理学 療 法 学 第27巻 第lFl
「
9
−・
16貞 〔2000
年)報
告
廃
用 性
筋
力 低
下 を呈
す
る
大腿
四
頭 筋
の
電気 力
学
的 応
答
に
関 す
る
研 究
*金
子
文 成
D川
口浩
太 郎
2)大 成
淨
志
2}月
坂
和 宏
3〕 要旨
本 研 究の 日 的 は
,
竃 気 力 学 的 応答
を明
ら かにする ことに より
,
廃
用性 筋 力 低
ドを 呈 す るヒ ト大 腿 四頭 筋
に 関 し て,
刺 激 が ’j’
え ら れ た後
に関 節
トル クを発
生す
るま
で の一
連
の応 答 過 程
に お け る機
能 的 変 化 を 検索
す
ること
であ る.
対象
は 膝前
卜字 靭 帯 冉 建 術 後2
カ}亅を経 過
し,
大 腿の周径
と筋 力
が 有 意に減 少 してい る 男女
10
名
と し た、
,
光 刺 激 後,
急 速に等 尺 性 最 大 随 意 収 縮 を 行 わ せ,
電気 力 学 的
応答
を検 討
した。
その結果 (
D
刺 激
に 対 し て 反 応 し筋
張 力 が 発 生 す る まで の応答 時 閊
が有 意
に延 長
してい た、t これ に より
,
これ らの症 例
で は視 覚
的 な刺激
に 対 す る 防 御 反 応に遅 れ を 生 じるπ∫能性
が示 唆
さ れ た。
大 腿 直筋
で 筋 電 図 反 応 時 間 が 延 長 し たこ とか ら,
大 脳 に お け る 運 動の プロ グ ラ ミン グが 変化
し ている可能性
が示唆
さ れた。
(3
)患 側
に お け る 電気 力
学 的 遅 延の延 長 か ら,
運 動 に 参 画 す る筋線 維
タイ プの変 化
,
直列 弾 性 要 素
の変 化
,
お
よび筋収 縮 過 程
にお け る機 能 的 変 化
な ど が 生 じてい る可 能 性 が 示 唆 さ れ た。
〔4
) (2
)お よ び(
3
)の結果
に加
え,
今
阿検 討
した3
筋
にお け る筋
電 図 反 応 時 間の〔まらつ き が,
筋 張 力の 発揮
効率
を低
ドさせ,
廃 用
性 筋 力 低
下を引 き起
こす
・
つ の原 因 で あ る もの と考
え ら れ た。
キー
ワー
ド廃 用 性 筋 力 低
下,
電 気 力学 的 応 答
,
大 腿 四 頭筋
は じ めに膝 関 節 手 術
後
に大 腿四頭筋
に おける筋 活動
の様 相
が変
化 す る 現象
は,
1960
年 代 後 半
に は既
に筋 電 図 を 川
い て 観 察 さ れ てい たD。
ま た,
いく
つ かの研 究
により身 体 活
動 低
ドに よ る神
経機
能の低 下 が 示 さ れてお りLt 5},
廃用
性 筋 力低
ドは筋
量の減
少に よっ て引 き起
こされ
るだ けで な く,
神 経 機 能の低 ドも 関 わっ てい るこ と が明
ら かにな っ ている、
、
このよう な 神 経 機 能の低 ドは
,
身体 活動 低
ドに よ り筋
量
の減 少
以一
L
に筋 力
が低
ドす
る57 }, す な わ ち筋
張力
の発 揮 効 率
が低
下す
る 原 因 であ
ると
思 わ れ る。
し か し.
さ ら に神 経 筋 接 合
部で は ア セ チ ルコ リン の 放 出 量の 減 少 が *Th
ピ
S匸udy f〔
,
r ELec・
tmrn【
・
ch :mical Rcspollse of Huma 【lQuadri
じepsFern
〔
,
ris folL(
}
wirLg Dlsuscl〕広 島 大 学 大 学 院 医 学 系畊究 科
〔〒734
−
8551 広 島 県広 島 市 南 区儂 12 :{11Fuminnri Kancko
、
RPT、
MS』
Graduatビ
SdLeol【
,
f Medidlle,
1{iroshi[na IJi
’
iiVELrsitv2) 広 島 大 学 医 学部保 健
t’
?t
:科KI〕tar‘}Kawaguchi
,
HPT.
MS、
Kiyosh正0ILari,
MD,
PhD:Instit11re【)fIle}Llth Scien〔
層
es「
Ilir〔}shima Ulli、’
ersity3}広 島 共
・
.
f’
病 院 整形外 科Kazuhir〔レ Tsukisaka
.
