著者

小栢 進也 建内 宏重 高島 慎吾 市橋 則明

出版者

日本理学療法士学会

雑誌

理学療法学 (ISSN:02893770)

巻号頁・発行日

vol.38, no.2, pp.97-104, 2011-04-20 (Released:2018-08-25)

参考文献数

25

被引用文献数

4

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【目的】筋の作用は解剖学的肢位で考えられることが多いが,実際の運動では関節角度変化に伴い,筋の作用や発揮できる筋力が異なる。本研究では数学的モデルを用いて角度変化に伴う股関節周囲筋の屈伸トルクを検討した。【方法】股関節周囲筋を対象とし,生理学的断面積,羽状角,モーメントアーム,筋線維長から股関節屈曲角度を変化させた際に筋が発揮する屈伸トルクを求めた。なお,大殿筋下部線維,縫工筋,腸腰筋は走行変化点を考慮したモデルを用いた。【結果】大腿直筋は屈曲10〜30°で大きな屈曲トルクを有し,伸展域や深い屈曲域ではトルクが小さくなった。一方,腸腰筋は深い屈曲域で強い力を発揮し,伸展域でもトルクは維持された。また,ハムストリングスは屈曲域で大きな伸展トルクを発揮するが,伸展につれて急激に小さくなり,伸展域では大殿筋下部線維が主動筋となることがわかった。内転筋は伸展域で屈筋,屈曲域で伸筋になる筋が多かった。【結論】関節角度によって変化する筋の発揮トルク特性を考慮することで,弱化した筋の特定など筋力の詳細な評価が可能になると考えられる。

著者

小栢 進也 建内 宏重 高島 慎吾 市橋 則明

出版者

日本理学療法士学会

雑誌

理学療法学 (ISSN:02893770)

巻号頁・発行日

vol.38, no.2, pp.97-104, 2011

参考文献数

25

被引用文献数

1

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【目的】筋の作用は解剖学的肢位で考えられることが多いが,実際の運動では関節角度変化に伴い,筋の作用や発揮できる筋力が異なる。本研究では数学的モデルを用いて角度変化に伴う股関節周囲筋の屈伸トルクを検討した。【方法】股関節周囲筋を対象とし,生理学的断面積,羽状角,モーメントアーム,筋線維長から股関節屈曲角度を変化させた際に筋が発揮する屈伸トルクを求めた。なお,大殿筋下部線維,縫工筋,腸腰筋は走行変化点を考慮したモデルを用いた。【結果】大腿直筋は屈曲10〜30°で大きな屈曲トルクを有し,伸展域や深い屈曲域ではトルクが小さくなった。一方,腸腰筋は深い屈曲域で強い力を発揮し,伸展域でもトルクは維持された。また,ハムストリングスは屈曲域で大きな伸展トルクを発揮するが,伸展につれて急激に小さくなり,伸展域では大殿筋下部線維が主動筋となることがわかった。内転筋は伸展域で屈筋,屈曲域で伸筋になる筋が多かった。【結論】関節角度によって変化する筋の発揮トルク特性を考慮することで,弱化した筋の特定など筋力の詳細な評価が可能になると考えられる。

著者

小栢 進也 樋口 由美 青木 紫方吏 松島 礼佳 岩田 晃 淵岡 聡

出版者

公益社団法人 日本理学療法士協会

雑誌

理学療法学Supplement Vol.42 Suppl. No.2 (第50回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.0285, 2015 (Released:2015-04-30)

