理学療 法学 第 22巻第 1 号 5
〜
9 頁 (1995 年)侵
幸
告
膝前十字靱帯再
建
術
後
の
大腿
四
頭 筋
・
ハ ムス
ト
リ
ング
ス
に
お
け
る
ピ
ー
ク ト
ル
ク
と
仕 事 量
の
関
係
*木野
田
典保
1)石井慎
一
郎
1)渡
辺 要
一
1)浅 野
信
一
2)赤 木
家
康
3)大 城
博
4) 要旨 膝 前一
1
一
字 靱 帯 再 建 術 後 患 者22例にっ い て大 腿四頭 筋とハ ム ス ト リングスの筋 力を測 定 し (60°
/sec,
180°
/sec,300
°
fsec
),
ピー
ク トル クと仕 事 量より両者の関 係を比 較,
検討し た。 膝 伸 展で の ピー
ク ト ル ク値は,
角 速 度が 180°
/sec,300
°/sec において両側で の有 意 差は認め ら れ な かっ た が,
什事量値で は すべて の 角 速 度におい て傷 害側に比 べ 非 傷 害側が有意に大き かっ
た 。 こ の こと か ら,
仕 事量での 180°
/sec,
300“
fsec
にお け る改善の 遅れ が示唆さ れ た。 膝屈曲での ピー
ク トル ク値は すべて の角速度に おい て有 意 差が認め ら れ な かっ た が,
仕事量 値ではすべ て の角速度で非傷害側が有意に大 きかっ た。 以 上 か ら,
ハ ム ス ト リングスの収 縮 持 続 能 力の低 下である と考え ら れ た。
仕 事 鼠は勁 作 時の筋の関 節 保護 能力,
制動能力, 同時収縮能力を評価 する上で利用さ れ るべ き貴重 なパ ラメー
ター
である 。 キー
ワー
ド ピー
ク トル ク,
仕事量,
ACL は じ め に トル ク測定 装置は角速度別の等速性筋 出力の定量 的 な 測定 を 可能に し た とい う点で,
臨 床 分 野でも整 形 外 科 疾 患やスポー
ツ パ フ ォー
マ ン スの評価に広く活用されてい る。 ス ポー
ッ医学に おい て こ の等 速 性筋 出力テス トを使 用す る ことは傷 害後の スポー
ッ復帰の ための ひとっ の 基 準と な る。一
般 的に スポー
ッ復 帰を許 tiJする前に用い*
TheRelationship between Peak Torque and Total Work of the
Quadriceps
and Hamstrillgs after AnteriorCruciate Ligament Reconstructien 1〕永生 病 院リハ ビリ テ
ー
ショ ンセンター
(〒工93東 京 都八王 子市 椚H町583
・
15)Noriyasu Kinoda
,
RPT,
Shinichit・
o Ishii,
RPT、
YoichiWatanabe
,
RPT :Rehabi]itatien Center,
Eisei HospitalZ>早稲田 医 療 技術専 門 学校
Shinichi Asano
,
RPT :Waseda College of Medical Arts and Sciences3)永 生 病 院リハ ビリ テ
ー
シ ョ ン センター
整 形 外 科Ieyasu Akagi
,
MD :Dept,
of Orthopaedic Surgery,
EiseiHo $pital
,
Rehabilitation Center 4)目本 大 学 医 学 部 付 属 病 院 整 形 外 科
Hiroshi Oshiro
,
MD :Dept.