MD・
Divisic〕11 〔}f 〔)rLtu)pedk・
s,
1’
liroshirn/lK>
「
【}riLsuHospital 1受
f
・
J
日 i998 年 4 月 181i7 受珥1111999 年ll月27 }D生
じ る8)こと や,
ア セチル コリン受 容 体
が神 経 筋 接 合 部
以外
で増 加
して分 散
す ること が 報 告 さ れて い る9’
}。
ま た,
筋
小 胞 体 機 能の 変 化1ω,
トロポニ ンC
にお けるCa2
→結合 親 和 性
の変 化
が 認 め ら れ てい る1D。
この こ と か ら,
筋 張 力
の発揮 効 率 低
.
ドは単
に神
経機 能
の低
下によるだ け でな く
,
神 経
か ら の興奮
が筋
に伝
達 さ れ 興 奮 収 縮 連 関 が 生 じ る.
.
一
連
の過 程 全 般
が 関 わっ てい る と考
え ること ができ
る。ま た
,
筋
に より 発 生し た運動
エ ネルギー
は緊 張エ ネル ギー
(strain energy 〕 と して腱
に一
一
瞬 蓄
え ら れ,
骨へ伝 播
さ れ るIL, tt こ のた め,
力 学 的 模 型
で筋
σ)直 列 弾 性
要素
と表
さ れる13)腱の作 用
は筋 張 力
の発 揮 効 率
に関わ っ ている もの と推 測
さ れ70,
.
身 体 浩 動 低
ドに よ る腱
へ の影響
と し て は,腱 に 含 ま れ るコ ラー
ゲン線 維
の減 少
や 1’
1),
コ ラー
ゲン線 維 合
成に関 与 する酵素
潜 性の低
Fl51
を き た す とい う研
究 な ど が報 告
さ れてい る。
そ
の他
の組 織 学
的 研 究 結果
16〕か ら考
えて も,
身 体 活 動
の低 下
により直
列 弾性 要 素
の機 能 低
ドが 生 じてい る冂f
能 性 が あると 推 測 さ れ る。
以 ヒ
述
べ てき
たよう
に,
大 脳
か らの運動 命 令
が筋
に 伝 達 さ れ関 節
トル クと して発
生 するま
で の連
の過 程 全 般
にわ たっ て,
身 体
活動 低
ド に よ る機 能 的 変 化
が存 在 す
る 可 能 性 が あ る。
し か し,
臨床
症例
におい てF.
記 過 程
全般
NII-Electronic Library Service
10 理 学 療 法 学 第27
巻第17
].
にお ける機
能 的 変 化 を 検 索 し た 研 究 は 非 常 に 少 ない.
.
そこ で
本研
究 は,
tLT気 力 学
的 応答
を 明 らか に す るこ と によ り.
廃 用 性 筋 力 低 下 を 呈 す るヒ ト大 腿 四 顕筋 を対 象
と して,
刺 激 が‘ ♪え ら れ た 後 に 関 節 トル クを 発生するま での一
.
一
連の応答
過程
に お け る機 能
的変 化 を検 索 す
るこ とを
口的 と し た。
な お
・
般 に.
竃 気 力 学 的 応答
は筋 力
発 揮の臥に筋
電 図 が 生 じ て か ら力
が発 生 す
るま
で の遅 延を指 標
と して検 刮
.
さ れる、
t しか し,
こ こ で は電気 力 コ
‘:的応 乞
を曜
貳 ノ」’
予
:rr
勺
遅 延 〔electr 〔}mechanical
delay
)
とは区 別
し,
視 覚 的
な随
.
よ的 筋 力発 揮 合 図 後
,
筋
の活 重
加
巳位
が現
れ,
閃節 ト
ル クが 生 じるま
で に観 察 さ
れる・
連
の生 理学
r
白
・
力学 的
応答
を含
め て屯 式力 学 的
応答
と呼
ぶ。
対 象 お よ び 方 法L
対 象
膝 前
1
字 靭 帯
(ACL
) 再 建 術 後
2
カ月
を経 過
し た男
女10
名
を対 象
と し た。
年 齢
は249
±6
.
4
歳,
身
長 は165
.
9
±6
.
5cnl
,
体 重 は60
,
0
±7
.
9
kg
で あっ た。
被検
者 の プロ フ ィー
ル を表
1
に示
し た.
ACL
再 建 術 は関 節
鏡視
ド に行
わ れ,
再 建 靭 帯 は 自 家 L 卜腱 様 筋 腱 でLeeds−
Keio
人.
「靭 帯 を 挟 み 込 ん だ もの が使
川 さ れ た17こ の た め
衣
面 筋 電 図 (EMG
) を導
出 し た 大 腿 四 頭 筋 に 対 す る手
術 侵襲
は 加 え ら れ てい な かっ た、
,
な お,
後
述す
るEMG
の測
た に先 立 ち
,
筋 萎 縮
の指 標
と して巻 き
尺で大
腿 部 周 径 を 測定
した/
t その結 果, 膝 蓋 骨 ヒ縁よ り10
cm近 位 部
に お い て健 側
で44
.
9
±2
,
5cm ,
患 側
は4L7
±3,
4cm であ り
,
対 応
のあ
るt検 定
で患 側
が有 意
に (p
〈e
.