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【はじめに,目的】膝関節の滑膜に囲まれた空隙には滑液が貯留されており,関節運動の円滑性に寄与するとされる。関節内圧の変化によって滑液の貯留量は一定に保たれているが,炎症などによって滑液が過剰に産生されると関節浮腫を形成する。関節浮腫は大腿四頭筋の活動抑制や膝関節痛を生じるとされており,高齢者の身体活動に重要な膝伸展筋力の低下につながる。一方,高齢者の身体機能低下の予防には筋力トレーニングが実施され,筋力増強,動作能力向上など多くの効果が報告されているが,関節浮腫にどのような影響を与えるかに関しては十分な知見が得られていない。関節内圧は筋収縮によって上昇するため,筋力トレーニングは滑液循環に影響を与えることが予想される。さらに近年は筋力トレーニングによって炎症が抑制されるとの報告もあり,トレーニングにより関節浮腫を予防できる可能性がある。滑液量が過剰になると膝蓋上嚢の肥厚が認められることから,本実験では高齢者を対象として膝伸展筋力トレーニングを実施し,膝蓋上嚢の厚さがどのように変化するかを調べた。【方法】日常生活が自立している60歳以上の地域在住高齢者122名を対象とし,関節浮腫のスクリーニング検査を行った。ベッド上背臥位で膝30°屈曲位とし,膝蓋骨上縁に大腿骨長軸と水平になるよう超音波診断装置(Logiq Book XP)のプローブを当て,膝蓋骨上縁を撮像した。スクリーニング検査で膝蓋上嚢に1mm以上の肥厚が認められた方を対象として,実験の参加者を募った。ただし,膝窩部の浮腫であるバーカーズシストが確認された被験者は研究対象から除外した。研究参加に同意が得られた被験者を無作為にトレーニング群とコントロール群に分類した。トレーニングはセラバンドを用いた膝伸展抵抗運動10回3セットを自宅で実施することとし,週4回2か月間実施した。なお,高負荷トレーニングが実施できるよう初回に強度を指導した。介入前後に超音波を用い膝蓋骨上方の内側,中央,外側を撮像して,関節上嚢の厚さを計測した。身体機能検査は膝伸展筋力,歩行速度を計測した。統計解析にはSPSSを用い,トレーニング前の群間比較にt検定およびカイ二乗検定,トレーニング効果の検証に介入前のデータを共変量とした共分散分析を用いた。有意水準は5%とした。【結果】スクリーニングテストより対象となった73名のうち,45名に研究参加の同意が得られ,トレーニング群23名,コントロール群22名に割り付けた。トレーニング群1名,コントロール群2名は介入後の測定が困難であった。また,コントロール群の2名にバーカーズシストが確認されたため,最終的にトレーニング群22名(男性10名,女性12名,年齢74.0±6.8歳),コントロール群18名(男性6名,女性12名,74.1±5.8歳)が解析対象となった。介入前はすべての項目で有意差を認めなかった。膝蓋上嚢の厚さは内側部と外側部で交互作用を認め,トレーニング群で減少した(内側部:トレーニング群 介入前3.5±1.7mm介入後2.8±1.5mm,コントロール群 介入前4.1±1.5mm介入後4.2±1.4mm,外側部:トレーニング群 介入前4.0±2.3mm介入後3.4±1.7mm,コントロール群 介入前4.5±1.8mm介入後4.7±1.8mm)。膝伸展筋力にも交互作用が認められ,トレーニング群で筋力が向上した。その他の項目に有意差を認めなかった。【考察】トレーニング群では介入後に膝蓋上嚢の厚みが減少した。これは膝蓋上嚢に貯留している滑液が減少したためと考える。膝関節の滑液は膝蓋上嚢と膝窩部に貯留しやすいと言われているが,今回の研究では膝窩部の浮腫であるバーカーズシストが確認された被験者は除外している。よって,関節上嚢の厚み減少は膝関節全体の関節液貯留量減少による可能性が高いと考える。【理学療法学研究としての意義】膝伸展筋力トレーニングは筋力増強効果だけでなく,膝関節の滑液貯留量を減少させる可能性がある。本研究では筋力トレーニングの新たな効果が示された。

