理学 療 法 学 第40巻 第3号 193
〜
199頁 （2013年） 研 究 論 文筋
硬 度 計
で
測 定
し
た
筋
の ス
テ
ィ
フ
ネ
ス
と
受
動 的
ト
ル
ク お よ
び
筋
の
伸張
量
の
関 連
性
＊中
村
雅俊
1）2）＃池 添 冬 芽
1）武
野陽
平 1）大
塚直
輝 1） 市 橋 則 明 1） 要 旨 【目 的】 本 研 究の 目的は筋 硬 度 計に より測 定し た筋のス テ ィ フネス （筋の短 軸 方向の硬 度 ）と受 動 的 ト ル ク お よび筋の伸 張量 （筋腱複 合 体お よ び筋の長 軸 方 向の硬 度）の関 連 性 を検 討し，
筋の ス テ ィ フネスが筋 腱 複 合 体や筋の伸 張 程 度を 反映し てい る か を あ き ら か にする こ とである。 【方 法】健 常 若 年 男 性41名の腓 腹 筋 を対 象に，
等 速 性 筋 力 測 定 装 置と超 音 波 診断 装置により他 動 的に足 関 節 背 屈し た時の受 動 的 ト ル クと 筋腱 移行部の 移 動 量 （筋の伸 張 量 ） を 測 定 し た。
同 時に，
筋 硬 度計に より筋の ス テ ィ フネス を測 定し た。 筋の スティ フネス と受 動的 トル ク や筋の伸 張量 との関 連をSpearman
の順 位 相 関係 数 を 用い て検 討 した。 【結果】相関 分析の結 果，
筋の ス テ ィ フネス と受動 的トル クお よ び筋の ス テ ィフネス と筋の伸 張 量との 間 に は と もに有意 な 正の相 関が認め られ た （p〈 0，
01）。
【結 論】本 研 究 結 果よ り，
筋 硬 度 計によ り測 定さ れた 筋の ス ティフネス は筋 腱 複 合 体 全体や筋の伸 張 程 度 を反 映 することがあ き らか に なっ た。
キー
ワー
ド 筋の スティフネス，
筋 硬 度 計，
受 動的 トルク は じ め に 臨 床 的に，
ス トレッ チングの効 果や筋の伸 張程 度の評価と しては関節可動域 （Range of Motion ：以 下
，
ROM ）を測 定 するこ と が多い 1
−
3）。 し か し，
ROM 測 定に よ る ス トレッ チングの効 果や筋の伸 張 程 度の評価に は，
痛み や伸 張 刺激に対 する耐 性な どの心 理 的要 因の影響も加わ るこ と か ら，
筋や腱，
靱 帯お よ び関節 包 などの粘 弾 性を 評 価 する に は不 適 切である と指 摘さ れてい る4）5）。 そ こ で ROM 測 定に代わる ス トレッチングの効 果や筋の伸 張 程 度の評価 指 標として，
他 動 的に関節 を動か し た時の受 動 的 トル ク を測 定 する方 法5）6）や，
他 動運動 時に 超音 波 診 断 装 置 を用 い て 筋腱 移 行 部 （myotendinousjunction
：以 下，
MTJ ）の移 動 量 を測 定 する方 法 が 考 案 ＊Relationship between Muscle Stiffness Measured by the Muscle
Hardness Meter and Passive Torque or Myotendinous Junction
Displacement
1） 京 都 大 学 大 学 院 医学 研 究科 人 間 健康 学科 （〒 6D6
−
8501 京 都 市 左 京 区 吉田近 衛 町 ）Masatoshi Nakamura
，
PT，
MSc．
Torロe Ikezoe，
PT，
PhD，
YoheiTakeno
，
PT
，
MSc
、
Naoki
Otsuka
，
PT
，
MSc
，
Nnriaki
lehihashi
，
PT
，
PhD ；Human Health Sclences，
Graduate Schuol of Medicine，
KyotoUniversity
2）日本 学 術 振 興 会 特 別 研 究員
Masatoshi Nakamura
．
PT，
MSc：Japan Society for the Promotionof
Science
＃ E
−
mail；nakarnura，
masatoshi．
55x＠st．
kyoto−
u．
ac．
jp （受 付日 2013年2月12日／ 受理 日 2013年4月ll日）さ れ た7
−
ll）。
受動的 トル ク や MTJ の移 動量 は筋の長 軸 方 向の硬 度を表 して お り12）13 ），
そ れ ぞ れ 筋 腱 複 合 体 （Muscle−
Tendon unit ：以下，
MTU ） 全 体や筋の伸 張 程 度を表して い ると考え ら れて い る 7−
ll）。 しか し，
こ の 受 動 的 トル クやMTJ の移 動 量 （筋の伸 張 量 ）の測 定に は等 速 性 筋 力 測 定 装 置や超 音 波 診 断装 置 などの高額 な 機 械が 必要である。
ま た，
等速性 筋 力 測 定装置に より測 定 する受 動 的トルクは足 関節や膝 関節とい っ た限ら れ た関 節 運 動のみの測 定しかで きず，
共 同筋や腱や腱 膜，
靭 帯 な どの筋以外の組 織が影 響 するため，
