著者

吉川 幸次郎 丸山 仁司

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.C3P3413, 2009 (Released:2009-04-25)

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【目的】内腹斜筋の上部線維と中部線維の比較体幹の安定性を維持するために体幹筋が注目されている.内腹斜筋は体幹屈曲、側屈、回旋させる主導筋の働きが中心である.しかし、一方では腹圧の調整および胸腰筋膜に働きかけることで体幹の安定化させる役割があるとされている.近年内腹斜筋が線維の方向や線維長、筋厚の観点から上中下部に分類できることが主張されており、機能的にも相違があるといわれてきている.今回姿勢の変化に伴い上部線維と中部線維とで姿勢保持のための活動の相違を検証した.【方法】健常成人男性14名(平均年齢22.7±2.96歳 身長171.5±3.95cm 体重65.7±5.31kg).姿勢を背臥位→立位→爪先立ち位と姿勢を変える.併せて超音波画像診断装置(東芝PV8000)で内腹斜筋を撮像する.撮像部位は上部線維(中腋窩線と第11肋骨が交わった付近)と中部線維(胸郭と腸骨稜の中間と中腋窩線の交わった付近)である.各姿勢につき30秒撮像する.撮像した映像を画像編集ソフト(WinDVD)で静止画像化し画像解析ソフト(image J 1.41)で内腹斜筋の筋厚を測定する.呼吸筋としての活動を最小限にするため最大吸気の時点で静止画像化する.内腹斜筋の上部線維と中部線維の筋厚を比較しその活動の違いを考察する.比較方法は背臥位の筋厚を基準にした立位と爪先立ち位の筋厚の増加率を計算し、上部線維と中部線維とで比較する.検定方法としてt検定を用いた.なお、今回の実験を行うに際しヘルシンキ宣言を参考に事前に被験者に内容を説明し理解してもらい同意を得て実験を行った.【結果】各肢位における平均筋厚は以下の通りであった.上部線維(背臥位→立位→爪先立ち位の順)41.4±6.0mm、48.2±9.5mm、52.1±10.2mm.中部線維は51.9±9.0mm、52.6±10.5mm、54.4±11.0mmであった.背臥位の筋厚を基準にした筋厚の平均増加率は、上部線維では117%、126%であり、中部線維は101%、105パーセントと上部線維が活発な活動を示していることが示唆された.立位、爪先立ち位ともに上部線維と中部線維とでは有意な差が生じた.【考察】先行研究では、内腹斜筋の上部線維と中部線維とではいずれも線維の走行が内側上方に向かっていて機能的にも類似しているとするものがある.しかし、文献によると、内腹斜筋の各線維付着部に着目した場合、上部線維が肋軟骨に付着するのに対して、腹直筋の腱膜に付着しているとしている.そのため、上部線維が胸郭を固定することで姿勢を安定させ散るのに対して、中部線維は腹圧を高めること出姿勢を安定させているという違いがあるのではと考える.【まとめ】今回の研究で内腹斜筋上部線維と中部線維の活動に違いがありうることが示唆された.

著者

栗原 良平 尾崎 純 嵩下 敏文 脇元 幸一 富樫 秀彰 内田 繕博

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.0170, 2017 (Released:2017-04-24)

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【はじめに,目的】近年,腰痛症患者の腰部多裂筋(以降:LM)に横断面積の非対称性や筋厚減少など機能不全が生じるという報告が散見され,LM機能不全と腰痛の関連は強い。NorrisはLMの作用は腰椎伸展より,腰椎椎間関節の適合と腰椎屈曲に抗した活動が強いとされ,腰椎安定性に寄与していると述べており,LM機能向上は腰椎・脊柱屈曲機能に影響を与えることが推察される。また,柿崎らは,下位胸郭側方変位に伴い腰部多裂筋横断面積に変化を与えると述べており,LMに対する理学療法として胸郭へのアプローチが有効となる可能性を示唆している。本研究は,下部胸郭に対する運動療法がLMおよび脊柱屈曲可動性に与える影響について検証し,若干の知見を得たのでここに報告する。【方法】対象は健常成人男性12名(平均身長173.2±6.0cm,体重65.4±6.5Kg,年齢26.3±3.9歳)とした。下部胸郭への運動療法は刺激量の定量化にミナト医科学社製ストレッチングスティックを用い,スティック上での安静背臥位を7分間実施した。胸郭柔軟性評価には胸郭拡張差を用い,端坐位(股関節・膝関節90°屈曲,骨盤後傾位:ASIS-PSIS結ぶ線が床面に対して水平な状態)にて剣状突起,第10肋骨レベルをテープメジャーにて0.1cm単位で計測した。LM測定には超音波診断装置(Super Sonic Imagine社Aixplorerリニアプローブ7.5MHz)を用い,測定肢位はHidesらの方法を参考に,腹臥位でのL4レベルの左右LM筋厚を0.1mm単位で測定し,体重と身長で除し正規化した(以降LM値)。LM左右バランス(以降LMB)は左右LM値の高値側と低値側の差で算出した。脊柱屈曲可動性評価は指床間距離(以降FFD)を用い0.1cm単位で計測した。実施前後の比較には対応のあるt検定,運動後の各項目間の関係性の検定にはSpearmanの順位相関係数を用い,全て有意水準5%未満とした。【結果】運動実施前後で,剣状突起,第10肋骨,FFD,左右LM値,LMBで有意な差が認められた。運動後の胸郭柔軟性とLMBに中等度の負の相関(剣状突起:r-0.581,第10肋骨:r=-0.647),FFDとLMBに中等度の負の相関(r=-0.651)が認められた。【結論】下部胸郭に対する運動療法は左右LMとLMBに変化を与え,FFDを向上させることが認められた。胸郭は胸椎・肋骨・胸骨から構成され,一つのユニットとしての機能を有しているが,胸椎は腰椎と解剖・機能的に連結している。胸郭柔軟性向上は,間接的に腰椎機能が向上し,LM筋厚増加や左右バランスの均一化などの変化を生じさせ,FFDを改善させたと推察する。本研究の結果は,脊柱屈曲可動性に対する理学療法展開で,下部胸郭柔軟性への評価・介入も重要であることを示唆している。

著者

松本 浩希 加納 一則 真田 将幸 中川 法一

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.38 Suppl. No.2 (第46回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.AbPI1105, 2011 (Released:2011-05-26)

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【目的】 中殿筋は、解剖学的構造より前部・中部・後部繊維に分けられ、それぞれの部位によって機能が異なる。しかし、従来の筋活動に関する報告は中殿筋を筋全体として捉えたものが多く、筋の各部位ごとに筋活動をみているものは少ない。中でも、荷重位での筋活動に関する調査は特に少なく、体重支持期に骨盤傾斜を制御する重要な役割は、大殿筋上部繊維及び中殿筋前部繊維が担っているとの報告もあるが、統一した見解にも至っていないのが現状である。荷重時の中殿筋各繊維の筋活動量を明らかにすることは、骨盤傾斜を抑制するための運動療法を実施する際に、有意義な情報になると思われる。そこで、表面筋電図を用いて立位荷重肢位での中殿筋前部繊維、中部繊維における筋活動量を調査した。【方法】 対象は、下肢・体幹に整形外科的・神経学的疾患のない健常者9名(男性:8名、女性:1名、23.3±1.9歳)とした。方法は、重心を前後左右に偏位させた片脚立位時の中殿筋前部・中部繊維の筋活動量を、表面筋電図を用いて測定した。筋電図の測定にはNORAXON社製Myosystem1200を用い、解析にはNORAXON社製Myoresearchを用いた。測定側は右側とし、直径22mmの電極を用い、双極誘導法にて電極間距離を20mmとした。各筋繊維の電極の設置は池添らの方法に準じ、皮膚抵抗は、10KΩ以下となるように皮膚前処理を行った。対象脚は右下肢とし、1.通常の片脚立位(重心中間位)2.左股関節軽度屈曲・左膝関節伸展位での片脚立位(重心前方位)3.左股関節軽度伸展・左膝関節伸展位での片脚立位(重心後方位)4.体重の5%の負荷を肩関節外転90°で右上肢遠位へ加えた肢位での片脚立位(重心同側位)5.体重の5%の負荷を肩関節外転90°で左上肢遠位へ加えた肢位での片脚立位(重心対側位)を測定肢位とした。各動作の筋電波形を整流平滑化処理し、波形の安定している3秒間の積分値を求めた。次に、背臥位での中殿筋最大等尺性収縮時の波形を100%MVCとし、各片脚立位時の%MVCを求めた。各片脚立位時の前部繊維と中部繊維の%MVCにおける差の検定には、t-検定を用いた。統計処理は、SPSS17.0を用いた。【説明と同意】 今回の調査は、当院の倫理委員会の規定に基づいて実施した。また、研究の趣旨、測定の内容、個人情報の取り扱いに関して説明を行った上で研究協力の承諾を得た。【結果】 結果は、重心中間位が前部繊維で37.7±19.4%、中部繊維が27.0±11.0%(P<0.05)。重心前方位では前部繊維が47.8±25.7%、中部繊維が37.4±16.7%(P=0.052)。重心後方位では前部繊維が30.5±18.3%、中部繊維が31.6±16.7%(N.S.)。重心同側位では、前部繊維が30.3±18.1%、中部繊維が26.6±12.2%(N.S.)。重心対側位では、前部繊維が46.0±23.1%、中部繊維が35.5±15.6%(P<0.05)であった。【考察】 本研究の結果、各片脚立位時の%MVCは、重心中間位および対側位において、中殿筋の前部繊維が中部繊維と比し有意に大きかった。また重心前方位においては、前部繊維が中部繊維と比し大きい傾向を認めた。これは、解剖学的に中殿筋の前部繊維は腸骨稜前方から大転子上縁に起始、停止を持ち、中部繊維は腸骨稜外側から大転子外側面に起始、停止を持つため筋活動量に差が生じたものと考えられる。重心中間位には、骨盤後方回旋を伴って片脚立位を行うので、前額面上の骨盤傾斜を抑制するのに前部繊維の筋活動が高まるのではないかと考えた。そして、重心対側位には重錘負荷、前方位では左下肢の自重による骨盤傾斜を抑制するために中殿筋の筋活動量が増加したと思われる。重心後方位に有意差を認めなかったのは、股関節伸展時に骨盤が前傾し、前部繊維の起始と停止が近づいたため筋効率が低下したためであると考えられる。そして、重心同側位に有意差を認めなかったのは、片脚立位保持に中殿筋機能の必要性が低下し、筋全体としての活動量が低下したためと考える。今回、重心位置の変化によって、前部繊維、中部繊維に活動量の差が認められ、中殿筋に負荷をかける肢位には前部繊維が有意に働く可能性が示唆された。今後は、歩行時の中殿筋の部位別の活動や変形性股関節患者での筋活動を検討していきたい。【理学療法学研究としての意義】 先行研究では、荷重位で中殿筋の部位別での機能を調査した報告は少ない。中殿筋のそれぞれの部位での機能を知ることは、歩行分析・リハプログラムの立案などの際に、有意義な情報になると思われる。

