姿位の違いによる全身振動刺激が閉経後の女性の骨密度に与える影響

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(1)理学療法学第 46 巻第 6 号 389 ∼姿位の違いによる全身振動刺激が閉経後の骨密度に与える影響 398 頁（2019 年）. 389. 研究論文（原著）. 姿位の違いによる全身振動刺激が閉経後の女性の骨密度に与える影響＊佐用寛文 1）2）# 鈴木淳 1）柳久子 3）. 要旨【目的】姿位の違いによる全身振動刺激が，腰椎や大. 骨頸部骨密度に与える効果の違いを明らかにする. ことである。【方法】① 60 歳以上の閉経後女性，②腰椎および大. 骨頸部骨密度が YAM（young adult. mean）値 70％以上，③骨粗鬆症に対する薬剤を使用していない者を対象とした。対象をコントロール群，立位群，座位群，側臥位群の 4 群に分け，全身振動刺激介入前と介入後の腰椎および大変化を比較した。【結果】郡内変化においてコントロール群の大. 骨頸部骨密度の. 骨頸部骨密度のみ減少した（P ＝ 0.02）。. 2. χ 検定の結果，姿位の違いによる大骨頸部骨密度に対する効果として，座位群が他の群と比較して維持，上昇する人数が多かった（P ＝ 0.03 V ＝ 0.44）。【結論】座位による全身振動刺激が大. 骨頸部骨密度に. 対してもっとも効果的である可能性があり，姿位の違いによる刺激が特定部位に与える効果が異なる可能性が示唆された。キーワード全身振動刺激，骨密度，姿位の違い，閉経後女性. 治療が長引くことによる身体機能の低下や衰弱につなが. はじめに. り，介護が必要な状態を生じさせる。Jay ら. 6）. は，股. 我が国の高齢化は急速に進んでおり，平均寿命は男性. 関節部骨折患者の死亡率は，骨折を経験していない同程. 80.98 歳，女性 87.14 歳で，65 歳以上の高齢者人口が占. 度の年齢および性別の人よりも 12 ∼ 20％高いと報告し. 1）. める割合は 27.7 ％である（2017 年 10 月 1 日現在）。. ている。そのため，超高齢化社会が進む我が国において. このような背景の中で，骨粗鬆症患者数は年々増加して. 骨粗鬆症に対する対策は重要な課題となっている。骨粗. いる。骨粗鬆症とは，椎体，前腕，大. 骨近位部などの. 鬆症の男女比は約 1：3 であり，女性の罹患率が圧倒的. 骨折が生じやすくなった状態である。我が国の有病率は. に多い。この背景として 50 歳前後での閉経に伴う女性. 約 1,300 万人と推定されており，40 歳以上で腰椎または. ホルモンの急激な減少があり，特に閉経後の女性におい. 大. て大きな問題となっている。腰椎骨密度を調査した先行. 骨頸部の骨粗鬆症と診断された患者数は 1,280 万人. （男性 300 万人，女性 980 万人）であると報告されている. 2‒4）. 。骨粗鬆症は，男女問わず年齢とともに有病率が. 増加し＊. 5）. ，些細な転倒で容易に骨折を引き起こすため，. Effects of Whole Body Vibration on Bone Mineral Density Under the Different Position in Postmenopausal Women 1）ジュン整形外科クリニック（〒 312‒0011 茨城県ひたちなか市中根 4782‒1） Hirofumi Sayoh, PT, Jun Suzuki, MD, PhD: Jun Orthopedics Clinic 2）筑波大学大学院人間総合科学研究科フロンティア医科学専攻 Hirofumi Sayoh, PT: Graduate School of Comprehensive Human Sciences, Master’s program in Medical Sciences, University of Tsukuba 3）筑波大学医学医療系 Hisako Yanagi, MD, PhD: Faculty of Medicin, University of Tsukuba ＃ E-mail: onestepatatime0805@yahoo.co.jp （受付日 2019 年 2 月 19 日／受理日 2019 年 7 月 24 日）［J-STAGE での早期公開日 2019 年 10 月 8 日］. 研究では. 7）. ，22 ∼ 44 歳を 100％とすると，50 ∼ 54 歳. で約 91％，55 ∼ 59 歳で約 82％，75 ∼ 79 歳で約 70％と年々減少すると報告している。骨粗鬆症の予防にはカルシウムやビタミン D などの栄養素の摂取や身体活動の介入が必要であり，特に荷重を伴う運動を行うことが骨密度を維持するために重要であるとされている. 2）. 。骨粗鬆症の一般的な治療法には薬. 物治療と非薬理学的な介入がある。非薬理学的治療は食事指導と運動指導であり，運動による骨密度の維持，改善効果が報告されている。Howe ら. 8）. は，荷重負荷や. 抵抗運動で腰椎骨密度が改善し，歩行を行うことにより大. 骨近位部骨密度が改善すると報告している。そし. て，両者の組み合わせは，両部位の骨密度を改善させる.

