[O-0407] 膝前十字靱帯再建術後1年の脛骨前方移動量と手術前スクワット時の大腿四頭筋，ハムストリングス筋活動量の関連性
キーワード：前十字靱帯再建術, 筋活動量, 脛骨前方移動量
【はじめに，目的】膝前十字靱帯（ACL）不全膝に対しては脛骨前方移動量（ATT）に配慮した理学療法が必要である。ACLに安全な筋力強化運動としてスクワット動作は臨床で広く行われており，スクワット時の大腿四頭筋やハムストリングスの筋活動はACLに影響及ぼすことが知られている。ACL損傷時のスクワット動作特性はACL再建術後にも影響すると考えられるが，ACL再建術前スクワット時筋活動量と術後1年のATTに関する報告はない。手術前スクワット時の大腿四頭筋やハムストリングス筋活動量とACL再建術後1年のATTの関連を検討することは理学療法を行う上で重要な知見となる。そこで今回，ACL再建術後患者において手術前スクワット時の大腿四頭筋，ハムストリングス筋活動量とACL再建術後1年のATTとの関連を検討した。
【方法】対象は半腱様筋腱と薄筋腱による2重束ACL再建術を施行した12例（男9例，女3例，年齢19.6±6.0歳，身長167.0±8.1cm，体重66.3±10.4kg，BMI23.6±2.1kg/m2）とした。ACL損傷機転は全例非接触型，合併症は内側側副靱帯損傷2例，半月板損傷4例であった。採択基準は初発のACL損傷者，測定時にADLが自立している者，関節可動域制限や疼痛が測定動作に影響しない者とした。研究デザインは後ろ向きコホート研究とした。測定課題は動的な片脚スクワット動作とし，筋電図測定はACL再建術前に表面筋電計（Noraxon社製，EM-136）を用い，双極導出法にて記録した。なお，体幹を30度前方傾斜し，膝関節軽度屈曲位から50度屈曲位となる動作をメトロノームを用いて76回/分のリズムで行うものとした。動作中はビデオカメラ（SONY社製，DCR-TRV17K）を対象者の前方と側方に設置し，前額面，矢状面で大きくバランスを崩していないことを確認した。被検筋は，内側広筋（VM），外側広筋（VL），内側ハムストリング（MH），外側ハムストリング（LH）とした。各筋の筋電図の導出部位は，VMは内側側副靱帯付着部と上前腸骨棘を結ぶ遠位5分の4の位置，VLは膝蓋骨外側と上前腸骨棘を結ぶ遠位3分の2の位置，MHは坐骨結節と膝内側関節裂隙の中央を結ぶ2分の1の位置，LHは坐骨結節と膝外側関節裂隙の中央を結ぶ2分の1の位置とした。表面電極の貼付前にアルコール綿花および研磨剤を用い皮膚の電極間抵抗が10kΩ以下となるように十分に皮膚処理を行った。表面電極とする銀-塩化銀電極（メッツ社製，Blue Sensor M）を各筋の筋線維の走行に並行にした上で，電極中心間距離を20mmに設置して貼付した。サンプリング周波数は1000Hzとしてパーソナルコンピュータに取り込んだ。なお，得られた筋電図データの正規化には最大随意収縮（MVC）時の筋電図波形を測定し，筋電図解析ソフト（Noraxon社製，Myo Research XP）を用い，得られた生波形を全波整流し，片脚スクワット中の筋電図積分値（IEMG）を求めた。その上で各筋のIEMGから，その筋のMVCで正規化することにより，%MVCを求めた。また，ATTはACL再建術後1年に医師がACL成熟度の補助診断としてKneeLax（インデックス社製，KNL）を用いて測定した。統計解析に先立ち，データが正規分布に従うかをシャピロ・ウィルク検定で確認した結果，全てのデータで正規分布が確認できたため，手術前のスクワット時VM，VL，MH，LHとACL再建術後1年のATTの関連性の検討にはピアソンの積率相関係数を用いた。なお，統計処理ソフトはR-2.8.1を使用し，有意水準は5％とした。
【結果】手術前片脚スクワットにおける各筋の％MVCについて，VM29.7±7.2％MVC，VL29.8±6.1％MVC，MH16.8±7.8％MVC，LH23.9±8.4％MVCであり，ACL再建術後1年のATTは0.5±3.8mmであった。また，ピアソンの積率相関係数の結果，ATTとLHに負の相関がみられた（r=-0.58，p=0.48）。その他の項目には相関がみられなかった。
