Evidence-Based Clinical Application Guidelines for Orthotic Therapy in Stroke Rehabilitation
「また歩けるようになりたい」―その願いを叶える装具療法の最前線
脳卒中後の歩行障害は、患者さんご本人だけでなく、ご家族の生活にも大きな影響を与えます。「以前のように歩けるだろうか」「転倒せずに安全に歩けるだろうか」「家族に負担をかけずに生活できるだろうか」―このような不安を抱えている方は少なくありません。
装具療法は、こうした課題に対する有力な解決策の一つです。足継手装具（AFO）や膝足継手装具（KAFO）といった装具は、単なる「歩行補助具」ではありません。最新の研究では、適切に選択・調整された装具が、歩行速度の改善、転倒リスクの低減、そして日常生活動作の向上に大きく貢献することが明らかになっています。
しかし、装具の種類は多様化しており、「どの装具が自分に合っているのか」「最新の装具は従来のものと何が違うのか」といった疑問を持つ方も多いでしょう。
本記事は、日本理学療法学会連合のガイドラインをはじめとする信頼性の高い医学文献に基づき、脳卒中リハビリテーションにおける装具療法の「今」をお伝えします。患者さんの「歩きたい」という願いと、医療専門家の「最善の治療を提供したい」という思いをつなぐ、実践的な情報をご提供いたします。
コンテンツ
第1章：脳卒中後遺症と装具療法の位置づけ：病態生理学的基礎
1.1 脳卒中後の主要な歩行異常と病態生理学的メカニズム
脳卒中後の片麻痺患者における歩行障害は、単なる筋力低下だけでなく、異常な筋緊張（痙性）や感覚運動制御の不全が複雑に絡み合い発生する。装具療法は、これらの複雑な病態生理学的問題を是正し、安全かつ効率的な歩行パターンを再構築するための重要な介入手段である。
歩行異常の核心は、遊脚期のクリアランス不足と立脚期の安定性欠如に大別される。まず、ドロップフット（Foot Drop）は、足関節背屈筋力の低下に起因し、遊脚期に足先が地面に引っかかる原因となる。これは足関節装具（AFO）療法の最も基本的かつ普遍的な適用根拠である。
次に、立脚期の安定性欠如はさらに深刻な問題を引き起こす。膝折れ（Knee Buckling）は、大腿四頭筋の不全または股関節伸筋の代償不足によって発生し、患者の転倒リスクを大幅に増大させる。一方、膝の過伸展（Genu Recurvatum）は、痙性、または不安定性を代償するための固有受容感覚の不備によって引き起こされる。特に重度の膝折れや制御不能な過伸展が存在する場合、AFOでは制御が不可能となり、膝足関節装具（KAFO）の選択を考慮する必要がある。
1.2 装具（Orthosis）の治療目標と分類
装具療法の治療目標は、以下の階層的な順序で設定されるべきである。
- 安全性・安定性の確保：転倒リスクの低減と、立位および立脚期の膝関節制御。これは治療介入の必須条件である。
- エネルギー効率の最適化：生理学的コスト指数（Physiological Cost Index, PCI）を最小限に抑え、歩行持久力（6分間歩行距離, 6MWT）を最大化する。
- 歩行対称性の改善：歩行パターンを正常化し、二次的な筋骨格系疾患のリスクを低減する。
装具は、足関節装具（AFO）と膝足関節装具（KAFO）に大別され、適用範囲が異なる。AFOは主に足関節の機能不全を対象とするが、膝関節の不安定性が中等度以下の場合には、床反力制御型のAFO（GRAFO）などによって膝を間接的に制御することも可能である。一方、KAFOは膝関節の制御を主目的とし、膝伸展筋力（MMT）が不十分な重度片麻痺患者に適用される。
第2章：標準的AFOの有効性：確立されたエビデンスの批判的吟味
2.1 標準的なプラスチック製AFOの基本効果とエビデンス
標準的なプラスチック製AFO（固定式、または遊動制限式）は、脳卒中後の歩行リハビリテーションにおいて最も広く採用されている装具である。その基本的な有効性は、遊脚期のクリアランス改善と、立脚初期（Initial Contact/Loading Response）の足関節安定化にある。
多くのシステマティックレビューおよびメタアナリシスに基づき、標準AFOの使用は、装具未使用時または他の補助具使用時と比較して、歩行速度（10メートル歩行テスト, 10mWT）を有意に改善し、転倒リスクを低減することが示されているLevel I evidence。この改善は、歩行速度の増大と、それに伴うコミュニティ歩行能力の向上に直結する。主要なアウトカム指標として、歩行速度（m/s）、歩行持久力（6MWT）、および生理学的コスト指数（PCI）が評価基準となることが、臨床診療ガイドライン（CPG）によって示唆されている。
2.2 エビデンスレベルと臨床推奨グレードの要求
装具療法の臨床推奨グレードに関する詳細な情報は、臨床家にとって最も求められる情報である。既存の広範なリハビリテーションエビデンスに基づき、一般的なAFOの使用は、通常、強い推奨（グレードAまたはBに相当）が付与されていると推定される。この推奨は、患者の歩行機能が一定レベル（Brunnstrom Stage IV以上など、最低限の股関節・膝関節の制御が残存している状態）に残存している場合に限られることが多い。
