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非特異的慢性腰痛患者の体幹回旋運動における筋活動量と筋活動開始時間

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(1)

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japar ユese  Physlcal  Therapy  Assoclatlon

理 学療 法学 第42巻 第5号 384 

 391頁 (2015年) 研 究 論 文 (原 著 )

非特 異 的慢 性腰 痛 患 者

体 幹

旋 運 動

に お

筋 活 動

量 と

 

 

  

 

  

 

  

 

  

  

筋活動

始 時間

* 谷 口 匡 史 1)# 建

宏 重 2)

奈津

子 3)

市 橋

2) 要 旨 【目 的】本 研究の 目 的 は

体幹回旋運動中 の筋 活 動量

筋 活 動開始 時 間に着 目し

非 特 異 的 慢 性 腰 痛 患 者 の活動 特性 を 明 ら かにすることであ る

【方 法】対象は

腰 痛 群

15

名 (男 性

9

女 性

6

名 :年 齢22

5

± 2

4歳 )

健 常群 15名 (男 性9名

女性

6

名 ;

25.

2

± 5

5歳)と し た

対象者 は

LED

点 灯の合図 にで きる だけ早 く反 応し

約 1秒で回旋 運 動 を行っ た。 三次 元 動 作 解 析 装 置に同期し た表 面 筋電 図 を 用い

測定筋を 両 側の腹 直 筋

内腹 斜 筋

腹 横 筋

外 腹 斜 筋

脊柱 起立筋

多 裂 筋

大 殿 筋上部 線 維

広背 筋上部

下部 線維の計

16

筋と し た

各 筋の筋 活 動 量

筋 活 動開始 時 間を算 出し

Mann

Whitney 検 定に て群 問 比 較を行っ た

【結果】腰痛 群で は

健 常 群に比べ

非回旋 側 外 腹 斜 筋の筋 活 動 量が有 意に増 加し

筋 活 動 開 始 時 間 は 有 意 に 遅 延 し てい た

【結 論】非特異 的慢 性腰痛 患 者の体 幹回旋 運 動に お ける筋 活 動 特 性と して

外 腹 斜 筋に異 常 筋 活 動が 生 じてい た

ド 慢性 腰 痛

体 幹回旋運動

筋 活 動 は じ め に   非特 異的慢 性腰痛 (以 下

慢 性 腰 痛 )は

年齢に関 係 な く高 頻 度に発 生 する疾 患であ り

生 活の質 (

Quality

of 

life

;以 下

 

QOL

下 させ る 原 因となる

 Xu ら 1) は

,19〜59

歳 ま での労働者

5,

185

名 を対 象に作 業関連 動作と 過去1 年間 に お け る主 観 的な腰 痛の 有 無につ い て 聞 き 取 り 調 査 を 行っ た 結 果

抽 出 さ れ た

5

つ の 要 因の中 で も体幹 回 旋 や 体幹屈伸運動の頻度がもっ と も高い リス ク要 因であっ たこと を報 告してい る

他の先 行研 究に お い て も

体 幹 回 旋 運 動 は 腰 痛 を 慢 性 化 させ る 要 因とな り2>

その リス ク は体 幹 回 旋運動を行わ ない者と 比べ と1

51

2

28倍になる と 報 告 さ れてい る3)。 その た め

体 幹 回 旋 運 動 は 慢 性 腰 痛の リス クフ ァ クタ

として重 要 であ る

ま た

慢 性腰痛は

器質 的に問 題がな く

その 多くが筋 筋 膜 性 腰 痛 と診 断さ れ

筋 由来の 疼 痛と して捉 *

  Muscle Activation Amplitude and  Onset Time in Patients with

  Chronic Nonspecific Low Back Pain During Trunk Rotation

1) 滋 賀 医 科 大 学 医 学 部附属 病 院

  (〒520

2192 滋 賀 県 大 津 市瀬 田 月輪町)

  Masashi Taniguchi

 PT

 MSc:Shiga University of  Medical Science   Hespital

2) 京 都 大 学 大 学 院 医 学 研 究 科

  Hiroshige Tateuchi

 PT

 PhD  

Noriaki Ichihashi

 PT

 PhD:

  Graduate School

 

of

 

Medicine

 Kyoto University

3) 自宅

  Natsuko Narita

 PT

 MSc:Independent Member

#E

mail:

 

masalO30 @1〕elle

shiga

med

ac

jp

  (受 付日 2014年9月3日/ 受 理日 2015年3月13日) え ら れ る4)

疼 痛の発 生 に は

異 常 な姿 勢ア ラ イメ ント や動 作パ タ

ンが影 響し5〕6 )

筋へ の 機械 的ス トレス の 増 加 (筋 活 動の増 加 )が慢 性 腰 痛と関連するこ とが 示唆 さ れてい る7>

しか し

慢性 腰 痛 患 者の体 幹運動 と筋 活 動に関 する先 行 研 究の多くは

前 屈運動を対象とし て お り8

10)

腰 痛 発生 リス ク の高い体 幹 回 旋運動に お け る 筋 活 動 特 性を調 査し た研 究は少 ない の が 現状で あ る 11)12)。

 

