歩行時の股関節と膝関節の共同運動と協調変動性が膝関節内外反運動に与える影響の解明

抄録

【はじめに、目的】

 膝痛は，運動機能障がいや生活の質の低下につながる。プライマリケアでは，背部痛に次ぐ2番目に一般的な部位であり，女性においてより一般的である。その主要な要因として，過度なメカニカルストレスが関連する。Adouniらは代替的指標として膝関節内反角度が，従来の指標である外部膝関節内転モーメントと比較し，より有効な指標であると提唱している。しかし，歩行時のバイオメカニクスを明らかにする上で，1つの関節運動の解析に留まらず，2つの関節運動のどちらがより貢献しているか，どの程度の変動性を有するかを明らかにすることが有用である。その優位性および変動性を調べるために，Modified Vector coding technique (MVCT) を用いて股関節，膝関節の運動の解析を行った。膝関節痛のリスクの高い女性に関連する運動学的な特徴を明らかにすることを目的とした。

【方法】

 被験者は健常若年者43名 (男性24名，女性19名)であった。被験者は約8 mの歩行路を快適歩行速度にて歩行した。計測は10回行い，5試行を抽出，左下肢の立脚期における股関節，膝関節の運動学的データを収集した。動作中の運動学，床反力データは，3次元動作解析装置Vicon MX (Vicon Motion Systems社，Oxford)，床反力計 (AMTI社，Watertown)10基を用いて取得した。股関節の屈曲伸展，内外転，内外旋と膝関節内外反の3つのペアを解析した。Coupling Angle (CA) を，立脚期を通して算出し，運動の優位性をCA90°，運動方向をCA360°にて算出した後，協調変動性を示すCoupling Angle Variavirity (CAV) を算出した。CA90°，CAVに関しては対応のないt検定を行った。有意水準を5 %未満とした。

【結果】

 股関節屈曲伸展/膝関節内外反運動において，男性と比較し，立脚期の0 ～ 49 % (男性: 85.1 ± 4.2°，女性: 88.0 ± 0.8°)，52 ～ 54 % (男性： 72.5 ± 0.2°，女性： 83.8 ± 0.6°)で女性がより膝関節優位な運動を呈し，94 ～ 96 % (男性： 80.4 ± 0.5°，女性： 67.3 ± 0.7°)では女性がより股関節優位な運動を呈した。運動方向としては0 ～ 49 %，52 ～ 54 %で股関節屈曲/膝関節内反から股関節伸展/膝関節内反，94 ～ 96 %で股関節屈曲/膝関節内反であった。また，協調変動性を示すCAVは，男性と比較し，立脚期の13 ～ 14 % (男性： 6.8 ± 0.7，女性： 10.6 ± 0.9)，26 ～ 30 % (男性： 1.7 ± 0.1，女性： 2.5 ± 0.1)，66 ～ 73 % (男性： 1.4 ± 0.2，女性： 2.8 ± 0.4)で女性が有意に大きかった。他の2面では有意な差は認められなかった。

【結論】

 女性の股関節屈曲伸展/膝関節内外反運動において，膝関節が有意な運動を呈し，その運動方向も膝関節内反運動を呈することが示された。他の2面においては有意な差を認めなかったことから，膝関節内外反に影響を及ぼす女性の特徴として股関節屈曲伸展が重要であることが示された。しかし，同時に協調変動性を示すCAVも有意に大きかったことから，運動のパターンを増加させるといった巧みな運動制御により,メカニカルストレスが調整されている可能性が示唆された。

【倫理的配慮，説明と同意】

研究に先立ち，広島国際大学人を対象とする医療研究倫理委員会にて承認を得た (倫16 – 43）。すべての被験者に研究の目的と趣旨を十分に説明し，文書による同意を得た上で計測を行った。