[0644] 変形性膝関節症の理学療法評価による外部膝関節内反モーメントの予測
Keywords:変形性膝関節症, 外部膝関節内反モーメント, 膝関節屈伸筋力
【はじめに，目的】
内側型変形性膝関節症（以下,膝OA）では，重症度の進行にともない膝痛の悪化と，膝関節内側コンパートメントの力学的負荷を反映する外部膝関節内反モーメント（以下,膝内反モーメント）が増大し，理学療法戦略の指標とされることが多い。膝内反モーメントの計測には三次元動作解析装置や床反力計など大がかりな設備と時間が必要であり，臨床場面では計測が困難な場合も多い。本研究の目的は，膝OAの代表的な理学療法評価から膝内反モーメントの予測に有用な評価項目を検討することである。
【方法】
対象は，両側の膝OAと診断され，人工膝関節全置換術目的で入院した手術前の症例18名（平均年齢74.9±6.8才）で，独歩にて10m以上連続歩行可能な者とした。計測は自由歩行を5回実施し，赤外線カメラ6台を用いた三次元動作解析装置VICON MX（Vicon Motion Systems社,Oxford,英国）と床反力計2枚（AMTI社製）を使用した。標点マーカーはPlug in Gait全身モデル35点マーカーを使用し，スパッツを着用し，床反力計を自由歩行の中で自然に踏めるように疲労しない範囲で練習して実施した。筋力値の測定は，膝関節屈曲70度にて膝伸展と屈曲時の等尺性最大随意収縮時のトルク値（Nm）をμTasF-1（アニマ社製）と固定ベルトを使用した状態で3回計測した。膝部の疼痛は視覚的評価スケール（Visual Analog Scale，以下，VAS）を用いて検査し，単純X線画像より大腿脛骨角（Femorotibial Angle：以下，FTA）を測定した。解析は，歩行解析ソフトPolygon（Vicon Motion Systems社,Oxford,英国）を使用して，5施行の立脚中期の外部膝関節内反モーメントの平均値を算出した。関節モーメントに関しては身体特性を考慮し体重で除して，正規化した値を採用した。筋力値も，身体特性を考慮して，レバーアーム長を乗じトルク値（Nm）として算出し体重で除して，3回計測した値の平均値を採用することとした。統計学的解析として，術側と非術側の比較はMann-whitneyU検定を用い，膝内反モーメントと筋力値，疼痛，FTAの関係性を，Spearmanの順位相関係数を用いて解析した。有意水準は5%未満とし，解析にはSPSS21（IBM社）を使用した。
【倫理的配慮，説明と同意】
本研究はヘルシンキ宣言に沿った研究であり，すべての被験者に研究の目的と方法を説明し，文章にて同意を得た上で計測を行った。
【結果】
立脚中期の膝内反モーメントは手術予定側（以下，術側）9.47±4.02Nm/kg，非術側：9.22±3.80 Nm/kgで有意差は認められなかった。膝関節伸展筋力は術側：0.84±0.3 Nm/kg，非術側：1.0±0.41 Nm/kgで有意差は認められず，膝関節屈曲筋力は術側：0.45±0.16 Nm/kg，非術側：0.51±0.19Nm/kgで有意差は認められなかった。術側の膝内反モーメントと膝伸展筋力の間では有意な負の相関関係を認め（r=－0.50，p＜0.05），膝屈曲筋力との間でも有意な負の相関関係を認めた（r=－0.53，p＜0.05）。非術側膝内反モーメントと膝伸展・屈曲筋力の間では相関関係は認められなかった。VASは術側：69.5±22.4mm，非術側：43.8±24.3mmで有意に術側の方が高かった（p＜0.01）。術側，非術側の膝内反モーメントとVASの間では相関関係は認められなかった。術側FTA：187.4±5.0，非術側：183.9±4.8で有意差は認められなかった。術側の膝内反モーメントとFTAの間では有意な正の相関関係を認め（r=0.55，p＜0.05），非術側の膝内反モーメントとFTAの間では相関関係は認められなかった。
【考察】
人工膝関節全置換術施行の決定には膝痛が最も重要な要素となる。本研究でも術側のVASが有意に高く重症度も高いと判断した。術側の膝内反モーメントと，膝屈伸筋力の間では負の相関関係を認め，FTAとの間には正の相関関係を認めた。しかし，VASとの間では両側共に相関関係は認めず，重症度の低い非術側の膝内反モーメントと膝屈伸筋力，FTAでも相関関係は認めなかった。この結果から，重症度の高い膝OAの膝内反モーメントの予測には，FTAと膝屈伸筋力が有用だと考えられ，臨床現場でも簡便に膝内反モーメントを予測できる可能性が示唆された。
【理学療法学研究としての意義】
重症度の高い膝OAの膝内反モーメントと膝屈伸筋力，FTAの間の相関関係を提示することで，大がかりな三次元動作解析装置を使用することなく，膝内反モーメントを予測できる可能性が示唆され，膝OAの理学療法を発展させる上で意義ある研究である。
