[0840] スクワット動作時における骨盤前後傾の違いが下肢関節に及ぼす力学的影響について
Keywords:スクワット, 骨盤前後傾, 関節モーメント
【はじめに，目的】スクワット動作は，閉鎖運動連鎖における筋力増強運動の代表的な運動様式であり，臨床現場でも頻繁に用いられている。先行研究では，スクワット動作時における様々な肢位の違いが下肢筋活動に及ぼす影響が検討されており，森らは，骨盤前傾位では大腿直筋，骨盤後傾位では大殿筋とハムストリングスで高い筋活動を示したと報告している。一方，動作時の下肢関節における力学的因子を測ることは，関節周りに働く相対的な力や関節に加わる負荷など筋活動量だけでは判定し得ない側面を分析することが可能となり，運動療法の有用性をより詳細に示すことができると考える。そこで，本研究では，スクワット動作時における骨盤前後傾の違いが下肢関節に及ぼす力学的影響について検討することを目的とした。
【方法】対象は，下肢関節に整形外科的疾患を有さない男子大学生10名（平均年齢20.8±0.4歳，平均身長170.0±5.7cm，平均体重61.0±7.7kg）とした。計測機器は，3次元動作解析装置VICON MX（VICON社製），床反力計（AMTI社製）と電子角度計（Biometrics社製）を用いた。被験者には，Plug-in-Gait全身モデルを適用し，35個の赤外線反射マーカーを全身に貼付した。計測動作は，両脚スクワットとした。スクワット動作時における膝関節屈曲角度の統制は，電子角度計を用い，屈伸運動時に膝関節が60度屈曲（最大屈曲位）した時点で音刺激を与え，屈曲相から伸展相に切り換えさせた。その他の動作時の規定事項は，1）体幹を垂直に保持する，2）動作速度はデジタルメトロノームを用いて60bpmにて統一する，3）両脚間距離は，上前腸骨棘間距離とする，4）スクワット動作時にKnee in，Knee outしていないか，全身鏡を用いて被験者自身に確認させる，とした。計測条件は，骨盤肢位が被験者の自然な状態を前後傾中間位とし，被験者の最大努力下で前後傾させた状態をそれぞれ最大前傾位，最大後傾位の計3条件とした。計測にあたり，十分な動作指導，および練習を行った後，1回の計測においてスクワット動作を5回反復させ，条件ごとに3回計測した。データ処理・解析はVICON付属ソフトNEXUSを用いた。解析は，5回の反復動作のうち中央3回を採用し，3計測で計9動作分を対象とした。解析項目は，膝関節最大屈曲時における下肢関節角度，体重心位置と力学的因子として下肢関節モーメントとし，各条件間で比較検討を行った。今回は，矢状面上の運動に着目し，分析を行った。統計解析手法は一元配置分散分析後に，多重比較検定をおこなった。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，豊橋創造大学生命倫理委員会の審査・承認を得て実施した。被験者には，事前に研究目的および研究内容を書面にて説明し，参加の同意署名を得た後，実施した。
【結果】体重心位置は，骨盤中間位に比べ，骨盤後傾位では有意に重心が後方に位置した。骨盤傾斜角度は骨盤中間位に比べ，前傾位では有意に前傾，後傾位では有意に後傾していた。股関節屈曲角度は中間位に比べ，前傾位で有意に増加し，後傾位では有意に減少した。膝関節角度は各条件間で有意な差はみられなかった。足関節背屈角度は中間位に比べ前傾位と後傾位ともに，有意に減少した。股関節伸展モーメントは中間位に比べ前傾位で有意に増大し，後傾位では有意に低下した。足関節底屈モーメントは，骨盤中間位に比べ，骨盤前後傾ともに有意に減少した。膝関節モーメントは条件間で，有意な差がみられなかった。股関節伸展モーメントは中間位に比べ前傾位で有意に増加し，後傾位で有意に減少した。
【考察】スクワット動作の膝関節最大屈曲時において，骨盤前傾位では股関節伸展モーメントが増大し，骨盤後傾位では股関節伸展モーメントと足関節底屈モーメントが減少した。これは，骨盤を前傾位にすることにより，下肢の屈曲姿勢が変化し，股関節中心が後方に変移した。そのため，重心線から股関節中心が離れることにより，股関節モーメントアームが延長し，股関節伸展モーメントが増大したと考えられた。一方，骨盤を後傾位にすることにより，重心が後方に変移した。そのため，重心線が股関節と足関節の関節中心に近づくことにより，それぞれのモーメントアームが短縮し，股関節伸展モーメントと足関節底屈モーメントが低下したと考えられた。森らは，骨盤肢位とともに足圧中心位置が下肢筋活動に影響すると示しており，本結果も同様に，骨盤肢位の変化とともに重心位置が変化し，下肢関節の力学的動態に影響を及ぼすことが示唆された。