著者

飯島 弘貴 青山 朋樹 伊藤 明良 山口 将希 長井 桃子 太治野 純一 張 項凱 喜屋武 弥 黒木 裕士

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.2015, 2016

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【はじめに,目的】変形性膝関節症(膝OA)の病態に即した理学療法の実現のためには,その病態の理解や力学的負荷に対する生体組織の生物学的な応答を明らかにすることが不可欠である。2015年,我々はラット膝OAモデルに対する運動刺激が膝OAの予防に貢献することを報告した。そこで,本研究では,運動刺激の効果をさらに詳細に検討する目的で,異なる強度の運動刺激が関節軟骨と軟骨下骨に与える影響を,関節面の領域別に明らかにすることを目的とした。【方法】本研究はThe Animal Research Reporting In Vivo Experiments(ARRIVE)guidelinesに準じて計画,実施された。12週齢のWistar系雄性ラット30匹の右膝関節に外科的処置(前脛骨半月靭帯切離)を施し,内側半月板不安定性(DMM)モデルを作成した。その後,8週間の自然飼育を行うDMM群(n=10)と,早期膝OAの状態となる術後4週時点から1日30分,週5日間,4週間のトレッドミル走行を行うmoderate群(12m/分,n=10),intense群(21m/分,n=10)の3群に分類した。術後8週時に膝関節を摘出し,脛骨側内側関節面の関節軟骨,軟骨下骨を組織学的手法,力学的手法,およびmicro-CTを用いて領域別(前方および後方)に評価し,3群間で比較した。統計学的有意水準は5%とした。【結果】脛骨内側関節面後方領域を組織学的に観察すると,DMM群では関節軟骨および軟骨下骨中の死細胞を含む変性像が観察されたが,moderate群の変性像はDMM群よりも軽度であり,軟骨変性重症度の評価であるOARSI scoreはDMM群の約50%であった(DMM群,中央値:10.5,範囲:9-12;moderate群,中央値:5,範囲2-9;<i>P</i>=0.025)。同領域のmicro-CT所見では,DMM群では嚢胞状の骨吸収領域が多数観察されたが,moderate群の骨吸収領域の最大直径はDMM群の約70であった(DMM群,平均値:547.1μm,95%信頼区間[CI]:504.7-589.5;moderate群,平均値:375.9μm,95%CI:339.3-412.5;<i>P</i><0.001)。力学的手法を用いて圧縮応力に対する関節軟骨の歪みを評価すると,後方領域ではDMM群は正常軟骨の215%であったのに対して,moderate群では160%に抑性された(DMM群,平均値:65.7μm,95%CI:60.7-71.3;moderate群,平均値:49.1μm,95%CI:39.1-59.1;<i>P</i>=0.045)。しかしながら,前方領域における変性に関しては,DMM群とmoderate群の間で統計学的有意差はなかった。また,intense群では,OA進行予防効果が乏しいだけでなく,micro-CT所見上での軟骨下骨の骨吸収領域の最大直径は,むしろDMM群よりも28%増大した(平均値:700.7μm,95%CI:614.1-787.3;<i>P</i><0.001)。【結論】本研究は,運動刺激による膝OAの進行予防を期待する場合には,運動強度の調整が必要であることを示した。また,中等度レベルの運動によるOA進行予防効果が主荷重部に限局して確認されたことから,運動刺激による膝OA進行予防効果は力学的負荷が加わる領域に特異的に生じる可能性がある。

著者

飯島 弘貴 青山 朋樹 伊藤 明良 山口 将希 長井 桃子 太治野 純一 張 項凱 喜屋武 弥 黒木 裕士

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.2014, 2015

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【はじめに,目的】変形性膝関節症(膝OA)は膝関節痛やこわばりを主訴とする代表的な運動器疾患である。その病態の中心は関節軟骨の摩耗・変性であるが,近年では病態の認識が改まり,発症早期より生じる軟骨下骨の変化が,関節軟骨の退行性変化を助長している可能性が指摘されるようになった。我々も同様の認識から,半月板損傷モデルラットを作成し,その早期から軟骨変性と軟骨下骨嚢胞が共存していることを明らかにした(Iijima H. <i>Osteoarthritis Cartilage</i> 2014)。理学療法を含む非薬物治療は,膝OAの疼痛緩和を目的とした治療戦略の大きな柱であるが,このような早期膝OAの病態を考慮した,OA進行予防策に関する研究蓄積は乏しい。また,病態モデル動物を用いた研究において,歩行運動が関節軟骨の退行性変化を予防しうる,という報告は散見されるが,そのメカニズムは不明であった。そこで,我々はこれらの課題に対して,早期の病態に関与する軟骨下骨変化を歩行運動によって抑制することが,膝OA進行予防に寄与するのではないかと着想し,これまで不明であった,運動による膝OA進行予防メカニズムの解明へと研究を進めてきた。本研究では,我々が報告した半月板損傷モデルラットを使用し,疑似的に早期膝OAの状態を作り出し,歩行運動が軟骨下骨変化に与える影響を評価し,軟骨変性予防効果との関連性を検討した。【方法】12週齢のWistar系雄性ラット24匹に対して,内側半月板の脛骨半月靭帯(MMTL)を切離する内側半月板不安定性モデルを作成した。MMTLの切離は右膝関節のみに行い,左膝関節に対しては偽手術を施行し,対照群とした。その後,術後8週間に渡り自然飼育を行うことで,OAを発症・進行させるOA群(n=8)と,早期膝OAの状態となる術後4週時点からトレッドミル歩行(12m/分,30分/日,5日/週)を行う運動群(n=8)の2群に分類した。時系列変化を評価するため,術後4週まで飼育する介入前群(n=8)を設定した。主な解析対象および群間の比較は,MMTLを切離した全群の右膝関節とし,対照群とも比較した。解析内容は,μ-CT撮影および組織学的手法を用いて,4週間にわたる歩行運動介入の効果を検討した。μ-CT撮影所見より軟骨下骨嚢胞の最大径を評価し,組織学的解析では破骨細胞マーカーである酒石酸耐性酸フォスファターゼ(TRAP)染色とともに,骨細胞死数,軟骨下骨損傷度(0-5点)を評価した。また,軟骨変性重症度(0-24点)を評価し,軟骨下骨損傷度との関連性の評価としてSpearmanの順位相関係数を算出した。【結果】μ-CT所見では介入前から脛骨内側関節面にて軟骨下骨嚢胞が確認されたが,運動群では最大嚢胞径が縮小し,介入前およびOA群よりも有意に低値を示した(<i>P</i><0.01)。組織学的所見では,軟骨下骨嚢胞内にTRAP陽性破骨細胞が多数観察され,直上の関節軟骨が嚢胞内に落ち込む所見が介入前群では30%で確認された。OA群ではその後悪化し,80%で確認されたが,運動群では0%であった。併せて,介入前およびOA群では多数の骨細胞死が観察されたが,運動群ではいずれも軽度であり(<i>P</i><0.01),軟骨下骨損傷度は介入前およびOA群よりも有意に低値を示した(<i>P</i><0.05)。軟骨変性重症度は,運動群で最も低値を示し(<i>P</i><0.05),軟骨下骨損傷との間に強い相関を認めた(<i>P</i><0.01,r=0.91)。【考察】半月板損傷後に発症した早期膝OAに対する緩徐な歩行運動は,骨細胞死の減少とともにTRAP陽性破骨細胞活性に起因する軟骨下骨嚢胞を縮小させることが明らかになった。つまり,半月板損傷後に生じた損傷軟骨下骨は可逆的な状態にあり,自然飼育のみでは進行する一方,歩行運動によって治癒することを示している。軟骨下骨の損傷により形成された陥没は,関節軟骨に加わるひずみを増大させる要因となるだけでなく,関節軟骨-軟骨下骨間の炎症性サイトカインの交通を介してOAを進行させることが知られている。したがって,軟骨下骨の治癒が歩行運動によってなされることで,その直上の軟骨に加わる力学的,化学的ストレスを緩和させ,膝OAの進行予防に一部寄与しうることが示唆された。【理学療法学研究としての意義】膝OAに対する従来の理学療法は,摩耗・変性した関節面へ加わる応力を,分散あるいは減弱させることを主目的としてその進行予防に寄与してきたため,歩行運動のような運動負荷を治療手段とするという考え方は希薄であった。本研究結果は,半月板損傷後の早期膝OAに対する一定の運動負荷がOA進行予防に寄与する可能性を提示し,そのメカニズムの一部を病態モデル動物を使用して病理組織学的にはじめて明らかにしたものである。