01
) 減 少
し てい る こ とが認
め ら れ た術 後
リハ ビリ テー
ショ ン の プロ トコー
ル は.
被 験
肯全 員
がACL
再 建 術
を 受
け,
入 院
してい たH
病 院
のプロ グ ラ ム で統
・
さ れ て い た (表
2
)。
ヂ術
の際
に半
月板
切除
術 を 施行
さ れ た被 検 者
が2
名
い た が (表
D
,
リハ ビ リ テー
シ ョ ン の進
行
は他
の被 検 者
と回様
であっ た。
な お,
全て の被検 著
は,
医 師
の 1,
参察
時 に 脛 骨 前方
移 動 量 (.
KT
−
2000
,
MEDme
しricCorp
.
)
の左右
差 が一
般に正常 範
囲 と さ れ る3mm
以 下ls)tf)} で あ るこ と が硲
悪 さ れ て お り,
今
回 の測 定 結 果 に 膝 関 節の構 遣 変 化 な ど は 影 響 していない も の と思 わ れ た2
.
電 気 力 学 的 応 答の 測 定f・
J
「[頁運
動
開始
の合
図に は光刺 激
を行
い,
事 前
に光刺 激 後
は瞬 間的
に最
大 撃 ノ丿で素 早 く強
い膝 仲 展
を行 う
よう指 示
し て い た一
光刺
激は発 光ダ イオー
ドを 川い,
装置
は被検 者
の.
正 面で被検
者 か ら2
.
5m
の位 置に設 置 し た.
光 刺 激 は検
告 者 が 測 定の 開 始 を日頭で予
告 した 後2
〜
5
秒の 間 に 発 し た、
、
測定
に 先 立 ちウ ォー
ミングア ッ プ と して,
光
刺 激 後 に 加 大 下の 努 力で数 秒 間の等
尺 性 膝f
申広 迚 動 を31ill
行 わ せ,
さ ら にMVC
を・
瞬 行 わせ た その後3
分 問の 休息
を は さ み 測 定 を 実施
し た。
筋 力
の検
昌 に は筋 力
測定
装 置
〔KIN
一
しOM
AP
,
CHATTANOOGA
Co
Ltd
)を
用い,
被 検 者
は最大 随 意 努 力
で5
秒
間の等
尺性 膝 伸 展 運
動
〔MVC
〕を 行
っ た。.
光 刺 激
が与 え
ら れ た後
のMX
・
℃開始 直後 か
ら終
J
’
ま
で の問
,
検 者
により掛 け 声
が かけ
ら れ てい た、
測 定 肢 位
は端
坐位
とし,
運動 中
の代 償
連動
を Ir∫
能 な
かぎ り抑 制 す
るため に骨 盤
}卩と体 幹
お よ び肩 甲帯
をス トラ ッ プで固定
し た膝 関飾
は90
°
屈 曲位
で行
っ た。
3,
筋 電 図
〔EMG
冫学 的検 索
筋
丿J
測 定 中
のEMG
(
AM
−
60L
,
円本
光 亀) を 内 側 広 筋 斜 走 線 維 〔VMO
),
外
側 広 筋 (VD
,
大 腿直
筋CRF
) よ り 双極 誘導
で導
出 し た、
t短 極
は 大 腿 四頭 筋
の塀
一
rl学 的
特 徴
に よ り,
VMO
は膝
盍骨
内 側の上 ∫;]か ら4
横 指
近位
,
VL
は 膝f骨 外
側の上角
か ら5
横 指
近 位に貼 付
し たzm ま た,
筋
の 走行
と平 行
にす る た め,
VMO
は前額 面
ヒで55
’
内 斜 ノi
に,VL
は15
“
外斜
方 に貼 付
し たz11、
、
RF
は.
.
L
前
腸 骨 練 と膝台1
畤r央 を 結ぶ線 上の 中 点で筋 腹 を触
診 し て 位 1 を 決 定 し たrE
極
は ディスポー
サブ ル式
屯極
〔
blue
sensor,
MEDICOTEST
A ,
,S
:〕 を 用い,
電 飼「11
心間
HI.
離を約
20
mlll と し た電
極
の貼 付 前
に前
処 理剤
で 皮膚 表
面 を 擦 り,
ア ルコー
ル宿 状 を 行 うこ とによ りく.
被験 者
の インピー
ダ ン スを
5k
Ω以 ドに し た、
、
EXIG
のll
寸定
数
はODl
秒
,
高 周 波
フ ィ ル タ はlkllz
と し た。
筋
‘図
とKIN
−
COM
か らの ト ル ク,
お よ び光 刺 激
を 同 期 させ て,
デー
タ レコー
ダ 〔XR
−5000,
TEAC
)にμ己録
した。 その後
,
サンプリング周 波 数
2kHz
で アナログf
目号 を
デ ジタ Jレf
冂 }) a』
に変
換
し 〔MacLab
8s
,
ADInstrumems
Pty
Ltd
),
パ
ー
ソ ナル コ ンピュー
タに取 り込
んだ/
t・
1
,
電メく力 学
的 応答
以
下
の3
つ をM
’
測
し た。
!光 刺 激
か ら トル ク カー
ブ が 立 ち.
