抄録
【はじめに,目的】スポーツ動作ではジャンプ,着地動作が要求されることが多く,再損傷や他の膝外傷予防の観点からも, 前十字靱帯(ACL)再建後の片脚着地動作時の膝関節運動は明らかにする必要がある。しかし,従来の光学式動作解析機器では伸展と屈曲以外の関節運動に大きな誤差を生じる可能性があると報告されてきた。Point Cluster Technique（以下PC法）は，実際の骨運動との整合性が高いことが報告されている。よって今回はPC法にて片脚着地動作の動作解析を行い,健常女性群,ACL再建群間での動作を比較することで, ACL再建膝における動作の特徴を見出すことを目的とした。 【方法】被験者は片側ACL再建後1年半～9年（平均4.1±2.5年）以上経過し，計測時に関節水症や血症が認められないもの8例（19歳～23歳：平均年齢20.4±1.5歳）とした。すべての被験者のACL再建材料は半腱様筋,薄筋であった。身体特性は，身長1.62±0.06m，体重58.3±5.6kg，肥満度22.1±1.4であった。また下肢に既往のない健常女性（18歳～22歳：平均年齢20±0.87歳）をcontrol群の被験者とした。身体特性は，身長1.59±0.06m，体重52.5±7.1kg，肥満度20.7±3.0であった。着地動作時の運動学データ計測のために赤外線カメラ8台を用いた三次元動作解析装置VICON MX（VICON Motion Systems社，Oxford）を用いて，サンプリング周波数120Hzで計測した。PC法に準じ，直径14mmの赤外線反射マーカーを25個貼付した。得られた各標点の座標データに対し, PC法演算プログラムで演算処理を行い，膝関節の屈曲・伸展角度，内反・外反角度，内旋・外旋角度，大腿骨座標系原点に対する脛骨座標系原点の前後距離を算出した。計測方法は，被験者は30cmの台からの落下による片脚着地動作を行った。立位時は足部内側間20cm,足先を台の縁とし,着地地点は30cm前方とした。解析区間は着地地点から膝関節最大角度までとし,着地時の膝関節各角度と前後位置,各膝関節最大角度と前後位置を求めた。また,膝関節最大角度時から,着地時を減じ,各運動角度量と前後運動量を算出した。さらに,各角度の最大角度到達時間を求めた。ACL再建群とcontrol群の比較は，正規分布が確認された場合は，2標本t検定を行った。正規分布が確認できなかった場合は，Mann-WhiteneyのU検定を行った。また、内外反運動の群別のばらつきについてはχ二乗検定を行った。解析にはDr.SPSSⅡfor windows（エス・ピー・エス社，東京）を使用した。なお，数値は平均±標準偏差で表し,p<0.05を持って有意とした。【倫理的配慮,説明と同意】研究の実施に先立ち広島国際大学の倫理小委員会にて承認を得た。なお，すべての被験者に研究の目的と内容を説明し，文書による同意を得たうえで計測を行った。【結果】着地時においてACL再建群の脛骨座標系原点は,control群と比較して有意に後方に位置していた（ACL再建群 0.83mm,control群 0.08mm，p<0.05)。その他のパラメーターについて有意差は認められなかった。各群において全試行の膝関節内反外反運動の頻度を調べた。内反はControl群21回,ACLR群11回,外反はControl群3回,ACLR群13回であり，Control群と比較しACL再建群では有意に外反が多く,内反が少なかった（p<0.01）。内反群,外反群における最大運動角度到達時間を比較したところ,内反群0.13秒,外反群0.3秒と外反群は内反群と比較して有意に遅延した（p<0.01）。2群間の各関節運動の最大運動角度に達する関節運動の順序は，Control群は内反と屈曲が同時に起こり,その後内旋が生じた。しかし,ACL再建群は,屈曲,内反,内旋の順であった。【考察】ACL再建群はControl群と比較し,着地時に脛骨座標系原点が有意に後方に位置していた。これは,受傷後もしくは再建術後に新たに獲得した膝関節安定性獲得戦略であることが推測される。先行研究の結果より,着地前よりハムストリングスの筋活動を生じさせ, 脛骨の前方移動を制御し,再建靱帯を保護する運動戦略が反映されたことが示唆された。ACL再建群は,着地後の動作においてcontrol群とは異なり,多くの者が内反位からの外反位の運動を呈し,最大外反運動到達時間が有意に遅延した。また,屈曲,内反,内旋の運動順序においてもcontrol群とは異なっていた。つまり、屈曲に伴って複合的に起きていた内反と内旋という関節運動が,屈曲の関節運動停止後に単独に発生し,本来の筋による膝関節運動の制御を脱し,靱帯,関節包に負担が生じる可能性が高いと推測した。【理学療法学研究としての意義】ACL再建後の膝関節運動の特徴として,健常者と比較し片脚着地時に脛骨座標系原点が有意に後方に位置すること, 外反が多く生じ,屈曲,内反,内旋の運動順序が異なることが明らかになった。今後の多方面からの検討は必要だが,本研究からACL再建後では本来の膝関節運動メカニズムから逸脱した運動を起こしうる可能性を示唆した。