著者

飯島 弘貴 青山 朋樹 伊藤 明良 長井 桃子 山口 将希 太治野 純一 張 項凱 秋山 治彦 黒木 裕士

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.2013, 2014

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【はじめに,目的】変形性膝関節症(OA)の病変の主体は関節軟骨であるが,加えて軟骨下骨の独立した変化を伴うと認識され,半月板切除後に予後不良でTKAに至った者の多くは軟骨下骨の骨折を伴っていたと報告されている。近年のOAモデル動物を使用した実験では,早期から軟骨下骨の変化が生じることで軟骨変性を助長する現象が明らかとなっている。したがって,早期からの軟骨下骨の変化を抑えることはOAの病態に対する理学療法戦略として重要である。OAモデル動物に対する緩徐なトレッドミル走行は軟骨の変性予防効果があることが報告されているが,軟骨下骨の変化を捉えた研究は存在しない。本研究ではOAを惹起する半月板不安定モデルラットを使用し,早期からの緩徐な走行運動は軟骨変性の予防効果だけでなく,軟骨下骨変化の予防効果もあると仮説を立て,病理組織学的に検証を行った。【方法】12週齢の雄性Wistar系ラットに対してOAモデル(内側半月板不安定モデル)を作成した。右膝関節にOA処置を行い,左膝関節に対しては偽手術を行った。作成したOAモデルラットを自然飼育のみ行う群(右膝:OA群,左膝:対照群)と緩徐な歩行を行う群(右膝:OA+運動群,左膝:運動群)の2群に無作為に分類した。運動条件は12m/分,30分/日,5日/週とし,飼育期間は術後1,2,4週間とした(各群n=5)。各飼育期間終了後に安楽死させ,両膝関節を摘出した後,軟骨下骨変化の評価としてmicro-CT撮影を行った。その後作成した組織切片に対して,HE染色による組織形態の観察と免疫組織化学的手法を用いてCol2-3/4c,MMP13,VEGFの発現分布の評価を行った。軟骨変性重症度の評価に関しては,膝関節前額断の内側脛骨軟骨を内側,中央,外側の3領域別に分類し,OARSI scoreを使用して軟骨変性の評価を行った。統計学的解析はstudent t検定及びANOVAを行い,ANOVAで有意差が見られた場合には多重比較としてTukeyの検定を行った。統計学的有意水準は5%とした。【倫理的配慮,説明と同意】本研究は所属施設動物実験の承認を得て実施した。【結果】OA群とOA+運動群の2群間でOARSI scoreを比較すると,1,2週時点では有意差は見られなかったが,4週時点では中央,外側領域においてOA+運動群で有意に軟骨変性重症度が小さかった(中央:4wOA群;16.1±1.5,4wOA+運動群;10.3±3.3,外側:4wOA群;6.6±1.8,4wOA+運動群;3.3±0.7)(<i>P</i><0.01)。OA群,OA+運動群は1,2,4週のいずれの時点でも対照群,運動群よりも有意に軟骨変性重症度が高かった(<i>P</i><0.01)。II型コラーゲンの断片化を検出するcol2-3/4cはOA群と比較してOA+運動群で陽性領域が小さかった。micro-CT上で軟骨下骨を観察すると,1週時点からOA群では主荷重部である中央領域に骨欠損が観察され,時間依存的に骨欠損の大きさが増大していったが,OA群とOA+運動群で骨欠損の大きさに明らかな差は認めなかった。HE所見では軟骨変性が重症である領域と骨欠損領域が一致し,骨欠損領域は骨髄中に含まれる血球系の細胞とは異なる線維軟骨様の組織で埋め尽くされており,VEGFやMMP13の陽性所見が確認された。全ての結果に関して,対照群と運動群では明らかな差異を認めなかった(<i>P</i>>0.05)。【考察】OAモデルラットに対する緩徐な走行運動は軟骨変性の予防効果は示したが,軟骨下骨の変化を抑性することはできず,仮説は棄却された。軟骨下骨骨折領域の細胞には血管性の因子であるVEGFや軟骨破壊因子であるMMP13の発現が確認されたことから,軟骨の変性は軟骨下骨骨折によって助長されうるが,運動療法が軟骨変性予防効果を示した背景として,軟骨下骨変化以外の軟骨破壊プロセスを抑性したことが考えられる。本研究で用いた運動条件はラットの生理的な歩行速度であり,より高い運動強度を用いた実験では軟骨破壊を促進することを我々は過去に報告したことを踏まえると(Yamaguchi S, Iijima H, et al 2013),軟骨の破壊プロセスを生物学的に抑性するためには運動強度や量に注意を払う必要があることも示された。【理学療法学研究としての意義】軟骨下骨の骨折は半月板切除後早期から主荷重領域に生じるが,緩徐な走行運動を早期から行っても軟骨下骨の骨折を悪化させることなく軟骨変性を予防する効果があり,OAの進行予防に対して理学療法が有効であることを示唆するものである。

著者

山口 将希 井上 大輔 黒木 裕士 伊藤 明良 長井 桃子 張 項凱 飯島 弘貴 太治野 純一 青山 朋樹 秋山 治彦 広瀬 太希

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.2012, pp.48100827, 2013

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【はじめに、目的】変形性関節症(OA)は、加齢や遺伝的要因、外傷、メカニカルストレスなど様々な要因によって発症する疾患であることが知られている。関節軟骨に慢性的な過荷重などの過剰なメカニカルストレスが加わることにより炎症性のサイトカインの上昇や炎症に関連するNF-κBのシグナル経路が活性化し、その下流にある分子のMMP13 やVEGF が関節軟骨の破壊を招くことが近年報告されている。寒冷刺激は炎症抑制効果のある物理刺激として、炎症性疾患やスポーツ外傷などの急性期、あるいは運動後の関節等に対して用いられている。関節軟骨に対する寒冷刺激の効果、とくに膝OA の関節軟骨に対する効果はほとんど報告されていない。これまでに損傷した神経や肺疾患において寒冷刺激をするとNF-κBを抑制する効果があることが報告されていることから、関節軟骨においても寒冷刺激によってNF-κBを抑制し、その結果、OA進行を遅らせる効果があると考えられる。そこで本研究はOAモデルラットに対して寒冷刺激を行い、その影響を組織学的に評価することを目的としている。【方法】対象は9 週齢のWistar 系雄ラット2 匹、平均体重229.5gを対象とし、両後肢に対してネンブタール腹腔内麻酔下にて前十字靭帯、内側側副靭帯、内側半月板の切離を行い、OA モデルとした。それぞれのラットに対し、術後一週後より、右後肢に対してのみ寒冷刺激を加えた。寒冷の刺激条件は0 〜1.5℃、10 分間/日、3 回/週の条件で冷水槽にて吸口麻酔下で寒冷刺激を加えた。術後3 週飼育、寒冷刺激9 回の後、ラットをネンブタール腹腔内麻酔致死量投与により安楽死させ、両側後肢膝関節を摘出し、4%パラホルムアルデヒドにて組織固定を行なった。固定後、PBSにて置換した後、EDTA 中性脱灰処理した。脱灰後、パラフィン包埋処置を行い、包埋したサンプルをミクロトームにて6㎛切片に薄切した。組織観察は薄切した切片をトルイジンブルーおよびHE 染色にて染色し、OARSI (Osteoarthritis Research Society International)のGrade、Stage およびScoreを用いて光学顕微鏡下で膝関節軟骨の組織評価を行った。正常ではOARSIのGrade、Stage、Scoreはいずれも0 となる。加えてII型コラーゲン免疫組織化学染色(col2 免疫染色)にて形態観察を行った。【倫理的配慮、説明と同意】本研究は所属大学動物実験委員会の承認を得て実施した。【結果】寒冷側はGrade; 4.8 ± 0.30、Stage; 4 ± 0.0、Score; 19 ± 1.0 となり、組織画像上では大腿骨内側部に中間層にまで軟骨の欠損が見られた。非寒冷側ではGrade; 3.5 ± 1.00、Stage; 4 ± 0.0、Score; 14 ± 4.0 となり、組織画像において軟骨表面の連続性が消失した個体と中間層までの軟骨が欠損した個体が見られた。非寒冷側に比べて寒冷側ではOAの悪化が見られた。しかしcol2 免疫染色画像での形態観察では、非寒冷群に比べて寒冷群において強いcol2 染色の発現が見られた。【考察】術後1 週後という、手術侵襲による炎症症状が治まった後の寒冷刺激は、むしろ軟骨損傷の進行を招く恐れがあることが示唆された。しかし本結果は関節軟骨の主要な構成成分であるll型コラーゲンの破壊は抑制されることを示していた。つまり寒冷刺激により助長された軟骨損傷の進行は、ll型コラーゲンの破壊以外の要因によるものであると考えられる。【理学療法学研究としての意義】炎症抑制効果のある寒冷による物理刺激でも、変形性関節症の関節軟骨に対しては必ずしも良好な効果をもたらすわけではないことが示唆された。今回はOAに対する寒冷刺激単独の効果を検証したが、今後、運動刺激との併用により炎症症状が強まった状態やより急性期の関節軟骨においてはどのように影響するか調べることが必要だと考える。

著者

近藤 崇史 福井 勉

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.40 Suppl. No.2 (第48回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.48100264, 2013 (Released:2013-06-20)