(2) 390. 理学療法学第 46 巻第 6 号 20）. と報告している。非荷重下での骨密度の低下は広く知ら. る。また，Pel ら. れており，長期臥床でも骨密度は低下すると報告されて. 伝達率が足関節で最大となり，膝や股関節では約 1/10. いる. 9）. 。Leblanc ら. 10）. は 17 週間のベッドレストによる. は，セミスクワット位では加速度. になると報告している。これらの報告からも姿勢の変化. 橈骨，尺骨，頭蓋骨での骨密度に低下はみられないが，. は筋骨格の反応，関節への加速度伝導効率と関連性があ. 腰椎，大. り，筋骨格に与える効果に影響を及ぼすため，全身振動. 骨近位，踵骨で骨密度の低下が生じたと報告. している。また Collet ら. 11）. は，6 ヵ月間の宇宙飛行で. 刺激を行う際には，伝導効率を考慮した姿位を保持する. 上肢骨に比べ下肢骨で著しく骨密度は低下すると報告し. 必要があると考えられる。. ている。これらの報告は，非荷重による骨密度の低下が. 現在までに，全身振動刺激療法は骨密度を改善させる. おもに荷重を受ける下肢骨に認められやすいことを示唆. とする報告がなされているが，まだその効果的な方法は. し，骨密度の維持・改善には骨への荷重負荷が必要であ. 確立されていない。これまでの全身振動刺激療法に関す. ることを示している。近年，骨粗鬆症の予防や治療の手. る多くの研究が立位姿勢と運動の組み合わせ，周波数と. 段として，全身振動刺激を用いた運動療法が注目されて. 振幅の組み合わせを変えることにより行われてきた。そ. いる。全身振動刺激の特徴は，ニュートンの運動第 2 法. の一方で，姿位が異なることにより対象部位（腰椎・大. 則の F（力）＝ｍ（質量）× （ a 加速度）を利用し，振動に. 骨頸部）に対して全身振動刺激の効果に違いが生じる. より加速度を増加させた状態をつくりだすことで，刺激. かどうかを比較した研究はみられない。そのため，本研. を受けている者に対して大きな負荷を加えることができ. 究では対象部位（腰椎，大. ることである。骨は機械的負荷に適応し，幾何学的形状. 距離を考慮し，異なる姿位で全身振動刺激を行うこと. および微細構造が変化する。その結果として骨密度が増. で，その違いによる骨密度への効果を比較検討する。. 加し，骨の強度が増加することはよく知られている. 12）. 。. 全身振動刺激は骨細胞によって感知される機械的振動を誘発するため. 骨頸部）から振動板までの. 13）. ，骨密度の改善につながると考えられ. 対象および方法 1．対象. ており，特に骨粗鬆症の危険性が高い閉経後女性の骨の. ヘルシンキ宣言に定められた倫理規範にしたがい，筑. 健康を改善するための非薬理学的治療として関心が高. 波大学医の倫理委員会（1128）の承認を得た。インフォー. まっている。. ムドコンセントを，研究に参加したすべての参加者から. 全身振動刺激の骨に対する影響を報告した先行研究では，Rubin ら. 14）. はラットを使用し骨量減少対策を検討. 得た。参加者は茨城県 H 市にある整形外科に通院中で，腰椎および大. 骨頸部の骨密度が「若年成人平均値」の. した結果，全身振動刺激群のマウスはコントロール群と. 70％以上，骨粗鬆症に対する薬剤の服用をしていない. 比較して破骨細胞が 30％少なくなっており，骨量減少. 60 歳以上の閉経後女性を対象とした。ただし，両下肢. の抑制に有効であったと報告している。Chung ら. 15）. は，. や脊椎に人工器具が入っている者や立位保持が困難な者. 全身振動刺激を 6 ヵ月間，週 3 回，5 分間受けた介入群. は除外した。募集は 2017 年 5 月∼ 2018 年 5 月の期間で. は，腰椎骨密度が 2.032％（P ＝ 0.047）増加したが，コ. 行った。研究には 59 名（平均年齢 72.5 ± 5.6 歳，平均. ントロール群では増加しなかった（‒ 0.046％，P ＝ 0.188）. 3 腰椎骨密度 1.02 ± 0.18 g/cm ，平均大. と報告している。Verschueren ら. 16）. は，閉経後の女性. 骨頸部骨密度. 3 0.77 ± 0.09 g/cm ）が参加した。. を対象に 6 ヵ月間，週 3 回，20 分の全身振動刺激トレーニングの結果，股関節の骨塩量が 0.93％（P ＝ 0.03）増. 2．介入方法. 加したと報告している。一般的に全身振動刺激の効果に. インフォームドコンセント後に参加者を登録し，研究. 影響を及ぼす要因として，周波数や振幅，姿勢や振動の. に関与していない医師により，乱数表を用いて参加者を. 種類が考えられている。