著者

谷口 匡史 建内 宏重 竹岡 亨 小栢 進也 市橋 則明

出版者

公益社団法人 日本理学療法士協会

雑誌

理学療法学Supplement

巻号頁・発行日

vol.2009, pp.A3O2007, 2010

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【目的】<BR> Masai Barefoot Technology (以下MBT)靴は、ティルティングエッジと呼ばれる丸みを帯びたアーチ状の靴底になっている不安定靴である。MBT靴は、一般に店頭で販売されており、ヨーロッパでは医療器具としての認可を受けてリハビリテーションにも応用されている。MBT靴はティルティングエッジが第五中足骨茎状突起を支点として前方への回転運動を起こしやすくする構造になっており、前足部への重心移動を行いやすくなるため効率良く歩行できるとされている。MBTに関する先行研究では、関節角度や筋活動に関する報告はいくつか見受けられるが、運動力学的指標である床反力からMBT靴の歩行分析を行ったものは見当たらない。そこで、本研究の目的は、MBT靴および通常靴の歩行解析を行い、MBT靴を使用することによる歩行動態を明らかにすることである。<BR><BR>【方法】<BR> 対象は、下肢に疾患を有さない健常成人男性14名(平均年齢25.6±5.1歳、身長171.6±6.0cm、体重62.4±6.6kg)とした。歩行は、MBT靴での自然歩行および通常靴での自然歩行・遅い歩行とし、それぞれ5試行測定した。MBT靴を着用して適切に歩行を行うために、本研究ではビデオによる説明と熟練者による指導を測定前に30分間実施した。ビデオおよび熟練者による指導の内容は、ティルティングエッジへ荷重した立位保持、前後左右への体重移動、歩行練習とした。歩行解析には、三次元動作解析装置VICON NEXUS(VICON社製;サンプリング周波数200Hz)と床反力計(Kisler社製;サンプリング周波数1000Hz)を使用し、マーカーはPlug in gait full bodyモデルに準じて貼付した。床反力は歩行速度の影響を受けるため、各対象者のMBT靴での歩行速度に応じて通常靴の自然歩行か遅い歩行かのどちらかを選択して解析に用いた。解析では、床反力を立脚期前半・後半の2相に分け、矢状面における前後・垂直成分の最大値を求めた。歩行速度、ケーデンス、ストライド長、立脚時間の他に、矢状面における下肢関節角度の最大値および上下方向への身体重心(COM)移動量を算出した。また、MBT靴と通常靴の各変数の違いを対応のあるt検定を用いて分析した。なお、有意水準は5%とした。<BR><BR>【説明と同意】<BR> 本研究は、倫理委員会の承認を得て実施した。対象者には本研究の目的を十分に説明したうえ、書面にて同意を得た。<BR><BR>【結果】<BR> 歩行速度はMBT靴:1.07m/秒、通常靴1.15m/秒、ケーデンスはMBT靴:104.9歩/分、通常靴:105.8歩/分、ストライド長はMBT靴:1.23m、通常靴:1.29m、立脚時間はMBT靴:61.3%、通常靴:62.2%であり、変数は両条件に有意な差はなかった。MBT靴は通常靴に比べて、荷重応答期(LR)では有意に膝関節屈曲角度が増加(MBT靴:5.3°,通常:1.0°)、床反力は前後成分が減少した。立脚終期(TSt)では、有意に股関節伸展角度が減少(MBT:12.0°,通常:14.6°)し、足関節では背屈角度が増加(MBT:21.5°,通常:11.9°)した。遊脚前期(PSw)では、有意に足関節底屈角度(MBT:8.2°,通常:17.6°)および床反力垂直成分は減少した。また、歩行周期中の上下方向へのCOM移動量は、両条件間に差はみられなかった。<BR><BR>【考察】<BR> MBT靴を使用することで、LRでは通常靴よりも膝関節屈曲角度が増加、床反力前後成分が減少し、TStからPSwにかけて蹴り出し時の股関節伸展角度が減少、床反力垂直成分が減少した。MBT靴での歩行では通常靴での歩行に比べて、LRやPSwでの床反力が減少しているにもかかわらず歩行速度は明らかな低下を認めなかったことから、MBT靴は減速や加速を抑制しながら歩行中の重心の前方移動を達成することができていると考えられる。MBT靴ではティルティングエッジの頂点にある最も柔軟性に富んだ部分で接地することにより接地時の緩衝作用を高め、ティルティングエッジ特有の丸みがフォアフットロッカー機能を補助することで強く蹴り出さなくても推進力を得ることができたと推測される。MBT靴を正確に使用することで、接地時のブレーキ作用および離地時の蹴り出し作用を抑制できたことから、立脚期と遊脚期との運動方向の切り替え時に生じるエネルギー変換を効率良く行いながら歩行していることが示唆された。<BR><BR>【理学療法学研究としての意義】<BR> MBT靴の歩行特性として、接地時の緩衝作用が高く、離地時には推進力を得やすいことが明らかとなり、歩行効率の悪い患者に対して適応できる可能性が示されたことは、MBT靴のリハビリテーションへの応用を促進する一助となる。

