症例報告
ハムストリングスの膝伸展作用を生かし，
起立動作の介助量が軽減した 1 症例
黒澤 智視
1），高徳 昭彦
1），野澤 洋平
1），川合 直美
1），金子 操
1）Tomomi KUROSAWA1)， Akihiko TAKATOKU1)， Yohei NOZAWA1)， NAomi KAWAI1)， misAo KANEKO1)
要旨：［はじめに］一定の運動学的条件を満たすと，ハムストリングスが膝伸展作用を有することが 先行研究で示されている．これら条件に着目した介入により，膝伸展動作の代償で起立動作が可能 となった症例を経験した．［症例紹介］皮膚筋炎，交通外傷による大腿の皮膚移植が既往にある 60 代女性で， 蜂窩織炎で入院となった．大腿四頭筋の筋力が特に低下していた．［経過］起立時の膝伸展動作をハムストリ ングスで代償することで，移乗動作の介助量が軽減し，ADL が向上した．［結論］両側の大腿四頭筋の筋力の 著明な低下に対し，ハムストリングスの膝伸展作用を生かし，起立動作が改善した． キーワード：ハムストリングス・大腿四頭筋・起立動作 1） 自治医科大学附属病院リハビリテーションセンター：栃木 県下野市薬師寺3311-1（〒329-0498）TEL：0285-58-7163 Rehabilitation Center, Jichi Medical University: 3311-1 Yakushiji,
Shimotsuke-Shi, Tochigi 329-0498, Japan. TEL: +81 285-58-7163 受付日 2020年11月6日 受理日 2020年12月19日 Ⅰ．はじめに 大腿四頭筋は代表的な膝関節の伸展筋であり，ハ ムストリングスは膝の屈曲筋である．これら二筋は 拮抗筋とされ，大腿四頭筋は股関節の屈曲・膝関節 の伸展作用を持ち，一方で，ハムストリングスは， それぞれの関節に反対方向へ作用する． 1903年にLombardは拮抗筋である2つの二関節 筋が協調的に作用して下肢が伸展することをカエ ル後肢で示した1）．大腿四頭筋とハムストリングス の同時収縮で下肢が伸展するメカニズムは，遺体解 剖を用いたレバーアームの研究でも検証されてお り2），先述した拮抗二関節筋は協調的に働くとされ る． さらに，Blaimontらにより，一定条件下ではハム ストリングスが膝伸展作用を有することが報告され ている3）．下肢悪性腫瘍で大腿四頭筋の広範な切除 により膝伸展機能が障害された患者に対し，表面筋 電図と三次元運動解析装置で運動学的解析を行った 報告では，ハムストリングスが膝伸展機構の代償へ 果たす役割が大きいことが示されている4）．また， 電気刺激を用いた荷重解析システムでの検証では， 膝屈曲60°の座位姿勢で足部と骨盤が固定された状 態において，ハムストリングスが膝伸展運動へ寄与 したとしている5, 6）．このように，Blaimontらの見 解を肯定するような，客観的な運動学的データを根 拠とする報告は多数ある． 今回，原疾患・既往の病態，廃用の影響により， 特異的に大腿四頭筋の筋力が低下した症例を経験し た．前述した報告を基に介入を行ったところ，膝伸 展動作の代償が起こり，起立動作の介助量が軽減し たため，症例として報告する．
Ⅱ．症例紹介 間質性肺炎合併の皮膚筋炎，糖尿病で当院アレ ルギーリウマチ科に通院中の60代女性で，交通事 故で両下腿を負傷して皮膚移植の既往があった（図 １）．数ヵ月前に右下肢の蜂窩織炎に対して当院で 加療後，他院へ転院していた．その後自宅退院し たが，左下肢の腫脹と疼痛が出現し体動困難とな り，当院へ救急搬送され，左下肢蜂窩織炎の診断 で入院となった．他院へ入院中に1度，当院では理 学療法介入の6日前に移乗時の転倒歴があった．入 院8病日で理学療法介入が開始となった．倫理的配 慮として，本症例には事前にプライバシーの保護 に十分留意することを説明し，書面で同意を得た． Ⅲ．経 過 1．理学療法初回評価 安静時では鼻カヌラ1 L/mでSpO2は94–95％， 体動で90％までの低下を認めた．下肢で明らかな 腫脹や熱感は認めず，明らかなROM制限もなかっ た．筋力は下肢全体で低下を認め，その中でも大 腿四頭筋のMMTは右側で2，左側で1であった． ハムストリングスは両側で3であった（表1）．