of Orthopaedic Surgery,
Nihon University Hospital
(受 付日1993 ,
e
10月22日/ 受理 日1994年11月15 日)ら れ るの は
,
大 腿 四 頭筋で の ピー
ク トル ク (peaktorque :以
一
ドPT
と略す)の 健患比で90
% を越え るこ と や1)
,
体 重 支 持 指 数 (WBI ≡
weight−bearing−
index
)2’
4)で 13 % をゴー
ル と す ること な どで あ る。 し か し,
PT は あ る一
点で の トルクの大き さ を表して いる に過ぎ ない し,
ま た,
筋 力か ら動 作 能 力を評価する場 合,
関 節 運 動中の筋張 力発揮 形態を み る必要が あ る。
故に,
等 速 性 筋 出 カテス トか らパ フ ォー
マ ン スを 予 測 する場 合 も測 定 呵動 域 中の トル クを時 間 積 分した値 (仕 事 量best work repetition and total wQrk :TW ) を 評 価
指 標と す ること が望ま しい5
”
7)。
こ の研 究の 目的は膝 前 卜字 靱 帯 (Anterior
cruciate ligament :ACL
) 損 傷 再 建 術 後 患 者の大 腿四頭 筋とハ ム ス トリングス の収 縮にお けるPT
とTW の 出 力の 関 係にっ いて検 討 し,
臨 床に お ける評 価の妥 当・
睦を明ら かに しよ う と試み た もの で あ る。
方 法 1,
対 象 被験 者は平 成 4年1
月18E
か ら平 成 4 年 12月 21 日Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service Japanese Physioal Therapy Assooiation
6 理学療法学 第 22巻第
1
号まで に膝
ACL
損傷で当院に入院し,
関節鏡下で再建術 を行っ た22
名と した。 性 別は男性 8名,
女 性14名,
体重平 均
57.
4
±10.
2
kg,
年齢平 均25.
5
±6,
8
歳であっ た。術 式はい ずれも 自家 組 織に て半 腱 様 筋
・
薄 筋 腱を用いたもの 17 例
,Bone−
Tendon−
Bone4 例,
腸 脛 靱 帯を用いたもの 1例であ
っ
た。 ま た,
傷 害 側に合 併 症を有 して い る者は 15 例いた (内 側 半 月板損 傷8例,
外 側 半 月 板 損 傷7例,
内側 側 副 靱 帯 損 傷4例,
合併 症 な し6例 )が,
対 側 下 肢 を傷 害して いる者は いなか っ た。
な お,
測定ま で の期 間は術 後 平 均7.
1± 2.
4か 月 (5〜
11か 月 )で あっ た。
2 .
測定方法 被 験 者 22名に対し,
膝 伸展 お よ び 屈曲の等 速 性筋 出 力測定を傷害側と非 傷害側に おい て実施し た。 測定にはCybex
350
(Lumex 社) を 用い,
測 定速度は60°
/sec,
180
° /sec,300
° /sec の3
種類と し た。 角 速度の決 定は そ れ ぞ れ低速,
中速,
高速を特徴づけるもので,
過 去に おい てよ り多く測定さ れて い る角速 度を選んだ。 被 験 者 はウ ォー
ミン グア ッ プ と して 10分 間の 自転 車エ ル ゴ メー
ター
の駆動を行っ た後,
備え付 けテー
ブル に椅 座 位 をとり,
ス ト ラ ッ プに て胸,
骨 盤,
大 腿 を しっ かり と固 定し た。 膝 軸を入 力レバー
に合わせ,
レバー
アー
ムは足 関 節 (外 果 直lt
)で固定 した。 また,
膝 関節の可 動 域 が 0°〜
90°
の範囲と なる よ うに レンジス トッパー
に て ブ ロ ック した。 被 験者は各 角 速 度で の測 定 前に,
4回の最 大 下で の練 習を十 分な説 明と と もに行っ た。
そ の後,
膝 関 節を90°
屈 曲した位 置から最 大 努 力での膝 伸 展 および 屈 曲 を4回 繰 り返し た。 なお,
傷 害 側 と非 傷 害 側は ラン ダムに測 定し,
各々 の角 速 度の間に は30秒 間の休 息を 設 けること と した。
3.
統 計処 理 各角速度で の膝伸 展と屈曲で得ら れ たPT
値とTW 値において最 大 値 を 抽出し,
そ れ ぞ れ傷 害側と非傷害側 とで平均値の差の検定を行っ た。 結 果 1) 膝伸展での PT 値は60
° /sec におい て傷 害 側に 比べ非傷害側が有意に大き かっ た が (pく0 .
05
),
180°
/ sec,
300°
/sec で は両 側で の有意 差 は み ら れ な か っ た (表1
)。
2
) 膝 伸 展で の TW 値は,
すべ て の角 速 度において 傷 害 側に比べ非 傷 害 側が有 意に大きか っ た (60 ° /sec :p<
O.
Ol;180e/sec,300
°/sec l p<O
.