Pirouziら11)は

慢 性 腰 痛患者に お け る等 速 性 体 幹 回旋 運 動 時の筋 活 動につ て検 討し

非 回旋側大殿筋

脊 柱 起立筋の筋 活 動量増 加を 報 告 して いる

また

,Ng

ら12)は

等 尺 性 体 幹 回 旋 中の筋 活 動量 を調査 し

外 腹 斜 筋の筋 活 動 量 増 加と多 裂 筋の筋 活 動量 減 少 が慢 性腰痛 患者に み ら れ た と 述べ てい る

しか し

これらの先 行 研 究で は

最 大 等 尺 性

等速性回旋中の実験課 題 を 用い て お り

日 常 生 活で行う回旋運動の 収 縮 様 式や運 動 強 度と は異なる

著者らの知る 限りで は

日常 生 活 動 作に相 当 する体 幹 回旋 運 動 時における慢 性 腰痛患者の筋 活 動 量に 関 する報 告は なく

その特 徴は 明 ら か で は ない

 また

体 幹 筋は

上下 肢運動に関与する筋に先 行し て 筋 活 動を開 始 する とい わ れ 13魍 〕

体幹 筋 によ る脊 柱 安 定 性は 運動を 遂行するう えで非 常に重 要である。 上下 肢 挙上 時の体 幹 筋 活 動に関する先 行 研 究では

慢 性腰 痛 患 者に おい て体幹深部筋の筋 活 動 開始が 遅 延 し

異 常 な 筋 活 動の動 員パ タ

ンが みられたと報 告 されている 15)16)

N工 工

Electronlc  Llbrary  

(2)

慢 性 腰 痛 患 者の体 幹回旋 運動に お け る筋 活 動 量 と筋 活 動開始 時間 385 表

1

体 重 (kg) 身 体 属 性 年齢 (歳 ) 身 長 〔cm ) 罹 患 期 問 (月 )  VAS (mm ) ODI (%) 健 常 群 腰 痛 群 25

2 ± 5

5     166

3 ± 8

5    58

9 ± 7

7 22

5 ± 2

4     1678 ± 8

9    59

8 ± 8

218

8 士 21

9    34

9 ± 242    24

8 ± 10

9 し か し

先 行研 究の結果 は

H.

ド肢運動時 に お け る固定 筋 と して寄 与 す る 体 幹 筋の筋 活 動 開 始 遅 延である

。一

方 で

体 幹 回 旋 運 動は

体 幹 筋が固 定 筋と回 旋卞動 作 筋と 両 方の役 割を有 する 17)。 そのた め

体 幹回旋 運 動 を運 動課題 と し た場 合

E

下肢 運 動 時に お け る体 幹 筋の筋 活 動 開 始と は異 なる動 員パ タ

ンを示 す可能 性がある

し かし

渉 猟 する限 りでは

慢 性 腰 痛 患 者の 体 幹回旋運動 に お け る筋活動 開始 につ い て検 討し た報 告は見 あた ら ない

  健 常 者の体 幹回旋運動に は適 切 なタ イ ミ ン グ で筋 活動 が開 始 され

適 切 な 筋 活 動 量が確 保さ れ るこ とに よ り運 動 が 成立してい るが 17}

慢 性 腰 痛 患 者で は筋 活 動 量や 筋 活 動開始 時間 に変化 が 生 じてい る 可 能 性 が あ る

そこ で

本 研究で は

体幹回旋運動 中の筋 活 動量 お よ び筋 活 動開 始時間 に着日 して慢性 腰痛患者の筋 活 動 特 性につ い て 明 ら かにする こと を 目的と し た

対 象お よび 方 法 1

対 象  対 象は

慢 性 腰 痛 患 者

15

名 (男 性

9

女 性

6

名 : 年 齢

22,

2.

4

歳 ;以 下

群 )お よ び健 常 者15名 (

9

女性

6

名 ;年 齢

25.

2

± 5

5

健 常 群 ) と し た

腰 痛 群 は

,Visual

 

Analogue

 

Scale

(以

VAS )で

30

 mm 以

L

の腰 痛 が 研 究 実 施前の 6ヵ月問に

3

ヵ月 以 上 続いていた慢 性 腰 痛患者と し

測 定 課 題の遂 行に は 支 障のない者 と し た

ま た

慢性 腰痛に関 する聞 き取 り 調 査 をアン ケ

トに て行っ た

腰痛群の うち8名 が医 療 機 関を受 診し

非 特 異 的慢 性 腰 痛の 診 断 を 受 け た

そ れ 以外の 7名は

医療 機 関を受 診せずに経 過 して お り

ア ンケ

ト結果から整 形外 科 医に よ る確 認の もと すべて の対 象 者に神 経症状はな く

非 特 異 的 慢 性 腰 痛と して腰痛群 に含め た

除外基準は

神 経症状を伴 う腰 痛 や 内 部 疾 患による腰 痛

強い腰痛のた め 測定 課題 を遂 行 で き ないと し た

 身 体属 性 を表

1

に 示 し た

腰痛群 と健 常群 に お け る各 身 体 項 目 に 有 意 差 を 認 め な かっ た

腰 痛群にお ける慢 性 腰 痛の罹 患 期 間

平 均18

8 ± 21

9

最 近1 間の腰 痛はVAS :平 均34

9± 24

2 mm であっ た

な お

腰 痛 群の うち2名は

研 究 実 施 時に慢 性 腰 痛は改 善して い た

腰 痛 群における他の対 象 者で は

11名が体 幹回 旋 運動で腰 痛を自 覚し

測 定 時に腰 痛が残 存 して いた が

測 定 課 題の遂 行には 支 障 が な かっ た

ま た

腰 痛 群

2m

前 方

LED

LED

点 灯

9 9

きる限 s・早 ・反 応

開 始 肢 位

轟翻磁晦細

q

      図1 測 定 課 題 図は左 LED 点 灯 時の例 を 示 して お り

できる限 り早 く回旋 運 動 を開始し

規 定さ れ た 回旋 位を 超 え る よ う に 約1秒で 回 旋運動を行い

∫肢 位 で 3秒 間 静1ヒす る

の健 康関連

QOL

を評 価 する た め

患 者疏脚 型 腰 痛 特 異

的 質 問 紙である 円本 語 版

Oswestry

 

Disability

 

Index

(以

ODI )を用い た

 ODI は 10項 目 か らな り

0 〜

100% で採 点さ れ

重 症になる ほ ど高 率を 示 す

最 近

1

ヵ 月 間に おける

ODI

を 評 価 し た とこ ろ

平均

24.

