[P-MT-02-3] 変形性膝関節症患者の歩き始め動作立脚期における下肢力学的エネルギー特性
Keywords:変形性膝関節症, 歩き始め動作, セグメントトルクパワー
【はじめに，目的】
我々は，第51回日本理学療法学術大会で，変形性膝関節症（以下，膝OA）患者の歩き始め動作時の外部膝関節内反モーメント（以下，KAM）は健常者よりも有意に高値であり，胸椎や骨盤の回旋運動の低下はKAMを増大させる一要因になる可能性を報告した。そこで，今回は膝OA患者の歩き始め動作時の下肢体節間におけるセグメントトルクパワーを算出し，トルクパワーの極性を明らかにすることで，力学的エネルギーの流れについて詳細に定量化することを目的とした。
【方法】
対象は膝OA患者14名（平均年齢70.1±7.9歳：以下，膝OA群）と健常成人15名（平均年齢35.0±11.7歳：以下，対照群）で全例女性であった。課題動作は5mの歩行路上の自由歩行とした。計測下肢から一歩目を踏み出し，床反力計を踏むように指示した。一歩目の歩幅の距離は被検者の身長の40%になるように設定した。計測方法は，赤外線カメラ8台を備えた三次元動作解析装置Vicon-MX13（Vicon Motion Systems社製）と床反力計（AMTI社製）1基を用いて実施した。反射マーカーを身体51箇所に貼付し，得られたマーカー座標から8剛体リンクモデルを作成した。1歩行周期が100%になるように正規化し，解析区間は荷重応答期とし，その区間における関節パワー，セグメントトルクパワーの積分値を算出した。統計学的解析にはR2.8.1を用い，正規性の有無に従って，2群間の比較には2標本の差の検定を行った。なお有意水準は5%未満とした。
【結果】
関節パワーは，股関節，膝関節，足関節はすべて負のパワーであり2群間で有意差は認められなかった。セグメントトルクパワーは，骨盤遠位では，膝OA群は0.24±0.01W・s/kg，対照群は-0.45±0.03W・s/kgで有意差が認められた（p＜0.01）。また，下腿遠位では，膝OA群は0.75±0.03W・s/kg，対照群は1.82±0.05W・s/kgで有意差が認められた（p＜0.05）。足部近位では，膝OA群は-1.03±0.04 W・s/kg，対照群は-1.95±0.06 W・s/kgで有意差が認められた（p＜0.05）。
【結論】
股関節セグメントトルクパワーは，健常群では骨盤遠位は負のパワー，大腿近位は正のパワーを示したため，骨盤から大腿へ力学的エネルギーの流れが生じていた。一方，膝OA群ではその逆を呈した。すなわち，健常群は骨盤から大腿へと力学的エネルギーの流れが生じることで，股関節伸展モーメントを発生させているのに対して，膝OA群はそれが困難であることが示唆された。足関節セグメントトルクパワーでは，下腿遠位は正のパワー，足部近位は負のパワーを示したため，足部から下腿へと力学的エネルギーの流れが生じていた。しかし，膝OA群は力学的エネルギーの流れが有意に低値であったため，足関節背屈筋による足関節背屈モーメントの発生が不十分であることが示唆された。本研究より，各体節間での力学的エネルギーの流れを明らかにすることが可能であり，臨床にて有益な評価手段になり得ると考える。
我々は，第51回日本理学療法学術大会で，変形性膝関節症（以下，膝OA）患者の歩き始め動作時の外部膝関節内反モーメント（以下，KAM）は健常者よりも有意に高値であり，胸椎や骨盤の回旋運動の低下はKAMを増大させる一要因になる可能性を報告した。そこで，今回は膝OA患者の歩き始め動作時の下肢体節間におけるセグメントトルクパワーを算出し，トルクパワーの極性を明らかにすることで，力学的エネルギーの流れについて詳細に定量化することを目的とした。
【方法】
対象は膝OA患者14名（平均年齢70.1±7.9歳：以下，膝OA群）と健常成人15名（平均年齢35.0±11.7歳：以下，対照群）で全例女性であった。課題動作は5mの歩行路上の自由歩行とした。計測下肢から一歩目を踏み出し，床反力計を踏むように指示した。一歩目の歩幅の距離は被検者の身長の40%になるように設定した。計測方法は，赤外線カメラ8台を備えた三次元動作解析装置Vicon-MX13（Vicon Motion Systems社製）と床反力計（AMTI社製）1基を用いて実施した。反射マーカーを身体51箇所に貼付し，得られたマーカー座標から8剛体リンクモデルを作成した。1歩行周期が100%になるように正規化し，解析区間は荷重応答期とし，その区間における関節パワー，セグメントトルクパワーの積分値を算出した。統計学的解析にはR2.8.1を用い，正規性の有無に従って，2群間の比較には2標本の差の検定を行った。なお有意水準は5%未満とした。
【結果】
関節パワーは，股関節，膝関節，足関節はすべて負のパワーであり2群間で有意差は認められなかった。セグメントトルクパワーは，骨盤遠位では，膝OA群は0.24±0.01W・s/kg，対照群は-0.45±0.03W・s/kgで有意差が認められた（p＜0.01）。また，下腿遠位では，膝OA群は0.75±0.03W・s/kg，対照群は1.82±0.05W・s/kgで有意差が認められた（p＜0.05）。足部近位では，膝OA群は-1.03±0.04 W・s/kg，対照群は-1.95±0.06 W・s/kgで有意差が認められた（p＜0.05）。
【結論】
股関節セグメントトルクパワーは，健常群では骨盤遠位は負のパワー，大腿近位は正のパワーを示したため，骨盤から大腿へ力学的エネルギーの流れが生じていた。一方，膝OA群ではその逆を呈した。すなわち，健常群は骨盤から大腿へと力学的エネルギーの流れが生じることで，股関節伸展モーメントを発生させているのに対して，膝OA群はそれが困難であることが示唆された。足関節セグメントトルクパワーでは，下腿遠位は正のパワー，足部近位は負のパワーを示したため，足部から下腿へと力学的エネルギーの流れが生じていた。しかし，膝OA群は力学的エネルギーの流れが有意に低値であったため，足関節背屈筋による足関節背屈モーメントの発生が不十分であることが示唆された。本研究より，各体節間での力学的エネルギーの流れを明らかにすることが可能であり，臨床にて有益な評価手段になり得ると考える。