個 別の筋の硬 度の 変 化を測 定 する こ と がで きない lq ）。 さらに，
超 音 波 診 断 装 置で測 定 する筋の伸 張量 に関して もMTJ が確 認で きる筋に限 局さ れてい るな どの問 題が あ り，
様々な筋 肉 で応 用 する こと は不 可 能である。 その た め，
簡 便 かつ 個 別に MTU や筋の伸 張 程 度 を評価で きる手 法の 開発 が 望 まれ る。 個 別の MTU や筋の伸 張 程 度の評 価 指 標が確立 さ れることで，
各 筋にお ける最 適 なス トレッチング方 法 の検 討やス トレッ チング介 入の効 果 判 定 を行 う など，
理 学 療 法分 野に おいて の応用が期 待で きる。 筋は収 縮や伸 張 されると硬 度 が 増 加 する ことは経 験 的 に知ら れており．
臨床 現 場ではこ の筋 硬 度の変 化 を触 診 に よ り評 価 する こ と が多い。 こ の筋 硬 度 を定 量 的に測 定できる方 法 とし て筋 硬 度 計 （muscle
hardness
meter ）194 理学 療 法学 第40巻 第3号 コ ンプライアン ス （muscle compliance ）として測 定 す る方 法15
−
17）と，
圧迫 力 を嵌入距 離で除 する ことで筋の ス テ ィ フ ネス （muscle stiffness ）を算 出する方 法 18）19） が用い られている。 スティ フネス は外 力に対 する変 形の しづ らさ，
すなわ ち 剛 性 を示す 指 標で あ り，
物 体にか か っ た外 力を変 形 量で 除 する こ とで定 義され る。 した がっ て，
スティ フネス値が大 きいほど，
剛性が高 く．
物 質と し て 硬 く なっ てい るこ と を 意 味 す る。
筋の長 軸 方向 の 硬 度 を表し てい る受 動的 トル ク や筋の伸 張量 と は異な り，
筋硬度 計に より測定さ れ た筋の ス テ ィ フネスは筋の 短 軸 方 向の硬 度 を表してい る12）13）。
筋 硬度 計を 用い た 先行研．
究 で は，
筋 力 発 揮 時に おける表 面筋 電 図と高い相 関 が あ る とい う報 告 20 ）21）や，
パー
キンソン病 18）22 ）や 脳 血 管 障 害 な どの神 経 疾 患者15 ） 16）の筋 緊張の評 価に用 いるこ と がで きる と報 告 されており，
筋 力発 揮や筋 緊 張 の評価と して筋 硬 度 計の有効 性 が 示 されてい る。
こ の よ うに筋硬 度 計を 用いる ことで簡便に個別の筋 力発 揮や筋 緊 張の程 度 を 評価 することが 可能である。 し か し．
筋硬 度 計に より測 定し た筋の ス ティフ ネス （筋の 短 軸 方 向の 硬 度 ）と受 動 的ト ル クや筋の伸 張量 （MTU およ び筋の 長 軸 方 向の硬 度 ） との関係 を検 討し た報 告は な く，
筋硬 度 計 がMTU 全 体や筋の伸 張 程 度 を反映している か は あ きら かで はない。
ま た筋の ス テ ィ フネス の測 定に おい て，
どの程 度の圧迫 力が適切 で あ る か は あ き らか で は ない。
本研 究の 目的は筋の ス テ ィ フネス と受 動的 トル ク と筋 の伸 張量の 関 連性を検討し，1
） 筋 硬 度がMTU 全体や 筋の伸 張 程 度 を反映し ている か を あ き ら か に す る こ と，
2）MTU 全 体や筋の伸 張 程 度の指 標と して筋の ステ ィ フ ネス を測 定 するう えで適し た 圧迫力 を検 討 することで ある。 方 法1．
対 象 対 象は整 形 外 科 的 疾 患を有さ ない 健 常男性 41名 （年 齢22，
8
±3．
0
歳 身長172．
7
±6．
1cm ，
体重65．
9±7，
5 kg） とし，
利 き 脚 （ボー
ルを 蹴 る）側の腓腹筋を対 象に行っ た。
対 象 者に は 研究の内容を 説 明 し，
研 究に参 加 する こ との 同意を得た。
な お，
本 研 究は亰 都 大 学 大 学 院医 学 研 究 科医の倫理 員会に よ る 承 認 を受けて実 施 し た （承 認 番 号Ell62）。
2．
受動的 トル ク と筋の ス テ ィフネス の測 定 方 法 対象者は 膝 関 節 完 全伸 展 位でベ ッ ド上に腹 臥 位を取 り，
足関 節を等 速 性 筋 力 測 定 装 置 （川 崎 重工業 社 製，
MYORET
RZ −450
）の フッ トブレー
トに固定 した。 等 速 性 筋 力測定装 置により足関節を角 速 度 5deg ／s で，
すべ ての 対象者 が 可 能であっ た背 屈0°
か ら背 屈30°
位 まで他 動 的に 足 関節 背屈 さ せ た。
その時の足 関節 底 屈 方 向に生 じ る トル ク である受 動 的トル ク をloq
毎に測 定し た。
MTU 全 体を伸 張 するときに生 じる抵 抗で ある受 動 的 ト ル ク は，
MTU の長 軸 方 向の硬 度を示 す指 標であ り12〕13），
値 が 大 きいほ どMTU 全 体 が伸 張 されて い る ことを意 味 する 5）］o）11）D 筋の ス テ ィ フ ネス の測 定に は筋 硬 度 計 （NeurogenicTechnologies