8

± 10

9

%であっ た

対 象 者に は 予 め実 験の 目的 お よ び内容 をll頭 な ら び に書 面 にて説 明 し

実 験 参 加へ の 同 意 を得 た

なお

本研究は京 都大 学 医の倫理委員会の承 認を得 て実 施した (承 認 番 号 lE

−875

2

方 法 1) 

i

則定 言果題  測 定課 題は

立 位 での 体 幹同旋 動 作 (図1)と し た。 和田 ら18)が 行っ た 体 幹 回旋運動 時の測 定 課題 を参 考に

動 作開 始姿勢 は

両 踵 骨 間距 離を被 験 者の足 長お よび 足 角 10度 と し

上肢は腹 部の前で組んだ姿 勢とした。 対 象 者に は

2m

前方で

B

線の高さに置か れ たLED ラ ンプを注 視さ せ た

LED の 合 図に対して で きるだけ 早 く反 応 し

立位 に て 測 定 し た 最 大体 幹回旋 可 動域の

(3)

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japar ユese  Physlcal  Therapy  Assoclatlon

386 理学 療 法 学   第42巻 第5号 表2 対 象 筋お よ び その電極 貼 付 部位 対象 筋 電 極 貼 付 部 位 脊柱 起 立 筋腰 部 多裂 筋 大 殿 筋 上 部 線 維 内 腹 斜 筋

腹 横 筋 外腹 斜 筋 腹直 筋 広背筋上部線維 広 背 筋 下 部線 維 Ll レベ ル で 2横 指 外 側 L5 レ ベ ル で Ll

2問とPSIS を結ん だ線上 大 転子 と仙 骨 を結ぶ線の中点で

大 転 子の高 さ また は わずか斜め 上方 ヒ前 腸 骨 棘 か ら2横 指内側

2横 指 ド方 L前 腸 骨 棘と第 12肋 骨 を 結 ぶ 中点で 上前腸骨 棘の ラ イン上 臍の2cm 外 側   *電極間距離 3cm 第7胸 椎の筋 線 維に平 行で

肩 甲骨 下 角 か ら

2

横 指 下方 第12胸椎の筋 線 維に平行で

腋 窩 中央 とPSISを 結んだ 線の交 点 から1横 指 外 側 表3  最 大等尺性 収 縮 時の測 定 肢 位および その方 法 対象 筋 MVC 測 定 肢位 およ びその方 法 脊 柱 起立筋腰 部 多 裂 筋 大 殿 筋 上 部 線 維 内 腹斜 筋

腹 横筋 外 腹 斜 筋 腹 直 筋 広 背 筋上部 線 維 広背筋下部線 維 腹 臥位でベ ッ ド端から上半 身を出し

体 幹 伸 展 腹 臥位でベ ッ ド端か ら上半身を出 し

体 幹 仲 展 腹 臥位で膝 関 節 屈 曲位に て股 関 節 伸 展 背臥位で 両股

膝 関節 屈 曲 位にて体 幹 同 側 回 旋 を伴い な が ら屈曲 背 臥位で両 股

膝 関 節 屈 曲位に て体 幹反対 側回旋 を伴い ながら屈 曲 背 臥位で両股

膝 関節 屈曲 位 に て 体 幹 屈 曲 腹 臥位で肩 関 節 伸 展 腹 臥位で体 幹 伸 展 同側 回 旋

75

%を超 える ように約

1

秒で 回旋 し

その回 旋 位で 3秒 間 静止する 課 題 と し た

。Sung

ら19)の 研 究で は

自由 速 度での 回旋運動を 測定してい るが

筋電 図解 析は動 作 速度の影 響を受け る た め

本研 究で は動作 速 度 を1秒に 設定し た

ま た

対 象 者の最 大 体 幹回旋 可 動 域の 75% にあた る位 置に 目印を 立て

測 定 課 題 時に肩 峰に貼 付し た反 射マ

が 規定し た角 度 を超 えてい る かを研 究 実 施者が 目 視 にて 確認 を 行っ た

対 象 者に対 して は

「LED が点 灯し た方 向に で き る だけ 早く反応し

1秒間 で身 体を後 方に 回旋し て く だ さい 。」と 口 頭指 示 を 与 え た

測定前には 十 分 な練習を行い

回旋 角 度や回 旋 速 度 を理 解 し たうえで測 定を開始 し た

LED 合図は

左 右 ラ ンダムに点 灯し

各条件左右

5

試 行 ずつ実 施した。 回 旋 角 度が不十分で あ る場 合や 回旋に よっ て足 部 位 置 が 大 幅にずれ たなどの場 合に は

失敗試 行 として扱っ た。 ま た

解 析 時に は

三 次 元 動作 解 析より得ら れた体 幹 回旋 角 度を算出 し

改 めて測定 条 件 を満た し ているこ とを確 認し た

2)三次 元 動作 解析お よ び筋電 図解 析

 三次 元 動 作 解析 装 置 (VICON 社 製

 

VICON

 