著者

小栢 進也 沖田 祐介

出版者

日本基礎理学療法学会

雑誌

日本基礎理学療法学雑誌 (ISSN:21860742)

巻号頁・発行日

vol.20, no.2, pp.22-29, 2017-11-08 (Released:2018-09-26)

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Musculoskeletal simulation models that estimate the muscle tension force are widely used to explain muscle and joint function during motion. This model has an advantage to calculate muscle tension force and joint contact forces during motion with noninvasive gait measurement. The musculoskeletal simulation model-based analysis enables easy access for researchers to predict the joint contact force during human motion and determine the risk of osteoarthritis. It can also clarify the direct relationship between muscle tension force and joint angular acceleration or acceleration of the center of mass. Determination of which muscle supports body weight or controls joint motion will provide basic knowledge for physical therapists. In addition, determination of how patients maintain kinematic equilibrium during motion can help understand the patient-specific compensated strategy and decide on an appropriate intervention. This paper focuses on the introduction of the basic concept of musculoskeletal simulation analysis and applications of the result of previous studies to motion analysis in physical therapy.

著者

小栢 進也 池添 冬芽 坪山 直生 市橋 則明

出版者

理学療法科学学会

雑誌

理学療法科学 (ISSN:13411667)

巻号頁・発行日

vol.24, no.1, pp.81-85, 2009 (Released:2009-04-01)

参考文献数

20

被引用文献数

7 5

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〔目的〕若年者と高齢者を対象に不安定板および安定した支持面上での立位姿勢制御能力を比較した。〔対象〕若年者14名と施設入所高齢者10名を対象とした。〔方法〕不安定板上で20秒間立位を保持させた時の前後角度変動域,総角度変動,前後変位を測定した。前後角度変動域は角度変動の大きさ,総角度変動は変動した角度の総量,前後変位は平均的な傾斜角度を表す。また重心動揺計を用いて静止立位時の重心動揺面積,総軌跡長,前後方向中心変位および前後随意重心移動距離を計測した。〔結果〕若年者は総角度変動および前後随意重心移動距離のみ高齢者よりも有意に高い値を認めた。〔結語〕高齢者は不安定板の傾斜調整や最大重心移動のような随意的な姿勢制御能力が低下することが示唆された。

著者

永井 宏達 市橋 則明 山田 実 竹岡 亨 井上 拓也 太田 恵 小栢 進也 佐久間 香 塚越 累 福元 喜啓 立松 典篤 今野 亜希子 池添 冬芽 坪山 直生

出版者

公益社団法人 日本理学療法士協会

雑誌

理学療法学Supplement Vol.36 Suppl. No.2 (第44回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.E2S2007, 2009 (Released:2009-04-25)

