歩行の計測方法であるPCIの特徴とは？

身体活動に伴う生理的なコストを効率的に測定できる「PCI (Physiological Cost Index) 」。

PCIは、エネルギー効率をうまく使いながら歩行していくための測定として有効な手段の一つです。

そこで今回は、PCIについて詳しく解説していきます。

この記事で、PCIの算出方法やメリットなどを確認していただき、これからの歩行訓練にお役立てください。

PCIの算出・測定方法

PCIは、心拍数誘導性を一定時間継続させた歩行のエネルギー効率を示したものです。

下記の方式で簡単に算出することができます。

 

PCI（拍/m）＝（歩行数心拍数（拍/分）－安静時心拍数（拍/分））÷ 歩行速度（m/分）

 

以上の式のように、PCIは歩行時心拍数と安静時心拍数の差を歩行速度で除したものになりますが、値が小さいほど運動効率が良いとされています。

なお、PCIには明確な基準値は定められていません。

そのため、被験者が好ましい歩行速度が最小になり、主に成人歩行では、0.1〜0.5beat/meter が標準値になります。

また、一般的に測定方法として使われるのは、1週25ｍ〜30ｍの歩行路や8の字や長方形などで、3〜5分ほどの値を採用可能としています。

【参考】：理学療法士・作業療法士のためのスキルアップノート　歩行の効率を評価するPhysiological Cost Index（PCI）って知ってますか？

PCIの特徴

PCIは、難しい技術の習得がなくてもできるため、簡易に心肺機能の一端を示すことができるのが特徴です。

そのため、地域在住の高齢者や運動発達障害者、脳卒中患者を対象に、ADL向上やリハビリの評価など幅広く使用されています。

また、PCIは歩行ができる状態であれば測定可能なため、歩行開始初期からの評価として用いられる利便性もあります。

※歩行解析におけるADL低下については、こちらの記事で特集しておりますので併せてご参照ください。

歩行解析でADLの低下を予測できる！？

エネルギー消費や効率の測定に有益なPCI

歩行時のエネルギー消費やエネルギー効率の測定は、臨床上の利便性からPCIがよく使われています。

健常者におけるインターバル歩行のエネルギー消費量とPCIとの関係を調査した研究では、PCIが歩行時のエネルギー効率を測るために有効であることを示しています。

その研究では、インターバル歩行時と持続的歩行時のエネルギー消費量の変化について、PCIを用いて有効性を検討しました。

対象は日頃運動を行っていない男女学生17名で「遅い歩行・普通歩行・速い歩行」の歩行速度が異なる3種類の歩行を用いて、安静時心拍数を測定しました。

なお、この時のインターバル歩行は、30秒間の速い歩行と15秒間の遅い歩行を3分間繰り返して実施しています。

その結果、PCI曲線ではインターバル歩行が速い歩行よりもエネルギー消費量が高い値を示しました。

また、PCIの平均値も両者に有意差が認められました。

さらに、PCIを算出した結果により「遅い歩行・普通歩行・速い歩行」のエネルギー消費量よりも「インターバル歩行」が高値を示すことが明らかになっています。

そのため、インターバル歩行はエネルギー消費量が高くなることで、脂肪の燃焼量もより高い効果が期待されることがPCIを算出した結果でわかりました。

以上のことから、PCI測定は自由歩行の運動強度や速度における有意性に対して、エネルギー効率を図る上で有益な指標になることを証明しています。

【参考】J-stage　健常者におけるインターバル歩行のエネルギー消費量とPCIとの関係

PCIの課題

PCIは心拍数の変動を測りますが、その際にでてくる課題も考えられます。

その課題とは、PCI測定で心拍数の変動を観察するときは、運動負荷に対する生理反応以外の要因も配慮する必要があるということです。

配慮する要因としては、運動習慣の有無や測定時の精神的緊張などの主観的要因に対するものが挙げられます。

その点の課題については、片麻痺患者の歩行能力評価(PCIを用いて)の研究結果が参考になります。

その研究では、片麻痺患者を対象に5日間連続でPCI測定における有用性について検討しました。

その結果、歩行頻度の少ない患者の心拍数・歩行ともに、PCIの測定値にばらつきが目立ち、安定した値が得られにくくなりました。

このPCI値のばらつきについては、片麻痺患者の日常の活動量を考慮する必要があることを示唆しています。

そのため、PCI測定時には実施状況などの歩行条件について、どのような設定が適しているのかについて検討する余地があるでしょう。

【参考】J-stage　片麻痺患者の歩行能力評価(PCIを用いて)

まとめ

今回は「歩行の計測方法であるPCIの特徴とは？」についてご説明しました。

PCIは歩行のエネルギー効率を考えるときに、健常者の自由歩行の条件下では一定の評価があります。

一方、脳卒中の片麻痺患者などへの測定については、測定値にばらつきがあることから課題も残ります。

しかし、PCIのように歩行のエネルギー効率を考えた測定や評価は、歩行能力を高めていくために有効であることに間違いはありません。

そのため、歩行のエネルギー効率をよくするために、より正確に歩行の評価・分析をしながら歩行訓練をしていくことが効果的です。

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（参考資料）
理学療法士・作業療法士のためのスキルアップノート　歩行の効率を評価するPhysiological Cost Index（PCI）って知ってますか？
J-stage　健常者におけるインターバル歩行のエネルギー消費量とPCIとの関係
J-stage　片麻痺患者の歩行能力評価(PCIを用いて)

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