NEXUS

) を 使用 し

運 動 時の 関節 角 度を測 定し た

Plug−in−

gait

full

 

body

 model (VICON 社 製 )に準じ て

直 径

14

 mm の赤 外 線反射マ

を所 定の位置 に計

35

個 貼 付 した

サンプ リング周 波 数は200Hz と し

 

Woltring

 

filter

い て カッ トオフ周 波 数は6Hz と し た

 筋 電 図 解 析 に は

表面 筋 電 図 (Noraxon 社 製

Electromyography ;以 下

 

EMG

TeleMyo2400

を使 用

サン プリン グ 周 波

tw

 

1,

00011z

て 三次元動 作 解 析 装 置と同期さ れ たパ ソ コ ンに記 録させ た。 皮 膚の電極抵 抗が

10k

Ω以 下 と な る ようにス キンピュ で処 理を行っ た 後

電 極 を 対 象 者の各 筋の筋 線 維の走 行と平 行に貼 り つた。 測 定 筋は

左右 両 側の脊 柱 起立筋 腰 部

多 裂 筋

大 殿 筋上部 線 維 内 腹 斜 筋

腹 横 筋

外 腹 斜 筋

腹 直 筋

広 背 筋上部

下部線 維の計16筋 と し た

各 筋にお ける 電 極 貼 付 部 位 お よ び 最 大 随 意 収 縮 (maximum voluntary  contraction ;以 下

 

MVC

) 時の測 定 肢 位 と その方 法は

2,

3

に 示 す 通 りである。 3) 測 定 項 目お よ び分析 方 法  非 利き手側へ の回旋運動 を解 析に用い

筋 電 図よ り筋 活 動量 お よ び 筋 活 動 開 始 時 間 を

三 次元動 作 解 析よ り回 旋 運 動 開始 時 間お よ び 運動 終了まで の回旋運動 時 間を 算 出し た

各測定項 目 は

,5

試 行の平 均 値 を対 象 者の代 表 値と して扱っ た

 

3

秒 間の

MVC

発 揮時よ り得ら れ た筋 電 図 波形 は

50msec 毎の 二乗 平均 平方根 (

Root

 

Mean

 

Square

:以 下

RMS )により整 流 平 滑 化 し

これ よ り求め られた 値 を100% と して各課題 実施 時に おける筋 活 動の正 規 化 に用い た

動 作 時よ り得 られた各 対 象 筋における筋電図 波 形は

整 流 平 滑 化 し

MVC 発 揮 時の RMS で除 す る こと に よっ て筋 活 動 量 (以 下

% MVC ) を 求 めた

解 N工 工

Electronlc  Llbrary  

(4)

慢 性 腰 痛患者の体 幹回旋運動に おける筋 活 動量 と筋活 動 開 始 時 間 387 体 幹 回 旋 運 動

〔。

O

≧ 国    LED 点 灯 回旋 開 始        回 旋 終 了 時間 (msec )      図2 解 析 区間 お よ び体 幹回旋運 動 の算出方 法 上 段の波 形は

体 幹回旋 角 度 変 化で あ り

こ れ に よ り 回旋運 動の開始と終了が定義さ れ

回旋運動開始時間お よ び回旋運 動 時 間 を算出する

下段の波形は EMG 変化であ り

体幹回 旋 角 度 とEMG の両波形は時間 的 同期が な さ れて いる

 EMG 解 析区 間 (灰 線部);回 旋 運動 開始前100msec か ら開 始 後 100msec ま での 200 msec の区間

析 対象区間 (図

2

)は

体 幹回旋開 始時 (回旋運動 開始

の 前

100msec

か ら 開 始 後

100

 msec まで の

200

 msec )

と し

各 筋の%

MVC

を算 出し た。 Hodges ら 14) の先 行研究に よ る と筋活 動は 運動 開始 前 後50msec に 生 じ てい る が

腰 痛 患者であ るこ と を考 慮し

運 動 開始 前 後

100msec

を解 析 区 聞に設 定 した。 な お

回 旋 運 動 開始 の規 定は

三次 元 動 作 解 析 か ら得 られた静 止 立 位 時にお ける体 幹回旋 角 度デ

タ より

最初

500msec

の平 均角 度 を

3

標 準 偏 差 (standard  

deviation

以 下

 

SD

以 上 上回る かつ 100msec 以上継 続 してい る最 初の 点 とし た

同様に

回 旋 運 動 終了は

最 後500msec の平 均角度 を

3SD

以上下 回るかつ 100 msec 以 上 継 続 している最 初の 点とした。 また

LED 点 灯 か ら回 旋 運 動 開 始 までの所 要 時 間 (以 下

回旋運動開始時 間)

回旋運動 開 始か ら 終 了 まで の 回旋 運動 時間 を算 出し た

さ ら に

解 析 区 間 に おける 回旋 運 動開始 時の角 速 度につ い て も算出 し た

 筋 活 動開始 時間 (

LED

点灯か ら筋 活 動 開 始まで の時 間 〉の算 出に は

積分 累積和 (

Cumulative

 sum ;以 下

CUSUM ) 法 を用い た2G)

 

CUSUM

法は

安 静 時か ら 筋 活 動が 生 じてい る運 動課 題 や緩徐に筋活 動が開 始さ れ る運 動 課 題の筋 活 動開始 判 定に 優 れ てい る手 法である