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【目的】加齢に伴い、筋力、バランス機能、柔軟性、敏捷性といった運動機能の低下がみられ、特に、バランス機能は加齢による低下が顕著であるとされている.近年、高齢者に対するバランストレーニング効果に関する報告が散見されるが、ゆっくりとした動きでのバランストレーニングと素早い動きでのバランストレーニングのどちらの動作速度でのバランストレーニングが効果的であるかは明らかではない.そこで本研究は、施設入所高齢者に対して素早い動きのバランストレーニング(RBT)と、ゆっくりとした動きのバランストレーニング(SBT)の二種類を実施し、その効果の違いを明らかにすることを目的とした.【対象と方法】対象はケアハウスに入所している高齢者41名(男性5名、女性36名、平均年齢:81.9±6.8歳)とし、RBT群(17名:80.8±7.0歳)とSBT群(24名:82.5±6.7歳)に対象者を分類した.なお、対象者には研究についての説明を行い、同意を得た.バランストレーニングとして、片脚立位、前方・左右へのステップ動作、椅子からの立ち上がりなどからなる20分程度の運動プログラムを週2回、8週間実施した.これらのトレーニングを、RBT群には、バランスを保ちながらできるだけ素早く特定の姿勢をとらせ、その後姿勢を保持するようにし、SBT群にはゆっくりとした動きで特定の姿勢まで移行させるように指導した.なお、2群のそれぞれの運動回数および運動時間は統一した.バランス能力の評価として、開眼・閉眼片脚立位保持時間、立位ステッピングテスト(5秒間での最大ステップ回数)、静止立位時の重心動揺面積(RMS)、前後・左右方向の最大随意重心移動距離をトレーニング前後に測定した.2群間のトレーニング効果を比較するために、反復測定二元配置分散分析を行った.【結果と考察】2群間のベースラインのバランス機能に有意差はみられなかった.二元配置分散分析の結果より、トレーニング前後で主効果がみられたバランス項目は、立位ステッピングテストであった(p<.05).このことから、立位でのステップ動作は、バランストレーニングを行う動作速度にかかわらず改善することが明らかになった.また、前後方向の最大随意重心移動距離に交互作用がみられたため (p<.05)、RBT群、SBT群それそれで対応のあるt検定を行った結果、RBT群においてはトレーニング後に前後方向の最大随意重心移動距離の有意な改善がみられたが(p<.05)、SBT群では変化がみられなかった.本研究の結果より、施設入所高齢者においては、素早い動きを伴うようなバランストレーニングを行う方がより多くのバランス機能を改善させる可能性が示唆された.【結語】施設入所高齢者におけるバランス機能向上には、素早い動きのトレーニングが有用である可能性が示唆された.

著者

小栢 進也 久保田 良 中條 雄太 廣岡 英子 金 光浩 長谷 公隆

出版者

公益社団法人 日本理学療法士協会

雑誌

理学療法学Supplement Vol.44 Suppl. No.2 (第52回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.0051, 2017 (Released:2017-04-24)

