[O-KS-17-6] 反復性膝蓋骨脱臼患者の歩行時内部膝関節伸展モーメントを代償する運動学・運動力学要素の検討
Keywords:反復性膝蓋骨脱臼, 三次元動作解析, 歩行分析
【はじめに，目的】
反復性膝蓋骨脱臼は予期しえない時に脱臼を繰り返す膝蓋骨脱臼の1つである。我々は歩行解析によって反復性膝蓋骨脱臼患者は歩行荷重応答期の内部膝関節伸展モーメントが健常者よりも低値を示すことを報告した（浅枝ら，2014，JOSKAS）。反復性膝蓋骨脱臼では膝伸展位での膝蓋骨不安定性が強いために膝伸展筋を使用しない代償運動を呈すると推察されるが，本研究では下肢関節運動学と運動力学の要素から内部膝関節伸展モーメントが低値を示す代償運動を検討した。
【方法】
広島大学病院整形外科にて反復性膝蓋骨脱臼と診断された女性10名を脱臼群とし，脱臼群と年齢，身長，体重が類似する健常女性10名を対照群とした。対象下肢は脱臼群では脱臼側，対照群はランダムで決定した。歩行解析にはVICON MX（Vicon Motion Systems社，UK）と床反力計（AMTI社，USA）を用いた。対象者にPoint cluster法を参考にマーカーを貼付し，加えて両側の上前腸骨棘と上後腸骨棘，膝関節内側裂隙，脛骨内果にマーカーを貼付した。課題動作は10mの歩行路を対象の快適速度で歩くこととし，得られたマーカー座標と床反力から下肢関節運動と運動力学の要素を算出した。下肢関節運動は1歩行周期を100%に正規化した後，歩行の各相での平均角度を算出した。下肢運動力学要素，床反力はピーク値を算出し体重で正規化した。統計学的解析にはSPSS ver 19.0（日本アイ・ビー・エム社，東京）を使用し，正規性，等分散性を確認後に対応のないt検定，Mann-WhitneyのU検定を行った。伸展モーメントと各運動学，運動力学の要素との相関分析はピアソンの相関係数，Spearmanの順位相関係数を用いた。有意水準は5%とした。
【結果】
脱臼群では荷重応答期の内部膝関節伸展モーメントピーク値が対照群よりも有意に低値を示した（0.56±0.22 Nm/kg vs 0.89±0.24 Nm/kg，P=0.005）。脱臼群では荷重応答期の床反力鉛直方向成分の第1ピーク値（11.0±0.7 N/kg vs 11.7±1.1 N/kg，P=0.10），荷重応答期における負の膝関節パワーが小さく（0.50±0.25 W/kg vs 0.78±0.36 W/kg，P=0.060），初期接地および荷重応答期における足関節背屈角度が大きい傾向を認めた（初期接地：29.5±3.6°vs 26.2±4.3°，P=0.081，荷重応答期：30.4±3.8 vs 27.5±3.1，P=0.079）。2群間に有意な差がみられた項目，有意傾向であった項目と内部膝関節伸展モーメントの間に有意な相関関係を認めなかった（P＞0.05）。
【結論】
反復性膝蓋骨脱臼患者は荷重応答期における内部膝関節伸展モーメントを減少させるために床反力鉛直方向成分と膝関節伸展筋遠心性収縮を減らし，足関節背屈角度を増やす代償運動を行っていることが示された。様々な病態を示す反復性膝蓋骨脱臼では代償運動が患者によって異なるために膝伸展モーメントと相関関係が認められなかった可能性があり，膝関節以外の下肢関節運動や荷重方法を考慮する必要性が本研究によって示された。
反復性膝蓋骨脱臼は予期しえない時に脱臼を繰り返す膝蓋骨脱臼の1つである。我々は歩行解析によって反復性膝蓋骨脱臼患者は歩行荷重応答期の内部膝関節伸展モーメントが健常者よりも低値を示すことを報告した（浅枝ら，2014，JOSKAS）。反復性膝蓋骨脱臼では膝伸展位での膝蓋骨不安定性が強いために膝伸展筋を使用しない代償運動を呈すると推察されるが，本研究では下肢関節運動学と運動力学の要素から内部膝関節伸展モーメントが低値を示す代償運動を検討した。
【方法】
広島大学病院整形外科にて反復性膝蓋骨脱臼と診断された女性10名を脱臼群とし，脱臼群と年齢，身長，体重が類似する健常女性10名を対照群とした。対象下肢は脱臼群では脱臼側，対照群はランダムで決定した。歩行解析にはVICON MX（Vicon Motion Systems社，UK）と床反力計（AMTI社，USA）を用いた。対象者にPoint cluster法を参考にマーカーを貼付し，加えて両側の上前腸骨棘と上後腸骨棘，膝関節内側裂隙，脛骨内果にマーカーを貼付した。課題動作は10mの歩行路を対象の快適速度で歩くこととし，得られたマーカー座標と床反力から下肢関節運動と運動力学の要素を算出した。下肢関節運動は1歩行周期を100%に正規化した後，歩行の各相での平均角度を算出した。下肢運動力学要素，床反力はピーク値を算出し体重で正規化した。統計学的解析にはSPSS ver 19.0（日本アイ・ビー・エム社，東京）を使用し，正規性，等分散性を確認後に対応のないt検定，Mann-WhitneyのU検定を行った。伸展モーメントと各運動学，運動力学の要素との相関分析はピアソンの相関係数，Spearmanの順位相関係数を用いた。有意水準は5%とした。
【結果】
脱臼群では荷重応答期の内部膝関節伸展モーメントピーク値が対照群よりも有意に低値を示した（0.56±0.22 Nm/kg vs 0.89±0.24 Nm/kg，P=0.005）。脱臼群では荷重応答期の床反力鉛直方向成分の第1ピーク値（11.0±0.7 N/kg vs 11.7±1.1 N/kg，P=0.10），荷重応答期における負の膝関節パワーが小さく（0.50±0.25 W/kg vs 0.78±0.36 W/kg，P=0.060），初期接地および荷重応答期における足関節背屈角度が大きい傾向を認めた（初期接地：29.5±3.6°vs 26.2±4.3°，P=0.081，荷重応答期：30.4±3.8 vs 27.5±3.1，P=0.079）。2群間に有意な差がみられた項目，有意傾向であった項目と内部膝関節伸展モーメントの間に有意な相関関係を認めなかった（P＞0.05）。
【結論】
反復性膝蓋骨脱臼患者は荷重応答期における内部膝関節伸展モーメントを減少させるために床反力鉛直方向成分と膝関節伸展筋遠心性収縮を減らし，足関節背屈角度を増やす代償運動を行っていることが示された。様々な病態を示す反復性膝蓋骨脱臼では代償運動が患者によって異なるために膝伸展モーメントと相関関係が認められなかった可能性があり，膝関節以外の下肢関節運動や荷重方法を考慮する必要性が本研究によって示された。