，
Inc
社 製，
Myotonometer
） を 使用 し，
内 側 腓 腹 筋 を5
，10，15，20N
の4
種 類 の圧 迫 力 で 押 し た時の プロー
ブ嵌入距 離を測 定し，
そ れ ぞ れ 5回測 定 し た値の平 均 値を デー
タ と して採 用し た。
筋の ス テ ィフ ネス （N／mm ＞は そ れ ぞ れの圧 迫力を嵌入距 離で除 する こ とで算 出した 18） 19） 。 なお，
測 定 部 位は膝 窩 皺か ら外 果を結ぶ直 線の近位 1／3
の高さで プロー
ブ が筋と鵐直に なるように測 定を行っ た （図1）23）24〕。 筋の ス ティ フ ネ ス の測 定は受 動 的 トル ク と同 様に足 関 節 背 屈O’
か ら背 屈30°
までのIO°
毎に行っ た。
今回使 用 する筋 硬 度 計に お け る先行研 究 17）19）に おいて筋の ス テ ィ フネス測 定の 信頼性は高い こ と が 報 告 さ れ てい る が，
角 度を変 化さ せ た時の筋の ステ ィ フネス に関 す る 信 頼 性に関 しては報 告 さ れてい ない。
そこ で，
健 常 若 年 成人12名 （平 均 年 齢21．
0
±1．
2
歳〉を対 象に本 研 究 と同 様に足 関pm
O°
か ら30°
まで の 10°
毎の筋の ス テ ィ フネス を5分以 ヒの 間 隔 を 空けて 同一
検 者が2回測 定 し，
再 現 性 を検 討 した。 再 現 性を検 討 する た め に級 内相 関 係 数 （Ll
）を調べ た結 果，
すべ て の角 度におい て高い 再 現 性を示し た （背 屈 0°
：0．
912〜
O．
969，
背 屈10°
：0．
941〜
O．
977，
背 屈20D ：0．
906〜0．
960，
背 屈30°
；0．
933一
O．
960） 。 また，
筋の ス テ ィ フネス測 定 時に皮 膚や脂 肪 などの皮下組 織が影 響 す る可 能 性が考 えら れる た め，
B モー
ド超 音 波 診 断 装 置 （GE
Healthcare社 製，
LOGIQe，
周 波 数8MHz
） を 用 い て，
筋の ス テ ィフネス と同 部 位で前 述の 12名 を 対 象 に足 関 節 背 屈0°
にお ける皮 膚および皮下脂 肪 厚 （皮 ド 組 織 厚 ）の測 定を行っ た。 背 屈OD
にお ける皮下組 織 厚 と筋の ス テ ィ フ ネス との関係をSpearman の順位 相関係 数 を用いて検 討 した結 果t
すべ ての圧迫 力に おいて皮下 組 織 厚と筋の ス テ ィフネス との間に は有 意な相関 関係は 認め られなかっ た。 3．
筋の伸 張 量の測 定 方 法 受 動 的ト ル ク測 定 中に B モー
ド超 音 波 診断 装 置 （東芝 メ デ ィ カ ル株 式 会 社 製
，
FamioCube
SSA −520A
；8MHz
の リニ アプロー
ブ） を用いて，
腓 腹 筋 内側 頭に お ける MTJ の移動量 を 測定 し た。
Maganaris
ら25）の方 法に し た がい計測前に
MTJ
を 同定し，
プロー
ブ に音 響反射マー
カー
を貼 付して測 定を行っ た。 MTJ か ら音響 反 射マ
ー
カー
まで の距 離 を画 像 処理ソ フ ト ウ ェ ア（
lmage
J
，
National
Institute
of Health） を 用い て測 定筋の ス テ ィ フ ネス と 受動的 トル ク お よ び 筋の 伸 張 量の 関 連 性 195 筋 硬 度 計 等 速 性
筋
力 測 定 装 置 筋 電図 図 1 測定 風 景 筋 硬 度 計にお け る測定では膝窩皺か ら外果を結ぶ直 線の近 位L3 の高 さでブロー
ブ が筋と 乖直にな る よ うに した．
MTJ の位 置が 変化し た 距 離 CMTJ の 移 動 量 ）を 算 出し，
こ れを筋の伸 張量 と定 義した，
した がっ て，
こ の 値 が 大 きい ほ ど．
筋が伸 張 されて い る こと を意味す る （図2
）91。
な お、
オー
ダー
メ イ ド の超 音 波プロー
ブ周 定装置を 用い て プロー
ブが 移 動 し ない ように固定を行っ た。
本 研究で 用い た筋の伸 張量の測定 方 法は再 現 性が高い こ とが報 告 さ れてい る91。
な お，
受 動 的1・
ル ク と筋の ス テ ィ フ ネス，
筋の 伸張 量の 測定 時に は対 象 者は脱 力 する ように指 示 し．
後 述 す る 表 面筋電 図を用い て脱 力がで きてい る こと を確 認し な が ら 測 定 を 行っ た。
4，
表 面 筋 電 図 測 定 筋電図 （Etectromyography ：以 ド，
EMG ＞ を 用い て，
腓 腹 筋の伸 張反射や痛み に よ る 防 御 性 収 縮 が起きて いな い こ と を確 認し な が ら 測定を 実 施 し た。
EMG
は表 面筋 電図測定装 置 （Noraxon 社 製．
TeleMyo2400 ） を 用い．
