金属支柱付き短下肢装具：重くても選ばれる理由

1972年、米国ヒューストンのリハビリテーション研究所（TIRR）の義肢装具士エンゲンは、ポリプロピレンという樹脂でつくった短下肢装具を報告しました。重さはおよそ4オンス（約110グラム）。それまでのかさばる装具より軽く、目立たず、靴に取り付ける必要もありません。報告によれば、患者はみな、重さと見た目を理由に、新しい装具のほうを好みました。

それから半世紀がたったいまも、金属の支柱をもつ重い短下肢装具は、脳卒中のリハビリテーションで使われ続けています。靴に固定するので、見た目もいかにも装具らしくなります。それでも選ばれる理由は、金属という素材より、そのつくりにあります。部品の組み合わせで足首の動きを細かく決め、回復に合わせてあとから変えられるのです。

短下肢装具の中での位置づけ

厚生労働省の補装具の基準では、短下肢装具は「下腿部から足底に及ぶ構造を持つもので、足関節の運動を制御し、若しくは下腿部あるいは足部への負荷を軽減あるいは免荷するもの」とされています。種類は、石膏などでとった脚の型（陽性モデル）から成形する硬性、内外の両側に支柱をもち半月で連結する両側支柱付、どちらか一方に支柱をもつ片側支柱付、後方に支柱をもつ後方支柱付、軟らかい素材でつくる軟性に分けられています。この記事で扱う金属支柱付きの装具は、主に両側支柱付と片側支柱付です。

短下肢装具そのものの効果については、脳卒中患者を対象にしたランダム化比較試験13件（合わせて334人）をまとめた2013年のメタ分析があります。装具をつけると、歩行の指標と、立ったときの左右の体重のかけ方がよくなっていました。ただし、まとめられた試験はどれも装具をつけた直後の効果を比べたもので、長く使ったときの効果はまだ調べられていません（効果の研究は「脳卒中患者に対する短下肢装具着用の効果」でも紹介しています）。

つくり：半月、支柱、足継手、あぶみ、ストラップ

両側支柱付き短下肢装具は、図1のような部品でできています。下腿の上部を囲む半月（カフ）が内外の支柱をつなぎ、支柱の下端にある足継手で足部とつながります。足部の側は、あぶみと呼ばれる金具で靴の底に固定されます。足部が内側や外側に倒れる場合は、ストラップを足部の外側や内側に当て、反対側の支柱に向かって引くことで、内反や外反を矯正します。

図1　両側支柱付き短下肢装具の構成

足継手で何を変えられるか

金属支柱付き装具の要は足継手です。足継手は、動かないように固定することも、自由に動くようにすることもできます。その中間として、動く範囲を制限したり、バネで動きを補助したりすることもできます。

代表的なのがダブルクレンザック足継手です。継手の前と後ろに穴（チャンネル）があり、そこにロッド（棒）かバネを入れます（図2）。後ろの穴にロッドを入れると底屈が止まり、バネを入れると、底屈したときにバネが押し返して背屈の方向へ戻します。前の穴にロッドを入れると背屈が止まります。ロッドを押し込む深さを変えれば、止まる角度も変えられます。

図2　ダブルクレンザック足継手のしくみ（右足を外側から見た模式図）：足継手の前後の穴にロッド（棒）かバネを入れて、足首の動きを決める

こうした設定には、歩き方の上での意味があります。底屈を止めると、遊脚期につま先が垂れて床に引っかかるのを防げます。背屈を止めると、立脚期に下腿が前に倒れすぎないので、膝が前に折れにくくなります。後ろの穴にバネを入れるだけの単純な型がクレンザック足継手で、背屈する筋が弱く、つま先が垂れる下垂足に使われてきました。

止めるのではなく、ブレーキをかける

足継手の考え方を一歩進めたのが、日本で開発された油圧式の足継手です。ふつうに歩くとき、かかとが床に着いた直後の足は、前脛骨筋などの背屈筋がブレーキをかけながら伸びる働き（遠心性収縮）によって、ゆっくりと床へ下ろされます。かかとを支点にして下腿が前へ転がっていくこの動きを、ヒールロッカーと呼びます。

片麻痺ではこのブレーキが弱く、足が床に急に落ちたり、かかとから着けなかったりします。後ろの穴のロッドで底屈を止めれば足は落ちませんが、かかとが着いた瞬間に足首が動けないので、下腿は一気に前へ倒され、膝が曲がりやすくなります。後ろの穴にバネを入れて底屈に抵抗させる方法もありますが、バネは押し縮められた分だけ押し返すので、足を下ろす速さに合わせてブレーキをかけることはできません。

2005年、国際医療福祉大学の山本澄子らは、この局面で底屈に油の抵抗をかけ、足をゆっくり下ろさせる短下肢装具を発表しました。車のショックアブソーバーと同じく、油の抵抗は動きが速いほど大きくなります。抵抗の大きさは簡単に変えられます。論文は、これからの装具には調整できることが欠かせない、と結んでいます。軽さを求めてプラスチックへ向かった装具の歴史の中で、金属支柱付きの装具の強みだった「調整できること」が、別の形で求められたともいえます。