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【はじめに,目的】膝を伸展させる代表的な筋は大腿四頭筋であるが,足や股関節の筋は下腿や大腿の動きを介して膝を伸展できる。このため,ヒトの多関節運動においては膝関節以外の筋も膝伸展運動に関与する。変形性膝関節症(膝OA)患者は立脚初期の膝伸展モーメント低下が報告されており,大腿四頭筋の膝伸展作用が低下している。しかし,膝OA患者は大腿四頭筋以外のどの筋で膝伸展作用を代償しているのか明らかではない。筋骨格シミュレーションによる順動力学解析は筋張力と関節角加速度の関係性を計算式により算出することで,膝伸展運動における筋の貢献度を調べることができる。そこで,本研究では膝OA患者の歩行分析から,筋が生み出す膝関節角加速度を調べ,膝伸展に貢献する筋を調べる。【方法】対象は膝OA患者18名(72.2±7.0歳),健常高齢者10名(70.5±6.7歳)とした。被験者の体表に18個のマーカーを貼り,三次元動作分析システム(3DMA-3000)およびフォースプレートを用いて歩行動作を測定した。マーカーの位置情報には6Hzのローパスフィルターを適用した。次に,OpenSimを用いて順動力学筋骨格シミュレーション解析を行った。8セグメント,7関節,92筋のモデルを使用した。解析はモデルを被験者の体に合わせるスケーリング,モデルと運動の力学的一致度を高めるResidual Reduction Algorithm,筋張力によってモデルを動かすComputed Muscle Controlを順に行い,歩行中の筋張力を計算式により求めた。さらに各筋の張力と膝関節角加速度の関係性を調べるためInduced Acceleration Analysisを用いた。データは立脚期を100%SP(Stance Phase)として正規化し,立脚初期(0-15%SP)での各筋が生み出す平均膝伸展角加速度を求めた。統計解析には歩行速度を共変量とした共分散分析を用い,筋張力と筋が生み出す膝伸展加速度を膝OA患者と健常高齢者で比較した。【結果】0-15%SPの張力は大腿広筋,足背屈筋群,ひらめ筋,腓腹筋で膝OA患者が健常高齢者より有意に低く,股内転筋群で有意に高い値を示した。膝伸展角加速度の解析では大腿四頭筋(膝OA患者2656±705°/sec2,健常高齢者3904±652°/sec2),足背屈筋群(膝OA患者-5318±3251°/sec2,健常高齢者-10362±4902°/sec2),ヒラメ筋(膝OA患者1285±1689°/sec2,健常高齢者3863±3414°/sec2),股内転筋群(膝OA患者1680±1214°/sec2,健常高齢者1318±532°/sec2)で有意差を認めた。【結論】膝OA患者と健常高齢者では大腿四頭筋と足背屈筋群に大きな差を認めた。膝OA患者は立脚初期の大腿四頭筋の発揮張力低下により膝伸展作用が低下する一方で,前脛骨筋を含む足背屈筋群の発揮張力を減少させ,その膝屈曲作用を低下させている。足背屈筋群は下腿を前傾することで膝を屈曲させるため,膝OA患者は足背屈筋群の張力発揮を抑えて立脚初期に膝屈曲が生じない代償パターンにて歩行していることが明らかとなった。

著者

小栢 進也 建内 宏重 市橋 則明

出版者

公益社団法人 日本理学療法士協会

雑誌

理学療法学Supplement Vol.37 Suppl. No.2 (第45回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.A2Se2029, 2010 (Released:2010-05-25)