皮 膚 処 理を行っ た後に腓 腹 筋 外側 頭 筋 腹 に 中 心 聞 距 離20mln で電 極 （Ambu 社 製
，
BlueSensor
M
） を 貼fJ
．
した
．
，
また，
受 動 的 トル ク の測 定 と 同 様の設 定に て足 関 節OD
位で3
秒 問の最 大 努 カ ドで の 底 屈 方 向へ 等尺性 収 縮 を行わ せた ときの EMG を測 定し たt／
最大等尺性収 縮 時 に 足 関節0°
位に保つ た め に．
等速性 筋 力測 定 装 置に よ る 足 部の固定に加 えて，
骨 盤と体 幹をス トラ ッ プ で強 固 に 固定して測 定 を行っ た。
測 定した 全波 形を 全波形 整流後
．
50ms
の Root Mean Square 〔以．
下’
．
RSM ） 値 を求 め
，
最 大等尺性 収 縮 時の RMS 値 をIOO％ と して止規 化 し た 値 （％ MVC ）を求め た一
●
アキレ ス腱 00 反射マー
カー
筋彎
量 。 驟↓
図2 筋の伸張 量の測定 ノ∫法 表 層 腱 膜と深 部腱膜と が 合 わ さっ た 地 点 をMTJ と 定義し て いた．
反射マー
カー
か らMTJ までの 距 離 を 測 定 し．
背 屈 角 度0：
を 基 準と して MT 」 が移 動し た距 離を 筋の 仲張量 と定 義 した 〔文献9｝ より改 変 引 用〕．
GM ：内 側 腓 腹 筋．
Sol lヒ ラ メ筋．
MTJ ：筋 腱 移 行 部 5．
統 計 学的 処 理 統 計 学的 処 理 に はSPSS
IZOJ
〔SPSS
Japan
社 製）を 用い た．
196 理 学 療 法 学 第 40巻 第3号 表
1
各 角 度にお ける受 動 的 トル ク，
筋の伸 張 量お よ び筋の ス テ ィ フネス 背 屈0°
足 関 節 背 屈10°
背 屈 角 度 背 屈20°
背 屈30°
一
元 配 置 分散分 析に よ るF値 受 動的 トルク （Nm ｝ 筋の伸 張 量 （cm ） 5N に お け る 筋の スティ フ ネス （N／mm ） 10N に お け る筋の スティ フ ネス （N〆mm ） 15N にお ける筋の スティフ ネス （N／mm ） 2 N に おける筋の ス テ ィ フ ネス （N／mm ） 4．
4± 2．
4 0．
78 ± 0．
17 1．
16± 0．
14 1．
60± 0ユ7 1．
95 ± 0、
18 12．
± 3．
6 ＊ ＊ 0．
35 ± 〔｝．
19 0．
81 ± 〔｝ユ9 1．
22± 0．
16 1．
66 ± 0ユ9 ＊ 2．
04 ± 0．
20 き ＊ 21．
2 ± 5．
6 ＊ ＊＃＃ 0．
68± 0．
20 ＃＃ 0．
93 ± 0．
18 ＊ ＊＃＃ 1．
41 ± 0．
25 ＊＊＃＃ L84 ± 0．
21 ＊ ＊＃＃ 2．
29± 0．
20 ＊ ＊＃＃ 34，
8 ± 9．
3 ＊ ＊＃ ＃＄＄0．
95
±0．
19 ＃ ＃＄＄ 1．
13 ± 0，
23 ＊ ＊＃＃＄ 1．
62 ± 0．
35 ＊＊＃＃＄＄2
ユ6±0．
35
＊ ＊＃＃ ＄ 2．
70 ± 0．
34 ＊ ＊＃＃＄ 205．
3P ＜ 0．
Ol6．
92P ＜ 0．
Ol 28．
7p く 0．
Ol 37，
9P ＜ O．
Ol 52，
6P
＜ 0．
Ol 85．
6P ＜ 0．
Ol＊
＊
：p＜ 0．
Ol；背屈0°
と の有意 差 ＃ ：p＜ 0．
05，
＃＃：p＜ 0．
01；背屈 IO°
と の有 意 差 ＄ ：p＜ 0．
05，
＄S ：p＜ 0．
01；背 屈2ぴ との有 意 差 表2 筋の ス テ ィ フネス と受 動的 トル クお よ び筋の伸 張量 との相 関分 析 受 動 的トル ク 筋の伸 張量 5N における筋の ス テ ィ フネス 10N に おける筋の ス テ ィ フネス 15N における筋の ス ティフネス 20N に おける筋の ス ティフネス 0．
57＊ ＊ O．
66＊ ＊ 0，
62＊＊ 0．
67＊ ＊ 0．
53＊ ＊ 0．
63＊ ＊ 0．
62＊ ＊ 0．
70” ” ＊＊，
・
P〈 O．
Ol すべ て の デー
タ はShapiro−
Wilk 検 定に よ りデー
タ の 正規 性 を確 認 した。 その後，
筋の ス ティ フネス，
受 動 的 ト ル ク，
筋の伸 張 量が 関節 角 度の 違い によっ て どの よ う に変 化 する の かを検 討 する た め に，
反復測定による一
元 配 置 分 散 分 析，Scheff6
法に おける多 重 比 較 を用い て，
そ れぞれ背 屈 角 度間の違いにつ い て分析し た。
ま た，
筋 の ス テ ィ フネス と受 動 的ト ル クや筋の伸 張量との関連を Spearman の順 位 相 関 係 数 を用いて検 討 を行っ た。 な お，
有 意水 準は 5％未 満と した。
結 果 1．
筋の スティフ ネス，
受動 的 トル 久 筋の伸 張 量の角 度 変 化 筋の スティフネス，
受 動 的トル ク，
筋の伸 張量の角度 変 化を表1
に 示 し た。
反 復 測 定 に お け る一
元 配 置 分 散 分 析の結果 すべ て の項 目で有意 な 変 化 が 認 め ら れ た （す べ て p〈0．