OJ
「 ;表1
)。3
)膝 屈 曲で の PT 値はすべて の角 速 度に おい て有 意 差が認められな か っ たが,
TW 値で はすべ ての角 速度 で傷害 側に比べ 非 傷害 側が有意に大き か っ た (180ef
sec :p<0.
05;60b/sec,
300° /sec :p<O .
Ol
;表 2)。 4)傷害側にお ける膝 仲展 及び屈曲で の トル ク波形は,
表 1 ACL 再 建 術 後にお け る膝 伸 展 力の ピー
ク ト ル クと仕 事 量 (Mean ±SD、
n諞
22) 角 速 度 ピー
ク トル ク (Nm ) 仕 事 量 (J
)60
°
/sec 180° /sec300°
/sec 非傷 害側 168.
5
±50.
1 112.
0±42.
279.
Ot
:32.
5 傷 害 側128,
3
±58、
1* 89.
0±42.
8 62.
5士28,
3
非三f
錺害但II l65.
9
±48.
5 119.
2±44,
4 88.
0
±34,
9
傷 害側 弖24.
〇二L53.
4’ *92,
4
±42.
3*67.
4±30.
6*
ピー
ク トルク60° /sec と仕事 量のすべ ての角速度に有意 差あ り.’
pくO,
e5,
* ”pく0,
01.
表 2 ACL 再建 術 後にお ける膝 屈 曲 力の ピー
ク トル クと仕 事量 (Mean ±SD,
n=
22) 角 速 度 ピー
ク ト ルク (Nm ) 什 事 量 〔J
)60
° /sec l800/sec300
° /sec 非傷 害 側88,
6
±30.
Q
70.
5±22.
953.
3
±18.
9
傷 害側 71.
5±28.
2
59.
0
±21.
0
44.
6
±18,
4 非 傷 害 側 102.
5
±32.
6
80.
7
±26,
1
62.
1±21.
9
傷 害 側73.
6
±28.
6
* * 60.
6±24.
4“45.
0
±19.
1#
* 仕 事 量のすべての角 速 度に有 意 差あり.
*
pく0.
05,
’ “p<O.
01.
N工 工一
Eleotronio Library膝前
.
卜字靱帯再建術後の大腿四頭筋・
ハ ムス ト リングス における ピー
ク ト ル ク と仕事量の関係 72250
,
丶 終20e
⊥ Iv156b 昏1ee
ミ L 1 イ申 展 …; …’
ピヱづ
ド
ル
〃
::.
,
三障・
i
・
1
7 …ま
与 ‘,
}i・
…乙 る 垂・
1 : :.
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卜
…
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,
.
・
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’
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1
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’
: 弓 璽 ?1
亭 … ::‘門
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脚
.
.
、
i::き
書、
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・
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害側 1・
i・
・
.
.
F
: 日a
50
00
56
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6
…’
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門
,
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幽
1
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・ … さ 卜・
・
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・
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… :”
1幽
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野 う 聖 多 ÷ 璽 †唱
9 ? セ.
≡,
昏 1”
”『
’
1 ? 拿ウ
・
・
”
i’
” 諺. ”
i
恨
;
…
…
i
≡
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.
,
壽.
,
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:::.
7.
F■
P…
毒・
・
一
……
ξ:ii
〒,
幽
…1
傷 害側 ; 蚤 … 与 【 , : …F 陣
1’
守…
:…M’
垂幽
: …9 甘 璽”
i
’
::i 曾 脅 2 ? 1『
: ? 1ウ
一
15
° 臼゜6
臼゜ 13 角 度3e6
Z5
臼2
臼臼t59
1日e
5e
31350
イ5
°9
° (度) 屈 曲脚
.
三.
,
,
「
卩
.噛脚 「・脚・
韓
,
卜
呻
: : ヨ :嚠
鬮
: … き : とや
やを
: 1鬥
炉◆
◎
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6 ,中
嵶噂 ト
密 ヤ L○
ト■
唱
二,
.
濡 三 :非傷 害側 : : … : 艦幽
.
幽
幽
.
層
呻
’
鹽
::;:1
◆
傷 害側 ::i
繍
… 6.
.
竪
、
引
ト
.