積 分 値 を累 積 処 理 す過 程影響 受ける た め

格な解析区間 設 定が 必要と な る。 解 析 区 間 および

CUSUM

法の判 定過程を 図

3

に 示 し た

まず

解 析 区 間 は

LED

点 灯 前

500

 msec か らLED 点 灯 後

1

000msec まで の 1

500

 msec と し

筋 電 図 形デ

タを抽 出 した。 図

3

(a)は

抽 出し た

1,

500msec

の生波 形デ

タ で ある

次に

b

) 生 波 形デ

タ か ら 整流 化 処 理を行っ た後 LED 点灯 前

500

 msec に おける 立位 時 筋 活 動の平 均 筋 活 動 量 を算 出し

さ ら に 整 流化 処 LED 点灯 前 平 均 筋 活動量 点 100% 5% 00msec        図3 筋 活 動 開始 時 間の解 析 方 法

a 生波 形 :LED 点 灯 前500 msec か らLED 点灯 後1

000 msec

までの 1

500msec にお ける筋 活 動の生 波 形

b 整 流 化 :生 波 形 を 整流化 処理 し

全体の筋活 動 か らLED 点 灯 前500msecに お け る 立位時 平 均筋活 動の差 分 を算出

c累積 和:LED 点 灯か ら1

000 msec までの 期 間に お ける RMS の積分累積 和

筋 活動開始判定:累 積 和を100%と してその 5%を超 えた点 を 筋活 動 開始と判 断し

LED 点 灯か ら筋 活 動 開始 まで の時 間 を 算 出

理し た筋 活 動 とその平均筋活動量の差 分を算出 する。 こ の処 理は

安 静立位 中に生 じる筋 活 動 量 を考 慮し

運 動 時の筋 活 動 量のみを 反 映 させる利 点 が ある。最 後に

(c) LED 点灯か ら1

000 msec まで の期 間における RMS の 積 分 累 積 和を求め

その累積 和が 100% と して設 定さ れ る

その

100

% に対して設 定さ れ た閾 値 (%) を上回っ た時点を筋活 動 開 始と して判 定 される。 筋 活 動開始の判 定 基 準となる累 積 和の閾 値は

先 行 研 究に し た がっ て 5% に設 定 した20)。 ま た

筋 電 図波 形 上の判 定 時 点を視 覚 的に確 認し

明 ら か に 誤っ た 時 点 で 筋 活 動 開 始 と 判 定 してい る場 合に は

設 定 閾 値 を

5

% 以 上

10

%未 満まで調 整し た。 た だ し

設 定 閾値に

10

% 以 上の調整が 必 要 な 試 行の場 合に は

筋 活 動 開 始が明ら かで ない と 判 断 し

除 外 した。

CUSUM

法に よ る上 記の判 定

確認方法は

すべ て先 行 研 究に基づい て行っ た 2ω 。 最終的に

筋 活 動 開 始 時 間は

回旋 運 動開始時 間 を 基 準 (

Omsec

)と して表 記し て お り

回旋運動開 始 時間と

CUSUM

に よっ て求め られた筋 活 動 開 始 時間との差分 に よ り算出 し た (回 旋 運 動 開始よ りも筋 活 動開 始 が 早い場 合 は 負の値と な り

反 対に回 旋 運 動開始よ り筋活動 開始が遅い場 合に は 正の値 を示 す )。 な お

これ らの時間算 出に は

解 析 者に対 象 群が判 断で き ない よう第

3

者 に よっ て盲検 化し た状 態でデ

タ解 析 を実 施した

筋 活 動 開始 時 間の算 出 は

解 析 対 象 側へ の回 旋 主 動 作 筋

補 助筋と し

非 回旋

(5)

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japar ユese  Physlcal  Therapy  Assoclatlon

388 理 学 療 法 学   第42巻 第5号 表

4

体幹回旋運動時に おける各筋の筋 活動 量 単位 (%) 健 常群 腰 痛 群 p値   効 果量 多 裂 筋 外腹斜筋 内腹 斜 筋

腹 横 筋 大 殿筋 脊 柱 起 立 筋 腹直筋 上 部広 背 筋 下 部 広 背 筋 回旋側 非 回 旋 側 回旋 側 非 回旋側 同 旋 側 非 同 旋 側 回旋 側 非回旋側 回 旋 側 非回旋 側 回旋側 非 回 旋 側 回 旋 側 非回旋 側 回旋側 非 回 旋 側 2

78 ± 1

59 4

22 ± 3

45 4

45 ± 2

05 3

67 ± 2

34 &32 ± 3

96 3

32 土 1

60 1

21 ± 0

29 2

80 ± 1

22 2

40 ± 1

14 2

26 ± 1

12 2

18 ± 1

25 1

23 ± O

37 4

08 ± 2

02 1

41 ± 1

30 6

62 ± 5

53 2

1〔}± O

67 2

15 ± 1

17 2

42 ± 1

41 4

80 ± 222 5

30 ± 1

72 8

52 ± 4

25 3

71 ± 2

39 1

43 ± 0

76 2

79 ± 0

95 2

20 ± 1

29 2

36 ± 1

08 1

79 ± 0

87 1

23 ± 0

57 3ユ7 ± 1

51 1

66 ± 

0.

75 7

48 ± 5

88 2

00 ± 0

61 3864901961398236 2060863968391576 0000000000000000000000000000000046170130103052115869598179601456

p<0

05:統 計 学 的 有 意差 を示 す

側 多 裂 筋

非 回 旋側外 腹 斜筋

回旋側内腹 斜 筋

腹 横 筋

非 回旋側大 殿 筋

回旋側脊 柱 起立筋

回旋側広 背 筋下部 線 維の

6

筋とした。 な お

腹 直 筋と広 背 筋上部 線 維は

設 定 閾値の調 整が 10%以 上 と な る試 行が多かっ た た め

対 象 筋か ら 除外し た

4) 統 計 解析  統 計は

SPSS (version  ll

0

SPSS,

 

Inc.