Ol，
自 由 度3
）。
多 重比較の結果，
受 動的 ト ル ク は 足 関節 背屈0°，10Q，20
°
，30
°
のすべ て の角 度 間 に有 意な差を 認 め，
足関 節 背屈 角 度が増 加 するにつ れて 受 動 的トル クの有意 な増 加が み ら れ た （表 1）。 同 様に 筋の伸 張 量で も 足 関 節 背 屈 10°
，
20°
，
30°
のすべ て の角 度問に有意 な 差 を認め．
足関節 背 屈 角 度が増 加 するにつ れて筋の 伸 張量の 有意な増 加が み ら れ た （表1
）。
筋の スティ フネス に 関 し て，5N
と10
N
の圧 迫力に おける 筋の ス テ ィ フネス は 足 関 節 背 屈0°
とIO°
間には有意 な変 化は認め ら れ な かっ た が，OD
と10° と 比較して 20°
と30°，
背屈20°
と比較し て30°
に おける筋の ス テ ィフネス の 有 意 な 増 加 が み ら れ た。
ま た，
15N と20N における 筋の ス テ ィ フネス はすべ て の背 屈 角 度 問に有 意 差を認 め，
足 関 節 背 屈 角 度 が 増 加する につ れて筋の ス テ ィ フ ネ ス の 有 意 な 増 加 が み られ た （表 1）。
2．
筋の ス テ ィ フネス と受動 的 トル ク，
筋の仲 張量 との 関連につ い て 相 関 分 析の結 果 筋の ス テ ィ フネスはすべ て の圧 迫 力 に おい て 受 動 的トル ク （r＝
0．
57か ら0，
67，
p 〈 0，
01） お よ び筋の伸 張量 （r＝
O．
53か ら0，
70，
pく 0，
01）との 間に有意 な 正の相 関が認め ら れ，
両 項 目とも圧 迫 力が強 い 方が相 関 係 数が 大 きくな る傾向を示し た （表2
）。3．
測 定時の腓 腹 筋の筋 活 動 すべての 計 測に おいて，
腓 腹筋の筋活 動は最 大 筋 収 縮 の 1．
25％ 以 下 しか 生 じていな かっ た。筋の ス テ ィ フネス と受動 的トル クお よ び筋の伸 張 量の関連 性 197 考 察 本 研 究に おい て
，
すべ て の計 測に おいて，
腓 腹 筋の筋 活 動は最 大 筋 収縮の 1．
25％以下し か 生 じていなかっ たこ と か ら，
測 定 中に腓 腹 筋の伸 張 反 射や痛み に よる防御 性 収 縮は引 き起こさ れてい なかっ た と考 えら れる。 そのた め，
本研 究で測 定し た受 動 的ト ル クと筋の伸 張 量，
筋の スティフネスは腓 腹 筋の他 動 的 性 質 を反 映し ていると考 えら れ る26）27）。
本 研 究で は筋硬 度 計に より測定し た筋の ス テ ィ フネス と等速性筋 力測定装置お よ び超 音 波 診 断装置に より測定 し た受動 的 トル クお よ び筋の伸 張量 との関 連につ い て検 討し た。 我々 が知る限 り，
筋 硬 度 計に より測 定し た筋の ス ティフネス （筋の短 軸 方 向の硬 度 ）とMTU
全体お よ び筋の伸 張量 （MTU お よ び筋の長 軸 方 向の硬 度 ）との 関 連 を 検 討 し た 報 告 は 見 当 た ら ない。 本 研 究で は，
MTU
全 体や筋の伸 張 程 度の指 標である受 動 的 トル ク と 筋の伸 張 量 は 背 屈角度 が 増加す る ほ ど有 意に増 加し，
背 屈角度 が 増加 する と と も にMTU
全 体や筋の他 動 的 張 力 が増 加 するこ とがあ きら かとなっ た。 関節 角 度の 増 加や 筋の伸 張 に 伴い他 動 的 張 力 が 増 加 す るの はin
vitro28＞29） とin
viVO 8）9）で報 告さ れ て お り，
こ れ らの先 行研究の 結 果を支 持 する もの と なっ た。一
方，
筋の ス テ ィ フネス に関して 5N お よ び 10N における筋の ス テ ィ フネス で は背 屈0°
と10°
におい て有 意 な 差は認められ な かっ た が，
15N
お よび 20N に お ける筋の スティ フ ネス で は受 動的 トルク や筋の伸 張 量と 同様の変 化を示し，
背 屈 角 度 が増 加 する と ともに筋の ス テ ィ フネスが有 意に増 加 する こ とが あ き ら かに なっ た。 こ の結 果は，
in vitro 28）29） に おいて，
筋が伸 張され ると ともに筋 硬 度が増 加 すると い う先 行研 究の結 果や超 音 波エ ラス トグラフィ機 能を用 い てin
vivo に お け る背屈角 度が増 加 すると筋 硬 度が増 加 するという先 行研究23）24）30）を支 持 する もの となっ た。 ま た，
筋の スティ フネス と受動 的トル ク および筋の伸 張 量 との相 関 分 析 を 行っ た 結 果 すべ ての 圧迫 力に お ける 筋のス テ ィ フネス と受 動的 トルク （r＝
0．
57か ら 0．
67） お よ び筋の伸 張 量 （r＝053
から0．
70
）に有 意 な 正の相 関が 認 め られ，