,
P
「,
「
: : 旨 :艦
脚
ウ
o匚◇
鬥
ヨ :田
曹Φ
1尸
“
◎
■◎し
ゆ
・
・
門
ジ…
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門
鬮
・
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・
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・
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層
・
r
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“
・
・
・
…
o
・
7
7F
°
.
・
7°
F・
唖
層
’
骭
「
’
”
幽
6
日o 角 度135
° a,
ピー
ク トル ク前後の波形の落ち込み (60艮 /秒) b.
波 形の プ レ・
不 安 定 性 (180
度 /秒 ) 図l
ACL
冉建術後 者の トル ク波形典 型 例PT
前後の 波形の落ち込み や,
波 形の プレ (不 安 定 性 ) が確認さ れ た (図1
)。 考 察 最も一
般 的に用い ら れる等速性 筋 出 力のパ ラ メー
ター
はPT
で あ る。 しか し,
PT は肢が動 く関 節 可 動 域 中,
筋の収 縮によっ て生 じた 1番 高い トル ク出力である た め,
可 動 域 全 体に渡っ て発 揮し て い る トル クを表 して い ない。
本 研 究の前 提は PT が傷 害 後の膝 関 節での筋張 力 発揮 形 態を十 分 反 映 して いない の で はないか とい うことで あ る,
,
下肢の筋 力 特 性か ら動 作 能 力を推 察する場 脊,
重 要 なの は関 節の運 動 中に筋のパ ワー
を ど れ だけ発 揮で きるか を 平価 することで ある。 従っ て,
等 速 性 筋 出 カテ ス トで は 測定可 動域中の トル クを時 間 積 分した値,
すな わ ち仕串 量を評価指標とする事が望 ましい。
こ の事に関 する諸 家 の報 告は,ACL
再 建 術 後 6か月 経 過 した時点で さ え PT の他,
TW
・
TAE (Torque acceleration energy )・
AP (Average power )の非 傷 告側に対 する傷
9
側の欠 損率が一
定せず,
特に TAE で大きな欠 損 率を示 した と するDavts
ら8)9 )の報 告を始め,
関 節 鏡一
ドでの半 月 板 部 分 切除 術後の患者におい てPT
とTW は,
傷 害 側と非 傷害側 下肢で高い相関が あり, ま た,
傷 害 側で の TW の低 ド はPT の低 下 に付 随して い た10)。ACL
冉 建 術 後 の不 安 定 膝で PT とTW の関 係は,
両首で 高い相関が あり,
PT か らTW を予測で き得るm 。 さ らに,
TW
は 健吊 者の異 常 所 見に関する よ り多くの情 報を 与え る12),
な ど の報告が あ る。 今回の実 験 結 果は,
これ らの いま ま で報 告されて きたPT
とTW
の関係につ い て の ひ とっ の糸品侖を提案して い る。 膝 伸展でのPT
値は角 速 度が低 速日寸 (60
° 〆sec)は傷害側に比べ 非 傷 害 側が有 意に大 き かっ た もの の,
中・
高速 時 (180c/sec,3eOCf
’
sec)で は 両側間 に角意 な 差は認 め ら れ な か っ た。 しか し,
TW 値に関しては すべ て の角 込 度で傷 害 側に比べ非 傷主側 が 有 意に大き かっ た (表 1)。 こ の事は,
PT の角 速 度が 中・
高 速時に おい て改善さ れて いた膝 伸 展 筋 力は TW で み た 炉合,
そ れ程の改善を示して いない とい っ て よい。 これは,
Pedegana13)らの い う神経.