寝返 り・起き上がり・端座位は見守りで可能であったが， 起立は座面高を調整しても困難であった．ADLは 排泄も含め終日ベッド上での生活となっており， Barthel Indexで40点であった．入院時の血液ガ ス デ ー タ は，PHが7.451，PaCO2が40.0 mmHg， PaO2が66.1 mmHg，HCO3が27.2 mEq/Lで あ っ た．生化学データでは，CPK値が25 U/Lであった． 入院時にはCRP値が22.81 mg/dLであったが，理 学療法介入前では0.89 mg/dLであった． 2．解釈と方針 体動による酸素化の低下は見られたものの，下腿 の腫脹はなく，血液ガスデータやCRP値のピーク アウトから蜂窩織炎や間質性肺炎の病勢は落ち着 いていると考えられた．また，CPK値の高値も認 めず，皮膚筋炎の再燃は起きていないと判断でき た．しかし，既往の皮膚筋炎と皮膚移植，今回の 病態管理目的での安静臥床に起因した廃用の影響 と思われる下肢筋力低下を認め，特に大腿四頭筋 で顕著であった．移乗時の介助量が大きく，ADL 低下に繋がっていた． 理学療法での目標は，廃用性変性の予防，活動 量向上・離床を目的とした起立動作の介助量軽減 とし，バイタルサイン，自覚症状，血液データを 経時的に確認し介入した． 前述したBlaimontら3）の報告では，ハムストリ ングスが膝伸展作用を有する条件として，①足部 が地面に固定され膝屈曲0–60°，②股関節の前方に 上方から下方へ力が掛かり，骨盤が固定された状 態，を挙げている（図2）．従って，これら条件に 表 1 初回評価と最終評価時の変化 X 日 X+7 日 R L R L MMT 上肢 4 4 4 4 腸腰筋 3 3 3 3 中殿筋 2 3 2 3 大腿四頭筋 2 1 2 1 ハムストリングス 3 3 3 3 前脛骨筋 3 3 3 3 下腿三頭筋 2 2 2 2 Barthel Index 40 点 60 点 移乗 0 点 10 点 トイレ動作 0 点 5 点 歩行 0 点 5 点 図 1 交通外傷後の皮膚移植概要
着目し，介入方法を工夫した．①は膝屈曲60°とな るような座面調整を行い，②は股関節の前面で下 方へ力が加わるよう，股関節の屈曲，体幹・骨盤 の前傾を促す目的で，前方で手すり把持ができる 環境設定を実施した． 3．理学療法経過 入院後8病日より理学療法介入開始となった．初 回日をX日とし，X+7日までの期間で合計6日間の 介入を実施し，その経過を表2に示した．当初は起 立困難であったが，介入2日目以降は，前述した環 境調整の条件下で起立練習を繰り返すと，介助量 は軽減していった． 一般的な起立動作（図3のA）では，膝より上方 の体節の合成重心と膝関節中心との距離が大きい （図3のb）ため，強い膝伸展モーメントが要求さ れ，その大部分を大腿四頭筋が担うが，本症例で は大腿四頭筋の筋力低下から不可能であった．そ こで，環境調整を行い，ハムストリングスでの膝 伸展作用による起立動作（図3のB）をX+2日より 試みた．起立時の体幹前傾は，Blaimontらの図2の （c）の条件を満たすことに加え，膝より上方の体 節の合成重心と膝関節中心との距離を小さくする （図3のe）ことへも繋がり，要求される膝伸展モー メントの減少へ寄与する． 膝関節屈曲60°以上ではハムストリングスの膝関 節伸展作用は期待できず，実際に本症例でも起立 は困難であった．しかし，膝関節屈曲60°（図3の d）までをベッドや車椅子の座面高調整，あるいは 図 2 Blaimont らの類推モデル3) 足部が固定された状態の骨盤・大腿・下腿の類推モデル． 通常の状態でハムストリングスが収縮すると骨盤の後傾 （股関節の伸展）が起こる（a，b）．股関節の前方に上方 から下方へ力 (P：Pressure) が掛かり，骨盤が固定され た状態では，ハムストリングスが収縮すると膝関節は伸 展する（c）． 図 3 起立動作のシェーマ 通常の起立動作（A）では，膝より上方の体節の合成重心と，膝関節中心の距離が大きい（b）ため，大腿四頭筋が強 い膝伸展モーメントを発揮し，膝の伸展に貢献している．ハムストリングスでの膝伸展作用による起立動作（B）では， 体幹の前傾に伴い，膝より上方の質量の合成重心と，膝関節中心との距離が小さくなる（e）ため，要求される膝伸展モー メントは減少する．