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【はじめに、目的】我々は,昨年の第47 回日本理学療法学術大会において健常者の歩行踵離地(以下:HL)のタイミングが遅れるほど,歩行時の立脚中期から立脚後期にかけての足関節底屈モーメントの活動が高まり,股関節屈曲モーメントの活動は低くなるといった足関節と股関節が相互に代償している可能性について報告した.その際,足部内の力学負担に関しては足部を1 つの剛体として捉えたため,その詳細は明らかにできなかった.アキレス腱炎,足底筋膜炎に代表される足部に関するスポーツ障害ではアキレス腱炎では足関節底屈モーメント,足底筋膜炎では中足趾節関節(以下:MP関節)屈曲モーメントが高まり,繰り返しのメカニカルストレスが障害に結びつくと予想される.従来の光学式手法による運動解析では,足部を1 つのセグメントとして捉えるもの,または複数のセグメントからなる足部モデルにおいても関節角度のみを算出しているものが多く,足部内の力学作用に関する検討は少ない.そこで今回は,剛体リンクモデルではなく,矢状面内での足関節およびMP関節の関節モーメントを算出し,HLのタイミングとの関係性を検討することを本研究の目的とする.【方法】対象は健常成人21 名(男性:17 名,女性:4 名,年齢:28.9 ± 2.5 歳)とした.測定には3 次元動作解析装置(VICON Motion system社)と床反力計(AMTI社)を用いた.標点はVicon Plug-In-Gait full body modelに準じて反射マーカー35点を全身に添付した.動作課題は自由歩行を7 回行った.得られた下肢の力学データは左右分けることなく採用し,解析に用いた.計測にて歩行速度,歩幅および矢状面上の足関節・MP関節の関節モーメントを算出するため,足関節中心,第2 中足骨頭背側マーカー,床反力作用点の位置座標,床反力データを得た.矢状面内での足関節およびMP関節の関節モーメントは,宮崎ら(1994)の先行研究の方法を参考に算出した.解析項目として1 歩行周期中の算出した足関節底屈モーメントおよびMP関節屈曲モーメントの最大値とHLのタイミング(歩行周期中の百分率;%)の関係を分析した.統計分析は統計ソフトSPSS 18J(SPSS Inc.)を使用した.統計手法には偏相関分析を用い(制御変数;歩行速度,歩幅),有意水準は1%未満とした.【倫理的配慮、説明と同意】文京学院大学大学院保健医療科学研究科倫理委員会の承認を得たうえで,対象者には測定前に本研究の趣旨を書面及び口頭で説明し,参加への同意を書面にて得た.【結果】全対象の自由歩行から立脚期の力学データを抽出した左下肢68 肢,右下肢79 肢であった.HLのタイミングが遅れるほど立脚中期から後期にかけての足関節底屈モーメントは大きく(r=0.54,p<0.01),MP関節屈曲モーメントも大きかった(r=0.36,p<0.01).【考察】健常者の歩行動作では,HLのタイミングが遅れるほど足関節底屈筋,足趾屈曲筋(特にMP関節屈曲作用の筋群)による力学的負担がともに大きくなることが確認された.このような力学的負担はアキレス腱炎,足底筋膜炎につながるメカニカルストレスとなり得ることが示唆された.Wearing(2004)らによるfluoroscopyを用いた運動解析によれば足底筋膜炎の症例では歩行立脚後期の第1 中足趾節関節伸展角度が低下していたとされる.よって,本研究の結果とWearingらの先行研究を踏まえて考えるならば,MP関節伸展制限および踵離地のタイミングが遅れることによるMP関節屈曲モーメント増加といった力学的負担が足底筋膜炎へとつながる可能性が推察された.上記の理由から臨床場面でのアキレス腱炎,足底筋膜炎の症例においての評価・介入の指標として歩行時のHLのタイミングを考慮にいれた解釈を行うことの重要性が示唆された.【理学療法学研究としての意義】本研究の結果より歩行観察時にHLのタイミングを指標とすることにより,立脚中期から後期にかけての足関節底屈モーメントおよびMP関節屈曲モーメントによる力学的負担(メカニカルストレス)を解釈できることが明らかとなり,アキレス腱炎,足底筋膜炎の症例に対しての理学療法評価および介入の効果判定などの臨床推論に活用できることが本研究の意義であると考える.

著者

近藤 崇史 福井 勉

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.39 Suppl. No.2 (第47回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.Aa0131, 2012 (Released:2012-08-10)

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【目的】 歩行周期において踵離地(以下:HL)は立脚期を100%とした時に49%(Perry 1992),58%(Kerrigan 2000)などと報告されているが,理学療法における歩行観察場面ではHLのタイミングが早い症例と遅い症例を経験する.HLのタイミングが早い症例では膝折れなどが,遅い症例ではアキレス腱炎(入谷2006)やロッキングなどを引き起こすとされている.歩行時のHLから遊脚期にかけては足関節底屈モーメントが遠心性パワーから求心性パワーへと切り替わり大きな力がかかるとされる.しかし,HLのタイミングの違いが下肢各関節のメカニカルストレスに変化を及ぼすかについての詳細は明らかにされていない.Horak(1986)は静止立位時の外乱に対する姿勢制御戦略として足関節戦略(ankle strategy),股関節戦略(hip strategy)を報告し,姿勢制御戦略を足関節と股関節の関係性により説明した.最近ではLewis(2008)が歩行時に対象者に異なる蹴り出しを行わせることで足関節と股関節が相互に力学的代償を行うと報告した.われわれはこの足関節,股関節の関係性がHLのタイミングに影響を与えると推察し,歩行時のHLのタイミングの違いと股関節,足関節の力学特性の関係性を検討することを本研究の目的とした.【方法】 対象は健常成人男性12名(年齢:30.1±1.6 歳)とした.測定には3次元動作解析装置(VICON Motion system社)と床反力計(AMTI社)を用いた.標点はVicon Plug-In-Gait full body modelに準じて反射マーカー35点を全身に添付した.各対象者には自由歩行を連続7回行うよう指示し,分析には自由歩行時に1枚のフォースプレート上を歩くことに成功した下肢の力学データを左右分けることなくすべて採用した.計測値として歩行速度および歩行時の股関節・膝関節・足関節の関節角度,関節モーメントおよび関節パワーを算出した.解析項目として1.HL時の股・膝・足関節の関節角度・モーメント・パワーの値(以下:HL値),2.立脚期の股・膝・足関節の関節角度・モーメント・パワーの最大値(以下:ピーク値)を抽出した.さらに,1.各HL値とHLのタイミング(歩行周期中の百分率;%)の関係を分析し,2.各ピーク値とHLのタイミング(歩行周期中の百分率;%)の関係を分析した.統計分析は統計ソフトSPSS 18J(SPSS Inc.)を使用した.統計手法には偏相関分析を用い(制御変数;歩行速度),有意水準は1%未満とした.【説明と同意】 文京学院大学大学院保健医療科学研究科倫理委員会の承認を得たうえで,対象者には測定前に本研究の趣旨を書面及び口頭で説明し,参加への同意を書面にて得た.【結果】 全対象者の自由歩行から立脚期の力学データが抽出可能であった下肢は123肢(左下肢53肢,右下肢70肢)であった.1.HL値では,HLのタイミングが遅れるほど股関節伸展角度の増大(r=-0.82),股関節屈曲モーメントの増大(r=-0.55),足関節底屈モーメントの増大(r=0.49),股関節負のパワーの増大(r=-0.786),足関節負のパワーの増大(r=-0.71)との間に有意な相関関係を認めた.2.ピーク値では,HLのタイミングが遅れるほど足関節背屈角度の増大(r=0.59),股関節屈曲モーメントの減少(r=0.41),足関節底屈モーメントの増大(r=0.663),股関節負のパワーの増大(r=-0.536),足関節正のパワーの増大(r=0.67),足関節負のパワーの増大(r=-0.68)との間に有意な相関関係を認めた.【考察】 健常者のHL時の力学的特性として,HLのタイミングが遅れるほど股関節屈曲筋および足関節底屈筋の遠心性活動を高めていることが示唆された.さらにピーク値ではHLのタイミングが遅れるほど,股関節屈曲筋が活動を減少させていくのに対して,足関節底屈筋が求心性・遠心性活動をともに高めていることが示唆された.これらのことよりHLのタイミングが遅れるほど,発揮しづらい状況となる股関節屈曲筋の力学的作用を代償するために,足関節底屈筋が活動を高めていることが推測された.上記の理由からアキレス腱炎などHLのタイミングが遅れる特徴を有する症例では,股関節機能の代償による足関節底屈筋の力学的過活動がメカニカルストレスを引き起こし障害へとつながると考えられた.【理学療法学研究としての意義】 歩行観察時にHLのタイミングを指標とすることで,足関節の代償性過活動による機能・能力障害を有する症例に対し,股関節・足関節の相互の関係性を考慮に入れた理学療法介入を可能にすることを提示できたことに,本研究の意義があると考えられる.