.
ll
が る ま でのII
寸間
〔力
発ノi’
[1
寺
IA
亅
,
time t(,f
〔〕rccTTF
},
? 光 刺 激 後に筋 電 図 が 生 じるまで の時 間 (筋 電 図 反 応 時 閲,
pre−
m 〔,tortime
:PMT
),
EMG
発 現 か らトル クカ
ー
ブが :ちE
が る ま での時 問 (・U・ AL 力 学 的 遅 廷,
electromechanical
delay
:EMD
) (図1
)トル ク カ
ー
ブの 疏ちトが り, およ び
EMG
のHt
現 時 点は以 下の よう に 決定
し た。
まず.
光 刺激
を 発 す る前
に被
験 者 を.
1’
分 に リ ラッ クス させ た状 態で各 信 写』
の 記 録 を 行っ た。
この 光 刺激
を与
える 以前
の3
秒
間に諺録
さ れ たバ ッ ク グ ラ ン ド ノ イ ズで,
最 も高
い屯 位
の絶 対 値
を日
1
測
し,
トル ク カー
ブ の立 ちL
が りお よびEMG
発 現 を決 定
する閾 値
と し た。
そ して光 刺 激のf。
号
を 発 し た 後に,
先の閾
値 を 超 え た 時 点 を そ れ ぞ れの 出 現 時 間 と し た (図2
)今
回のよ う に1己i
力
学 的 応答
を検
討 す る に は,
Il.
測の 際の非[i
度が 問 題になり,
閾値
の 決定
方 法は過 ムの 手匿『
に N工 工一
Eleotronio Library廃 用性 筋力 低 下を 呈する大 腿四頭 筋の電 気
JJ
学 的応 答に 関する 研 究 llTable l Charadcristics of cases
Age
Case
(yunrs }SexPre
−
operative dura吐[or1 {months } Post.
operaLiVC duratiσn (wecks )Ceinplications
II,
Y,
35
U
.
K
,
19
T
.
K
,
26
S,
Y,
22 M.
丁.
29
H
.
S
,
35
K
.
M
.
20
T.
Y,
21
M
.
S
,
L7
A
.
、V
.
25
malefellla 且cmatemalefemalemalemaleInalefemalefemalc6
2.
5 4 73not
c ]ea「2
1
.
5
2
3
8Qゾ
8Qゾ
8808891
m(:dial rrleniscus partial menisecto 【ny
[ateral menlscus parTial Inenisect
.
omymedia 且meniscus pELrtiHi menisectonly
mean 24
.
9 yrs3
.
48
.
5
Table 2Hlroshima Kyoritsu Ilospital rehabmtati 〔m guideline for arlhmscI 〕pical ACL reconstruction during 2 rnonths
to 、Veek 2
・
Knee
brace
In〔}Li〔}n〜−
30
,
’
C
〔〕nt.
illuous
passive rn〔}ti〔m 2110urs perday
;increase
range of mc )tion as tdじrated.
・
“「all slide.
・
Seated
hanlstr
孟ngs {carpetd1
’
ags ),
・
Leg
cur 且.
・
Straighl
leg
raise with extensionla9
.
・
H
ゆprogressive resistance exercise.
iVeck 2
・
Two
−
crutch ambu 且aLionitl
bracc
,
’
Isoi
’
netric quadriceps contraction aて90
’
Lvithdc }uble sportsc ()rds.
・
Sports
c〔}rd;knee
flexion
.
Week
3
・
Partial
welghtbearing
(1
〆3to
l
.
・
・
’
2
}.
・
lsometrlc sltting.
’
Calf
raiSeS withiS
σmetriC Sitting.
week
4
・
FuU weight bearing wi τh匸w 〔, crutch.
Week 6
’
HaLf squa しtin9,
’
Stati〔〕nary bic}・
c且c.
おい て
,
いく
つ か の翼
なるノ
i
法
が坩い られている。一
一
・
つ は.
各被 験 者
に共 通
の.
.
一
定
の値 を 閾 値
と して設 定
し,
その電
位
や トル クを越
え た時 点
で計 測 す
る方 法
であ
る22L’5)/
t しか しこ の方 法
で は フィ ル ター
とな
る脂 肪 組 織
L’
61など の厚
さの個 人 差
や ノ イ ズの影 響
か ら,
設 定 さ
れ た閾 値
の 被検
者各
々に対
す る感
度 が異
な ることにな る、
,
そ れに対
.
