実験条件により異なる)．大まかに，被験者はRomberg姿勢をとり３ｍ前方の視標を注視しながら１分間の立位を維持した．測定は，各実験条件につき，１分の休憩をはさみ３回ずつ実施した．研究課題Ⅳでは図1-2に示す実験条件下で，視標までの距離を1ｍとしてCOP動揺を測定した．’’１$，↓１，，議蕊諦痢蕊:辮Ｆｆ鵬k…季苅’図１－１研究牒題I～mにおける実験条件Ａ空間固定視根条件頭部動揺により眼球運動が生じる．眼球運動によりrUtinalS1ipは生じない．B：四部固定枳祝条件頭部動揺により眼球運動は殆ど生じない．頭部動揺により【℃tinaMmが生じる．Note・RednaIsIip:視覚による求心性１１報図1-2研究課題Ⅳにおける実験条件－４８８－２）視覚機能（視力・視角）：視力：被験者は座位姿勢にて，裸眼あるいは矯正眼により両眼で検査器中に提示される文字(E)を注視した．検者は，Ｅのサイズが大きいものから小さいものへと順に提示してゆき，被験者がＥの開いている方向が知覚できる大きさまでを計測した．左右両眼視力の検査順は，乱数表を用いて決定し，２回ずつ測定した．；視野:被験者は座位姿勢にて,視野計の中心に位置する白色の注視点を見続けた.検者は，左右眼における８方向の視野の端から中心(注視点)に向けて白色のポイントを動かし，被験者が視野の中に検者の動かすポイントを知覚した時点の角度（。）を測定した，３）眼球運動：検者は被験者の両目の外側，利き目の上下，および前額面に皿電極を貼付した．利き目判定は中村と斉藤（1999）の方法に従った．電極装着前には，あらかじめ市販の紙やすりで皮膚の角質層を除去しエタノールで洗浄した．次に被験者に頭頚部固定具を装着した後，各被験者の眼球の回転角度（｡）によるＥＯＧ（lLV）の校正を行った（左右上下の各方向10゜)．スクリーンとして被験者前方1ｍに白い平面（高さ：２×幅：３ｍ）を設置した．これらの準備後，ＣＯＰ動揺測定と同期して測定を行った．なお，被験者の瞬きがをしないよう指示した．４.変数1）COP動揺：直立姿勢制御特性を評価するために，先行研究により信頼性の保証されたCOP動揺４因子(F1:動揺速度因子;F2:前後方向動揺因子;F3:左右方向動揺因子;F4:高周波数帯域動揺因子）を用いた．各動揺因子は因子得点が高いほど因子の特徴が強いと判断できる（例：Ｆ１の高い因子得点は，COP動揺速度が高いことを意味する)．2）視覚機能：視力（左右および両眼)，視角（左右眼それぞれ８方向，と８方向平均角）（。)，視野面積（左右眼それぞれ８領域，および８領域平均面積）（cm2）を選択した．3）眼球運動：眼球運動角度時系列の平均値を，各時系列における各サンプリングポイントの値から除算し，整流処理を行った後，１分間（１試行）の積分値を総データ数で除算し，サンプリングポイント毎の平均眼球運動角度（｡）を求めた．ビユⅣ研究結果の概要本研究における各検討課題の結果から以下の結論が得られた． 了研究課題】：視力および視野条件が直立姿勢制御に及ぼす影響一動揺因子によるCOP動揺解析一視力，視角および視野面積の性差，そして視力差による視角と視野面積の差は無いことが確認された．上述の予備課題結果を踏まえ，信頼性の高いCOP動揺４因子を用い，視力差が様々な視野条件においてCOP動揺に及ぼす影響を検討した結果,視力差の影響はＣＯＰ動揺周波数特性に現れ，高視力者は視野が狭いほど高周波動揺を示すが，低視力者は視野の影響を殆ど受けない研究課題Ⅲ：視力および視野条件が直立姿勢制時のCOP動揺周波数特性に及ぼす影響一異なる視力の2群による検討一異なる視力の２群について，３視野条件間のＣＯＰ動揺スペクトルの変化傾向の違いを詳細に検討した結果，視力差は前後方向動揺の周波数特性に反映された．高視力者の前後方向動揺の周波数特性は，周辺視野情報の有無によって変化し，視野が広いほど低周波数動揺が増えると推察される．一方低視力者は，視野条件による影響を殆ど受けない。－４８９－

足圧中心動揺からみた直立姿勢制御と視覚の関係

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足圧中心動揺からみた直立姿勢制御と視覚の関係

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