を 使 用 し

以下の解 析を行っ た。 健 常群 お よ び腰 痛群にお け る 回旋 運動 時の筋 活 動 量お よび筋 活 動 開始 時 間

回旋 運 動 開始 時 間

回旋 運 動 時 聞につ い て

Shapiro

Wilk検 定を用い て 正 規 性の検 定を行っ た後

Mann

Whitney 検 定を用い て 健常 群

腰痛 群の 2群で比 較し た。 また

回旋運動 開 始 時の 角 速 度 と各 筋 活 動 量の関 係につ

,Spearman

の順 位 相 関 係数 を用い て

健 常 群

腰 痛 群そ れ ぞ れの相 関 関係 を分析した。 有 意 水準は 5% と し た。 結 果

1.

回旋運動 時間 お よび 角 速 度  回旋運動開始 時 間 (腰 痛 群 :

347

± 36 msec

健 常群 :

339

±

45msec

p

=0.

62

)および 回旋運動 時 間 (腰 痛 群 ;

943

±

96msec ,

健 常 群

925

±

106

 msec ;p

O

64) は

両群問 に有 意 差 を認めなかっ た。 同様に

角速度も

腰 痛 群 :

O.

68

±

0.

10rad

/s

健 常 群 :0

68 ± 0

07 rad /s で あ り

両 群 間 に有意差を 認 め な かっ た (p

≡0.

93)。 2

回 旋運動 開 始時 に お け る各 筋の 筋 活 動 量  運 動 開 始 前 後

200msec

の筋 活 動 量につ い て両 群 間の 比較 を行っ た結 果を表 4に 示す。 腰 痛 群にお ける非 回 旋 側 外 腹 斜 筋の筋 活 動 量は5

30

±

1,

72

健 常群 で は

3,

67

±

2,

34

であ り

腰 痛 群の筋 活 動量 が有 意に増 加 (p

0.

04,

効果 量 :

0,

79

その他の筋で は両群間に有 意差は 認 め ら れ な かっ た。

3.

筋 活 動 開 始 時 間   筋 活動 開 始 時 間につ いて両 群 間の比較を行っ た結 果を 表

5

に示 す

筋 活動 開始 時 間は

非 回旋側外腹斜筋に お いて健 常群 (

−107.

6

32.

7msec

に対し て腰 痛群 (

60

8 ±

47,

3msec

)で有 意に遅 延していた (p

0

02

効 果 量 :]J5 )

4.

各群に お け る 回旋 運 動 時 間の角 速 度と各 筋 活 動量の   相関 関係  腰痛 群の 角 速 度は

非回旋 側 外 腹 斜筋 (r

=0,

68

) と 回 旋側 上 下部 広 背 筋 (上 部r

=0,

53,

下 部r

=0.

68

)の 筋 活 動量 と有 意な正の相 関 関係を示し た

ま た

健常 群 に おい て も非回旋 側 外 腹 斜 筋 (r

0

52)と 回 旋 側 下 部 広 背筋 (下 部 r

=0,

53

)の筋 活 動 量が有 意な 正の相 関 関 係 を認めた

考 察   体 幹回旋 運 動にお ける筋 活 動 量お よ び筋 活 動 開始時 間 に注目 し

慢 性 腰痛 患 者の筋 活 動 特 性につ いて明 ら か に するこ とを本 研 究の 目的とした。 これ ま で慢 性腰痛 患 者 の最 大 努 力回旋 時にお ける筋 活 動 特 性につ いて は検 討さ れ てい たが

日常生活 動 作レベ ル の回 旋 運 動 を 調査した 研究は な かっ た。 その結 果

体 幹回旋運動開始 時 間お よ N工 工

Electronlc  Llbrary  

(6)

慢 性 腰 痛 患 者の体 幹 回 旋 運 動における筋 活 動量 と筋 活 動 開 始 時 間 389 表5 体 幹回旋運動 時に おける各筋の筋 活 動 開始 時 間 対象筋 健 常 群 腰 痛 群 P値 効 果量 非回旋 側 多 裂 筋      

95

5 ± 332 非 回旋 側 外 腹 斜 筋        

107

6± 32

7 回旋 側 内腹 斜 筋

腹 横 筋    

104

1± 40

9 非回旋 側 大 殿 筋      

104

3± 25

7 回旋 側 脊柱 起立筋      

38

1± 58

8 回 旋 側 下 部広 背 筋         

86

9± 20

3

74

6 ± 15

4

60

8 ± 47

3

90

6± 21

9

91

2± 32

0

4

8± 68

2

76

3 ± 22

6 0

070

02 * O

340

330240

27 o

811 ユ50

410

450

530

49 *p<0

05;統計学的有意 差 を示す

負の値は

回旋 運動の開始よりも早期に筋活動が生じて いること を示 す

び運 動 時の角 速 度に有 意 差 を認めなかっ た が

腰 痛 群に おい て非回旋 側 外 腹 斜 筋の筋 活 動 量が増 加 するこ と が 明 らか となっ た。 ま た

腰 痛 群で は健 常 群より も有 意に非 回旋側外 腹斜筋の筋活 動 開 始 が 遅 延する こ と を 示 し た

回旋運動に おける 主動作 筋の遅延は こ れ までに報 告さ れ てお らず

本研究に より新た な知 見を得る こ と がで き た

以 上 より

慢 性 腰 痛患者の体 幹 回 旋 運 動における筋 活 動 特 性と して

外 腹斜 筋に異 常 な 筋 活 動 変 化 が 生 じて い る こと が示 唆さ れた

 体 幹運動は

体 幹深部 筋の 収 縮や腹 腔 内圧 (

lntra

abdominal  pressure ;以 下

 