著者

朝井 政治 神津 玲 俵 祐一 宮崎 哲哉 中村 美加栄 藤島 一郎

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.30 Suppl. No.2 (第38回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.424, 2003 (Released:2004-03-19)

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【はじめに】 高齢者に対する呼吸管理を行う機会が増加する中,気管内挿管下に人工呼吸管理を行った症例のうち,抜管後新たに嚥下障害や排痰困難をきたすことを経験する。このような症例では,誤嚥や分泌物の自己喀出に難渋し,離床やADLの改善に支障をきたす場合が少なくなく,臨床上大きな問題となる。 今回,人工呼吸管理後に新たに嚥下障害を呈した症例の臨床的特徴について報告する。【対象・方法】 対象は1999年4月から2002年3月までに当院にて気管内挿管,人工呼吸管理となり,理学療法が処方された187症例のうち,脳血管障害,精神科疾患,重度の痴呆,神経筋疾患および頚髄損傷,一度も抜管に至らず気管切開となったもの,を除いて,抜管ができた55例(平均年齢72.2±12.3歳,男性43例,女性12例)とした。方法は,カルテから,嚥下障害の有無を調査し,嚥下障害を呈した症例の1)患者背景,2)人工呼吸管理,3)気道分泌物貯留,4)嚥下機能評価結果,について調査した。なお,嚥下障害の有無については,問診と身体所見,および主治医や担当看護婦からの情報,嚥下機能評価の結果より判定した。【結果】 嚥下障害を認めた症例は55例のうち4例(7%)であった。以下に各症例の臨床的特徴を示す。症例1:77歳,男性。肺炎,肺結核後遺症。挿管2日。予定外抜管あり,鎮静なし。分泌物貯留中等度。症例2:84歳,男性。急性肺水腫,心不全,肺炎,腎不全。挿管5日。予定外抜管なし,鎮静5日。分泌物貯留多量。症例3:84歳,男性。塵肺,COPD,喘息。挿管8日。予定外抜管あり,鎮静7日。分泌物貯留多量。症例4:73歳,男性。肺炎,間質性肺炎。挿管24日。予定外抜管あり,鎮静22日。分泌物貯留多量。 上記症例では,後期高齢者,予定外抜管の経験,鎮静が行われていた症例がそれぞれ3例で,いずれの症例でも分泌物の貯留を認め,抜管後の経口のみによる栄養摂取困難と診断された。残る51例の平均年齢は71.6歳,挿管期間平均6.9日,鎮静28例,予定外抜管5例であった。【考察】 今回,人工呼吸管理後に新たに生じた嚥下障害の頻度と臨床的特徴を調査した。その結果,中枢神経疾患や神経筋疾患,精神科疾患など嚥下障害のリスクを有さない症例で,抜管後に嚥下障害を呈した症例は7%と必ずしも多くなかった。しかし,嚥下障害を認めた4例はいずれも経口からの摂食は困難であった。人工呼吸管理に至るような重症の急性呼吸障害を呈した症例では,critical illness neuropathyやmyopathyを呈する場合があると報告されている。上記4症例を細かく比較してみても,一定の傾向は認められず,特に原因と考えられるものがなかったことから,この状態にあったことも予想された。これは回復に長い期間を必要とするため,人工呼吸器離脱直後だけでなく,継続的,かつ注意深いサポートが必要と考えられた。

著者

関屋 曻 山崎 弘嗣

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.2007, pp.A0870, 2008

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【目的】車椅子ウィリーのスキルは、身体障害を持つ患者、特に脊髄損傷による対麻痺患者のための重要なスキルの一つである。その重要性にもかかわらず、このスキルに関する基礎的な研究は極めて少ない。McInnes(2000)は、静止ウィリーのための視覚の重要性を示し、Bonarparte(2001)はproactive strategyが静止ウイリーの遂行のために使われていることを示唆した。これらの研究は圧中心をメジャーとしたものであるが、このスキルの理解のためには、他の運動学的パラメータが適切である可能性がある。そこで、本研究では、車椅子ウイリー動作の生体力学的計測を行い、その遂行メカニズムを明らかにし、このスキルを評価するための適切なパラメータを選定することを目的とした。<BR>【方法】 この研究は昭和大学保健医療学部倫理委員会の承認を得て実施された(承認番号12)。10人の健常女子学生(平均年齢20.9(sd=1.8))を対象とし、この研究に関する十分な説明の後に同意を得た。全ての被験者は、2分間の静止ウイリー技能を既に獲得していた。運動課題は、標準型車椅子に乗り、90×120cmの枠の中(60×90cmの床反力計2枚)で、1分間の静止ウイリーを遂行することであった。被験者の身体と車椅子に反射マーカーを貼り付け、3次元動作解析装置VICON370システム(Oxford Metrics)でキネマティクスを、床反力計(Kisler)で床反力を計測した。得られたデータから、定常状態と判断された20秒間のデータについて解析を行った。計測パラメータとして、床反力前後分力(F)、圧中心(COP)、車椅子車軸位置(D)、車椅子傾斜角(Ang)、傾斜角速度(Vel)、傾斜角加速度(Acc)、重心位置(COG)を用いた。<BR>【結果】全ての被験者が、指定された範囲の中で静止ウイリーをすることができた。COPはCOGおよびDとともに前後に大きく変位し、その中で、COPとDは同様の動きを示した。COP位置は、COG位置との関係では、COGを中心として前後に周期的に動いたが、COP位置そのものとAngとの関係は時間とともに弱くなった。COP、COGおよびAngの関係では、車椅子が後方傾斜するときにCOPはCOGの前方に、前方傾斜のときには後方に動いた。この動きはバランスの回復ではなく、逆に転倒に働く動きであった。AngとFの関係は、車椅子が前方に傾斜する場合にはFが前方で、車椅子が後方傾斜のときにはFが後方であり、両者は強い関連を示した。<BR>【考察】以上の結果より、COPは車椅子ウイリーのバランス制御を詳細に理解するための適切なパラメータではないと考えられた。一方、床反力前後成分は、車椅子傾斜と強い関連を示し、また、バランスの回復を示す向きに働くものであり、より適切なパラメータであることが示唆された。

著者

柊 幸伸 加藤 宗規

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.43 Suppl. No.2 (第51回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.0572, 2016 (Released:2016-04-28)

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【はじめに,目的】膝関節屈曲伸展に伴う膝関節の回旋運動は終末強制回旋運動(SHM)として知られている。SHMは水平面上の小さな動きであり,先行研究には,X線,MRI,CT等を用いた詳細な計測研究もあるが,その対象は屍体下肢標本や模型モデル,動作の一部を再現した生体の静止姿勢であることが多い。動作中の膝関節の回旋運動を計測した先行研究には,3次元動作解析装置や,X線による2方向イメージマッチング法を利用したもの等がある。しかし,これら先行研究でも,下肢に荷重のかからない開放性運動連鎖(OKC)の環境での計測がほとんどであり,下肢に荷重がかかり末端が固定された閉鎖性運動連鎖(CKC)の環境で膝関節の回旋を計測したものは少ない。動作時のSHMの存在の有無とその程度は,膝関節軟骨への負荷や前十字靱帯をはじめとする膝関節周囲の靱帯への負担を考慮する上で非常に重要な要素となる。そこで本研究の目的は,OKCとCKCの異なる環境下で,膝関節屈曲伸展に伴う回旋運動を計測し,SHMの存在を確認し,その特性を明らかにすることとした。【方法】被験者は,理学療法士養成大学学生43名(男性32名,女性11名)であった。計測にはモーションセンサを2セット使用し,左下肢の腓骨小頭下部,および大腿骨外側上顆上部のそれぞれ矢状面上に固定した。OKC環境下では,足底を浮かせた端座位姿勢で,膝関節伸展および屈曲運動を計測した。CKC環境下では,端座位姿勢から立位姿勢,および立位姿勢から着座し端座位姿勢となるまでの動作を計測した。計測した角速度データを積分し,動作中の角度変化を算出した。【結果】OKC環境下での膝関節伸展時,大腿に対する下腿の相対的な回旋運動は外旋運動であり,その最終肢位の外旋角度は15.16±7.85度であった。CKC環境下では,6名の被験者を除き内旋運動を伴い,その最終肢位の内旋角度は12.15±6.54度であった。外旋運動を伴った6名の外旋角度は5.74±4.20度であった。OKC環境下での膝関節屈曲時,大腿に対する下腿の相対的な回旋運動は内旋運動であり,その最終肢位の内旋角度は13.26±8.04度であった。CKC環境下では,5名の被験者を除き外旋運動を伴い,その最終肢位の外旋角度は12.54±7.34度であった。内旋運動を伴った5名の内旋角度は6.79±5.86度であった。OKCとCKCの異なる環境における膝関節屈曲・伸展に伴う外旋・内旋角度には有意な差を認めた。【結論】SHMはOKC環境のみで認められる現象であり,CKC環境下では逆の運動となることが分かった。このことは,膝の靱帯損傷後の理学療法においては,注意を要する基礎データとなると考えた。たとえば,CKC環境下での膝関節伸展は,相対的な内旋運動を伴い,前十字靱帯へのストレスが増加する可能性があることが理解できる。このように,本研究の結果は,従来のSHMの定義と異なる点や,付加すべき情報を含み,臨床への貴重なエビデンスになると考えた。

著者

関野 有紀 濵上 陽平 中願寺 風香 中野 治郎 沖田 実

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.40 Suppl. No.2 (第48回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.48100383, 2013 (Released:2013-06-20)