Oliveira ら. 17）. のシステマティッ. ランダムに割り付け，立位群（n=16），座位群（n=15），. クレビューでは，周波数や振幅，振動板の種類，膝関節. 側臥位群（n=14），コントロール群（n=14）の 4 群に分. の姿位が検討されており，介入条件により効果が異なる. けた。10 分間（5 分間× 2）の全身振動刺激を週 3 回行い，. と報告している。Juhyun ら. 18）. は，骨盤底筋群への全. 期間は 6 ヵ月間（26 週× 3 回＝ 78 回を目安）とした。. 身振動刺激において効果的な姿位と周波数を調べること. 本研究の介入方法は Power Plat を用いた Verschueren. を目的とした研究で，3 つの姿位（膝関節屈曲 20 度，30 度，. ら. 40 度）と 4 つの周波数（6 Hz，12 Hz，18 Hz，26 Hz）. の研究を参考にし，Power Plate. を組み合わせた運動を行い，特定の姿位と周波数で効果. 位，側臥位をとり，周波数 35 Ｈ z，振幅 Low（2 ∼ 4 mm）. 的に骨盤底筋群の活動性が増加したことを報告してい. で 10 分間（5 分間× 2）姿勢を保持した（図 1‒1，1‒2，. 19）. 16）. の研究と振動の伝達効率を考慮した Rubin 21）ら ®. pro5™ 上で立位，座. によると，振動の伝導は直立位. 1‒3）。立位群は膝関節伸展位，体幹直立位とし，座位群. で最大となり，関節の屈曲角度に依存すると報告してい. は端座位で体幹直立位，側臥位群は右下（測定側下）側. る。Abercromby ら.

(3) 姿位の違いによる全身振動刺激が閉経後の骨密度に与える影響. 391. 図 1-3 側臥位姿位. コントロール群には介入が行われず，通常の日常生活を維持するように指導した。また，骨粗鬆症や筋肉量に影響を与える可能性のある投薬またはサプリメントを使用しないように指導した。図 1-1 立位姿位. 有害事象の把握のため，初回の介入後に気分不快，めまい，転倒，関節痛，疲労感など有害事象の有無を確認した。2 回目以降も同様に継続して確認を行った。 3．データ収集 1）参加者特性介入前後に参加者の年齢，体重，身長，栄養状態を収集した。栄養状態の評価は簡易栄養状態評価表（Mini ® Nutritional Assessment-Short Form: MNA -Short. Form）を用いて行った（表 1）。 2）骨密度の評価 DXA 装置（日立製作所製，Dichroma Scan DCS-900FX）を用いて参加者の骨密度の測定を行った。骨密度は腰椎（L2 ∼ L4）および大骨頸部で測定した。aBMD（Areal 2 bone mineral density：以下，aBMD）は絶対値（g/cm ）. で表し，測定は研究に関与していない放射線技師により行った。測定者に対し参加者の各群への割り付けは盲目化した。測定装置は毎回較正を行い，測定手順は同一に行った。フォローアップ後に，医師により新たな脆弱骨折が発生していないかどうかの確認を行った。 4．統計学的解析図 1-2 座位姿位. データの正規性は Shapiro-Wilk 検定によって検証した。記述的データは，平均値および標準偏差で表した。分散の等分散性は，Levene 検定によって検証した。4. 臥位とした。機器の設定（周波数，振幅，時間）と参加. 群の介入前後の参加者特性に差異があるかどうかを検証. 者の姿位は 6 ヵ月間の介入を通して同一とした。介入群，. するため，one way ANOVA（Analysis of variance：. コントロール群とも参加者には 6 ヵ月間の間に筋力増強. 以下，ANOVA）または Kruskal-Wallis 検定を行った。. 運動など他の運動を行わないように指導した。さらに，. 腰椎骨密度の介入前後の群内変化を対応のある t 検定で.

(4) 392. 理学療法学第 46 巻第 6 号表 1 簡易栄養状態評価表（MNA-SF）. 比較し，大. 骨頸部骨密度の群内変化を Wilcoxon の符. 号付順位検定で比較した。さらに，各群と全身振動刺激による骨密度への効果の関連を調べるために，Pearson 2. 結果 1．参加者の選定. の χ 検定を行った。すべての統計において有意水準は. 研究に登録された 62 名中 3 名が介入開始前に研究へ. 5％（P ＜ 0.05）とした。ITT（Intent to treat：以下，. の同意を撤回した。残りの 59 名が 4 群に振り分けられ. ITT）分析を行い，すべての無作為化された参加者が分. た（図 2）。. 析に含まれた。分析は IBM SPSS 25.0 を使用した。. 参加者の 59 名中 49 名（83.1％）が 6 ヵ月間の期間を終了した。コントロール群で 5 名（連絡なし 5 名），立位.