受 動 的 トル ク お よ び筋の 伸 張 量が増 加 す る に伴い筋の ステ ィ フネス が 増加する こ とが あきら か に なっ た。
こ れ らの結果 よ り．
筋 硬 度 計で測 定した 筋の ス テ ィ フネスはMTU
全 体 や 筋の伸張程度の評価の指 標と して使え る 可能 性が示 唆さ れ た。
し か し，
角 度 変 化に よ る筋の ス テ ィ フ ネス の変化 の 分析に おい て，5N
と 10N では受 動的 トル ク や 筋の伸 張 量 と 異 な る 変 化 を 示 し，
さらに筋の ス テ ィ フネス と受 動的 トル ク お よび筋の 伸 張 量との相 関 分 析の結 果で は，20N
で もっ とも高い 相 関係 数が示さ れ た。
こ のこ と か ら，
圧 迫 力 が 強い方 が MTU 全 体や筋の伸 張 程 度を鋭敏 に 反 映 す るこ とが 示唆 さ れ た。
こ の要 因に関して は，
筋 硬 度 計の プロー
ブが筋 に届 くまで には，
皮 膚や皮下脂 肪 を押し の け る た め に あ る程 度の圧 迫 力 が 必 要である。
その た め，
5N
や10N
の比 較 的 弱い圧迫 力に お け る筋の ス テ ィ フネス測 定で は，
15N
や20
N
の強い 圧迫 力に お け る筋の スティ フネ ス より も受 動 的 トルク や筋の伸 張 量 との 関連 性は弱 く なっ て い る と考 えら れ る。
これ らの結 果より，MTU
全 体や筋の伸 張 程 度の指 標と し て筋の スティ フネスを 測定 する場 合に は15N
以 上の比 較 的 強い圧迫力で測定すべ きであること が示 唆さ れ た。 本 研 究 結 果よりt 簡 便かつ 個 別のMTU
や筋の伸 張 程 度を評価で き る利 点をもつ 筋 硬 度計は，
筋 が伸 張さ れるほ ど筋の ス テ ィ フネス は高 く な ること か ら，
各筋に おける最 適 なス トレッチン グ方 法 の検 討を行 うな ど，
今 後の理学 療 法 分 野に おい て の応用 が期 待で きる。
本 研 究の限界として，
筋 萎 縮のない 健 常 若 年 者 を対 象 とし てい るこ とが あ げ られ る。 本 研 究で は20N
の 強い 圧迫 力で筋の スティフネス を測定した時で も痛み や防 御 性の収 縮は生じ てい な かっ た。 し か し，
筋 厚が少ない高 齢 者や患 者で筋の ス ティフネス を測 定 する場 合に は防 御 性の収縮 が生じ る 可能性が ある た め，
15N や 20 N とい う比較的 強い圧迫 力が適し てい る か はあ きら か で は な い。
ま た，
痙 縮 筋に対 する筋のス テ ィ フネス測 定で は，
プロー
ブ 圧 迫 速 度の違い が 筋の ス テ ィ フネス値 に 影 響 を 及ぼす 可 能 性がある。 そのた め，
高齢 者や患 者を対 象と した筋の ス テ ィフネス の適切な測 定 法につ いては今 後の 検 討 課 題である。
結 語 本 研 究では，
筋 硬 度 計で測 定 さ れ る 筋のステ ィ フネス とMTU や筋の伸 張 程 度の指 標である受動的 トル ク お よ び筋の伸 張量 との関連 を検 討し た。
本 研 究 結 果よ りt 筋 硬 度 計により測 定し た筋の ス テ ィ フネスは 受 動 的 トル ク や筋の伸 張 量と有 意 な正の相 関 関 係を認め ること か ら，
MTU や筋の伸 張 程 度の指 標と して使える こ とが示 唆さ れ た。
ま た，
筋の ス テ ィ フネス を 測 定 す る 際 に は，15N
以上の強い圧 迫 力を用いる ほうが より鋭 敏にMTU や筋 の伸 張 程 度を反 映 する こと が示 唆さ れ た。
謝 辞：本 研 究は，
日本 学 術 振 興 会 特 別 研 究 員 奨励 費の助 成の一
部を受 けて実 施し た。 文 献1）de Weiler VC
，
Gorniak GC，
et al．
：The effect of static stretch and warm−
up exercise Dn hamstring length overthe course of 24 hours
．
J
Orthop Sports Phys Ther．
2003；33（12）；727
−
733．
2）Depino GM
．
Webright WG，
et al．
：Duration of maintained198 -lfitze
stretching protoeol,
J
Athi Train.2000:35(1)/56-59.3)Ryan ED, Herda TJ,et al: Viscoelasticcreep inthe human skeletal muscle-tendon unit, EurJ Appl Physiol. 2ele;le8
{l):
207-211.4) McHugh MP, Kremenic IJ,et al.: The role of mechanical
and neural restraints to10
joint
range of motionduring
passivestretch, Med SciSportsExerc,1998;30(6):