一般的に、AFOの有効性に関する論点はすでに確立されているため、現在のEBPの焦点は、AFOの最適な選択肢、すなわち、単なる足関節の固定ではなく、歩行の動力学（Kinetics）とエネルギー効率を最大化する高度な装具の比較分析へと移行している。この比較分析を通じて、患者の特定の歩行異常に対する装具の「適合性」を判断することが、専門的な介入において最も重要な付加価値となる。
第3章：高度AFOの比較分析：エネルギー効率と動力学
歩行のエネルギー効率と推進力の改善を目指した高度なAFOは、標準的なプラスチックAFOでは満たせない、より活動性の高い患者のニーズに対応するために開発されている。これらの装具は、単なる安定化だけでなく、歩行の動力学に積極的に関与することを目的としている。
3.1 カーボン貯蔵型AFO（Carbon Fiber AFO: CF-AFO）
機能とメカニズム
CF-AFOは、カーボン繊維強化プラスチック（CFRP）素材の弾性特性を最大限に利用する。立脚相において、脛骨が前傾する際に生じる足関節背屈運動によって、CFRPはエネルギーを貯蔵する。そして、立脚後期から前遊脚期にかけて、貯蔵されたエネルギーをバネのように解放し、麻痺側の底屈運動（Push-off）を補助する。これにより、麻痺側の推進力（Ankle Power Generation）の欠如を補完する。
エビデンスと成果
複数の研究は、CF-AFOが標準AFOと比較して、歩行のエネルギー消費（PCI）を有意に低下させる可能性を示唆している。PCIの低減は、患者の疲労軽減に直結し、長距離歩行能力や活動量の増加に貢献する。また、歩行周期における麻痺側と健側の対称性の改善にも寄与する。
臨床適用基準
CF-AFOは、足関節の痙性が低い、または軽度から中等度のドロップフット患者で、機能的な歩行速度をさらに向上させ、コミュニティ歩行者としての活動性を高めることを目標とする場合に最適である。
3.2 油圧式およびダンパー式AFO
機能とメカニズム
油圧式またはダンパー式AFOは、継手内に封入された流体抵抗（油圧または空気圧）を利用し、足関節の背屈・底屈抵抗を歩行周期の各相で動的に調節することを可能にする。この動的な制御は、特に立脚初期（踵接地直後）の急激な底屈（Foot Slap）を緩やかに制御し、膝の過伸展（Genu Recurvatum）を防ぐ効果が高い。
エビデンスの焦点
これらの装具に関するエビデンスは、主に立脚期の膝関節の制御（Knee Moment）と、傾斜面や階段昇降といった複雑な路面における安全性に焦点を当てている。標準AFOでは、固定された角度設定のため、複雑な外部環境への適応性に限界があるが、動的制御型AFOはその限界を克服する。
臨床適用基準
軽度から中等度の痙性を伴い、特に立脚期の膝の不安定性（軽度の膝折れまたは過伸展傾向）が問題となる患者に適している。歩行周期における抵抗の精密な微調整が必要な複雑な歩行異常に対して有効である。
3.3 高度AFO間の比較分析と臨床的選択
最新のAFO市場は、「動的な関節角度の制御」（油圧式）と「エネルギー効率の最大化」（カーボン式）という、二つの主要な進化軸で展開されている。このため、臨床的意思決定は、患者の主要な課題が「関節制御の欠如」か「エネルギー不足」かによって明確に二分されるべきである。
第4章：膝足関節装具（KAFO）の役割と重度片麻痺への最新適用
KAFOは、AFOによる膝関節の制御が不可能、あるいは不十分な重度の膝不安定性（膝伸展筋力MMT 0-2相当）を持つ患者を対象とする。
4.1 従来型ロック式KAFOのエビデンスと限界
従来型ロック式KAFOは、膝関節を完全に固定する機構を持つ。この装具の主な役割は、重度麻痺患者に対するリハビリテーションの初期段階における早期立位訓練、体重負荷、および二次的な合併症（深部静脈血栓症や骨粗鬆症など）の予防である。
しかし、膝関節を固定するため、歩行においては遊脚期のクリアランス確保のために骨盤の代償動作（ヒップハイクなど）が必須となり、多大なエネルギーを要する。
非常に高い生理学的コスト指数（PCI）を伴うため、この装具を装着した状態での機能的な歩行（コミュニティ歩行）は極めて困難である。
したがって、ロック式KAFOは、機能回復を最終目標とするよりも、立位・体重負荷を目的とした補助具として位置づけられる。
4.2 Stance Control Orthosis (SCO) / センサー制御型KAFO
近年、KAFOの領域では、Stance Control Orthosis (SCO)の登場により、大きなパラダイムシフトが起きている。
SCOは、歩行周期をセンサーや機械的な機構で検知し、立脚相では膝継手を自動でロックし安定性を確保し、遊脚相では自動でアンロックして膝の屈曲を可能にする、ハイブリッドな歩行支援装置である。
4.3 KAFOの厳格な臨床適用基準
SCOは高額な投資を必要とするため、その適用には厳格な基準が遵守される必要がある。従来のKAFOが固定具であったのに対し、SCOは動的な歩行支援装置であるため、患者には装具の機能を活用するための最低限の残存機能が求められる。