(5) 姿位の違いによる全身振動刺激が閉経後の骨密度に与える影響. 393. 図 2 研究のフロー図. 表 2 介入前の参加者特性コントロール（ｎ＝ 16）. Variable. 立位（ｎ＝ 15）. 座位（ｎ＝ 14）. 側臥位（ｎ＝ 14）. P value. 年齢（才）. 74.3 ± 5.6. 71.7 ± 5.6. 71.5 ± 6.0. 72.3 ± 5.2. 0.52. 体重（㎏）. 57.3 ± 9.3. 56.5 ± 6.3. 54.9 ± 7.2. 53.1 ± 6.4. 0.46. 身長（cm）. 151.3 ± 5.1. 153.1 ± 4.1. 153.1 ± 6.7. 153.2 ± 4.2. 0.67. 12.6 ± 1.3. 13.1 ± 1.3. 12.4 ± 2.1. 12.9 ± 1.2. 0.67 b. 1.05 ± 0.18. 0.99 ± 0.14. 1.01 ± 0.22. 1.02 ± 0.20. 0.86. 0.76 ± 0.08. 0.77 ± 0.10. 0.78 ± 0.12. 0.77 ± 0.08. 0.99. 栄養（点） 3. 腰椎（g/cm ）大. 3. 骨（g/cm ）. a. b. b. a. one way ANOVA Kruskal-Wallis test 平均値±標準偏差. 表 3 介入 6 ヵ月後の参加者特性コントロール（ｎ＝ 11）. Variable. 立位（ｎ＝ 14）. 座位（ｎ＝ 14）. 側臥位（ｎ＝ 10）. P value a. 年齢（才）. 74.7 ± 6.6. 73.0 ± 5.4. 72.0 ± 6.1. 73.6 ± 4.6. 0.69. 体重（㎏）. 58.1 ± 8.9. 56.5 ± 6.4. 54.6 ± 7.2. 53.8 ± 6.1. 0.49. 身長（cm）. 152.6 ± 3.6. 153.0 ± 4.3. 153.0 ± 6.4. 153.3 ± 4.4. 0.99. 栄養（点）. 13.5 ± 0.7. 13.5 ± 0.8. 12.7 ± 1.7. 12.9 ± 0.7. 0.18 b. ―. 43.2 ± 14.9. 50.6 ± 17.1. 56.1 ± 14.3. 0.14. 回数（回） 3. 腰椎（g/cm ）. 1.04 ± 0.25 ‒0.69 ± 9.2. 腰椎変化率（％）大. 骨（g/cm3）. 大. 骨変化率（％）. a. 0.73 ± 0.09 ‒3.67 ± 3.8. 0.99 ± 0.18 ‒0.43 ± 6.1 0.73 ± 0.79 ‒2.79 ± 7.3. 1.00 ± 0.23. 1.01 ± 0.20. 0.94. 1.58 ± 4.8. 0.55 b. 0.79 ± 0.14. 0.75 ± 0.08. 0.64 b. 1.51 ± 5.8. 0.25 ± 5.2. 0.10. ‒0.80 ± 6.3. b. one way ANOVA Kruskal-Wallis test 平均値±標準偏差. 群で 2 名（連絡なし 1 名，内科的疾患１名），側臥位群で. 試行回数に群間差はみられなかった（P ＝ 0.14）。それ. 4 名（連絡なし 3 名，癌 1 名）が脱落者であった（図 2）。. ぞれの群の試行回数は立位群で 43．2 ± 14.9 回（55.4％），座位群で 50.6 ± 17.1 回（64.9 ％），側臥位群で 56.1 ±. 2．参加者特性の比較. 14.3（71.9％）であった（表 3）。. 各群間での介入前後の身体パラメータ，栄養状態およ. 側臥位群（1.58 ± 4.8％）の腰椎骨密度変化率，座位. び骨密度（腰椎，大. 群（1.51 ± 5.8％），側臥位群（0.25 ± 5.2％）の大. 骨頸部）において群間差はみられ. なかった（表 2，3）。同様に，6 ヵ月間の介入における. 骨. 頸部骨密度変化率において正の変化を示した（表 3）。.

