[O-0384] 外側ウェッジが歩行時の外部膝関節内転モーメントに及ぼす影響
足部アライメント評価を基にした検討
キーワード：外側ウェッジ, 外部膝関節内転モーメント, 足部アライメント
【はじめに，目的】
内側型変形性膝関節症（以下，膝OA）に対する保存療法の1つとして外側ウェッジが処方される。外側ウェッジの使用により，膝OAの進行リスクに関連するとされている歩行時の外部膝関節内転モーメントが軽減されることが期待される一方で，個人によっては効果を認めないとする否定的な報告もある。外側ウェッジによる外部膝関節内転モーメントを軽減させる効果が一様ではない要因として，各研究における母集団の足部アライメントに個体差が大きいことが関係すると仮説を立てた。したがって，本研究は健常者を対象に，足部アライメントを評価した上で被験足を抽出し，外側ウェッジが外部膝関節内転モーメントへ及ぼす影響を明らかにするとともに，この変化に関連する運動学的要因を明らかにすることを目的として行った。
【方法】
被験者は脊柱や下肢に整形疾患や外傷の既往のない健常成人15人（男性7人，女性8人，平均年齢22.5±1.5歳）であった。計測に先立ち，被験者の足部アライメント評価ツールであるTHE FOOT POSTURE INDEX（以下，FPI）を用いて評価した。課題動作は裸足（以下，条件BF），外側ウェッジを装着した状態（以下，条件LW）の2条件での平地歩行を採用した。歩行スピードは任意とした。計測には，時間同期させた8基の床反力計（テック技販社製）と6台の赤外線カメラからなる三次元動作解析装置Vicon MX（Vicon社製）を使用し，データはサンプリング周波数100Hzで取得した。解析区間は両下肢の立脚期とし，各条件5試行の平均を解析に使用した。解析項目は歩行立脚期における外部膝関節内転モーメントの平均値，第1および第2ピーク値と各セグメント（踵骨，下腿，大腿，体幹）の前額面上の角度とした。外部膝関節内転モーメントは各被験者の体重にて正規化して用いた。統計学的解析には統計ソフトウェアSPSS Ver. 22.0（IBM社製）を用い，データの正規性を確認した後に，2条件間の比較のために対応のあるt検定を行った。なお，解析下肢については，全被験者の両下肢を含めた場合とFPIによる評価で正常足部と判定された下肢のみの場合で比較した。有意水準は5％未満とした。
【結果】
被験者15人のFPIによる評価の結果，左右30足中，正常足部が19足，回内足部7足，回外足部4足であった。全30足における外部膝関節内転モーメントの平均値，第1および第2ピーク値のいずれに関しても条件LWと条件BF間で有意な差を認めなかった。一方，正常足部19足内では，第1ピーク値は条件LWが条件BFと比較して有意に低値を示した（条件LW：0.54±0.14[Nm/kg]，条件BF：0.56±0.14[Nm/kg]，p＜0.01）。また，正常足部内では立脚開始から外部膝関節内転モーメント第1ピーク値までの区間におけるセグメント角度の変化量に関して，踵骨の変化量（内反方向+）は条件LWが条件BFと比較して有意に大きかった（条件LW：8.66±3.90[deg]，条件BF：6.97±3.23[deg]，p＜0.01）。一方，他のセグメント角度変化量は2条件間で有意な差を認めなかった。
【考察】
我々の先行研究において，外側ウェッジの装着により正常な足部アライメントを有する下肢において単脚立位時の外部膝関節内転モーメントが軽減することを報告した。本研究結果より，実際の歩行においても同様の作用を認め，特に外部膝関節内転モーメントの第1ピーク値が減少した。また，外側ウェッジは立脚初期において踵骨を内反させる作用を有することが明らかとなった。先行研究において，外側ウェッジによる膝関節内転モーメントの軽減に関して，足圧中心（以下，COP）の外側変位が報告されている。本研究結果より，踵骨以外のセグメント角度変化に2条件間で有意差を認めなかった。これにより，COPの外側変位には立脚初期の踵骨の内反運動が関与している可能性がある。一般的に立脚初期において足部は全体として外返し運動を伴い衝撃吸収を担うとされているが，本研究結果より，踵骨ではわずかに内反運動が生じることが，膝関節内転モーメントの軽減に重要であることが示唆された。今後，足部における機能評価と再現性の高いマルチセグメント足部モデルを用いた動作解析を導入し，膝OAの進行に関与する動的なストレスを反映した臨床評価指標の構築につなげたい。
【理学療法学研究としての意義】