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【はじめに、目的】近年,ギプス固定などによる四肢の一部の不動が慢性痛の発生因子になることが指摘されており,我々の先行研究においても,ラット足関節を8 週間ギプスで不動化すると不動解除後も痛覚過敏の状態が継続し,慢性痛を呈する可能性が示唆されている。一方,不動期間が4 週間の場合は痛覚過敏の発生は一過性であり,加えて不動4 週目の足底皮膚において表皮の菲薄化や末梢神経密度の増加が生じていたことから,痛みの発生原因は中枢神経系の変化というよりはむしろ末梢組織の変化にあると推測している。我々は,この末梢組織由来の痛みの発生メカニズムについて解析を進め,これまでに末梢神経密度の増加には表皮の構成細胞であるケラチノサイトが産生する神経成長因子(NGF)の増加が関与する可能性を報告した。しかし,不動による皮膚の組織学的変化がどの時期から進行するのかは不明のままであり,課題が残されていた。加えて,近年の研究によれば侵害刺激受容体が神経細胞のみならずケラチノサイトにおいても発現・機能していることが明らかとなっており,末梢における痛覚伝達系への関与が注目されている。そこで,本研究では侵害刺激受容の中心的分子であるTRPV1 およびP2X3の発現変化を含む皮膚の組織学的変化の経時的推移を明らかにすることを目的とした。【方法】実験動物には8 週齢のWistar系雄性ラット60 匹を用い,不動期間を1・2・4 週に設定した不動群(n = 30)とそれぞれに週齢を合わせた対照群(n = 30)に振り分けた。不動群は右足関節を最大底屈位でギプス固定した。不動期間中は,週1 回の頻度で機械的刺激に対する痛み反応をvon Frey filament(VFF)を用いて評価し,具体的には足底部にVFFで刺激(4,15 g ;各10 回)を加えた際の逃避反応をカウントした。また,熱刺激に対する痛み反応の評価として足背部の熱痛覚閾値温度を測定した。各不動期間終了後,ラットを4%パラホルムアルデヒドで灌流固定し,足底部中央の皮膚組織を採取した。組織試料は急速凍結させた後に凍結切片とし,以下の検索に供した。まず,組織学的解析としてHE染色を施した切片を用いて表皮厚を計測した。次に,免疫組織化学的解析として末梢神経(A線維,C線維)をABC法に従って可視化し,真皮上層に分布する末梢神経密度を半定量化した。さらに,NGF,TRPV1 およびP2X3に対する蛍光免疫染色を行い,表皮層における発現強度を半定量化した。【倫理的配慮、説明と同意】本研究は長崎大学動物実験委員会が定める動物実験指針に基づき,長崎大学先導生命体研究支援センター・動物実験施設において実施した。【結果】不動群のVFF刺激に対する逃避反応回数は,4 gでは不動2 週より,15 gでは不動1 週より対照群に比べ有意に高値を示し,また,不動群の熱痛覚閾値温度は不動1 週より対照群に比べ有意に低値を示し,これらの行動学的変化は不動期間に準拠して顕著になった。足底皮膚を解析した結果,不動群の表皮厚は不動1 週より対照群に比べ有意に低値を示し, A 線維の末梢神経密度は不動1 週より,C線維のそれは不動2 週より対照群に比べ有意に高値を示した。また,TRPV1 およびP2X3発現量はともに不動2 週より不動群が対照群に比べ有意に高値を示し,これらの変化はすべて不動期間に準拠して顕著になった。一方,NGF発現量は不動1 週より不動群が対照群に比べ有意に高値を示したが,その発現レベルは不動期間を通じて一定であった。【考察】今回の結果から,表皮の菲薄化,末梢神経密度の増加,ケラチノサイトに発現する侵害刺激受容体の発現増強は不動1 〜2 週という早期から発生し,その程度は不動期間に準拠して顕著になることが明らかとなった。また,それらの推移は痛みの行動学的変化と同様であったことから, 不動に伴う痛みの発生に皮膚の組織学的変化が深く関与することが示唆された。NGFは神経成長因子としての役割に加え,一次知覚神経に発現するTRPV1 やP2X3などの発現あるいは機能増強を誘導する内因性メディエーターとしての機能を持つ。NGFの増加自体が痛みの直接的な原因になっていることも十分に考えられ,今後さらに検討を進めたい。【理学療法学研究としての意義】本研究は,不動に伴う痛み発生メカニズムにおいて皮膚組織がその責任組織の一端を担っている可能性を提示した。われわれ理学療法士は皮膚組織を含む末梢組織に対して直接的に介入可能であることから,本研究の進展は,不動に伴う痛みに対する理学療法学的な介入方法の開発につながると期待でき,理学療法学研究として十分な意義がある。

著者

関野 有紀 濵上 陽平 田中 陽理 坂本 淳哉 中野 治郎 沖田 実

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.39 Suppl. No.2 (第47回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.Ae0045, 2012 (Released:2012-08-10)

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【はじめに、目的】 不動によって痛みが発生することはヒトおよび実験動物モデルを用いた報告等により周知の事実となりつつある.また,慢性痛の病態のひとつである複合性局所疼痛症候群(CRPS)に関する国際疼痛学会(IASP)の診断基準には患肢の不動の有無が掲げられている.所属研究室の先行研究により,ラット足関節不動化モデルにおいて不動期間が8週間におよんだ場合,中枢神経系の感作を含む慢性痛を呈するが,不動期間が4週間の場合は痛覚過敏のみで,中枢神経系の感作は認められないことが明らかとなっている.このことから,不動に伴う初期の痛みの原因は皮膚,末梢神経を含む末梢組織にあると推測され,実際に,ラット足関節不動化モデルの足底において表皮の菲薄化や末梢神経密度の増加が認められたことをこれまでに報告した.しかし,これらの皮膚組織の変化と不動に伴う痛み発生との関連性は未だ明らかにできていない.よって,本研究の目的は皮膚組織に着目し,その変調をさらに詳細に解析することにより,不動に伴う痛み発生メカニズムを探索することである.【方法】 実験動物には8週齢のWistar系雄性ラット20匹を用い,4週間通常飼育する対照群(n=10),右側足関節を最大底屈位にて4週間ギプス固定する不動群(n=10)に振り分けた.実験期間中、機械的刺激に対する痛みの指標としてvon Frey filament testを実施し,足底部にfilamentで刺激(4,15g ;各10回)を加えた際の逃避反応をカウントした.また,熱刺激に対する痛みの指標として足背部の熱痛覚閾値温度を測定した.すべての測定とも週1回の頻度で経時的に行い,測定は覚醒下でギプスを除去して行った.実験期間終了後,ラットを4%パラホルムアルデヒドで灌流固定し,足底部中央の皮膚組織を採取した.組織試料は急速凍結させた後に凍結切片とし,以下の検索に供した.まず,HE染色を施した切片を用いて表皮厚を計測した.次に,免疫組織化学的染色により末梢神経(A線維,C線維)を可視化し,表皮層下におけるそれぞれの末梢神経密度を半定量化した.さらに,Nerve growth factor(NGF)に対する蛍光免疫染色を行い,表皮層の染色輝度を測定することにより表皮におけるNGF産生を半定量化した.【倫理的配慮、説明と同意】 本研究は長崎大学動物実験委員会が定める動物実験指針に基づき,長崎大学先導生命体研究支援センター・動物実験施設において実施した.【結果】 不動を開始して1~2週目から,不動群において4g,15gのvon Frey filament刺激に対する逃避反応回数は増加し,また,足背部の熱痛覚閾値温度は低下した.そして,これらの変化は不動期間に準拠して顕著になり,不動2週目以降のすべての測定において対照群との有意差を認めた.次に,不動4週目の足底皮膚を組織学的に観察した結果,不動群において表皮の菲薄化,角質層の乱れが観察され,表皮厚は対照群のそれより有意に低値を示した.また,不動群の末梢神経密度はA線維,C線維ともに対照群のそれより有意に高値を示し,神経線維が表皮層へ進入する所見が観察された.さらに,不動群の表皮におけるNGF産生は対照群のそれより有意に高値を示した.【考察】 本研究では,4週間の不動に伴い機械的刺激に対する痛覚過敏および熱痛覚閾値の低下が観察され,この結果は先行研究とほぼ一致する.また,足底皮膚においては表皮の菲薄化や角質層の乱れ,表皮に分布する末梢神経の増加が観察された.先行研究によれば,末梢神経の増加は痛覚閾値に関与するとされており,不動に伴う痛覚閾値の低下の一因となっている可能性が高い.一方,皮膚組織の末梢神経の分布や密度に対しては,表皮の主要構成細胞であるケラチノサイトから産生されるNGFが関与するとされている.よって,不動群に認められた末梢神経密度の増加は,ケラチノサイト由来のNGF産生の増加に起因する変化であると推察される.加えて,NGFは痛みの内因性メディエーターとしての機能も知られており,NGF産生の増加自体が痛みの直接的な原因になっていることも十分に考えられる.以上のことから,不動に伴う痛みの発生には皮膚の組織学的変化が深く関与していると推測でき,今後さらに検討を進める必要がある.【理学療法学研究としての意義】 本研究は,不動に伴う痛み発生メカニズムに皮膚組織がその責任組織の一端を担っている可能性を提示している.われわれ理学療法士は皮膚組織を含む末梢組織に対して直接的に介入可能であることから,本研究の進展は,不動に伴う痛みに対する理学療法学的な介入方法の開発につながると期待できる.したがって,本研究は理学療法学研究として十分な意義があると考える.