(6) 394. 理学療法学第 46 巻第 6 号. 表 4 介入前から介入 6 ヵ月後の腰椎骨密度の前後変化 6M −介入前. コントロール（n=11）. 立位（n=14）. 座位（n=14）. 側臥位（n=10）. 平均値（g/cm3）. 0.00 ± 0.11. ‒0.00 ± 0.06. ‒0.01 ± 0.06. 0.02 ± 0.04. 95％信頼区間. ‒0.07 ∼ 0.07. ‒0.03 ∼ 0.03. ‒0.04 ∼ 0.03. ‒0.01 ∼ 0.05. P value. 0.99. 0.98. 0.62. 0.21. t 検定（介入 6 ヵ月後−介入前）平均値±標準偏差. 表 5 介入前から介入 6 ヵ月後の大. 骨頸部骨密度の前後変化. 6M −介入前. コントロール（n=11）. 立位（n=14）. 座位（n=14）. 側臥位（n=10）. 平均値（g/cm3）. ‒0.03 ± 0.03. ‒0.02 ± 0.05. 0.01 ± 0.05. 0.00 ± 0.04. 95％信頼区間. ‒0.05 ∼ ‒0.01. ‒0.05 ∼ 0.01. ‒0.01 ∼ 0.04. ‒0.03 ∼ 0.03. P value. 0.02 *. 0.22. 0.20. 1.00. Wilcoxon の符号付順位検定（介入 6 ヵ月後−介入前） * Significantly different (P < 0.05) 平均値±標準偏差. 表 6 全身振動刺激介入における腰椎骨密度への効果姿位コントロール. 立位. 座位. 側臥位. 合計. 維持・改善. 減少. 合計 11. 度数. 5. 6. 調整済み残差. ‒0.9. 0.9. 度数. 8. 6. 調整済み残差. 0.0. 0.0. 度数. 8. 6. 調整済み残差. 0.0. 0.0. 度数. 7. 3. 調整済み残差. 0.9. ‒0.9. 度数. 28. 21. 14. 14. 10. 49. 2. χ 検定 P ＝ 0.73 Cramar の V ＝ 0.16. 3．腰椎および大. 骨頸部骨密度の介入前と介入 6 ヵ月. 後の郡内比較. による大. 骨頸部骨密度への効果は群間で差異を認めた. （P = 0.03）（表 7）。加えて，調整済み残差による頻度の. 介入群の介入前後の腰椎および大. 骨頸部骨密度の群. 差が± 2.0 を超えており，コントロール群では骨密度の. 内変化は，改善および減少はみられなかった（表 4，5）。. 減少者数が他の群と比べて多く，座位群では維持・改善. しかし，コントロール群の大. 者数が多かった。関連度を表す連関係数が V ＝ 0.44 で. 骨頸部骨密度のみ有意に. 減少していた（P ＝ 0.02）（表 5）。. あり，全身振動刺激による大. 骨頸部骨密度への効果に. 群間差があることが示唆された（表 7）。 4．姿位の違いによる全身振動刺激介入における骨密度への効果. 5．有害事象. 各群と全身振動刺激による骨密度への効果の関連につ 2. 各群とも転倒などの重大な有害事象の発生は生じな. いて，骨密度の維持・改善者と減少者に分け，χ 独立. かった。初回に立位群の 1 名が気分不快，座位群の 1 名. 性の検定を行った。各群と全身振動刺激による腰椎骨密. がめまいを訴えたが，2 回目以降の訴えはなかった。関. 度への効果との間には有意な関連はみられなかった（P. 節痛や疲労感の訴え等はすべての群でみられなかった。. = 0.73）（表 6）。また調整済み残差による頻度の差もみられず，関連度を表す連関係数は V = 0.16 で，各群と. 考察. 全身振動刺激による腰椎骨密度への効果との間に関連が. 姿位の違いによる全身振動刺激が腰椎および大. ほとんどみられなかった（表 6）。一方，全身振動刺激. 部骨密度に与える効果を介入前後で比較した結果，大. 骨頸.

