関節運動における最大発揮角速度と筋機能の関係

ジャイロセンサーを用いた関節角速度測定

抄録

【はじめに，目的】一般に，筋機能の測定では，徒手筋力測定器などを用いて，等尺性収縮の最大発揮筋力（もしくはトルク）が測定されている場合が多い。しかし，身体機能や生活機能との関係を考えると，固定された関節で発揮される等尺性の能力よりも，トルクと角速度の積で表わされる筋パワーのほうがより臨床的な指標であることが示されている。そこで本研究では，簡便に角速度を測定できるジャイロセンサーを用いて膝関節の最大発揮角速度を測定し，その測定値が筋力や筋パワーを外挿するのか健常若年者を対象に検証した。【方法】対象は健常若年者93名（男性53名，女性40名，平均年齢19.5歳）であった。対象者は，端座位にて下腿下垂位から膝関節伸展位まで最大努力で伸展を行った。その際の最大発揮角速度を，ジャイロセンサーを用いて測定した。その他に，等速性筋力測定器（BIODEX）を用いて，膝関節屈曲45°および90°での等尺性最大トルク，3つの等速度条件における，最大トルクと平均パワーを測定した（角速度はそれぞれ60，180，300°/秒とした）。最大発揮角速度とそれぞれの筋機能測定値との関連は，ピアソンの積率相関係数を用いて評価した。危険率は5%未満を有意とした。【結果】ジャイロセンサーを用いて測定した膝関節伸展最大角速度の測定値は，630.0±119.0°/秒（平均値±標準偏差）であった。この測定値は，他のすべての測定条件におけるトルクや筋パワーと有意な相関を示した（P＜0.05）。等尺性最大トルクとの相関係数は，90°屈曲位に対し45°屈曲位との相関係数が大きくなった（r=0.410 vs.0.555）。また，等速度条件では，角速度が大きくなるほど，トルク値との相関係数は大きくなった（r=0.484（60°/秒），0.569（180°/秒），0.589（300°/秒））。同様に，平均パワーとの相関係数も角速度が増すと大きくなることが示された（r=0.320（60°/秒），0.480（180°/秒），0.517（300°/秒））。【結論】ジャイロセンサーを用いて測定された最大発揮角速度は，筋機能と有意な相関を示した。このことにより，高価なトルクマシンがなくても，ジャイロセンサーによって簡便に筋パワー等が外挿できることが示唆された。またジャイロセンサーによって測定された膝関節の最大発揮角速度は，比較的浅い屈曲角度のトルク値や，より速い角速度でのトルク値や筋パワーと近似することが示唆された。今後，身体パフォーマンスとの関連を示していくことによって，ジャイロセンサーを用いた角速度測定の臨床における有意性が示していけるものと考える。