[P2-B-0564] Toe-out歩行時の膝内反モーメントピーク値に影響する因子の検討
Keywords:変形性膝関節症, 三次元動作解析, 関節モーメント
【はじめに，目的】
歩行時の膝内反モーメント（以下，KAM）は，変形性膝関節症（以下，膝OA）の進行や痛みに関連することが報告されており，KAMを減少させることが，膝OAに対する保存療法では重要であると考えられている。膝OAに対する保存療法の一つに歩行修正があり，その中でも歩行時に足部を外転させるToe-out歩行は立脚後期のKAMを減少させることが報告されている。また，膝OA患者に対するToe-out歩行の介入が，痛みやWOMACのスコアを改善させたと報告されている。しかしながら，近年，Toe-out歩行が立脚初期のKAMを増加させるという報告が散見され，その有効性に関しては議論が分かれている。Toe-out歩行が，KAMに影響を与えるメカニズムを解明することは，膝OA患者に対するより効果的な指導方法の発展につながると考えられる。Toe-out歩行がKAMに影響を与える因子として，前額面での膝関節中心の外側変化や圧中心位置（以下，COP）の外側変化などが示唆されているものの，Toe-out歩行における膝関節中心やCOPの変化，およびKAMとの関連は不明であった。そこで，本研究の目的は，Toe-out歩行におけるKAMおよび，前額面における膝関節中心やCOPの変化を明らかにし，KAMに影響する因子を検討することした。
【方法】
対象は，整形外科的および神経学的な疾患の既往のない健常成人21名（22.6±2.2歳，170.3±6.2cm，60.6±6.4kg）とした。動作計測は，赤外線カメラと3次元動作解析装置（Motion Analysis社製，200Hz），床反力計（Kistler社製，1000Hz）を用いて行った。マーカーセットはHelen Hayes Marker Setに準じて貼付した。動作課題は，通常歩行とToe-out歩行の2条件とした。Toe-out歩行は，快適歩行ができる範囲で，被験者にできるだけToe-outを維持し歩行するように指導し，数回の練習後に計測した。
得られたデータから，KAM，膝関節中心外側距離，COP外側距離を算出し，解析にはKAM第1および第2ピーク時の値を使用した。膝関節中心は，大腿骨内側上顆と外側上顆の中点とした。また，膝関節中心外側距離，COP外側距離は，左右の上前腸骨棘マーカーと仙骨マーカーの中心点から降ろした垂線に対する膝関節中心，COPの前額面上での水平距離とした。
統計解析では，通常歩行とToe-out歩行の，KAM第1，第2ピーク時における各データの比較に対応のあるt検定を用いた。また，KAM第1，第2ピーク時それぞれでの，通常歩行からToe-out歩行へのKAM変化量と，膝関節中心外側距離，COP外側距離の変化量の相関を，歩隔で調整した偏相関係数を用いて検討した。先行研究から，歩隔の変化がKAMに影響を与えることや，前額面上における膝関節中心外側距離，COP外側距離に影響を与えることが考えられたため，歩隔の変化による調整を行った。有意水準は5％未満とした。
【結果】
2群の比較に関して，KAM第1ピーク時では，通常歩行と比較しToe-out歩行で，KAM，膝関節中心外側距離，COP外側距離が有意に増加した（各p＜0.01）。KAM第2ピーク時では，通常歩行と比較しToe-out歩行で，KAMが有意に減少し，膝関節中心外側距離，COP外側距離が有意に増加した（各p＜0.01）。
相関に関しては，KAM第1ピーク時における，KAM変化量と，膝関節中心外側距離の変化量（r=0.48，p＜0.05）との間に有意な相関を認めた。また，KAM第2ピーク時における，KAM変化量と，COP外側距離の変化量（r=－0.63，p＜0.01）との間に有意な相関を認めた。他の項目に有意差は認めなかった。
【考察】
本研究では，先行研究と同様にToe-outはKAM第1ピークを増大させ，第2ピークを減少させた。また，本研究結果から，Toe-out歩行によるKAM第1ピーク増加には，膝関節中心外側距離の増加が関連していることが示唆された。KAM第2ピーク減少には，COP外側距離の増加が関連していることが示唆された。
KAM第1ピーク値の増加は，膝OAを進行させると報告されており，Toe-out歩行では，立脚初期の膝関節中心外側距離の変化に注意した指導が必要であると考えられる。今後，膝関節中心外側距離を変化させる因子を明らかにすることで，より効果的に指導できると考えられる。
【理学療法学研究としての意義】
本研究は，Toe-out歩行におけるKAMおよび，前額面における膝関節中心やCOPの変化を明らかにし，KAMに影響する因子を検討した。より効果的にToe-out歩行を指導するためには，立脚初期の膝関節中心外側距離の変化に注意した指導が必要であると示唆した。膝OA患者に対する保存療法の発展の一助となるものと考える。