し,
Tavlor
ら27}は 力,
EMG
共に基 線 よ り も2SD
高 く なっ た時点
を閾 値
とし,
被 験 者ご とに 異 な る閾 値
を 設 定 し た、
,
こ の方 法
で は個
々人 に対
す る 閾値
の感 度 は 公 平 なも
の とな
る が,
感 度
はや や低 くな
る。
その他
の研 究
で は計 測
の ため の閾 値
を明 記
し て い ないも
のもあ
るZS :〜ω、
本 研 究
では閾 値
を各被 験 者
ご とに設 定 す
る ことに より各
被検
者 問での 感 度の差 を 減 少 さ せ る よ う努 め た。
5
,
統 計 学 的 分析
最大 随 意 筋 力
およ びTTF
につ い て 健 側 と 患 側 での差を検 定 す
る ため に,
対 応
の あ るt
検 定
を 用い,
5
%水
準 を統 計 学 的 有 意
の基 準
と し た。ま
た,
PMT
お よびEMD
につ い て は2
要因
と も 反復 測 定
の.
.
1
元 配概
分{
i
女分析
を行
っ た。
これに よ り筋 (
VM
・
VL
・
RF
)
と測 定
側 (健 側・
患 側 )の 交.
lt
作 川 が 認 め ら れ た た め,
反復 測
定
の・
元 配置
分散
分析
を行
っ た。
さ らに有 意 差 が あっ た場 合
は,
多 重
比 較 と してFisher
’
sProtected
Least
NII-Electronic Library Service
12
理学 療 法 学 第27巻 第i号な お
,
統 計
学 的 分析
に はコ ンピュー
ター
ソ フ ト ウェ ア,
S
【atView
5
,
0
(
SAS
Institute
Inc
.
)を使 川
した。結 果
L
等 尺 性 最
大随 意 筋 力
患 側は
健
側の約
66
%に低
i
・
.
して お り,
統計 学
的に有
意 差 が あっ た (.
表3
)。
2
.
ノ丿発 生 時 問 (TTF
) 患 側 は 健 側 と 比 較 して約ユ4
% 延 長 してお り,
統 計 学VMO
VL
RF
torque curve l I I l ・ 〈』
_
>1
, 1EMD
EMD
EMD
的
に有 意
差が あっ た (表
3
)、
,
flash
signal }』
0 0,
08 0.
16 0.
24 (sec )Fig
.
1.
An exalnple 〔〕f EMG recordmg and 匸orque curve to presellt l1Qw the ti1コe interva[s were determhled.
TTF :1hc tirno m fc)rcc
,
PMT :pr【・
−
m 〔pk章r 巨me,
ENID : electromecllanicaldelaV
,
3
.
筋
電図
反 応時 間
〔PMT
)PMT
では,
測 定 側 要 因の主 効果
は な かっ た もの の,
筋
の主効 果
が あっ た(
表
4
)、
、
ま た,
筋
と測 定 側
という
2
要因
の組み合 わせ に交 tfl作
川 が有
意 であっ たCl
(4
),
、
そこで2
要 囚で 分 類 さ れる全ての紅み合 わ せ (2
水準
x3
水 準
茜
6
群 ) につ い て一
元 配置
分散
分析
を行
っ た 結果
,
主 効 果 が あっ た 〔表
5L
.
こ の た め,
多
重 比 較 と してFisher
’
sPLSD
法 を 用いて比 較 し た とこ ろ.
患 側のRF
が 同 側のVMO
よ り も有
意 に 延 長 していた (p〈0
.
05
).
,
ま た,
RF
は 健 側 よ り も患
側 が 約27
% 延 長 してお り,
Fisher
’
sPLSD
法 により有 意 差 が あっ た (p
<0
,
0D
(表3
).
.
4
,
電気 力
学 的 遅 延 〔EMD
〕測 定 側
およ び筋
の要
因のそ れ ぞ れ につ いて,
EMD
に対す
る.
セ効 果
があ
っ た 〔表
6
)。ま
た,
PMT
と同様
に筋
と測 定
側の交
tt:作
用が有 意
であっ た俵
6
).
,
そこ で2
要 因
で分 類
さ れる全
て の組
み合
わ せ (.
2
水 準
x3水 準
≡
6
ltli
)につ い て・
.
元配 置 分 散 分 析 を行
っ た結 果
,
L
効 果
が あっ たGC
7
)。
こ の た め.
多
重比較
とし てFisher
’
sPLSD
法
を用
い て比較
し た とこ ろ,
患 側
で はVMO
が
VL
お よ びRF
よ り有 意
に延 長
して い た 〔p
〈0
.
05
,
p
〈0
.
OD
、
.
ま た,
健 側 と 患 側の比較
で はVMO
が患 側で約
47
% 延長
してお り,
Fisher
’
sPLSD
法
により有 意
差 が あ っ た (p<0
.
Ol
〕C
;
〈3
),
,
考
察
今
回の研 究 に おい て.
廃 用 性 筋 力 低 ドを 畢 す る大 腿 四 threshold torqueEMG
(N 01 0,
.
.
.
.
0.
flash signaI 100msec−
Fig,
2.