【考察】本研究結果より，手術前のスクワット時にLHの筋活動量が高い者はACL再建術後1年のATTが小さかった。先行研究ではハムストリングスの筋活動量はATTを抑制し，特にLHは脛骨内旋の制動に働くといわれており，ACL損傷者においてスクワット動作時にLHの筋活動量が高い者はACL再建術後1年のATTが小さかったことが示された。
【理学療法学研究としての意義】本研究でACL再建術後1年のATTと手術前スクワット時のLHの筋活動量に負の相関がみられたことにより，ACL再建術前スクワット時のLHの筋活動量が高い者は術後1年のATTが小さいことを示したことである。
【方法】対象は半腱様筋腱と薄筋腱による2重束ACL再建術を施行した12例（男9例，女3例，年齢19.6±6.0歳，身長167.0±8.1cm，体重66.3±10.4kg，BMI23.6±2.1kg/m2）とした。ACL損傷機転は全例非接触型，合併症は内側側副靱帯損傷2例，半月板損傷4例であった。採択基準は初発のACL損傷者，測定時にADLが自立している者，関節可動域制限や疼痛が測定動作に影響しない者とした。研究デザインは後ろ向きコホート研究とした。測定課題は動的な片脚スクワット動作とし，筋電図測定はACL再建術前に表面筋電計（Noraxon社製，EM-136）を用い，双極導出法にて記録した。なお，体幹を30度前方傾斜し，膝関節軽度屈曲位から50度屈曲位となる動作をメトロノームを用いて76回/分のリズムで行うものとした。動作中はビデオカメラ（SONY社製，DCR-TRV17K）を対象者の前方と側方に設置し，前額面，矢状面で大きくバランスを崩していないことを確認した。被検筋は，内側広筋（VM），外側広筋（VL），内側ハムストリング（MH），外側ハムストリング（LH）とした。各筋の筋電図の導出部位は，VMは内側側副靱帯付着部と上前腸骨棘を結ぶ遠位5分の4の位置，VLは膝蓋骨外側と上前腸骨棘を結ぶ遠位3分の2の位置，MHは坐骨結節と膝内側関節裂隙の中央を結ぶ2分の1の位置，LHは坐骨結節と膝外側関節裂隙の中央を結ぶ2分の1の位置とした。表面電極の貼付前にアルコール綿花および研磨剤を用い皮膚の電極間抵抗が10kΩ以下となるように十分に皮膚処理を行った。表面電極とする銀-塩化銀電極（メッツ社製，Blue Sensor M）を各筋の筋線維の走行に並行にした上で，電極中心間距離を20mmに設置して貼付した。サンプリング周波数は1000Hzとしてパーソナルコンピュータに取り込んだ。なお，得られた筋電図データの正規化には最大随意収縮（MVC）時の筋電図波形を測定し，筋電図解析ソフト（Noraxon社製，Myo Research XP）を用い，得られた生波形を全波整流し，片脚スクワット中の筋電図積分値（IEMG）を求めた。その上で各筋のIEMGから，その筋のMVCで正規化することにより，%MVCを求めた。また，ATTはACL再建術後1年に医師がACL成熟度の補助診断としてKneeLax（インデックス社製，KNL）を用いて測定した。統計解析に先立ち，データが正規分布に従うかをシャピロ・ウィルク検定で確認した結果，全てのデータで正規分布が確認できたため，手術前のスクワット時VM，VL，MH，LHとACL再建術後1年のATTの関連性の検討にはピアソンの積率相関係数を用いた。なお，統計処理ソフトはR-2.8.1を使用し，有意水準は5％とした。
【結果】手術前片脚スクワットにおける各筋の％MVCについて，VM29.7±7.2％MVC，VL29.8±6.1％MVC，MH16.8±7.8％MVC，LH23.9±8.4％MVCであり，ACL再建術後1年のATTは0.5±3.8mmであった。また，ピアソンの積率相関係数の結果，ATTとLHに負の相関がみられた（r=-0.58，p=0.48）。その他の項目には相関がみられなかった。
【考察】本研究結果より，手術前のスクワット時にLHの筋活動量が高い者はACL再建術後1年のATTが小さかった。先行研究ではハムストリングスの筋活動量はATTを抑制し，特にLHは脛骨内旋の制動に働くといわれており，ACL損傷者においてスクワット動作時にLHの筋活動量が高い者はACL再建術後1年のATTが小さかったことが示された。
【理学療法学研究としての意義】本研究でACL再建術後1年のATTと手術前スクワット時のLHの筋活動量に負の相関がみられたことにより，ACL再建術前スクワット時のLHの筋活動量が高い者は術後1年のATTが小さいことを示したことである。