[P-MT-21-1] 表面筋電図解析による術後早期の人工膝関節全置換術前後における筋活動機能回復
急性期の人工膝関節全置換術患者における筋活動の継時的変化
Keywords:人工膝関節全置換術, 大腿四頭筋, 筋活動
【目的】人工膝関節全置換術（以下TKA）後の筋力に関する機能回復の報告は散見される。しかしTKA術後早期において動的条件下での筋活動レベルの報告は我々が渉猟した限り見当たらない。そこで本研究の目的は，表面筋電図（以下EMG）を用いて術後早期の人工膝関節全置換術前後における筋活動機能回復を検討することである。
【方法】対象は，健常女性15例15膝（平均年齢74.6±3.7歳，以下，健常群），当院でTKAを施行した女性15例15膝（平均年齢75.2±5.5歳，以下，TKA群）であった。快適速度での10m歩行を課題動作としてTKA群は全ての時期を杖歩行で行い，健常者は独歩にて測定した。踵にフットスイッチセンサーを貼付し，1歩行周期を同定した。計測回数は2回とし，歩き始めから5歩目以降のデータを解析対象とした。EMGの計測はEMGマスターKm-Mercury（メディエリアサポート企業組合社製）を用いた。測定筋は内側広筋（以下，VM）と外側広筋（以下，VL）とし，健常人は右下肢，TKA群は術側とした。筋電図信号の処理は，サンプリング周波数1kHzにてデジタル変換後にバンドパスフィルター（10-500Hz）にてフィルター処理を行い，全波整流を行った。積分筋電図（以下，IEMG）解析は，生データを5歩行周期分のデータを1歩行周期100%に正規化し，15%までを荷重応答期とした。歩行周期5%毎に加算平均した値を最大等尺性膝関節伸展時の筋活動で除し（以下，%IEMG）算出した。統計処理はIBM SPSS Statistics22を使用し，2群間の差の検定は2標本t検定又はMann-Whitney検定を行い，TKA群内にはフリードマン検定後，有意差を認めたものにボンフェロニー検定を行い，有意水準は5%未満とした。
【結果】0-15%の荷重応答期においてTKA群内比較の%IEMGは，VM（p=0.155）及びVL（p=0.549）は有意な差を認めなかった。また健常群との比較ではVMはそれぞれ術前（p=0.31），2週目（p=0.31），4週目（p=0.12）で，VLはそれぞれ術前（p=0.885），2週目（p=0.141），4週目（p=0.663）で有意な差を認めなかった。
等尺性膝伸展筋力はTKA群内比較では2週目と4週目，術前と4週目に有意な差（p＜0.01）を認めた。健常群との比較ではp＜0.01で有意な差を認めた。
【結論】本研究結果から，膝伸展筋力は2週目から4週目で向上することが認められた。よって術後の大腿四頭筋の筋力は回復傾向であると示唆された。また健常群と比較し，術前から筋力低下が示唆された。歩行立脚荷重応答期においての%IEMGは，動的な歩行においての筋活動には十分に発揮されておらず有意な変化を認めなかった。Miznerらは，TKA術後の大腿四頭筋の筋力低下は神経筋活性不全が有力であると述べていることから，術後早期の筋活動レベルにおいて筋力は向上するものの，筋出力の調整が不十分である傾向が考えられるが，質的な評価であるwavelet解析を行い，今後検討していく。
【方法】対象は，健常女性15例15膝（平均年齢74.6±3.7歳，以下，健常群），当院でTKAを施行した女性15例15膝（平均年齢75.2±5.5歳，以下，TKA群）であった。快適速度での10m歩行を課題動作としてTKA群は全ての時期を杖歩行で行い，健常者は独歩にて測定した。踵にフットスイッチセンサーを貼付し，1歩行周期を同定した。計測回数は2回とし，歩き始めから5歩目以降のデータを解析対象とした。EMGの計測はEMGマスターKm-Mercury（メディエリアサポート企業組合社製）を用いた。測定筋は内側広筋（以下，VM）と外側広筋（以下，VL）とし，健常人は右下肢，TKA群は術側とした。筋電図信号の処理は，サンプリング周波数1kHzにてデジタル変換後にバンドパスフィルター（10-500Hz）にてフィルター処理を行い，全波整流を行った。積分筋電図（以下，IEMG）解析は，生データを5歩行周期分のデータを1歩行周期100%に正規化し，15%までを荷重応答期とした。歩行周期5%毎に加算平均した値を最大等尺性膝関節伸展時の筋活動で除し（以下，%IEMG）算出した。統計処理はIBM SPSS Statistics22を使用し，2群間の差の検定は2標本t検定又はMann-Whitney検定を行い，TKA群内にはフリードマン検定後，有意差を認めたものにボンフェロニー検定を行い，有意水準は5%未満とした。
【結果】0-15%の荷重応答期においてTKA群内比較の%IEMGは，VM（p=0.155）及びVL（p=0.549）は有意な差を認めなかった。また健常群との比較ではVMはそれぞれ術前（p=0.31），2週目（p=0.31），4週目（p=0.12）で，VLはそれぞれ術前（p=0.885），2週目（p=0.141），4週目（p=0.663）で有意な差を認めなかった。
等尺性膝伸展筋力はTKA群内比較では2週目と4週目，術前と4週目に有意な差（p＜0.01）を認めた。健常群との比較ではp＜0.01で有意な差を認めた。
【結論】本研究結果から，膝伸展筋力は2週目から4週目で向上することが認められた。よって術後の大腿四頭筋の筋力は回復傾向であると示唆された。また健常群と比較し，術前から筋力低下が示唆された。歩行立脚荷重応答期においての%IEMGは，動的な歩行においての筋活動には十分に発揮されておらず有意な変化を認めなかった。Miznerらは，TKA術後の大腿四頭筋の筋力低下は神経筋活性不全が有力であると述べていることから，術後早期の筋活動レベルにおいて筋力は向上するものの，筋出力の調整が不十分である傾向が考えられるが，質的な評価であるwavelet解析を行い，今後検討していく。