この装具（商品名ゲイトソリューション）を使った片麻痺の患者99人の調査では、およそ6割が、麻痺側に体重を乗せる局面でヒールロッカーができるようになり、歩き方がよくなっていました。ブルンストロームステージが比較的高く、立脚期に膝が軽く曲がっている人に向いていたといいます。慢性期の脳卒中患者8人がこの装具を3週間使った研究では、装具を外して歩いたときにも、つま先が離れる前の局面が短くなり、足関節が生み出すパワーが大きくなっていました。

重くても選ばれる理由

金属支柱付きの装具と、よく比べられるプラスチック製の装具の特徴を表1にまとめました。

	金属支柱付き	プラスチック製
重さ	重い	軽い
見た目	目立ちやすい	靴の中に収まり目立ちにくい
靴	あぶみで靴に固定するため、靴を脱ぐと使えない	靴の中に入れて使う
動きの調整	足継手の部品で変えやすい	形と厚さで決まり、変えにくい（継手付きの型もある）
矯正の強さ	強い力に耐え、ストラップでも矯正できる	強い痙縮や変形では矯正しきれないことがある
修理	部品を交換しやすい	割れると作り直しになることがある
通気性	肌に触れる面が少なく、蒸れにくい	覆う面が広く、蒸れやすい

表1　金属支柱付きとプラスチック製の短下肢装具の比較

金属支柱付き装具の強みは、同じ装具のまま設定を変えられることです。脳卒中のあとの回復期には、麻痺や痙縮の状態が変わっていきます。そのたびに装具を作り直すのではなく、ロッドやバネを入れ替えて、底屈や背屈を止める角度や補助の強さを合わせていけます。重い麻痺がある人では、金属支柱付きの長下肢装具で歩く練習を始め、回復に合わせて大腿の部分を外し、短下肢装具として使い続ける方法もとられます。

一方で、重さや見た目は、毎日使い続けるうえで負担になります。日本の住まいでは室内で靴を脱ぐため、靴に固定する装具は家の中で使いにくいという事情もあります。状態が落ち着いてからは、より軽い装具に切り替えることも選択肢になります（「プラスチック製短下肢装具の特徴と適応」）。

どんな人に向いているか

金属支柱付き短下肢装具が考えられるのは、次のような場合です。

• 痙縮が強く、内反尖足などの変形を強い力で矯正する必要がある（痙縮の評価は「Modified Ashworth Scale」を参照）
• 回復の途中で、足継手の設定を変えながら使いたい
• 体重が重い、活動量が多いなど、装具に大きな力がかかる
• むくみなどで脚の形が変わりやすく、型どおりにつくるプラスチック製の装具が合いにくい

どの装具がよいかは、麻痺や痙縮の程度だけでなく、生活の場や本人の希望によっても変わります。医師、理学療法士、義肢装具士が、歩き方を見ながら一緒に決めていきます。

つくるとき、使い続けるときに知っておきたいこと

入院中のリハビリテーションなど、治療の一環でつくる装具は、医療保険の治療用装具として扱われます。生活の中で使い続けるための装具は、障害者総合支援法の補装具費支給制度の対象になり、種類ごとに耐用年数が決められています。手続きや自己負担は制度によって異なるので、医療機関や市区町村の窓口で確認してください。

金属支柱付きの装具は、使ううちに足継手がすり減ったり、ねじがゆるんだりします。動きにガタつきや異音が出てきたら、義肢装具士に点検してもらいましょう。設定を変えたときは、歩き方がどう変わったかを、理学療法士と一緒に確かめることが大切です。

まとめ

1970年代に軽いプラスチック製の装具が登場してからも、金属支柱付き短下肢装具が使われ続けているのは、足継手の部品で背屈や底屈の止め方や補助を細かく変えられ、強い力にも耐えられるからです。回復とともに状態が変わる時期や、強い痙縮や変形がある人では、この調整のしやすさが大きな強みになります。油圧で底屈にブレーキをかける足継手のように、調整の考え方そのものも進んでいます。重さや室内での使いにくさも考え合わせ、本人の状態と生活に合った装具を選びます。

さらに学びたい人へ：おすすめの本

• 渡邉英夫・平山史朗・藤崎拡憲『脳卒中の下肢装具 第4版：病態に対応した装具の選択法』（医学書院）：脳卒中で使われる短下肢装具や足継手を一覧にし、片麻痺の病態に合わせて装具を選ぶ方法を解説した本です。装具の特徴や歩行練習の様子を動画で確かめられます（2022年刊行）。
• 松田雅弘・遠藤正英 編『脳卒中の装具のミカタ』（医学書院）：装具に苦手意識のある学生や若手の療法士に向けて、57の問いと答えで装具の基本を解説した本です。病期ごとの症例や、装具の調整法を示すWeb動画もあります（2021年刊行）。

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