D巳terInillatio匸1 0f thresholds−
shows the τhreshoLd for onsttt of lorqL1〔・
rmd EMG.
The thrcshol〔1、vasdefi
匸1ed as tlle p〔}int
〔marked withO
) where torque and EMG increased above maximal back gr〔}und 【1〔,isc、
廃用性筋力低 下 を 呈 す る 大 腿 四 頭筋の電気 力 学 的 応 答に関 する研 究 13
Table
3
The
comparison of eiectromechanical responsebetween
uni[lvI)1ved
side andillvolvcd
sideunillv 【
.
,且ved side il1、.
「
〔.
)1、.
「
〔き【1 si〔】epeuk torque(
Nm
}TTF
(msec } 165.
7 ± 32.
9 246,
6 ± 635 109.
4 ± 40.
8*
串
280
.
4
± 106,
6t
*
VM (.
) vrイ
RF VMOVL
RFPMT
(msec } EMD (msec } 189.
2 ± 84.
457
.
6
±29
.
3198
,
1 ± 83.
049
、
7 ± 27.
8186.
4 ± 82.
1 195、
8
±123
.
7
215
.
5
±132
.
2
57.
6 ± 29.
384
、
4
±29
.
9
寧
庫
66
.
7
±44
/1
卞 L36.
8 ± 112.
4*
’
#44
.
9
±19
.
9
#串
:
different
bet
“reell unLnv 【.
,且vcd side andinv
〔}且ved sidc,
p <0.
〔}5.
*
*
:
different
between
uninx,c)lved
side andillv
〔}lved
side,
p
く0.
Ol,
#:different betweenVMO
andRF
ollinv
〔}lved
side,
p く0.
Ol.
†;
different
betweell
VNIO
andVI
♂
oninvolved
s 正dc
,
p<0
.
05.
TTF :しime to fQrce
,
PMT
:pre.
lnot.
or 吐irlle
,
EMD
:etectromec 量lanical 〔1elay、
VMO :Vatus mcdi …11is〔,
blique
.
VL
:vastuslateralis
,
RF
:rectusfem
〔〕ris.
Table 4 The l
.
w【)faじtorfactorial
ANOVA
l.
ablef
じr pre−
m 〔〕t〔)r timeSOLLrce of vari ≡
:
しtic)1.
しSL
.
1rl1〔}f square df 〔XlO:
う mean squa 「e (X [O
.
」
〕F
P
SしLl⊃jeCtsidesidc
× subject n】usclemusdeXsubjec 匸 sideXrllLlsc 且e side ×nluSC 且e×subjectQ
ゾ
ー Qげ
2828 11
54
.
0340
.
924.
.
4
、
5030
.
3940
.
6650.
5220.
3656
.
004
〔).
9240
.
500
〔.
}」97
〔},
037
〔.
}.
26[0
.
020
1
.
8
・
175
.
333
12
.
888
e.
2072 〔}.
〔.
)ltt2 (〕.
0003
Table 5The ANOVAtable of repeated a[lalysis
fo1
・
pre−
motor
lhnc
Table
7The ANOVA table of repeated analysis
f
(,rdeCtrOlneCllalliCal
ddaV
s〔
.
)urce ofvariationdf〔× 10
:
/
su【】
.
1 ef square mean squar (:
F
: 〔x.
[O
.
t’
)P
1
銀
翻
・・ Su?
1鼎
ll
…1
贈 撃
F
P
工nし1scleerr 〔.
}rresidual Rり
95
4L8
.
・
.
1054.
0345
.
533
O
.
3686
.
0030
.
123
2
.
994
0
.
020
r「1uscleerrorresidua1尸
DQげ
5 4 0.
9.
482、
8521
.
]8S
0
.
1970
.
3170
.
026
7
.
458
0
.
0001
Table 6
The
tw〔}facl
.
or fack.
,rial ANOVA 匸abLe for elect.
rornc 〔/hanicaldelav
S〔
.
)しtrCC/〔.
)『V≡:
し1・
iation
SU1.
n 【,士S〔且Uare df 〔× 10.
ラ mea 【l square (XlO.
.
う F P subjectsideside ×sしibject 叮1usc [eluuscle Xsubjectside × niL;scLe
side ×InuscLe ×subject
.
.
91928281
@
2
.850 .150
.160
.390 .650
.430
.36
0
,310 、150 .Ol0 ,19 〔〕
,()3 〔〕
.210 、02
8
.455.