(7) 姿位の違いによる全身振動刺激が閉経後の骨密度に与える影響. 表 7 全身振動刺激介入における大姿位. 395. 骨頸部骨密度への効果. 維持・改善. 減少. 合計. 度数. 2. 9. 11. 調整済み残差. ‒2.3. 2.3. 度数. 6. 8. 調整済み残差. ‒0.5. 0.5. 度数. 11. 3. 調整済み残差. 2.6. ‒2.6. コントロール. 立位. 座位. 側臥位. 度数. 5. 5. 調整済み残差. 0.1. ‒0.1. 度数. 24. 25. 合計. 14. 14. 10. 49. 2. χ 検定 P ＝ 0.03 Cramar の V ＝ 0.44. 骨頸部骨密度に関して，座位による刺激がもっとも効果. 変化率，座位，側臥位による大. 的である可能性が示唆された。コントロール群における. が正の変化を示し，大. 大. 骨頸部骨密度は介入前後を比較すると減少していた. とも効果的な姿位であった可能性がある。座位および側. が，介入群に減少はみられなかった。また，有害事象に. 臥位では立位よりも各刺激対象部位と振動板との距離が. おいて，大きな問題は確認されなかった。. 短く，振動の伝達効率の損失が少なくなることによっ. 骨頸部骨密度の変化率. 骨頸部骨密度に対し座位がもっ. 全身振動刺激による介入前後の骨密度の改善はどの群. て，振動刺激が各部位の骨細胞を十分に刺激し，骨形成. においても認められず，コントロール群の大. を促進したと考えられる。. 密度のみ減少した。Tsunenari ら. 22）. 骨頸部骨. は閉経後女性の骨. 一方で，本研究の全身振動刺激による腰椎および大. 密度の年間変化率は腰椎骨密度で ‒ 0.74 ± 2.43％，大. 骨頸部骨密度の改善がみられなかった。その要因として. 骨頸部骨密度で ‒ 1.95 ± 1.84％と報告している。本研究. 周波数や振幅等のパラメータの設定，振動板の種類，全. では側臥位群の 6 ヵ月後の腰椎骨密度変化率が 1.58 ±. 身振動刺激中の姿勢の影響が考えられる。Rubin ら. 4.8％，座位群，側臥位群の大. 骨頸部骨密度変化率が. は腰椎および股関節にエネルギーを効率的に伝達するた. 1.51 ± 5.8％，0.25 ± 5.2％と正の変化を示した。このこ. めには，高周波および低振幅の機械的刺激が必要である. とから，座位や側臥位による全身振動刺激が少なくとも. ことを報告している。本研究では，姿位の違いにより，. 骨密度を維持する効果があることが示唆された。さら. 対象部位への伝達効率を上げることで骨密度への効果的. に，姿位別の全身振動刺激が骨密度に与える効果を比較. な介入ができるかどうかを検討することを目的としたた. 検討した結果，大. 骨頸部骨密度に関して，座位群では. め，対象部位に振動刺激がより効率的に伝達されると考. 骨密度の維持・改善者数が多く，コントロール群では少. えられる高周波，低振幅，高マグニチュードの刺激を用. なかった。これらの結果から全身振動刺激の効果が姿位. い，筋収縮の影響を少なくするため立位群では膝関節伸. により異なる可能性が示唆された。. 展位を保持した。Oliveira ら. 振動刺激療法が骨密度を改善させるメカニズムとして. ビューによると低周波・高マグニチュードの振動刺激，. 2 つの仮説が考えられている。1 つ目は，振動刺激に対. 交互型の振動板，膝関節軽度屈曲位の保持といった各条. する骨格反応が運動に類似しており，メカノトランスダ. 件下で，コントロール群に比べ介入群で腰椎骨密度，大. クションプロセスにより，骨に与えられた機械的刺激. 骨頸部骨密度を改善させることを報告している。ま. が，生化学的シグナルを生成する細胞で検知されること. た，高周波・低マグニチュードの刺激では腰椎骨密度の. 23）. 17）. 21）. のシステマティックレ. 。このメカニ. み変化するとも報告しており，パラメータの違いにより. ズムが働くためには振動刺激が骨細胞に十分に伝達され. 結果が異なることを示唆している。このことから，今回. で骨形成を促進するというものである 19）. は振動の伝導は直立. 骨密度の改善が得られなかった要因のひとつがパラメー. 位で最大となり，関節の屈曲角度に依存すると報告して. タや振動板の種類であった可能性が考えられた。全身振. る必要がある。Abercromby らいる。また，Pel ら. 20）. はセミスクワット位では加速度. 動刺激が骨密度を改善させる 2 つ目の仮説として，筋収 13）. は振動刺激中に筋の連続. の伝達率は足関節で最大となり，膝や股関節では約. 縮の要因がある。Judex ら. 1/10 になると報告している。このことから，姿位や関. 的な収縮が促進されることによって骨細胞が刺激される. 節の位置，振動刺激板からの距離によって伝達効率が変. と報告している。このメカニズムにより腰椎骨密度の改. 化すると考えられる。今回，側臥位による腰椎骨密度の. 善に影響を与えるためには，脊柱に付着する傍脊柱起立.