928-932.5)ToftE,Espersen GT,etal: Passive tension of the ankle
beforeand afterstretching. Am
J
SportsMed.1989;17(4):
489-494,6)Magnusson SP,Simonsen EB, et al./ Biomechanical responses torepeated 15stretches inhuman hamstring muscle invivo.Am
J
SportsMed.1996;24(5)/
622-628.7)MorseCI/Genderdifferencesinthepassive stiffness of the human gastrocnemius musele duringstretch. Eur
J
ApplPhysiol,2011;lll{9):
2149-2154,8)MorseCI,DegensH, et al,: The acute effect of stretching on the passive stiffness of 20the human gastrocnemius muscte tendon unit.
J
PhysioL2008;586(I)/97-106.
9) Nakamura M, IkezoeT, et al.: Acute and prolonged effect
of static stretching on thepassive stiffness of thehuman
gastrocnemius muscle tendon unit invivo, JOrthop Res.
201I]29(11):1759-1763.
10)Nakamura M,IkezoeT,et al./ Effectsof a 4-weekstatic
stretch trainingprogram 25 on passive stiffness of human
gastrocnemius muscle-tendon unit invivo, Eur
J
Appl PhysioL 2012;!12(7):
2749-2755,11)Nakamura M,IkezoeT,etal: Time course of changes in passive propertiesef thegastrocnemius muscle-tendon unit during5min of static stretching. Man Ther.2013:
Jan
4.pii:S1356-689X(12}
e0202-O.doi:10.101612) Akagi R,Takahashi H: Acute Effectof StaticStretching on Hardness of the GastrocnemiusMuscle.Med Sci
SportsExerc.2013:
[Epub
ahead efprint].13) Murayama M,NosakaK,etal: Changesinhardnessof thehuman elbow fiexormuscles after eccentric exercise. Eur
J
ApplPhysioL2000:82(5-6):
361-367.14) Riemann BL,DeMont RG,etal./The Effectsof Sex,
Joint
Angle, and the GastrocnemiusMuscleon PassiveAnkleJoint
ComplexStiffness.J
Ath1Train.2001;36(4):
369-375. i5) Ryclahl SJ,Brouwer BJ:Ankle stiffness and tissue compriance in stroke survivors: a validation of Myotonometer measurements. Arch PhysMed RehabiL 2004;85(10):
1631-1637,I6) Leonard CT, Stephens
JU,
et al: Assessingthe spastic condition of individualswith upper motoneuron involvement/validity of the myotonometer. Arch Phys Med RehabiL 2001;82(10}:
1416-1420.ag
40tseg
3C-17)LeonardCT, Deshner WP, et al: Myotonorneter and interraterreliabilities.ArchPhysMed Rehabil.2003: 84
(6)i
928-932.I8)Marusiak
J,
Jaskolska
A,etal./Increasedmuscle belly and tendon stffness inpatientswith Parkinson"sdisease,as measured by myotonometry. Mov Disord.2011;26
(11):
2119-2122.