.44 IO.61 ()
.Ol70
.Ol40
.0〔}0頭
筋に お ける 電 気 力 学 的 応
答の 変
化 として
,
第
一に
,
側 でTTF
が 延長し て いること が
確 認 され
た 。 これ
光 刺 激 が 与えら れて
か ら カ が 生じるま で
の時 間
で
あ
, 大 脳に お
ける
刺 激 阿 定 時問 や運 動の プログ ラ ミン な ど の 処 理時 問 , 大 脳 の 興 奮 が 筋 に伝 達さ れ ト ルク 発生 する
ま
で の経 路を含んだ
時 間 で あ る 。 臨 床的
に ある 視
覚 的 な 情 報に対 し て随意
的に応
答
する 場
合 に 筋 の張力を生 じ る ま での 時 問が 延 長 す るこ
と に つ がる考
え ら れ る 。TTF
はPMT
と
EMD
の 和 によ 与え
ら
れ , 本研
究 で は , 健側 と 比 較してPMT
はR
ノ
お い て , またEMD
は
VMO
に お いて
有
意な延 長がNII-Electronic Library Service
14
理’
?:療i
去ノFi
第27巻 第1 号PMT
の 延 長は,
刺激
同定
べ 運動
プ ロ グ ラ ミ ン グ などの 11r枢 過 程
に要 す
る時 間
と 興奮
が末梢 神 経
から筋
に伝
逆さ
れ 電 位 が生 じるまでの過 程にお ける廃
川們 変 化
が検 出
さ れ た結
木である、
、
先 行 研 究
に おい て身体 活 動 低
ド後
の神
終 伝 導 速 度
は変 化 しな
い こと が示 さ
れてい る’
V こと か ら摎
えると,
RF
で のPMT
延長
は中 枢
過程
で の制御
,
お よ び末梢 神 経
の活 動
i
し住
が筋
に伝
辻 さ れる過 石にお ける効 率
が変 化
したことにより
生 じ た可 能 性
が強
いと 思 わ れ る、
,
また.
PMT
は健
側の3
筋
間で有
プ.
’が な か・
丿たの に対
して患 側で は イ亅意 差 が 認 め ら れ たこれ は 筋の 活 動
開 始 時 問
が ば らつ いている とい うこ と を 示 す膝 伸 展 ト ルク は大 腿四頭
筋
の各
筋 が 走 行 するノ∫向
へ の力の ベ ク ト ル の 合 ノJであるこ と か ら,
忠 側にお け るPNIT
のば らつ き は 筋 張 力の 発揮
効率
を 低 下 さ せ る一
つ の要 因 に なっ て い るもの と 思 わ れ るtt ま た,
運動 制 御
の側面
か ら考 え
る と,
健 側 と 比 較 して患 側 で は 大 腿 四 頭 筋 に 含 ま れる各 筋
頭 を 同 期 して活 動 さ せ,
効 率 的 に筋 力
発揮
を さ せ る た め の 制御
が な さ れていない状態
であ る と考 え
ら れ る、.
な お
.
左 腿 四 頭筋
を 対象
として電 式 ノJ
学 的応 答
につ い て検
1,↓し た先行
fi
丿1
究
では,
・
つ の筋 頭
に対
して の分析
し か行
っ て いな
いも
のが多
い2111抑 2∂.
し か し・
つ の筋 頭
につ いてPMT
を
冂i
測し ても
,
ト ル ク のIEJf
に はそれ以外
の筋
に おけ
る活 動
が先
に関
J・
し
てい る,
も
しく
は外 側
方 向
と内側 方 向
へ のベ ク トルが同 時
に合
成 さ れ な け れ ば膝 伸 展
ト ル ク が.
i.
’
分
に は生 じ ない 1Tr能性
が あるま た
,
偶 然
に測 定
し た単 独
の筋
だけ
がE.
ii
・
く活 動
を開 始
して も,
膝 関節 仲 展
トル ク発
生に どの和 度
St献
してい る か は不 明
で ある。
その点
か ら各
筋の活 動開
始i1ぜ間の ば らつ き も,
トル クを発
生 さ せ る効 率
を知
るう
えでの重 要 な 要 因 に な る もの と考
え ら れ,
本 研 究 で は 表 而 筋 電 図 で 検t、・
j.
す るこ と が 叮 能 な3
筋につ いての結 果 を 示 し た点
が先 行
研究
と は 異 なっ てい るEMD
は 測定
側 に よ るil
効
果 が あ り,
全
ての筋
に おけ
る 平均
〔SD
) は健 側
で55
.
0
(24
.
9
)mse (:,
患 側
で65
.
3
(32.
5
)msec と忠 側 が 延 長 していた.
、
測定 側
のEMD
に 対 す る.
L
効
果 か ら は,
大
脳の興奮
が筋
に仁 達
さ れ た後
の末梢 過
1
,
す
なわち
興奮 収 縮 連 関
か ら筋
の直 列 弾性 要 素
の仲 張
が生 じ て関節
ト ル ク が発 生 する まで の過 租 こお け る廃 用性 変 化
の存 在
が示 唆 さ
れる、、
EMD
が 延長
す る 現象
は筋 疲 労 時 も
しく
は相 対 的
に タ イ プ1
線 維
の含
有率
が多
い筋
におい て も 認 め ら れる ことが わ かっ てい る がLt I27y )今
回の測定
に疲労
の関
’j’
は考
え に くい。
筋 線 維タイプ につ いて は,
本研 究 で は 組 織 学 的 な変
化 な ど は 不 明 で あ る。 しか し我々 の過 去 に 行っ た表 面 筋 竃 図 周 汲 效 分析
の糸 果 iB ]ll) と考 え 合
わ せ る と,
運 動
に参 画
する筋 線 維
タ イプは相 対
的
にタイ プH
線 維
が滅 少 し
てい る r・」’
能 性
があ
る と考
え ら れ.
