抄録
【目的】 変形性膝関節症（膝OA）患者の歩行における運動学的特徴を捉える際，多くの先行研究において，前額面での下肢関節角度や関節モーメントから関節まわりに加わる力学的負荷や運動学的特徴を検討した報告がなされている．その一方で，矢状面における運動学的特徴を検討した報告は少なく，臨床上，Double Knee Actionの減少など，矢状面での動作方略に問題を呈する症例を経験する．本研究は，膝OA患者の歩行矢状面における運動学的特徴を比較・検討することを目的に行った．【方法】 対象は，膝関節に既往のない健常中高年者9名（女性9名，平均年齢50.3±2.4歳）と変形性膝関節症と診断された13名（女性13名，平均年齢61.0±8.9歳）．膝OAの病期分類（Kellgren-Lawrence分類）は，Grade1が2名，Grade2が4名，Grade3が3名，Grade4が4名であった．計測は，MicroStone社製3軸角速度計MP-G3-01A を大腿外側部（股関節中心から膝関節裂隙の距離の近位57％）と下腿外側部（膝関節裂隙から外果の距離の近位57％）の2ヵ所に装着し，フットスイッチを踵，小趾球，母趾球に貼付した．また，左右の肩峰，大転子，膝関節裂隙，外果中央，第5中足骨頭に直径20 mmの蛍光マーカを貼付し，Casio社製ハイスピードカメラFC150を1台用いて，矢状面の歩行動作を撮影した．撮影した画像を画像解析ソフトImageJ(NIH製)にて，二次元座標を算出し，下肢の角度変化量を計測した．なお，角速度計とフットスイッチは100Hz，ハイスピードカメラは120flam/sでデータのサンプリングを行った．課題動作は，至適速度での自由歩行とし，3回の試行を計測，5歩目を解析対象とした．フットスイッチの情報より立脚期を同定し，算出したデータは100％正規化を行った後，3回試行の平均値を被験者の代表値として採用した．統計学的解析は，統計解析ソフトウェアDr.SPSSIIfor windows（エス・ピー・エス・エス社製）を用いて，対応のないt検定を行い，有意水準は5％とした．【説明と同意】 当院の倫理委員会の承諾を受けた上で，対象には，ヘルシンキ宣言に基づき本研究の趣旨を口頭および文書にて説明した．同意が得られた場合のみ測定を実施した．【結果】 関節角度変化は，股関節では初期接地から立脚中期に生じる股関節伸展の変化量において，膝OA群が健常群より，有意に小さかった(p＜0.01)．膝関節では，初期接地から荷重応答期に生じる膝関節屈曲の変化量において，膝OA群が健常群より，有意に小さかった(p＜0.01)．荷重応答期から立脚中期に生じる膝関節最大屈曲後の膝関節伸展の変化量において，膝OA群が健常群より，有意に小さかった(p＜0.01)．角速度変化は，荷重応答期から立脚中期に生じる下腿後傾方向への変化量において，膝OA群が健常群より，有意に小さかった(p＜0.05)．【考察】 膝関節の角度変化において，膝OA群が健常群と比較して，初期接地から荷重応答期に生じる膝関節屈曲の角度変化，荷重応答期から立脚中期に生じる膝関節伸展の角度変化が有意に小さく，膝OA群では，荷重応答期から立脚中期に生じる膝関節の屈伸運動が減少していた．荷重応答期で生じる膝関節屈曲は，衝撃吸収の重要な運動学的要素であり，これらが生じない膝OA群では，地面からの反力が分散されず，膝関節内における衝撃負荷が繰り返し加わることが推察された．また，荷重応答期から立脚中期に生じる下腿後傾方向への角速度変化に加えて，股関節伸展および膝関節伸展の角度変化が減少することから，大腿と下腿を固定させた状態で立脚中期へ移行することが示唆される．これらの荷重応答期の衝撃吸収機能の低下や膝関節の固定は，膝関節内における限局的な圧縮応力が集中し，関節破壊の助長，膝OAの病態を進行させる恐れがあることが推察された．【理学療法学研究としての意義】 本研究は，膝OA患者の歩行矢状面における運動学的特徴を捉え，病態進行や症状発生につながる力学的ストレスの要因を明らかにすることを目的に行った．今回の知見から，膝OA群では，荷重応答期から立脚中期に生じる膝関節の屈伸運動が減少するといった運動学的特徴が示され，これらが関節破壊を助長する一要因となることが示唆された．臨床において，前額面のみならず，矢状面での力学的ストレスも考慮して，アプローチを行う必要性が明らかになった．今後は，膝関節の屈伸運動が減少する要因を筋活動との関係について検討していく必要があると考える．