本研究は，臨床で簡便に実施可能なFPIが，外側ウェッジにより効果の期待できる症例を適切に抽出できる評価指標であることを示唆したことに理学療法学研究としての意義がある。
内側型変形性膝関節症（以下，膝OA）に対する保存療法の1つとして外側ウェッジが処方される。外側ウェッジの使用により，膝OAの進行リスクに関連するとされている歩行時の外部膝関節内転モーメントが軽減されることが期待される一方で，個人によっては効果を認めないとする否定的な報告もある。外側ウェッジによる外部膝関節内転モーメントを軽減させる効果が一様ではない要因として，各研究における母集団の足部アライメントに個体差が大きいことが関係すると仮説を立てた。したがって，本研究は健常者を対象に，足部アライメントを評価した上で被験足を抽出し，外側ウェッジが外部膝関節内転モーメントへ及ぼす影響を明らかにするとともに，この変化に関連する運動学的要因を明らかにすることを目的として行った。
【方法】
被験者は脊柱や下肢に整形疾患や外傷の既往のない健常成人15人（男性7人，女性8人，平均年齢22.5±1.5歳）であった。計測に先立ち，被験者の足部アライメント評価ツールであるTHE FOOT POSTURE INDEX（以下，FPI）を用いて評価した。課題動作は裸足（以下，条件BF），外側ウェッジを装着した状態（以下，条件LW）の2条件での平地歩行を採用した。歩行スピードは任意とした。計測には，時間同期させた8基の床反力計（テック技販社製）と6台の赤外線カメラからなる三次元動作解析装置Vicon MX（Vicon社製）を使用し，データはサンプリング周波数100Hzで取得した。解析区間は両下肢の立脚期とし，各条件5試行の平均を解析に使用した。解析項目は歩行立脚期における外部膝関節内転モーメントの平均値，第1および第2ピーク値と各セグメント（踵骨，下腿，大腿，体幹）の前額面上の角度とした。外部膝関節内転モーメントは各被験者の体重にて正規化して用いた。統計学的解析には統計ソフトウェアSPSS Ver. 22.0（IBM社製）を用い，データの正規性を確認した後に，2条件間の比較のために対応のあるt検定を行った。なお，解析下肢については，全被験者の両下肢を含めた場合とFPIによる評価で正常足部と判定された下肢のみの場合で比較した。有意水準は5％未満とした。
【結果】
被験者15人のFPIによる評価の結果，左右30足中，正常足部が19足，回内足部7足，回外足部4足であった。全30足における外部膝関節内転モーメントの平均値，第1および第2ピーク値のいずれに関しても条件LWと条件BF間で有意な差を認めなかった。一方，正常足部19足内では，第1ピーク値は条件LWが条件BFと比較して有意に低値を示した（条件LW：0.54±0.14[Nm/kg]，条件BF：0.56±0.14[Nm/kg]，p＜0.01）。また，正常足部内では立脚開始から外部膝関節内転モーメント第1ピーク値までの区間におけるセグメント角度の変化量に関して，踵骨の変化量（内反方向+）は条件LWが条件BFと比較して有意に大きかった（条件LW：8.66±3.90[deg]，条件BF：6.97±3.23[deg]，p＜0.01）。一方，他のセグメント角度変化量は2条件間で有意な差を認めなかった。
【考察】
我々の先行研究において，外側ウェッジの装着により正常な足部アライメントを有する下肢において単脚立位時の外部膝関節内転モーメントが軽減することを報告した。本研究結果より，実際の歩行においても同様の作用を認め，特に外部膝関節内転モーメントの第1ピーク値が減少した。また，外側ウェッジは立脚初期において踵骨を内反させる作用を有することが明らかとなった。先行研究において，外側ウェッジによる膝関節内転モーメントの軽減に関して，足圧中心（以下，COP）の外側変位が報告されている。本研究結果より，踵骨以外のセグメント角度変化に2条件間で有意差を認めなかった。これにより，COPの外側変位には立脚初期の踵骨の内反運動が関与している可能性がある。一般的に立脚初期において足部は全体として外返し運動を伴い衝撃吸収を担うとされているが，本研究結果より，踵骨ではわずかに内反運動が生じることが，膝関節内転モーメントの軽減に重要であることが示唆された。今後，足部における機能評価と再現性の高いマルチセグメント足部モデルを用いた動作解析を導入し，膝OAの進行に関与する動的なストレスを反映した臨床評価指標の構築につなげたい。
【理学療法学研究としての意義】
本研究は，臨床で簡便に実施可能なFPIが，外側ウェッジにより効果の期待できる症例を適切に抽出できる評価指標であることを示唆したことに理学療法学研究としての意義がある。