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【目的】筋が収縮すると関節は回転力を生み出し、筋力として発揮される。昨年我々は数学的モデルを用いて股関節の関節角度変化によるモーメントアームの変化を報告し、筋の発揮トルクが関節角度により大きく異なる可能性を示した。筋の発揮トルクはモーメントアームだけでなく、筋線維長や筋断面積などに影響を受けるとされており、本研究では股関節屈曲角度変化に伴う股関節周囲筋の屈伸トルクを数学的モデルにより検討した。【方法】股関節運動に作用する15筋を対象とし、股関節は円運動を行うとした。モーメントアームおよび筋・腱の線維長はKlein Horsmannらの筋の起始停止位置から算出した。大殿筋下部線維、大腿筋膜張筋は、起始から停止までを直線的に走行するのではなく、途中で骨や軟部組織に引っかかる走行変換点を考慮したモデルを用いた。なお、腸腰筋はGrosse らが提唱したwrapping surfaceの手法を用いた。この方法は走行変換点の骨表面を円筒状の形状ととらえて計算する方法で、筋は起始部から円筒に向かい、その周囲を回って走行を変え、停止に向かうとする。また、生理学的断面積・羽状角・筋や腱の至適長はBlemkerら、筋の長さ張力曲線はMaganarisらの報告を用いた。なお、本研究では関節運動によって、モーメントアームと筋線維長は変化するとし、生理学的断面積、羽状角は関節運動によって変化しないものとした。解剖学的肢位での起始・停止の位置から、股関節の角度に応じた起始の座標を算出した。次に、起始停止から筋の走行がわかるため、各筋のモーメントアームを求めた。このモーメントアームと筋の走行から、単位モーメント(筋が1N発揮した時の関節モーメント)を算出した。さらに筋の長さ張力曲線から想定される固有筋力、生理学的断面積、羽状角の正弦と単位モーメントとの積から各筋が発揮できる屈伸トルクを算出した。【説明と同意】本研究は数学的モデルを用いており、人を対象とした研究ではない。【結果】腸腰筋は26.3Nm(伸転20°)、23.7Nm(屈曲0°)、23.6Nm(屈曲30°)、26.1Nm(屈曲60°)の屈曲トルクを有し、伸展域と深い屈曲位で高い値を示した。一方、大腿直筋は10.5Nm(伸転20°)、18.4Nm(屈曲0°)、23.6Nm(屈曲30°)、28.1Nm(屈曲60°)であり、50°付近で最も高い屈曲トルクを有した。伸転筋に関してはハムストリングス全体で、11.2Nm(伸転20°)、42.0Nm(屈曲0°)、70.6Nm(屈曲30°)、74.2Nm(屈曲60°)と、伸展域では伸展トルクは小さいが、屈曲域になると急激にトルクは大きくなる。一方、大殿筋は20.9Nm(伸転20°)、29.3Nm(屈曲0°)、35.4Nm(屈曲30°)、29.0Nm(屈曲60°)と、ハムストリングスと比較して伸展域では大きな伸展トルクを発揮するが、屈曲位では半分以下のトルクしか持たない。また、内転筋は伸展域で屈筋、屈曲域で伸筋になる筋が多かった。【考察】腸腰筋は伸展するとモーメントアームが減少して屈曲トルクが弱くなると考えられるが、wrapping surfaceの手法を用いるとモーメントアームは増加し、筋も伸張されるため、強い発揮トルクを発生できることが判明した。一方、深い屈曲位では腸腰筋が腸骨から離れて走行変換点を持たなくなり、モーメントアームの増加により発揮トルクが増加すると考えられる。腸腰筋は走行変換点を持つことで二峰性の筋力発揮特性を持つ。これに対し、大腿直筋は主にモーメントアームが屈曲50°付近でモーメントアームが増加し、強いトルクを発揮すると思われる。また、ハムストリングは坐骨結節、大殿筋は腸骨や仙骨など骨盤上部から起始する。このため、浅い屈曲位から骨盤を後傾(股伸展)すると坐骨結節は前方へ、大殿筋起始部は後方へと移動する。よってハムストリングはモーメントアームが低下し、伸展位では大殿筋の出力が相対的に強くなると思われる。一方、内転筋群は恥骨や坐骨など骨盤の下部から起始し、大腿骨に対しほぼ平行に走行して停止部に向かう。よって、解剖学的肢位では矢状面上の作用は小さいが、骨盤を前傾(股屈曲)すると起始部は後方に移動し、筋のモーメントアームは屈曲から伸展へと変わるため、筋の作用が変化する。特に大内転筋は断面積が大きく、強い伸展トルクを発揮できると思われる。【理学療法研究としての意義】解剖学的肢位とは異なる肢位での筋の発揮トルクを検討することは、筋力評価や動作分析に有用な情報を与える。特定の関節肢位で筋力が低下している場合、どの筋がその肢位で最も発揮トルクに貢献するかがわかれば、機能が低下している筋の特定ができる。また、内転筋のように、前額面上の運動を行う際に矢状面上の作用を伴う場合、内転筋の中でもどの筋が過剰に働いているのかを検討することも可能である。このように本研究で行った数学的モデルによる筋の発揮トルク分析は、理学療法士にとって重要な筋の運動学的知見を提供するものと考える。