著者

森島 健 関屋 昇 宮下 智 浅田 春美 矢野 幸彦 山本 泰三 岡本 豊 小川 智美 中川 和巳

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.23 Suppl. No.2(第31回日本理学療法士学会誌 第23巻学会特別号 No.2 : 一般演題集)

巻号頁・発行日

pp.175, 1996-04-20 (Released:2017-09-01)

著者

石井 慎一郎 山本 澄子

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.35 Suppl. No.2 (第43回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.A0515, 2008 (Released:2008-05-13)

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【目的】膝関節は屈曲位から伸展する際にスクリューホームムーブメント(以下SHM)と呼ばれる外旋運動が受動的に起こる.SHMの詳細な運動動態については個人差や加齢による変化,靭帯の弛緩性による影響など,依然として不明な部分が多い.そこで本研究では生体膝の自動運動下におけるSHMの動態特性を明らかにするため,三次元運動計測により,SHMの加齢変化を調べた.【方法】対象は本研究に同意した下肢に既往の無い20~79歳までの成人男性26名,女性 33名の計59名とした.計測課題は,股関節と膝関節が90度屈曲位となる端座位からの膝屈伸自動運動とした.開始肢位より膝関節のみを自動的に完全伸展位まで伸展させ,再び開始肢位まで戻す動作を連続して10回行わせた.膝関節の三次元運動計測には,Andriacchiらが考案したPoint Cluster法(以下PC法)を用いた.被験者の体表面上のPC法で定められた所定の位置に,赤外線反射標点を貼り付け,課題動作中の標点位置を三次元動作解析装置VICON612(VICON-PEAK社製)により計測した.得られた各標点の座標データをPC法演算プログラムで演算処理を行い,膝関節の屈伸角度,回旋角度,ならびに大腿骨に対する脛骨の前後方向移動量を算出した.各被験者の10試行のデータから, Tokuyamaの報告した最小二乗法に基づいた位相あわせによる平均化手法を用い各被験者の平均波形を抽出した。得られたデータから,各被験者の膝最終伸展位における脛骨の回旋角度ならびに脛骨の前後移動距離を調べ,年齢との関係をSpeamanの相関係数を算出して調べた.統計学的有意水準は危険率p<0.05とした.【結果】膝最終伸展位における脛骨の外旋角度は,年齢が高くなるにつれ小さくなる傾向にあった(p>0.05).60歳以上の被験者では27名中14名の被験者が内旋位になっていた.また,脛骨の前後移動距離と年齢との間には統計学的有意差は認められなかったが,60歳以上の被験者を対象に,脛骨の回旋角度と前後移動距離との関係を調べたところ,脛骨が内旋する被験者では脛骨の前方移動距離が大きくなる傾向にあった(p>0.05).【考察】60歳以上の被験者で,SHMが逆転し脛骨の内旋運動が起きる被験者が多く観察されたのは,加齢変化に伴う靭帯の緊張状態の変化の影響によるものと考えた.ま,SHMが内旋する被験者では,脛骨の前方移動が大きいという結果からも,何らかの原因で脛骨が前方へ変位し,それが原因となって伸展に伴い脛骨が内旋すると考察した.SHMの逆回旋は,関節の伸展運動を制限し,関節の安定化にも重大な問題を引き起こす.変形性膝関節症の有病率が60歳以上で急激に多くなること,SHMの逆回旋が60歳以上で多く見られるようになることに因果関係が存在する可能性が考えられた.

著者

小川 紘代 矢倉 千昭 木村 航汰

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.1278, 2017 (Released:2017-04-24)

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【はじめに,目的】バレエには“ポアント”という,つま先が床から離れた時には常にしなければならない重要な肢位がある。正しいポアントでは,足関節底屈,趾節間関節(以下IP関節)伸展,中足趾節関節(以下MP関節)屈曲となる。この動きはバレエ特有のものであり,バレエを長年習っていても,IP関節が屈曲してしまう人もいる。そこで本研究では,正しいポアントができる人の足部構造と機能の特性を明らかにし,指導方法の開発に生かすことを目的とする。【方法】対象はクラッシックまたはモダンバレエ歴6年以上の女性18名,平均年齢17.9±4.4歳であった。長座位となって両足でポアントをしてもらい,IP関節が伸展しているポアント群とIP関節が屈曲している非ポアント群に分けた。足部構造として,内側縦アーチをアーチ高率,横アーチを開張率で評価した。アーチ高率は足長に対する舟状骨高の割合,開張率は足長に対する足幅の割合で求めた。どちらも測定は自然立位とし,足長は踵骨後面から第1中足骨頭までの距離とし,足幅は第1中足骨頭と5中足骨頭を結ぶ線とした。足部機能として足趾圧迫力と足趾把持力を評価した。足趾圧迫力は自作のキットに等尺性筋力計μTas F-1(アニマ)を設置し,第2~4趾で押す力を測定した。足趾把持力は足指筋力測定器II(竹井機器)を用いて測定した。測定肢位は上肢を胸の前で組んだ端座位とした。左右2回ずつ測定し,最大値を体重で除した体重比で算出した。統計学的分析として,ポアント群と非ポアント群の比較は対応のないt検定を用い,さらに効果量d値を計算した。【結果】右足において,ポアント群は6名,非ポアント群は12名で,アーチ高率はポアント群23.1±3.9%,非ポアント群19.0±2.5%で有意差があった(p<0.05,d=1.34)。一方,左足では,ポアント群は5名,非ポアント群は13名で,足趾圧迫力はポアント群0.85±0.18N/kg,非ポアント群0.56±0.18N/kg(p<0.01,d=1.55),足趾把持力はポアント群0.54±0.11kg/kg,非ポアント群0.33±0.12kg/kg(p<0.01,d=1.70)で有意差があった。また,左のアーチ高率は,ポアント群23.7±3.6%,非ポアント群20.4±2.8%(p=0.055,d=1.09),開帳率はポアント群53.5±3.8%,非ポアント群50.3±2.8(p=0.071,d=1.02)で有意差はなかったが効果量は大きかった。【結論】両足ともにポアント群は非ポアント群に比べてアーチ高率が高く,左足のポアント群は非ポアント群に比べて足趾筋力が強かった。IP関節屈曲を防ぐには,内在性の足趾伸展筋群(虫様筋と骨間筋)を常に同調して働かせる必要がある。正しいポアントを行うためには内在性の足趾伸展筋群が働きやすい構造を持ち,さらに足底筋群の筋機能が高い必要があると考えられる。また,アーチ高率は足趾圧迫トレーニングによって増加するとの報告もあることから,今後はポアントができるための指導方法を開発し,検証していきたい。

著者

相馬 正之 村田 伸 甲斐 義浩 中江 秀幸 佐藤 洋介 村田 潤 宮崎 純弥

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.43 Suppl. No.2 (第51回日本理学療法学術大会 抄録集)

巻号頁・発行日

pp.0706, 2016 (Released:2016-04-28)

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【はじめに,目的】足趾把持力発揮に影響を及ぼす因子として,体重,足部柔軟性と足部アーチ高率の3つの因子を明らかになっている(村田ら 2003)。近年,新たに足趾把持力発揮に関連する諸因子が報告されていることから,再度,それらの因子を含めた上で,検証が必要と考えられる。本研究では,若年者の足趾把持力発揮に影響を及ぼす因子を明らかにするため,過去に足趾把持力に関連すると報告された項目を中心に測定し,各因子と足趾把持力との関連を検討した。【方法】対象は,健常成人女性12名(平均年齢21.2±0.4歳,身長159.6±3.7cm,体重51.5±4.8kg)とした。測定項目は,足趾把持力と足趾把持力発揮時の足関節角度,大腿直筋と大腿二頭筋,前脛骨筋,腓腹筋内側頭の筋活動量,足部柔軟性,足部アーチ高率,体重とした。統計処理は,足趾把持力と他の測定値との関係について,ピアソンの相関係数を用いて検討した。さらに,足趾把持力に影響を及ぼす因子を抽出するため,従属変数を足趾把持力とした重回帰分析のステップワイズ法(変数減少法)を行った。【結果】得られた測定値は,足趾把持力が15.9±4.3kg,足部柔軟性が2.9±0.8cm,足部アーチ高率が19.9cm,足関節背屈角度が2.9±0.8°であった。また,%IEMGは,大腿四頭筋が3.1±1.6%,大腿二頭筋が31.9±20.8%,前脛骨筋が35.3±19.3%,腓腹筋内側頭が50.9±19.2%であった。足趾把持力と有意な相関を示したのは,相関係数が高い順に,足部アーチ高率(r=0.69),前脛骨筋の%IEMG(r=0.67),足部柔軟性(r=0.66),腓腹筋内側頭の%IEMG(r=0.61),足関節背屈角度(r=0.60)であった。ステップワイズ重回帰分析の結果,足趾把持力に影響を及ぼす因子として抽出された項目は,足部アーチ高率および前脛骨筋の%IEMGの2項目であり,標準偏回帰係数は順に0.54(p<0.01),0.51(p<0.01)であった。【結論】本研究における単相関分析の結果,足趾把持力と足部柔軟性,足部アーチ高率,足関節背屈角度および前脛骨筋,腓腹筋内側頭の%IEMGの5項目と有意な相関が認められた。この5項目は,先行研究においても相関が認められており,本結果では,これを追認した。重回帰分析によって,足趾把持力に独立して影響を及ぼす因子として抽出されたのは,足部アーチ高率と前脛骨筋の%IEMGの2項目であり,足部アーチ高率とが高いほど,前脛骨筋の%IEMGが大きいほどに足趾把持力が強いことが確認された。足部アーチ高率は,内側縦アーチの指標として用いられることが多く,内側縦アーチは,骨や靭帯,前脛骨筋,後脛骨筋,長母指屈筋,長指屈筋,母指外転筋の筋群より構成される。これらの筋群には,足趾把持力の主動作筋である長母指屈筋,長指屈筋,足趾把持力発揮時に重要な前脛骨筋が含まれる。これらの知見から,足部アーチと足趾把持力は,密接な関係にあり,相互的に作用していることが示された。

著者

荒井 鷹哉 岡 真一郎 礒部 裕輔 古川 晃大 有岡 大輔 松元 大門 野田 健司 村上 巧一

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.1383, 2015 (Released:2015-04-30)

