【目的】
非接触型の膝前十字靭帯(ACL)損傷は,急激な方向転換や着地動作時に,膝関節軽度屈曲・外反,足部外転位(Knee-In,Toe-Out)で生じることが多いと報告されている.一方,MRIを用いて骨挫傷位置から受傷肢位を推定する研究では,膝関節が軽度屈曲・外反位で,脛骨が内旋・前方偏位することによって生じると報告されており,ACL損傷の受傷時のkinematicsに関しては議論が続けられている.しかし,Knee-In,Toe-Outは受傷時の下肢アライメント,骨挫傷位置からの報告は受傷後の結果であり,下肢アライメントと運動中における脛骨の動きとの関連性は明らかにされていない.そこで本研究では,骨運動との整合性が高いPoint Cluster Technique(PCT)を使用し,足部の位置が運動時における脛骨の動きに与える影響を明らかにすること,ACL損傷による脛骨の動きの変化を示すことを目的とした.
【方法】
対象は,ACL損傷患者5名(平均年齢22.8±4.3歳,男性1名・女性4名,受傷からの期間3.1±2.1ヶ月),健常者5名(平均年齢24.8±2.0歳,男性2名・女性3名)であった.
計測は,体表に赤外線反射マーカー36点を貼付し,三次元動作解析システムVICON MX(カメラ10台)を用いて行った.計測動作は,ACL損傷患者でも安全に患側肢へ荷重可能な前後方向スケーティング動作とし,体幹を30度前傾させながら,膝関節60度まで屈曲した後,完全伸展させるよう指示した.足部の位置は,中間位(Toe-N),20度内転位(Toe-In),20度外転位(Toe-Out)の3条件とした.計測したマーカー位置よりAndriacchiらのPCTを用いて膝関節屈曲伸展,内外反,内外旋角度,前後方向偏位を計算し,静止立位角度により補正した.膝関節角度,偏位量の開始値とピーク値から変化量を算出し,ACL損傷側,非損傷側,健常者のToe-N,Toe-In,Toe-Outの条件下における比較を行った.統計学的解析にはANOVA,Post hocとしてSNK testを用い,p<0.05を有意差ありとした.
【説明と同意】
本研究は,
国際医療福祉大学三田病院
倫理委員会の承認を得,対象者に口頭と文書にて説明を行い,同意を得て行った.
【結果】
Toe-In,Toe-N,Toe-Outの各条件における膝関節変化量の値を,ACL損傷側,非損傷側,健常者群内で比較した結果,全群ともにToe-InよりもToe-Outで有意に外反変化量,内旋変化量が大きかった.屈伸,前後方向偏位量は,各条件による有意差は認められなかった.
ACL損傷側,非損傷側,健常者の各群間における膝関節変化量の値を,各条件内において比較した結果,Toe-In,Toe-OutでACL損傷側が非損傷側より有意に屈曲変化量が小さかった(Toe-In;損傷側46.5±16.6°/非損傷側64.7±14.6°,Toe-Out:損傷側47.5±14.9°/非損傷側68.2 ±13.8°).
【考察】
非接触型のACL損傷時では,Knee-In,Toe-Outで脛骨が外旋位となっていることが多いと報告されている.本研究では,Toe-Outで脛骨が外旋すると,膝関節が外反し,内旋変化量が増大するという結果を示した.膝関節外反位では,屈曲に伴い大腿骨後外側顆部に圧縮力が加わり,前方への剪断力が生じることにより,脛骨が前方・内旋方向へ押し出されると考えられる.スケーティング動作はHigh Demanding Activityではないが,この結果はKnee-In,Toe-OutがACL損傷の危険肢位であること,脛骨の内旋変化量の増大がACL損傷の危険因子であるという仮説を支持するものであり,Toe-Outは他の足部位置と比較してACLに過負荷な肢位であることが示唆された.
ACLの機能解剖学的特性として,膝関節外反に伴う内旋と前方偏位を制動する役割があると考えると,ACL損傷側で内旋・前方偏位量が増大することが予測されたが,内旋・外反変化量,前後方向偏位量ともに有意差が見られなかった.しかし,屈曲変化量が非損傷側と比較し有意に小さかったことから,ACL損傷による内旋変化量を増大させないため,屈曲角度そのものを小さくするという代償的な戦略がとられていたことが予測される.
【理学療法学研究としての意義】
Closed Kinetic Chain Exerciseは,再建靭帯への伸張ストレスが小さい安全な動作とされているが,下肢アライメントにより運動中の脛骨の変化量に差が生じることが明らかになった.術後早期の訓練ではアライメントに考慮し行う必要性が示唆された.
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