著者

樋口 由美 北川 智美 岩田 晃 小栢 進也 今岡 真和 藤堂 恵美子 平島 賢一 石原 みさ子 淵岡 聡

出版者

JAPANESE PHYSICAL THERAPY ASSOCIATION

雑誌

日本理学療法学術大会

巻号頁・発行日

vol.2012, pp.48101447-48101447, 2013

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【はじめに、目的】中等度以上の身体活動を継続することは、心血管病、大腸ガン等の発症率低下のみならず、生命予後の延伸にも寄与することが知られている。しかし一方で、デスクワーク、テレビ視聴等の座ってすごす時間(座業時間)が長いと、同程度の身体活動を習慣にしていても、座業時間が短い人々に比べて死亡率の上昇が報告されるようになった。ただし、中壮年以上のコホート研究で報告されており、座業が高齢者に与える影響については不明な部分が多い。 本研究は、中等度以上の身体活動を習慣にしている高齢者の座業時間と、運動機能および生活機能との関連を検討することを目的とした。【方法】大阪府南部に位置するH市で、介護予防事業の拠点施設を定期的に利用する者を対象に研究参加ボランティアを募集した。応募した60歳以上の男女127名に対し、平均的な1週間の身体活動量を質問票にて調査した。質問票は、国際標準化身体活動質問票IPAQ(短縮版)を用いた。調査の結果、中等度(4METs)以上の身体活動を習慣にしている者97名(女性71名、平均年齢73.9歳、61-90歳)を分析対象者とした。同じく質問票より1日当たりの座業時間を調査した。座業時間とは、座って行う作業、テレビ視聴、おしゃべり等の合計時間であり、睡眠時間は含まない。運動機能は、5m通常歩行時間とTimed up & go test(以下TUG)を測定した。5m通常歩行時間は、11m歩行路の中央5mの所要時間を計測した。TUGは原典と同じく通常歩行の速さで計測した。生活機能は、老研式活動能力指標(13点満点、高いほど良好)にて調査した。座業時間と運動機能および生活機能の関連を分析するため、1日の座位時間が6時間以上の群と6時間未満の群に2群化し、年齢を共変量とした共分散分析を用いて男女別に解析した。なお、基準とした6時間は先行研究を参考とした。統計学的有意水準は5%未満とした。【倫理的配慮、説明と同意】対象者には研究の趣旨を説明し書面にて同意を得た。なお、本研究科研究倫理委員会の承認済みである。【結果】分析対象者の1日の座業時間は平均4時間19分であり、男性の平均は4時間52分、女性は4時間7分と女性の方が座業時間の短い傾向を示した。座業時間による2群化は、男性では6時間未満(n = 19)、6時間以上(n = 7)、女性は6時間未満(n = 50)、6時間以上(n = 21)であった。なお、座業時間2群間でBMIに男女ともに有意差を認めなかった(男性:6時間未満22.0、6時間以上21.8 女性:21.5、21.3)。運動機能に対する共分散分析の結果、男性の座業時間6時間未満群は、5m歩行時間の平均値が3.8秒、6時間以上群が4.0秒であった。女性では6時間未満群3.4秒、6時間以上群3.8秒と座業時間の延長に伴い有意に歩行時間が遅延した。TUGでは、男性の6時間未満群が8.1秒、6時間以上群8.8秒、女性も各々7.0秒、7.5秒であったものの、年齢調整後の分析結果では有意差を認めなかった。生活機能に対する共分散分析では、男女ともに座位時間と老研式活動能力指標との間に統計学的関連を認めなかった(男性:6時間未満11.5点、6時間以上12.1点 女性:12.3点、12.0点)。【考察】中等度以上の身体活動を習慣とする高齢者において、1日の座業時間が6時間以上の女性は、年齢調整後も有意に歩行速度が低下していた。従来、中等度以上の身体活動を日常生活に取り入れることは、健康状態や生命予後に良好な影響を与えることが明らかであるが、座って過ごす時間の延長は、高齢期においても身体活動がもたらす好作用を阻害する可能性が示唆された。なお、男性でも同傾向を認めたが有意差に至らなかったことは、対象者数の少なさが要因の一つと考えられる。一方、生活機能が高い本研究対象者では、座業時間の影響は確認されなかった。【理学療法学研究としての意義】地域高齢者に対する予防的アプローチにおいて、中等度以上の身体活動を推奨すると同時に、座って過ごす生活時間(座業時間)にも留意することで介護予防さらに生命予後の改善が期待されること。