今
回 の結 果
にも関係
してい る のか も し れ ないま た
,
身
体 活 動 低 下に よっ て腱 に 含 ま れ るコ ラー
ゲ ン線 維 が 減 少 す る こ と か ら1[i15
,
直 列 弾 性 要 素の構 造 変 化によ る力
の仁
、
達 効 率
が低
下 してい るTl]’
能性
が あ り,
/ ノ回の 結 果 は こ れ を 之持
する ものか も し れ ない加 えて
,
EMD
に は 興 穣 収 縮 辿 関で1,
兇明 さ れ る・
連の過 程 に 要 す る 時 聞 が含
ま れてい るしか し
,
筋 内 での活 動 電 位の仏 尊
,
筋
小 胞 体にお け るCaL
’+の 放 出,
トロポニ ンC
へ のCaL
”’
の結
合 な どが どの よ う な 廃 川 性 変 化 を受
けるかという
基礎
研 究 は 少 な く,
今 回のi
果へ の 影 響 につ いて は今 後
の 研究
が 期待
さ れ るEMD
の筋
に お け るL
い に 関 して は,
各
筋 に 対 す る 筋 力 トレー
ニ ング効
果 がこ となっ てい る こ と,
3
筋
の筋 線 維
タ イプが異
な る ため31廃 用性
の影響
が 異 なっ ている 可能 性
など
が打
1
測
さ れ,
今後
の課題
であ
る。さら に
,
/汁ll の結 果に影 響
を及ぼす
可能 性
がある要
因と
し て膝
閏節
の構
厄変 化
があ げ
られる。 しか し,
患 側
に おけ
る前 方動 揺
H
に図
しては,
KT
−
2000
にお け る結 果
か ら膠響
が少
ないも
の と思
わ れ る 謝 辞稿
を終
える にあ た り,
本 研 究にご協
力 を 賜 り ま した 弥 生病 院 ド
江麻 依
.
子 氏
,
広fiv
大学
人’
)
’
:院医
f系
研 究科
友村 奈津 ∫
:氏 お よ び 広島
共 立病
院尾 ノ∫恵 子 氏 に 深
謝
い た し ます文 献
1
)IlaLl
(/nLG
,
Lind
’
虹h
且0
:Nluscle
f
しmctionin
k
]コee exterlsieu,
.
乂ctaOrthop
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38
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−
ll1
,
196
2
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L
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6
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<Abstract>
The
Study
for
Electromeehanical
Response
ofHuman
Quadriceps
Femoris
fo11owing
DisuseFuminari
KANEKO,
RI]T,
MS
Graduate
School
of'Mbdicine,Hiroshima
University
Kotaro
KAW'AGUCHI,
RPT,
MS,
Kiyoshi
ONARI,
MD,
PhD
Insti.tute
ofHealth
Sciences,
Hiroshima
University
Kazuhiro
TSUKIS.AKA,
MD
Division
ofOrthopedics,
Hiroshima
Kiy'oritsu
HIJspitag
The
aim of this study -,as toinvestigate
changesin
mechanicalfunction
ofdisuse-atrophied
quadricepsfemoris
musctesduring
isometric
maximum voluntary c()ntraetion()L,IVC)
by
analysis of etectromechanieal response.Ten
subjecls with reconstructed unilatcral antcrior cruciateligainents
(ACL)
participated.In
responseto
alight
signal,the
subjectperformed
X,TXiC
asquickly
aspessib[e.
Surface
electromyograms(Ets'IC])
were obtainedfrom
the
vastus medialis oblique{Vpt・IO),
vastuslateralis
(VL),
and rectusferrioris
(RF)
musclesduring
N,IVC.The
timefrorn
appearance ot'alight
stimulusto
manifestarion of mechanicalforee
was significantly extended.I're-motor
time(the
timeintervat
from
the
de]ivery
of the signalto
appearance ofErL・IG)
was significantlyincreased
onthe
involved
sidefor
RF.
This
indicated
thatthe
titneofeerebralprocessing
",asprolonged.
Onset
timc was significantlydiffcrent
betweell
Vrv,tO
andRF,
suggesting that elTiciencyfor
quickly prodLtcin.cr a coherentforce
wasdecreased.
Electrotnechanical
delay
(the
tin]eiriterva[
from
the appearance ofE]vCG
to the appearance of torque) on theinx,otved
side was extended.These
resultsindicated
thaton the
involved
side1}
more activated motor units were of the slow type,2}
the mLisclefiber
conduction velocity was reduced, and