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【はじめに,目的】浮き趾とは,立位時に足趾が地面に接していない状態を指す。近年,若年者の浮き趾が増加傾向であり,両側いずれかの趾が接地していない者は若年女性で76%と報告されている(福山ら,2013)。浮き趾発生の原因として,幼児期から学童期における外遊びの頻度や自動車などでの通園による生活様式の変化やハイヒールやサンダルなどの履物による影響が報告されている(福山ら,2013)。浮き趾と足趾把持力に関する先行研究では,浮き趾を有するものは,足趾把持力が低下していること(福山,2009),足趾把持力が歩行速度と下肢筋力が関係するとの報告(金子。2009)がある。しかし,浮き趾と歩行および膝関節筋機能との関係についての報告は少ない。本研究の目的は,浮き趾を含む足趾機能と歩行および膝関節筋機能との関係について調査した。【方法】対象は,一般女子大学生30名(平均年齢21.3±0.6歳)であった。測定項目は浮き趾,足趾把持力,アーチ高率,10m歩行時間(WT)および膝関節等速性筋力の測定を行った。足趾把持力は,T.K.K3000(竹井機器)を用いて左右2回測定し,その最大値を体重で除し代表値とした。アーチ高率は,立位時の足底面から舟状骨粗面までの高さをデジタルノギス(プラタ)で計測し,その値足長で除し,立位アーチ高率(アーチ高率(%)=舟状骨高/足長)を算出した。膝関節等速性筋力測定は,BIODEX SYSTEM3(BIODEX)を使用し,膝関節屈曲,伸展運動を角速度60deg/secで行った。浮き趾の測定は,木製のボックス(R-tec社製)上に設置した厚さ15mmのアクリル板上に被験者を立たせ,静止立位および足趾への荷重移動(動的立位)時の足底面をスキャナーGT-X750(EPSON)で撮影した。被験者には,両足内縁5cm開脚位で2m前方の視標を注視させた。浮き趾の評価は,福山ら(2009)の浮き趾スコアに基づき20点満点の評価法で点数が低いほど足趾の接地状態が悪く,完全接地を2点,不完全接地を1点,不接地を0点として採点し,動的立位時に18点以下で浮き趾と判定した。統計学的分析は,JASTATS3.0を使用し,浮き趾,足趾把持力,アーチ高率,WTおよび等速性筋力との関係はSpearman順位相関分析を用い,有意水準は5%とした。【結果】足趾把持力とWTの関係はr=-0.52と有意な負の相関,足趾把持力と屈曲トルクの関係はr=0.42と有意な正の相関があった。WTと屈曲トルクの関係はr=-0.36と有意な負の相関があった。しかし,足趾把持力と浮き趾の間に有意な相関はなかった。浮き趾と筋機能との関係は,膝伸展トルク60deg/secではr=0.48,膝屈曲パワー60deg/secではr=0.43と有意な正の相関があった。しかし,浮き趾とアーチ高率との間に有意な相関はなかった。【考察】本研究の結果,足趾把持力とWTに有意な負の相関,足趾把持力と膝屈曲トルクに有意な正の相関があった。WTと膝屈曲トルクに有意な負の相関があった。足内在筋は前足部を安定させ,内側縦アーチを上げ,立脚終期と遊脚前の足関節底屈のための強固なてこを作る(Donald,2005)。また,足趾屈曲力と最速歩行速度との間に相関がみられたことは,上肢筋群,体幹筋群,下肢筋群の協調的な働きなどによって生じる推進力を足趾が効率よく床面へと伝達し,筋出力を推進力へと転換するための重要な役割を担うと報告している(太箸ら,2004)。本研究では先行研究と同様の傾向がみられたことから,足趾把持力は歩行において筋出力を推進力へと転換する上で,重要な役割をはたすと推察される。一方,浮き趾は内側縦アーチの指標であるアーチ高率との相関はなく,膝関節筋機能と正の相関があった。長谷川ら(2010)は,足趾の接地は足部全体の剛性を高め,駆動力を効率よく床面に伝達する役割を担っていると述べている。また,加辺(2003)によると足趾屈筋群の活動は,足および膝関節周囲筋の同時収縮を促通し,下肢の機能的連鎖の引き金であると報告している。そのため,足趾の接地は膝関節筋機能を効率よく発揮させ,共同収縮するための土台として重要な役割を果たしていると考えられる。今後の課題としては,浮き趾に関連する生活習慣について調査していきたい。【理学療法学研究としての意義】本研究の結果,足趾把持力は歩行の推進力への転換に寄与し,足趾の接地は膝関節筋機能を発揮するための土台としての重要性が示唆された。女子大学生における足趾把持力および浮き趾ついて調査することは,女性の歩行能力および下肢筋力の維持,向上における運動介入の基礎資料としての意義があると考える。

著者

澄川泰弘 川端悠士

出版者

公益社団法人 日本理学療法士協会

雑誌

第49回日本理学療法学術大会

巻号頁・発行日

2014-04-29

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【目的】人工膝関節置換術は手術手技の進歩やインプラントデザインの改良に伴い,安定した術後成績が得られるようになっており,大部分の症例が術後早期に自立歩行が可能となる。しかしながら自立歩行を獲得しても歩行遊脚期に膝関節屈曲角度が減少する歩行パターン(Stiff knee gait;SKG)を呈する症例は少なくない。遊脚期における膝関節屈曲運動の低下は,足クリアランス低下に伴う躓きや,骨盤挙上運動等の代償動作の原因となる。また長期的なインプラントの耐久性を考慮してもdouble knee actionによる衝撃吸収機構の再建が重要となる。膝関節術後例を対象とした先行研究では,荷重応答期における膝関節運動については多く検討されているが,歩行時の膝関節運動範囲について検討した報告は少ない。また片麻痺例・脳性麻痺例を対象としたSKGに関する報告は散見されるが,人工膝関節置換術後例ではその背景が異なる。そこで本研究では人工膝関節置換術後例の歩行時膝関節運動範囲に関連する因子を明らかにすることを目的とする。【方法】対象は変形性膝関節症に対して人工膝関節置換術を施行した症例で,退院時に杖歩行が可能な22例(全置換術19例・単顆置換術3例,術後経過日数28.91±8.4日)とし,中枢神経系障害の既往を有する例は対象から除外した。歩行時膝関節角度の測定は術側の大腿骨大転子,膝関節裂隙,脛骨外果をマーキングした後にデジタルカメラを使用して矢状面から動画(30fps)を撮影した。歩行速度は対象者の快適歩行速度とし,1度の動画撮影において3歩行周期を記録した。動画データはMotion Analysis Toolsを使用して静止画から膝関節角度を測定,1歩行周期から膝関節最大屈曲・伸展角度,前遊脚期(Psw)および遊脚初期(Isw)における屈曲角度を抽出し, また運動範囲(最大屈曲-最大伸展)を求め3歩行周期における平均値を代表値とした。膝関節可動域はゴニオメーターを使用して膝関節屈曲および伸展可動域を測定した。下肢筋力は膝関節伸展筋力をHand Held Dynamometerを使用し,3回の測定における最大値を代表値とした。膝関節機能評価には日本語版WOMACを使用して術前と退院時に評価を実施,また疼痛項目を抽出し疼痛評価とした。基本的情報として性別,年齢,体重,身長,BMI,術前・術中可動域および使用機種はカルテより抽出した。一標本t検定を用いて人工膝関節置換術後例の運動範囲を先行研究における健常例のデータと比較した。次に運動範囲と基本的情報および各測定項目におけるデータの関連性についてSpearmannの順位相関係数を用いて検討した。統計学的解析にはSPSSを使用し有意水準は5%未満とした。【倫理的配慮,説明と同意】本研究はヘルシンキ宣言ならびに臨床研究に関する倫理指針に則って行った。対象には研究の趣旨を説明し同意を得た。得られたデータは匿名化し個人情報管理に留意した。【結果】人工膝関節置換術後例の歩行時膝関節運動範囲は44.48±8.9であり健常例データ59.6±18.4に比較して有意に低値を示した(p<0.01).運動範囲に関連する因子として術前屈曲可動域rs=0.57(p<0.01),術中可動域rs=0.46(p=0.03),術後屈曲可動域rs=0.44(p=0.04),術後伸展可動域rs=0.44(p=0.04),歩行時最大屈曲角度rs=0.71(p<0.01),歩行時最大伸展角度rs=-0.49(p=0.02),Iswにおける膝関節屈曲角度rs=0.51(p=0.01)に有意な相関関係を認めた。【考察】本研究結果から人工膝関節置換術後例では歩行時における膝関節運動範囲は狭小化していることが明らかとなった。運動範囲の狭小化には疼痛に伴う膝関節周囲筋の防御性収縮や術前の学習された歩行様式の残存が考えられる。また術前・術中・術後の屈曲可動域,術後伸展可動域,Iswにおける膝関節屈曲角度が膝関節運動範囲に関連する要因として重要であることが明らかとなった。運動範囲の拡大にはまず膝関節屈曲・伸展可動域を拡大する必要があると考えられた。また遊脚期における膝関節屈曲角度にはPsw・Iswにおける円滑な膝関節屈曲運動が必要とされるが,膝関節運動範囲とPswにおける屈曲角度には有意な関連は認めず,Iswにおける屈曲角度のみと有意な関連を認めたことから,人工膝関節置換術後例においてはPswにおける円滑な前足部荷重へと移行できず,Iswで努力的に屈曲運動を行っていることが推測される。よってSKG改善にあたってはPswにおける膝関節屈曲角度を改善する必要があると考えられる。Pswにおける膝関節屈曲角度減少には膝関節のみならず股関節・足関節の関節運動の影響も大きいと考えられ,今後は多関節における運動分析を行う必要がある。【理学療法学研究としての意義】本研究はSKG改善を目的とした運動療法を展開する上での一助になると考えられ,非常に意義深い理学療法研究であると考えられる。