19) Ikezoe T, Asakawa Y, et al,: Associations ef muscle
stiffhess and thicknesswith muscle strength and muscle
power inelderly women. GeriatrGerontoiInt 2012;12
(1)/
86-92,
20) Leonard CT, Brown
JS,
et al: Comparison of surfaceelectromyography and myotonometric measurements duringvoluntary isometriccontractions,
J
EIectromyogr KinesioL20oa;14(6}:
709-714,21)Gubler-HannaC,Laskin
J,
etal: Constructvalidity of myotonometric measurements ofmuscle compliance as a measure ofstrength. PhysiolMeas, 2007;28{8):913-924. 22)MarusiakJ,
Kisiel-Sajewicz K,et al: Higher musclepassive stiffness inParkinson's disease patients than in
controls measured by myotenometry. Arch Phys Med
Rehabit.2010;91{5):800-802.
23)Akagi R, Chino K, et al.: Relatienships between muscle
size and hardness of the medial gastrocnemius at differentankle
joint
angles inyoung men. Acta Radiol.2012]53
(3)i
307-311.24)Chino K,Akagi R,et al./ Reliabilityand validity of quantifying abso!ute muscle hardnessusing ultrasound elastography. PloSone. 2012;7(9}:e45764.
25)MaganarisCN,Paul
JP:
In vivo human tendon mechanicalproperties.
J
Physiol.1999;521Pt 1:307-313.26)GajdosikRL, Vander LindenDW, et al./ Effects of an
eight-week stretching program on the passive-elastic properties and functionof the calf muscles of elder women, ClinBiomech(Bristol,Avon).2005;2e(9):973-983.
27)HerdaTJ,CostaPB,etal:Effectsoftwo modes ofstatic stretching on muscle strength and stiffness. Med Sci SportsExer.2011;43(9):1777-1784.
28)Murayama M, YenedaT,et al,: Muscletension dynamics of isolatedfrogmuscle with application of perpendicular distortion,Eur
J
ApplPhysioL2005:93(4):489-495. 29)Murayama M, Watanabe K,et al: Association of musclehardnesswith muscle tensiondynamics: a physiological
property,Eur JAppl PhysioL 2012:112(1):105-112.
30)MaisettiO,Hug F, et aZ: Characterizatien of passive
elastic properties of the human medial gastrocnemius
muscle bellyusing supersonic shear imaging.
J
Biomech. 2012]45(6):978-984.筋の スティ フネス と受 動 的トルク お よび筋の伸 張 量の関連 性 199 （Abstract ＞
Relationship between Muscle Stifεness Measured
by
the Muscle Hardness Meter and Passive Tor“ue or Myotendinous Ju皿ctionDisplacement
Masatoshi
NAKAMURA
，
PT，
MSc，
Tome IKEZOE，
PT，
PhD，
Yohei TAKENO，
PT，
MScNaokl
OTSUKA ，
PT ，
MSc ，
Noriaki ICHIHASHI，
PT，
PhDHum
αnHe
αlth
Sciences
，
Gr
αdu
αteSchool
ofMedicine，
Kyoto
University
Masatoshi
NAKAMURA
，
PT ，
MSc
Japαn
Society
for
theProntotion
oプScience
Purpose ：The purpose of this study was to investigate the relationship between muscle stiffness
（transverse stifEness ）measured
by
muscle hardness meter and passive torque as well as Inyotendinousjunction
（MTJ ）displacement （longitudinal
stiffness ），
which are considered indexes of the muscie−
tendon unit（MTU ）and the muscle stretching levels
．
Methods
：Forty−
onehealthy
young men votunteered to participatein
this study．
Passive
torqueand MTJ
displacement
of the medial head of the gastrocnemius were assessed using an ultrasound machine and adynamometer
during passive ankle dorsiflexion．
Simultaneously
，
muscle stiffness ofthe medial
head
of the gastrocnemius was measured using a musclehardness
meter （MyotonoIneter
）．
Relationshipbetween
muscle stiffness and passive torque orMTJ
displacement
weredetermined
using
Spearman
rank correlation coeMcient．
Results
：Significant positive correlations were observedbetween
muscle stiffness and passive torqueand MTJ displacement（p ＜ αOl）