IAP

)の上昇に よ る脊柱の

安定化 が 運 動 開 始 時 ま た は 運 動 中 に 重要と な る21 )22 )

特に

体幹回旋位は

IAP

の上昇に不 利な肢 位で ある が

運動中 に は

IAP

の上昇を大 き く必 要とする23)。 外 腹 斜 筋 は

回旋主動 作 筋の 中で も大き な回旋 トル クを有 する 力 学 的に優 れた筋であ り24)

,IAP

上 昇に貢 献 して脊 柱 の 剛性を高め る作 用をもつ される 25)26)。 その た め

外 腹斜筋 は

回旋主動 作 筋と してだけで な く体 幹固定 筋 と して も重 要で ある。 慢 性 腰 痛 患 者の回旋 運 動で は

腰 椎過 回旋が み ら れ 27)

脊 柱 不 安 定 性が示 唆 されて い る26)

本 研 究では

脊柱の安 定 性や IAP に関 する分 析 はで きてお らず

直 接 的 関連は不 明であるが

慢 性 腰 痛 患者の 回旋運動では

主動 作 筋だけでな く脊 柱 安 定 化 筋 と して の作 用が外 腹 斜 筋の筋 活 動 量 を増 加させ た 可能性 がある。   非 回 旋 側 外 腹 斜 筋の筋 活 動 量は

腰 痛 群で

5.

30

± 1

72%

健 常群で は 3

67± 2

34% であ り

統 計学 的 有 意 差 を認め た が

わずかな筋 活 動 量の増 加に過 ぎ なかっ た

し か し

両群間の差を標 準 化 した指 標である効 果 量 はO

79 と 高 値であり

両 群間の平 均 値の差は大 きか っ た

本 研 究に おける動 作 課 題は

日常 生 活 動 作に相 当す る負 荷であっ て も腰 痛 群の異 常 筋 活 動 が 存 在 するとい う こ と を 明 ら かに し た点におい て は有 益な情 報であっ た が

腰 痛 群における約2%の外 腹 斜 筋の筋 活 動 量 増 加に 臨 床上 意味のある 差 と はい い きれない の も事 実である

Ng

ら12 )は

最 大 回 旋 努 力の 30

100%まで漸 増負荷 にて筋 活 動 変 化を調査 し た結 果

各 負 荷に おいて 腰痛 群 で は 健 常 群 に 対 し て 外 腹 斜 筋の筋 活動量 が有意 に高い こ と を示している

つ まり

日常生活 動 作レベル では外 腹 斜 筋の筋 活動量 は 小 さい が

スポ

ツ や作 業 活 動な ど高 負 荷で の課 題では筋 活 動量 が増 加し

腰 痛 群にお けるそ の特 徴が顕 著 化 する こ とを示 唆 した。 本研 究と先 行研 究 の結 果か ら

慢 性 腰 痛 患者で は

日常 生 活 動 作やス ポ

ツ活 動な ど運動 強 度にか か わ らず

外腹斜筋の 活 動量 増 加 と腰 痛が関 連 すると推 察さ れ る が

外腹斜筋の異常 筋 活 動 その ものが 疼 痛 に関連 している か どうか は明ら か で は ない

あ くまで も

両 群 間における筋 活 動の差は

回旋運動に どの筋を どの程 度で動 員 するかとい っ た運 動 制 御の変 化と して捉 える必 要がある と考 えら れた

  また

腰 痛 群では

外 腹 斜 筋の筋 活 動 開 始の遅延 を認 め た

先 行 研 究によ り

慢 性 腰 痛 患 者に お け る内 腹 斜 筋

腹 横 筋など体 幹 深 部群の予 測的筋 活 動の遅 延が報 告さ れ てい る が15 >16 )

本 研究で は

従 来 報 告さ れてい る体 幹 深 部 筋 群の筋 活 動開始に 遅 延 は見ら れ な かっ た

筋 活 動開 始の変 化につ い て

,H

dges

ら 28) は

実 験 的 に疼 痛を誘発 す るこ と に より筋 活 動 開始が 遅延し た と報 告しており

現在の ところ疼 痛が 運 動制御 を 変 化 さ せる とい う説が有 力で ある

実際 筋活 動 開始に 遅延が認め ら れ た腰 痛 患 者に 対 し てエ ク サ サ イ ズ を た とこ ろ

筋 活 動開始 時間の正 常 化と疼 痛の改善が得ら れ た と報 告 さ れてい る29)。 運 動 制 御の変 化に関 するメ カニ ズムに つ い ては未だ解 明さ れてい ない が

先 行研 究は この時 間 的順 序の変 化 と慢性 腰 痛との関連を示 唆し ている

  さ ら に

体 幹 回 旋 運 動と筋 活 動の 関 係 を調 査 する た め

体 幹回旋運動 開始 時の角 速 度と筋 活動 量につ い て相 関分 析を行っ た

その結 果

両 群ともに角 速 度と外 腹 斜 筋の 筋 活 動量 に有 意な 正の相 関 関係 を認めたこと か ら

外 腹斜筋の筋活 動は 運動 開始に関 連 した。 しか し

腰 痛 群では

健常群 と比較して外 腹 斜 筋の筋 活動開始が 有 意 に 遅延してい た た め

運動 開 始 が 遅延 する 可能性が考 え ら れ た が

両 群 間の運 動 開 始 時 間に は有 意 差 を 認め な かっ た

つ ま

腰 痛群で は

外 腹 斜 筋の筋 活 動開 始 遅 延に対して筋 活 動 量 を増 加 させ ることに よっ て運 動 開 始 を代 償し た結 果

体 幹 回 旋 運 動の 開 始 時間 が 遅 延 し な

(7)