内側型変形性膝関節症（以下,膝OA）では，重症度の進行にともない膝痛の悪化と，膝関節内側コンパートメントの力学的負荷を反映する外部膝関節内反モーメント（以下,膝内反モーメント）が増大し，理学療法戦略の指標とされることが多い。膝内反モーメントの計測には三次元動作解析装置や床反力計など大がかりな設備と時間が必要であり，臨床場面では計測が困難な場合も多い。本研究の目的は，膝OAの代表的な理学療法評価から膝内反モーメントの予測に有用な評価項目を検討することである。
【方法】
対象は，両側の膝OAと診断され，人工膝関節全置換術目的で入院した手術前の症例18名（平均年齢74.9±6.8才）で，独歩にて10m以上連続歩行可能な者とした。計測は自由歩行を5回実施し，赤外線カメラ6台を用いた三次元動作解析装置VICON MX（Vicon Motion Systems社,Oxford,英国）と床反力計2枚（AMTI社製）を使用した。標点マーカーはPlug in Gait全身モデル35点マーカーを使用し，スパッツを着用し，床反力計を自由歩行の中で自然に踏めるように疲労しない範囲で練習して実施した。筋力値の測定は，膝関節屈曲70度にて膝伸展と屈曲時の等尺性最大随意収縮時のトルク値（Nm）をμTasF-1（アニマ社製）と固定ベルトを使用した状態で3回計測した。膝部の疼痛は視覚的評価スケール（Visual Analog Scale，以下，VAS）を用いて検査し，単純X線画像より大腿脛骨角（Femorotibial Angle：以下，FTA）を測定した。解析は，歩行解析ソフトPolygon（Vicon Motion Systems社,Oxford,英国）を使用して，5施行の立脚中期の外部膝関節内反モーメントの平均値を算出した。関節モーメントに関しては身体特性を考慮し体重で除して，正規化した値を採用した。筋力値も，身体特性を考慮して，レバーアーム長を乗じトルク値（Nm）として算出し体重で除して，3回計測した値の平均値を採用することとした。統計学的解析として，術側と非術側の比較はMann-whitneyU検定を用い，膝内反モーメントと筋力値，疼痛，FTAの関係性を，Spearmanの順位相関係数を用いて解析した。有意水準は5%未満とし，解析にはSPSS21（IBM社）を使用した。
【倫理的配慮，説明と同意】
本研究はヘルシンキ宣言に沿った研究であり，すべての被験者に研究の目的と方法を説明し，文章にて同意を得た上で計測を行った。
【結果】
立脚中期の膝内反モーメントは手術予定側（以下，術側）9.47±4.02Nm/kg，非術側：9.22±3.80 Nm/kgで有意差は認められなかった。膝関節伸展筋力は術側：0.84±0.3 Nm/kg，非術側：1.0±0.41 Nm/kgで有意差は認められず，膝関節屈曲筋力は術側：0.45±0.16 Nm/kg，非術側：0.51±0.19Nm/kgで有意差は認められなかった。術側の膝内反モーメントと膝伸展筋力の間では有意な負の相関関係を認め（r=－0.50，p＜0.05），膝屈曲筋力との間でも有意な負の相関関係を認めた（r=－0.53，p＜0.05）。非術側膝内反モーメントと膝伸展・屈曲筋力の間では相関関係は認められなかった。VASは術側：69.5±22.4mm，非術側：43.8±24.3mmで有意に術側の方が高かった（p＜0.01）。術側，非術側の膝内反モーメントとVASの間では相関関係は認められなかった。術側FTA：187.4±5.0，非術側：183.9±4.8で有意差は認められなかった。術側の膝内反モーメントとFTAの間では有意な正の相関関係を認め（r=0.55，p＜0.05），非術側の膝内反モーメントとFTAの間では相関関係は認められなかった。
【考察】
人工膝関節全置換術施行の決定には膝痛が最も重要な要素となる。本研究でも術側のVASが有意に高く重症度も高いと判断した。術側の膝内反モーメントと，膝屈伸筋力の間では負の相関関係を認め，FTAとの間には正の相関関係を認めた。しかし，VASとの間では両側共に相関関係は認めず，重症度の低い非術側の膝内反モーメントと膝屈伸筋力，FTAでも相関関係は認めなかった。この結果から，重症度の高い膝OAの膝内反モーメントの予測には，FTAと膝屈伸筋力が有用だと考えられ，臨床現場でも簡便に膝内反モーメントを予測できる可能性が示唆された。
【理学療法学研究としての意義】
重症度の高い膝OAの膝内反モーメントと膝屈伸筋力，FTAの間の相関関係を提示することで，大がかりな三次元動作解析装置を使用することなく，膝内反モーメントを予測できる可能性が示唆され，膝OAの理学療法を発展させる上で意義ある研究である。