(8) 396. 理学療法学第 46 巻第 6 号. 筋群の筋活動を高めることが必要であると考える。 Wakeling ら. 24）. は振動が各筋肉の固有振動数に類似し. 結論. た周波数で伝達されると共鳴が起き，筋活動量が増加す. 姿位の違いによる全身振動刺激が，腰椎および大. 骨. ると報告している。本研究の高周波・高マグニチュード. 頸部骨密度に与える効果の違いを比較した結果，大. 骨. の振動刺激では傍脊柱起立筋の固有振動数と類似せず，. 頸部骨密度に関して，座位がもっとも効果的であること. 十分な筋活動量が得られなかった可能性があり，今後の. が示唆された。本研究により，全身振動刺激を与える姿. 25）. は体幹の屈曲角度. 位を部位ごとに変えることによって，骨密度に与える効. と腰部伸筋群の活動について，前屈 60°までは角度が増. 果が異なる可能性が示唆された。今後より詳細に振動刺. えるほど筋活動量が増加すると報告している。今回の姿. 激中の姿位や異なる振動パラメータ，筋収縮を考慮した. 位は筋収縮の影響を少なくするため，体幹直立位を保持. 運動等の組み合わせを検討する必要があると考えられた。. 検討が必要である。また，加茂ら. しており，腰椎骨密度に刺激を与える傍脊柱起立筋群の筋活動量が十分でなかったため，骨密度の改善が得られなかった可能性がある。さらに，大. 骨頸部骨密度に改. 利益相反本研究に開示すべき利益相反はない。. 善がみられなかった理由として，同様に筋活動量の影響が考えられた。Oliveira ら. 26）. は 6 ヵ月間，週 3 回非連. 続的な日に 5 分の全身振動刺激を行うと，大. 骨頸部骨. 密度に変化は認められないが，大. 骨転子部骨密度は有. 意に改善したと報告している。大. 骨転子部には中殿筋. や小殿筋といった大きな筋肉が付着しており，その筋収縮によって転子部の骨細胞が刺激され，骨密度の改善につながったのではないかと考えられた。一方で大. 骨頸. 部には筋が付着しておらず，筋活動による骨細胞への刺激が少なく，骨密度の改善が得られなかった可能性がある。今回の測定も大. 骨頸部で行われており，先行研究. と同様に有意な改善がみられなかった可能性がある。本研究において骨密度の有意な改善はみられなかった。しかし，姿位の違いにより，骨密度に与える効果が異なる可能性が示された。特に大. 骨頸部のように筋が. 付着していない部位に対し，振動板から刺激部位までの距離を短くし，振動の伝達効率を上げることは有用な手段であると考えられる。現在においても全身振動刺激が骨密度を効果的に改善させるパラメータや姿位は確立されていない。今回用いた高周波・高マグニチュードの振動刺激が，骨密度を改善させないと報告されている一方で，Elena ら. 27）. のシステマティックレビューでは，65. 歳未満の閉経後の女性に対して，高周波・高マグニチュードの刺激が腰椎骨密度を改善させると報告している。このように，全身振動刺激の骨密度に与える効果は条件の違いで大きく異なる。そのため，今後部位別に様々な姿位と周波数の組み合わせや筋収縮の影響を考慮した運動を加え，骨密度に効果的な影響を与えることができる介入方法を検討することが必要である。本研究の限界は単一施設で行っており，サンプル数が小さく，参加者の通院頻度や体調，クリニックの休診などが全身振動刺激の試行回数に影響を及ぼした。さらに，コントロール群で，通院が終わり来院されないことから，データを収集することが困難であった。. 謝辞：本研究を行うにあたり，ご協力くださいました対象者の皆様，関係者の皆様に深謝いたします。文献 1）厚生労働省平成 30 年版高齢社会白書（全体版）（PDF 版）． http://www8.cao.go.jp/kourei/whitepaper/w2018/zenbun/ 30pdf_index.html（2018 年 10 月 5 日引用） 2）骨粗鬆症の予防と治療ガイドライン作成委員会（編）．骨粗鬆症の予防と治療ガイドライン（2015 年版）．ライフサイエンス出版，2015. 3）Yoshimura N, Muraki S, et al.: Cohort Profile: Research on Osteoarthritis/Osteoporosis Against Disability study. Int J Epidemiol. 2010; 39: 988‒995. 4）Yoshimura N, Muraki S, et al.: Prevalence of knee osteoarthritis, lumbar spondylosis, and osteoporosis in Japanese men and women: the research on osteoarthritis/ osteoporosis against disability study. J Bone Miner Metab. 2009; 27: 620‒628. 5）山本逸雄：骨粗鬆症人口の推定．Osteoporosis Jpn．1999; 7: 10‒11. 6）Mafaziner J, Simonsick EM, et al.: Predictors of Functional Recovery One Year Following Hospital Discharge for Hip Fracture: A Prospective Study. J Gerontol. 1990; 45(3): M101‒M107. 7）日本骨代謝学会，骨粗鬆症診断基準検討委員会：原発性骨粗鬆症の診断基準（1996 年度改訂版）．Osteoporo Jpn. 1996; 4: 643‒653. 8）Howe TE, Shea B, et al.: Exercise for preventing and treating osteoporosis in postmenopausal women. Cochrane Database Syst Rev. 2011; 7: CD000333. 9）山田和政，山田恵，他 : 長期臥床高齢患者の骨密度と理学療法におけるリスクマネージメントについて．理学療法科学．2006; 21(3): 205‒208. 10）Leblanc AD, Schneider VS, et al.: Bone mineral loss and recovery after 17 weeks of bed rest. J Bone Miner Res. 1990; 5: 843‒850. 11）Collet P, Uebelhart D, et al.: Effects of 1- and 6-month spaceflight on bone mass and biochemistry in two humans. Bone. 1997; 20: 547‒551. 12）Frost HM: On our age-related bone loss: insights from a new paradigm. J Bone Miner Res. 1997; 12(10): 1539‒1546. 13）Judex S, Rubin CT: Is bone formation induced by high frequency mechanical signals modulated by muscle activity? J Musculoskelet Neuronal Interact. 2010; 10(1):.