筋 単 位の適 応の遅 れか ら生 じて い るのか も知れ ない 。 膝にダメー
ジを負っ たACL
再建術後 患者で は大 腿四 頭筋お け る筋紡錘な ど固 有 受 容 器の感 受 性の低 ドが容易 に起こり得ること が予 測で きる14}15)。
こ の感 受 性の低 ド は, 筋収縮が高速にな る程,
適 応の遅 れ,
あるい は不 適 応と して筋張 力 発揮 形態に反 映する で あろ う。 こ れ は筋 の持 結 収縮 能 力の低 下と な り,TW
値の 改盖 の遅 れ と し て現れた と推察さ れ る (図 1)。 この現 象は,
ACL 再 建 術 後 患 者におい て運 動に際して の膝 関節の角 速 度が中 速か り 咼込に達 する よう な動きでの適IL
能力が,
最 大 張 力 発生能に比べ 獲i
得さ れに くい ことを 示 峻してい る。
具Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service Japanese Physioal Therapy Assooiation
8
理学療 法学 第22
巻第1
号 体 的に は ジャ ンプ や ダッ シュ 時の足 底が地 面か ら離 れる 直前, あ るいは, ラグビー
や相 撲な ど での コ ン タ ク トの 直前とい っ た膝伸展角速度が ピー
ク に達 する場 面が想 定 で き る。一
一
方,
膝 屈 曲時で は PT とTW で の相 違が 明確に 現 れて いる。 すべ て の角 速 度においてPT 値は両側での有 意 差は な か っ た が,
TW 値で は すべ て の角速 度に おい て傷 害 側に比べ 非 傷 害 側が有意に大き か っ た (表2
)。 これは PT 値で改善を示して い る と思 われ る膝 屈 曲 筋 力 でも,
TW 値 から み る とPT
値程の改善を示して いない こと が わ か る。 ACL 再建術後での 大 腿 四 頭 筋の筋 力 低 下に加わる こ のハ ムス ト リングス の機 能の低 ドは重 視 すべ き点で ある 。 し か し,
このハ ム ス ト リ ングスの持続収縮能 力に関わ る 評価はPT
のみの解 析で は気 付かれないだろう。
っ ま り,
PT は筋の発 揮できる最 大 張 力 を推 察する指標であ り , TW は動 作 能 力を推 察 する指 標で あ る とい え る。 ス ポー
ツ傷 害 後の リハ ビ リ テー
シ ョ ンの場 合, 筋 力と 合わ せ運 動 能 力とし て の機 能を みて い く必要が あ る。 そ の意 味でもTW は動 作時の筋の関節 保護能 九 運動に 際して の推進筋能 力, 制動能 力,
同 時 収 縮 能 力など を評 価 する上で利用されるべ き貴重なパ ラ メー
ター
で あり,
スポー
ッ選 手の競技 復帰な どを 考 え た場 合,
よ り正確な ガ イ ドラインの設 定を臨 床 的に可 能にする だ ろ う。
文 献 1) 白木 仁,
福林 徹・
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ツの 復 帰 過 程につ い て一
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2)黄 川 昭 雄 :体 重支 持 力と下 肢の スポー
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6) 木 野田典 保,
石 井慎一
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マ ン ス評 価一
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i-7ewesNlea{iaccDJi<wa-utm
・
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>xv'xectsIJ6
w-p
F
]vt7e;ILt:$ea)eees
9
<Abstract>
The Relationship
between
Peak Torque and Total Work of theQuadrieeps
and HamstriHgs after ACL
Reconstruction
Neriyasu KINODA, RPT,
Shinichiro
ISHII,RPT,
Yoichi
WATANABE,
RPTRehabilitation
CenteL
Eisei
Hbspitag
Shinichi
ASANO,
RPT
Waseda
College
of
Mbdical
Arts
andSciences
Ieyasu AKAGI, MDDopt
of
OrthqpaedicSurge,:),EiseiHbspital,RehabititationCenterHiroshi
OSHIRO,
MD
Dopt.
of
Orthopaedic
Surgery,
Nihon UitiversityLlbspitatThe purpose of thisstudy was to assess the relationship between isokineticpeak torque and total work of thequadriceps and
hamstrings
in
patientswith reconstructed anterior cruci-ate ligaments(ACL).
Twenty-two patientswho had reconstruction of theACL participatedinthis study. Isokinetictorque was measured by
Cybex
350 Isokineticdynamometer atlow
{60
deglsec),
middle(180
deg/sec),and high(300
deglsec)speeds.Tetal work of quadriceps in intact knees was significantly greater than that in reconstructed knees at middle
(p<O.05}
and high(p<O.05)
speeds of the movement, whereas peak torque was not significantly differentbetween both knees.AIthough peak torque of the harnstringswa$ not significantly differentbetween bothknees,
totalwork in intactknees was significantly greater than thqt in reconstructed knees at all speeds<60
deglsec・300 deg/sec; p< O.Ol,180 deg/sec; p<O.05).
We considered that those matter of results