SCOの適用を成功させるための必須条件：
- 体幹・股関節機能：少なくとも一方向（前方）への推進力生成に耐えうる体幹の安定性、および股関節屈曲筋力（MMT 3以上）が求められる。SCOが膝の制御を担う一方、歩行の推進とバランスは股関節および体幹に依存するためである。
- 認知機能：SCOの自動ロック/アンロック機構の複雑な操作や、不作動時の安全管理を理解できる十分な認知能力。
- 関節可動域：膝関節・足関節に著しい固定拘縮がなく、遊脚期に膝を屈曲させるための受動的・能動的な関節可動域が確保されていること。
SCOの登場は、重度片麻痺患者のリハビリテーションの目標設定自体を変える可能性を持つが、KAFOの適用は、単なる下肢機能だけでなく、体幹機能、バランス、そして認知的連携能力を総合的に評価して決定する必要がある。
第5章：エビデンスの統合と臨床適用基準：CPGに基づく意思決定
5.1 脳卒中リハビリテーションガイドラインからの推奨グレード（推論的統合）
広範なエビデンスの蓄積に基づき、装具療法の推奨を構造化し、臨床的意思決定を支援することが可能である。
- AFO（一般）：標準的AFOは、歩行速度、バランス、転倒予防の改善に対し、最も高い推奨グレード（AまたはB）が付与されることが想定される。これは、AFOの使用が、脳卒中リハビリテーションにおける費用対効果の高い標準治療として広く認知されているためである。
- 高度AFO：カーボン式や油圧式といった高度AFOは、標準AFOと比較して、エネルギー効率や特定の歩行異常の是正において優位性を示すが、コストや複雑性を考慮し、中程度の推奨（BまたはC）が付与されることが多い。
- KAFO（SCO/ハイブリッド）：SCOは、重度患者の歩行獲得およびリハビリテーション参加促進に対し、中程度の推奨（BまたはC）が付与されると推定される。この推奨には、前述の通り、体幹機能、認知機能、および高額なコストを考慮した厳密な適用基準を満たすことが条件として付随する。
5.2 臨床的決定フローチャートの提案：AFO vs. KAFOの分岐点
リハビリテーション専門家が装具を選択する際の意思決定を、エビデンスに基づき系統立てて行うことが重要である。
ステージ I：評価と大分岐
装具選択の最初の分岐点は、膝関節の安定性の程度である。
- 膝が安定している、または軽度の不安定性である場合：AFO領域へ進む。膝折れまたは過伸展がGRAFOや高度AFOで制御可能と判断される。
- 膝が不安定（重度の膝折れ、MMT 2以下）である場合：KAFO領域へ進む。
ステージ II：AFOの選択
患者の歩行異常のバイオメカニクス的特性に基づいて選択する。
- 推進力不足とエネルギー消費が主因の場合：カーボン貯蔵型AFOを推奨。
- 痙性、または立脚期における膝の微細な不安定性（過伸展傾向）が主因の場合：油圧式AFOまたはGRAFOを推奨。
ステージ III：KAFOの選択
重度麻痺患者に対するKAFOの選択は、残存機能と治療目標に依存する。
- 体幹・股関節機能が十分で、機能的歩行を目指す場合：SCO（センサー制御型KAFO）を推奨。
- 体幹・股関節機能が不十分で、早期離床や体重負荷のみを目的とする場合：従来型ロック式KAFOを考慮するか、またはSCOの適用基準を満たさない場合は装具なしでの車椅子移動を考慮する。
第6章：結論と将来の研究展望
6.1 脳卒中リハビリテーションにおける装具療法の現状の要約
脳卒中リハビリテーションにおける装具療法の有効性は、標準的なAFOに関して強力なエビデンスに基づき確立されている。現在の専門的な介入の最前線は、患者の個々の歩行動力学に基づいたAFOの個別化選択に焦点が移っている。カーボン式AFOは推進力の改善に、油圧式AFOは動的な安定性確保に優位性を持つ傾向がある。
また、重度片麻痺患者の歩行再獲得を目指すKAFOの領域においては、Stance Control Orthosis (SCO)の導入が、従来のロック式KAFOの限界を克服する手段として注目を集めている。最適な装具の選択は、単なる麻痺の重症度だけでなく、患者の残存機能（特に推進力と体幹安定性）、認知的連携能力、および活動性目標を総合的に評価して決定されるべきである。
6.2 将来の研究課題とエビデンスのギャップ
最新のエビデンスは発展途上であり、特に高度装具に関しては以下のような研究課題が残されている。
- 長期予後と費用対効果分析（CEA）：高度AFOおよびSCOは高額であるため、これらの装具が標準的な治療と比較して、長期的な臨床転帰（例：5年以上の追跡）、QOL、労働復帰率を改善するかどうか、費用対効果の観点から評価する必要がある。高額な装具への投資を正当化する確固たるデータが不足している。
- 痙性への介入と定量化：痙性の重症度が装具の有効性に与える影響を明確にする研究が不足している。特に動的装具が痙性パターンや異常な共同運動に与える影響の定量的な分析が必要である。
- ユーザー中心のアウトカム：客観的な歩行検査に加え、患者のQOL（生活の質）、社会参加度、および装具へのアドヒアンス（遵守）を重視した研究の推進が求められる。リハビリテーションの効果を左右する重要な要素である、装具の使用における心理的・物理的な障壁に関する検討も不可欠である。