歩行時の膝内反モーメント（以下，KAM）は，変形性膝関節症（以下，膝OA）の進行や痛みに関連することが報告されており，KAMを減少させることが，膝OAに対する保存療法では重要であると考えられている。膝OAに対する保存療法の一つに歩行修正があり，その中でも歩行時に足部を外転させるToe-out歩行は立脚後期のKAMを減少させることが報告されている。また，膝OA患者に対するToe-out歩行の介入が，痛みやWOMACのスコアを改善させたと報告されている。しかしながら，近年，Toe-out歩行が立脚初期のKAMを増加させるという報告が散見され，その有効性に関しては議論が分かれている。Toe-out歩行が，KAMに影響を与えるメカニズムを解明することは，膝OA患者に対するより効果的な指導方法の発展につながると考えられる。Toe-out歩行がKAMに影響を与える因子として，前額面での膝関節中心の外側変化や圧中心位置（以下，COP）の外側変化などが示唆されているものの，Toe-out歩行における膝関節中心やCOPの変化，およびKAMとの関連は不明であった。そこで，本研究の目的は，Toe-out歩行におけるKAMおよび，前額面における膝関節中心やCOPの変化を明らかにし，KAMに影響する因子を検討することした。
【方法】
対象は，整形外科的および神経学的な疾患の既往のない健常成人21名（22.6±2.2歳，170.3±6.2cm，60.6±6.4kg）とした。動作計測は，赤外線カメラと3次元動作解析装置（Motion Analysis社製，200Hz），床反力計（Kistler社製，1000Hz）を用いて行った。マーカーセットはHelen Hayes Marker Setに準じて貼付した。動作課題は，通常歩行とToe-out歩行の2条件とした。Toe-out歩行は，快適歩行ができる範囲で，被験者にできるだけToe-outを維持し歩行するように指導し，数回の練習後に計測した。
得られたデータから，KAM，膝関節中心外側距離，COP外側距離を算出し，解析にはKAM第1および第2ピーク時の値を使用した。膝関節中心は，大腿骨内側上顆と外側上顆の中点とした。また，膝関節中心外側距離，COP外側距離は，左右の上前腸骨棘マーカーと仙骨マーカーの中心点から降ろした垂線に対する膝関節中心，COPの前額面上での水平距離とした。
統計解析では，通常歩行とToe-out歩行の，KAM第1，第2ピーク時における各データの比較に対応のあるt検定を用いた。また，KAM第1，第2ピーク時それぞれでの，通常歩行からToe-out歩行へのKAM変化量と，膝関節中心外側距離，COP外側距離の変化量の相関を，歩隔で調整した偏相関係数を用いて検討した。先行研究から，歩隔の変化がKAMに影響を与えることや，前額面上における膝関節中心外側距離，COP外側距離に影響を与えることが考えられたため，歩隔の変化による調整を行った。有意水準は5％未満とした。
【結果】
2群の比較に関して，KAM第1ピーク時では，通常歩行と比較しToe-out歩行で，KAM，膝関節中心外側距離，COP外側距離が有意に増加した（各p＜0.01）。KAM第2ピーク時では，通常歩行と比較しToe-out歩行で，KAMが有意に減少し，膝関節中心外側距離，COP外側距離が有意に増加した（各p＜0.01）。
相関に関しては，KAM第1ピーク時における，KAM変化量と，膝関節中心外側距離の変化量（r=0.48，p＜0.05）との間に有意な相関を認めた。また，KAM第2ピーク時における，KAM変化量と，COP外側距離の変化量（r=－0.63，p＜0.01）との間に有意な相関を認めた。他の項目に有意差は認めなかった。
【考察】
本研究では，先行研究と同様にToe-outはKAM第1ピークを増大させ，第2ピークを減少させた。また，本研究結果から，Toe-out歩行によるKAM第1ピーク増加には，膝関節中心外側距離の増加が関連していることが示唆された。KAM第2ピーク減少には，COP外側距離の増加が関連していることが示唆された。
KAM第1ピーク値の増加は，膝OAを進行させると報告されており，Toe-out歩行では，立脚初期の膝関節中心外側距離の変化に注意した指導が必要であると考えられる。今後，膝関節中心外側距離を変化させる因子を明らかにすることで，より効果的に指導できると考えられる。
【理学療法学研究としての意義】
本研究は，Toe-out歩行におけるKAMおよび，前額面における膝関節中心やCOPの変化を明らかにし，KAMに影響する因子を検討した。より効果的にToe-out歩行を指導するためには，立脚初期の膝関節中心外側距離の変化に注意した指導が必要であると示唆した。膝OA患者に対する保存療法の発展の一助となるものと考える。