(9) 姿位の違いによる全身振動刺激が閉経後の骨密度に与える影響 3‒11. 14）Rubin C, Xu G, et al.: The anabolic activity of bone tissue， suppressed by disuse, is normalized by brief exposure to extremely low-magnitude mechanical stimuli. FASEB J. 2001; 15: 2225‒2229. 15）Lai CL, Tseng SY, et al.: Effect of 6 months of whole body vibration on lumbar spine bone density in postmenopausal women: a randomized controlled trial. Clin Interv Aging. 2013; 8: 1603‒1609. 16）Verschueren SM, Roelants M, et al.: Effect of 6-month whole body vibration training on hip density, muscle strength, and postural control in postmenopausal women: a randomized controlled pilot study. J Bone Miner Res. 2004; 19: 352‒359. 17）Oliveira LC, Oliveira RG, et al.: Effects of whole body vibration on bone mineral density in postmenopausal women: a systematic review and meta-analysis. Osteoporos Int. 2016; 27(10): 2913‒2933. 18）Juhyun L, Kyeongjin L, et al.: Determining the Posture and Vibration Frequency that Maximize Pelvic Floor Muscle Activity During Whole-Body Vibration. Med Sci Monit. 2016; 22: 4030‒4036. 19）Abercromby AFJ, Amonette WE, et al.: Vibration exposure and biodynamic responses during whole-body vibration training. Med Sci Sports Exerc. 2007; 39: 1794‒1800. 20）Pel JJ, Bagheri J, et al.: Platform accelerations of three different whole-body vibration devices and transmission of vertical vibrations to the lower limbs. Med Eng Phys. 2009; 31: 937‒944.. 397. 21）Rubin C, Pope M, et al.: Transmissibility of 15-hertz to 35-hertz vibrations to the human hip and lumbar spine: determining the physiologic feasibility of delivering lowlevel anabolic mechanical stimuli to skeletal regions at greatest risk of fracture because of osteoporosis. Spine (Phila Pa 1976). 2003; 28: 2621‒2627. 22）Tsunenari T, Yamada S, et al.: Menopause-related changes in bone mineral density in Japanese women: A longitudinal study on lumbar spine and proximal femur. Calcif Tissue Int. 1995; 56(1): 5‒10. 23）Beck BR: Vibration therapy to prevent bone loss and falls: mechanisms and efficacy. Curr Osteoporos Rep. 2015; 13(6): 381‒389. 24）Wakeling JM, Nigg BM, et al.: Muscle activity damps the soft tissue resonance that occurs in response to pulsed and continuous vibrations. J Appl Physiol (1985). 2002; 93: 1093‒1103. 25）加茂祐樹，竹光義治，他 : 腰部伸筋群の筋内圧と筋血流量との関係．日整会誌．1991; 65: S1147. 26）Oliveira LC, Oliveira RG, et al.: Effects of Whole-Body Vibration Versus Pilates Exercise on Bone Mineral Density in Postmenopausal Women: A Randomized and Controlled Clinical Trial. J Geriatr Phys Ther. 2019; 42(2): E23‒E31. 27）Elena MC, Pedro E, et al.: Whole-body vibration training and bone health in postmenopausal women A systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2018; 97(34): e11918..

(10) 398. 理学療法学第 46 巻第 6 号. 〈Abstract〉. Effects of Whole Body Vibration on Bone Mineral Density Under the Different Position in Postmenopausal Women. Hirofumi SAYOH, PT, Jun SUZUKI, MD, PhD Jun Orthopedics Clinic Hirofumi SAYOH, PT Graduate School of Comprehensive Human Sciences, Master’s program in Medical Sciences, University of Tsukuba Hisako YANAGI, MD, PhD Faculty of Medicin, University of Tsukuba. Purpose: The purpose of this study was to clarify the effect of whole-body vibration performed under the different position on lumbar spine and femoral neck bone density. Methods: The subjects were postmenopausal women over the age of 60 years who had lumbar spine and femoral neck bone mineral density of more than 70% YAM (young adult mean) and did not use medicines for osteoporosis. The subjects were divided into 4 groups (control, standing position, sitting position, lateral decubitus position), then lumbar spine and femoral neck bone density were compared before and after the whole-body vibration intervention. Results: Only the femoral neck bone mineral density of the control group decreased (P = 0.02). As a 2 result of the χ test, the number of people who maintained or increased the femoral bone density was. larger in the sitting group compared to the other groups (P = 0.03, V = 0.44). Conclusions: It is suggested that the whole-body vibration of the sitting position may be the most effective to improve femoral neck bone mineral density. The effect of whole-body vibration to a specific body part may be different depending on the position. Key Words: Whole-body vibration, Bone mineral density, Different position, Postmenopausal women.

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