[P-KS-46-4] 歩行立脚期中の股関節と膝関節の角度は同期する
大腿と下腿の角度変化からの検討
Keywords:歩行, 股関節, 膝関節
【はじめに,目的】
歩行中の角度変化での膝関節角度は特異であり,1歩行周期で各2回の屈曲,伸展があり二重膝作用といわれている。しかし,実際の測定では立脚期中に,通常の屈曲以外にも波動的な屈曲,伸展が観察される例がある。要因として膝関節が一軸性の回転をする以外にも並進運動が歩行でも起こること,または軟部組織の皮膚表面でのずれによるものが考えられる。それらの要因を除外する測定方法として,大腿と下腿のそれぞれの骨の動きを計測し,各々の骨の角度から膝関節角度を求める方法考案している。今回その方法により計測し,歩行立脚期中の股関節,膝関節角度の変化が従来から示されているものとは違う結果が得られたので検証する。
【方法】
被験者は健常成人19名であり,歩行をビデオカメラ(Casio Co.,EX FH-100)で撮影,デジタイズ(インク(株),Formfinder)する方法で動きをデータ化し,各々の角度変化を算出した。デジタイズ周波数は60Hzである。マーカーは矢状面での大腿と下腿のそれぞれ全長を三等分する2つの点として,大腿・下腿のそれぞれの右脚の外側中央に貼付した。その大腿の2点を通過する直線と鉛直線との角を大腿の角度,同様に下腿の2点を通過する直線と鉛直線のなす角度下腿の角度とした。膝関節角度は,両肢の角度の差から求められることになる。よって,関節軸を一軸と定めない方法である。被験者の19人中3名は,立脚期中に下肢を全体として伸展して歩行しており,膝関節の角度変化が乏しいことから集計から除外した。計測結果から歩行立脚期中の大腿,下腿と膝関節角度の変化をグラフ化し,股関節と膝関節の最大屈曲時期が立脚期中の何%の時期に当たるかを求めた。
【結果】
被験者16名の歩行立脚期の平均は0.64sであった。下腿の角度をグラフ化したところ,被験者全体の傾向として立脚期中,下腿は足部を支点として時間経過とともに前傾し,立脚期の後半では急速に前傾角度が大きくなり遊脚期へと移行していた。しかし,股関節は接地時には屈曲27°であり,伸展し屈曲22°になるが再度屈曲し,立脚期中の18.3%の時期に最大屈曲27°を示した。また膝の屈曲角度は,接地から22.2%の時期に最大になっていた。
【結論】
一般的に歩行中の股関節は接地してから角度を一定に保持した後に伸展し,膝関節はその後に最大屈曲を示すとする報告が多く,教科書的にもその変化が一般的なものとして採用されている。しかし今回の結果では,股関節は踵接地時期から伸展するのではなく踵接地後一旦屈曲し,その後に伸展を開始するが,その時期は膝関節の最大屈曲の時期と近接していた。つまり,膝と股関節のは連動性していることが明確になった。
歩行中の角度変化での膝関節角度は特異であり,1歩行周期で各2回の屈曲,伸展があり二重膝作用といわれている。しかし,実際の測定では立脚期中に,通常の屈曲以外にも波動的な屈曲,伸展が観察される例がある。要因として膝関節が一軸性の回転をする以外にも並進運動が歩行でも起こること,または軟部組織の皮膚表面でのずれによるものが考えられる。それらの要因を除外する測定方法として,大腿と下腿のそれぞれの骨の動きを計測し,各々の骨の角度から膝関節角度を求める方法考案している。今回その方法により計測し,歩行立脚期中の股関節,膝関節角度の変化が従来から示されているものとは違う結果が得られたので検証する。
【方法】
被験者は健常成人19名であり,歩行をビデオカメラ(Casio Co.,EX FH-100)で撮影,デジタイズ(インク(株),Formfinder)する方法で動きをデータ化し,各々の角度変化を算出した。デジタイズ周波数は60Hzである。マーカーは矢状面での大腿と下腿のそれぞれ全長を三等分する2つの点として,大腿・下腿のそれぞれの右脚の外側中央に貼付した。その大腿の2点を通過する直線と鉛直線との角を大腿の角度,同様に下腿の2点を通過する直線と鉛直線のなす角度下腿の角度とした。膝関節角度は,両肢の角度の差から求められることになる。よって,関節軸を一軸と定めない方法である。被験者の19人中3名は,立脚期中に下肢を全体として伸展して歩行しており,膝関節の角度変化が乏しいことから集計から除外した。計測結果から歩行立脚期中の大腿,下腿と膝関節角度の変化をグラフ化し,股関節と膝関節の最大屈曲時期が立脚期中の何%の時期に当たるかを求めた。
【結果】
被験者16名の歩行立脚期の平均は0.64sであった。下腿の角度をグラフ化したところ,被験者全体の傾向として立脚期中,下腿は足部を支点として時間経過とともに前傾し,立脚期の後半では急速に前傾角度が大きくなり遊脚期へと移行していた。しかし,股関節は接地時には屈曲27°であり,伸展し屈曲22°になるが再度屈曲し,立脚期中の18.3%の時期に最大屈曲27°を示した。また膝の屈曲角度は,接地から22.2%の時期に最大になっていた。
【結論】
一般的に歩行中の股関節は接地してから角度を一定に保持した後に伸展し,膝関節はその後に最大屈曲を示すとする報告が多く,教科書的にもその変化が一般的なものとして採用されている。しかし今回の結果では,股関節は踵接地時期から伸展するのではなく踵接地後一旦屈曲し,その後に伸展を開始するが,その時期は膝関節の最大屈曲の時期と近接していた。つまり,膝と股関節のは連動性していることが明確になった。