- テクノロジーの融合：機能的電気刺激（FES）や外骨格型ロボティクスと、高度な受動的装具療法を組み合わせたハイブリッドアプローチの最適化に関する研究が、次世代の治療法として期待される。
6.3 専門家による提言：個別化治療の重要性
脳卒中リハビリテーションにおける装具療法は、技術の進歩に伴い、単なるサポートから動的な歩行補助へとその役割を変化させている。装具処方の成功の鍵は、装具士、リハビリテーション科医、理学療法士が密接に連携し、最新の学術的エビデンスと、個々の患者の正確なバイオメカニクス評価に基づいた、オーダーメイドの処方を行うことである。この多職種連携によるEBP実践こそが、患者の歩行機能と社会参加の最大化を可能にする。
引用文献
- 一般社団法人 日本理学療法学会連合. 理学療法ガイドライン第2版. 医学書院, 2021. https://www.jspt.or.jp/guideline/2nd/
- Tyson SF, Kent RM. Effects of an ankle-foot orthosis on balance and walking after stroke: a systematic review and pooled meta-analysis. Arch Phys Med Rehabil. 2013;94(7):1377-1385. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23416220/
- Shahabi S, Shabaninejad H, Kamali M, et al. Effectiveness of an ankle-foot orthosis on walking in patients with stroke: a systematic review and meta-analysis. Sci Rep. 2021;11:15879. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34354172/
- Daryabor A, Arazpour M, Aminian G. Effect of different designs of ankle-foot orthoses on gait in patients with stroke: A systematic review. Gait Posture. 2018;62:268-279. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29587246/
- Kobayashi E, Hiratsuka K, Haruna H, et al. Efficacy of Knee-Ankle-Foot Orthosis on Functional Mobility and Activities of Daily Living in Patients with Stroke: A Systematic Review of Case Reports. J Rehabil Med. 2022;54:jrm00290. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35582910/
- Ontario Health Technology Assessment Series. Stance-Control Knee-Ankle-Foot Orthoses for People With Knee Instability: A Health Technology Assessment. Ont Health Technol Assess Ser. 2021. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8376152/
- Deems-Dluhy S, Novak A, Howell DR, et al. Microprocessor Controlled Knee Ankle Foot Orthosis (KAFO) vs Stance Control vs Locked KAFO: A Randomized Controlled Trial. Arch Phys Med Rehabil. 2021;102(2):233-243. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003999320309400
執筆者情報
大上祐司（おおうえ ゆうじ）
NEUROスタジオ大阪 施設長 / 理学療法士
主な研究業績
2019年 ボバースジャーナル42巻第2号 論文発表（2編）
『Sit to Walkの効率的な運動遂行を獲得するために臨床推論を行い改善が得られた1症例』
『被殻出血後7ヶ月経過し、屋外歩行自立に向けて挑戦した1症例』
研修会受講歴
2018年 イギリス海外研修参加（脳卒中治療技術）
2019年 イギリス海外研修参加（最新エビデンス習得）
継続的な国内外研修会参加によるスキルアップ