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japar ユese  Physlcal  Therapy  Assoclatlon

390 理 学療 法学  第42巻 第5号 かっ たのかもし れ ない

そ れ ゆ え

腰 痛患者の外腹斜 筋 は

筋 活 動 開始の遅 延に対し

筋出力を増 加さ せ る こ と に よっ て

筋 内におい て代 償 する運動制御を 働 か せ てい たと考 え られる。 体 幹 運 動は異 なるが

Boudreau ら30)は

外 乱 刺 激 課 題に おい で慢性 腰 痛 患 者で は外 腹 斜筋の筋活動開 始 が 遅 延 し

筋 活 動 量が増 加し ていた と 報 告し て お り

慢 性腰痛 患 者に お け る体 幹 運 動 制 御の変 化は

外腹斜筋の筋 活 動 変 化が 関連し ているこ とを示 唆 し た

 本 研 究の限界と し て

腰 痛の程度 や部位

罹 患 期間 な ど腰 痛 症 状と体 幹回旋運動 時にお け る 異常 筋 活 動の関連 が分 析で きて いないこ とが挙 げら れ る

慢性 腰 痛 と外 腹 斜 筋の異 常 筋 活 動との関連 を 明ら かにする た めには

特 異的に体 幹回旋運動で腰 痛が生じ る患 者の みを対 象とす る 必要が あっ た

し か し

本 研 究の腰 痛 群には

屈 曲 運 動や 回旋運動で疼 痛が生じ る者

長 時 間の立 位や座 位 な ど静的 な 状 態で疼 痛 が 生 じ る 者 な ど

様々な 腰痛の対象 者 を含ん で いた。 腰 痛の生 じ る運 動や部 位が異な れ ば

筋 活 動の異 常パ タ

ン も異な る可 能 性が考え ら れ る た め

本 研 究の結 果は

慢 性 腰 痛 患 者の体 幹回旋運動に お け る筋 活動の特 徴 を 明 らか にしたにす ぎない。 今 後の課 題 とし て腰 痛 群の中でも腰 痛の タイプを 分 類し た うえ で

分析を行 う必要が あ る と考えら れる

 本 研 究 よ り

腰痛 患 者の体 幹回旋 運 動にお ける筋 活 動 特 性と して

外 腹 斜 筋に異常 筋 活 動 が 生 じている こと が 明ら か に なっ た

し か し

本 研究で見られ た現 象に対 す る メ カニ ムは解明 さ れ ていないた め

今 後 さ らなる研 究の必 要性が あ る

結 論  腰 痛群で は体幹回旋運動開始 時に お け る非回旋 側 外 腹 斜 筋の筋 活 動 量 増 加や筋 活 動 開 始 時 間の 遅 延 が 認め ら れ たこと か ら

慢 性 腰 痛 患 者の体 幹回旋運動に お け る筋 活 動 特 性と して

外腹斜筋に異常 筋 活 動が生じ てい ること が明 らか になっ た。 文    献

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Abstract

Muscle

 

Activation

 

Amplitude

 and  

Onset

 [[

lme

 

in

 

Patients

 

with

Chmnic

 

Nonspecific

 Low  Back  Pain During  [[rumk  Rotation

Masashl 

TANIGUCHI ,

 

PT ,

 

MSc

Shig

α 

Univers

1 ofMedic α

1

 

Science

 

Hospital

Hiroshige TATEUCHI

 PT

 PhD

 Norlaki ICHIHASHI

 

PT ,

 

PhD

Graduαte 

School

fMedicine

 

Kyoto

 

University

Natsuko NARITA

 PT

 MSc

Indepenctent

 nzember

Purpose :The objective  of the present study  was  to 

investigate

 

differences

 in electromyography (EMG )

recQrded  amplitude  and  onset  time 

between

 individuals with  and without  chronic  nonspecific

low back painLBP

during

 trunk rotation

MethodS :Fifteen patients with  LBP

9

 men  and 

6

 women ;

225

±

2.

4

 yearsand  l5 healthy control subjects 9 men  and  6 women ;25

2 ± 5

5

 yearsparticipated 

in

 this study

 

Each

 subject was  

instructed

to perf{}rm  

trunk

 rotation  as 

fast

 as possible after a 

LED

 

indicator

 signal

 

The

 amplitude  and  onset  time

in

 the onset  phase of trunk rotation  were  recorded  using  surface  EMG  and  a three

dimensional analysis

system  from three pairs of abdominal  muscles  and 

five

 pairs of 

back

 muscles :

the

 rectus  abdomlnis

internal Qblique

 external oblique

 erectQr  spinae

 multifidus

 gluteus maximus

 alld upper /10wer fibers

of the latissimus dorsi

 The Mann

−Whitney

 test was  used  to determine differences between the two

9「oups

Results :Patients with  LBP showed  significantly 

increased

 amplitude  and  

delayed

 onset  time in the

contralateral  external  oblique  compared  with 

heaithy

 subjects

Conclusions :These results  suggest  that chronic  nonspecific  LBP  patients have abnormal  muscle activation  in 

the

 external oblique 

d

lrng trunk rotation

参照

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