上肢でのプッシュアップによる離殿で補えば，膝 伸展が起こり，起立動作自体は見守りで可能となっ た．その際に徒手的にハムストリングスを触知す ると収縮していることが確認できた． 最終評価時点ではMMTは初回評価時と変化は なかったが，起立や移乗は監視下で可能となり， Barthel Indexは60点へ向上した（表1，2）． X+9日に鼻カヌラ1 L/m投与の管理状況で，リ ハビリ目的で他院へ転院となった． Ⅳ．考 察 本症例では大腿四頭筋の筋力低下が強く認めら れ，既往の皮膚筋炎とその治療でのステロイド使 用の影響が考えられた．ステロイド投与により筋 力低下は起こるとされ，特に下肢の近位筋優位に 目立つ傾向があると報告されている7）．また，大腿 の皮弁を採取した患者で顕著な後遺障害は生じな いが，外側大腿回旋動脈の分枝や支配神経を処理 すると，大腿四頭筋機能は低下する可能性がある とされており8），既往の皮膚移植の影響もまた考え られた． 大腿四頭筋の筋力低下に伴い，起立動作の不安 定性を呈しており，介助量が大きいことが問題点 として顕在化していた． 筋力増強のメカニズムには神経学・形態学的要 因がある．神経学的要因によりトレーニング初期 から筋力増強は起こるが，筋肥大として効果が 反映されるのは8週以降とされており9），本症例 においても，短期間で大腿四頭筋の筋力の大幅 な改善を期待することは難しいと考えられた．そ こでMMT3レベルのハムストリングスに着目し， Blaimontらの報告をもとに，前方での手すり把持， 座面の調整を行い，起立動作の反復を行ったとこ ろ，6日間の介入であったが，MMTは著変ない中 でも，起立・移乗の介助量は軽減した． 本症例への理学療法介入経験は，筋の作用やそ の特性に着目することで，基本動作の達成やADL 向上へ比較的短期間で貢献できる可能性を示唆し ている． Ⅴ．結 論 荷重下でのハムストリングスの膝伸展作用を考 慮した環境調整と動作の提案により，対象者の ADLが向上した．Impairmentレベルでの直接的 な機能改善がなくとも，身体機能を正確に評価し， 適切な解釈のもとで，動作の評価，指導や環境調 整を行うことで，対象者の動作やADLは向上し得 る．基本動作に関与する理学療法士にとってこれ らの観点は重要である． 引用文献
1） Lombard WP: The tendon action and leverage of two-joint muscles of the hind leg of the frog, with special reference to the spring movement. Contributions to Medical Research, America, 1903,
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2） 金承革，田中克己，竹島 治生・他：大腿二頭筋 長頭と腓腹筋のレバーアーム特性が膝関節屈伸 運動へ与える影響．バイオメカニクス，2018, 24:
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3） Blaimont P, Klein P, Alameh, et al.: The Function of hamstrings: A pathogenic hypothesis of femoropatellar osteoarthritis. Surg Arthrosc Knee, 1988, 55–57. 4） 高木啓至，井上 悟，佐藤睦美・他：下肢悪性骨 腫瘍症例における機能的膝伸展機構の運動学的解 析，第 46 回日本理学療法学術大会抄録集，2011. 5） 宮 地 司， 酒 井 孝 文， 梅 居 洋 史・ 他：Closed Kinetic Chain における二関節筋作用の解析．日本 臨床バイオメカニクス学会誌，2009, 30: 401–404. 6） 河村顕治：変形性関節症における温熱と CKC 運動 の効果．Jpn Rehabil Med, 2010, 47: 862–866. 7） Bowyer SL, LaMothe MP, Hollister JR: Steroid
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