【理学療法学研究としての意義】本知見は，臨床場面における運動療法として，特に，スクワット動作時の動作指導や筋力トレーニングに応用できると考えられる。
【方法】対象は，下肢関節に整形外科的疾患を有さない男子大学生10名（平均年齢20.8±0.4歳，平均身長170.0±5.7cm，平均体重61.0±7.7kg）とした。計測機器は，3次元動作解析装置VICON MX（VICON社製），床反力計（AMTI社製）と電子角度計（Biometrics社製）を用いた。被験者には，Plug-in-Gait全身モデルを適用し，35個の赤外線反射マーカーを全身に貼付した。計測動作は，両脚スクワットとした。スクワット動作時における膝関節屈曲角度の統制は，電子角度計を用い，屈伸運動時に膝関節が60度屈曲（最大屈曲位）した時点で音刺激を与え，屈曲相から伸展相に切り換えさせた。その他の動作時の規定事項は，1）体幹を垂直に保持する，2）動作速度はデジタルメトロノームを用いて60bpmにて統一する，3）両脚間距離は，上前腸骨棘間距離とする，4）スクワット動作時にKnee in，Knee outしていないか，全身鏡を用いて被験者自身に確認させる，とした。計測条件は，骨盤肢位が被験者の自然な状態を前後傾中間位とし，被験者の最大努力下で前後傾させた状態をそれぞれ最大前傾位，最大後傾位の計3条件とした。計測にあたり，十分な動作指導，および練習を行った後，1回の計測においてスクワット動作を5回反復させ，条件ごとに3回計測した。データ処理・解析はVICON付属ソフトNEXUSを用いた。解析は，5回の反復動作のうち中央3回を採用し，3計測で計9動作分を対象とした。解析項目は，膝関節最大屈曲時における下肢関節角度，体重心位置と力学的因子として下肢関節モーメントとし，各条件間で比較検討を行った。今回は，矢状面上の運動に着目し，分析を行った。統計解析手法は一元配置分散分析後に，多重比較検定をおこなった。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，豊橋創造大学生命倫理委員会の審査・承認を得て実施した。被験者には，事前に研究目的および研究内容を書面にて説明し，参加の同意署名を得た後，実施した。
【結果】体重心位置は，骨盤中間位に比べ，骨盤後傾位では有意に重心が後方に位置した。骨盤傾斜角度は骨盤中間位に比べ，前傾位では有意に前傾，後傾位では有意に後傾していた。股関節屈曲角度は中間位に比べ，前傾位で有意に増加し，後傾位では有意に減少した。膝関節角度は各条件間で有意な差はみられなかった。足関節背屈角度は中間位に比べ前傾位と後傾位ともに，有意に減少した。股関節伸展モーメントは中間位に比べ前傾位で有意に増大し，後傾位では有意に低下した。足関節底屈モーメントは，骨盤中間位に比べ，骨盤前後傾ともに有意に減少した。膝関節モーメントは条件間で，有意な差がみられなかった。股関節伸展モーメントは中間位に比べ前傾位で有意に増加し，後傾位で有意に減少した。
【考察】スクワット動作の膝関節最大屈曲時において，骨盤前傾位では股関節伸展モーメントが増大し，骨盤後傾位では股関節伸展モーメントと足関節底屈モーメントが減少した。これは，骨盤を前傾位にすることにより，下肢の屈曲姿勢が変化し，股関節中心が後方に変移した。そのため，重心線から股関節中心が離れることにより，股関節モーメントアームが延長し，股関節伸展モーメントが増大したと考えられた。一方，骨盤を後傾位にすることにより，重心が後方に変移した。そのため，重心線が股関節と足関節の関節中心に近づくことにより，それぞれのモーメントアームが短縮し，股関節伸展モーメントと足関節底屈モーメントが低下したと考えられた。森らは，骨盤肢位とともに足圧中心位置が下肢筋活動に影響すると示しており，本結果も同様に，骨盤肢位の変化とともに重心位置が変化し，下肢関節の力学的動態に影響を及ぼすことが示唆された。
【理学療法学研究としての意義】本知見は，臨床場面における運動療法として，特に，スクワット動作時の動作指導や筋力トレーニングに応用できると考えられる。