Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service
Japar ユese Physical Therapy Association理学 療 法 学
第42巻 第2号
144
一
145
頁 （
2015
年）
平 成
25
年 度研 究助 成 報 告 書
人
工
膝 関節
置
換術 患者
に
お け る大
腿
四
頭
筋
の
量 的 ・質 的 解 析 と在 宅 理 学 療 法
に
よ
る
介
入
効
果
の
検
証
谷口匡 史D，
福 元 喜Pt
2），
前川 昭次D，
川崎拓 （
MD
＞
1） 1）滋賀医科
大学
附属病
院リハ ビリ テー
ショ ン部 2）神
戸学
院大学
総合
リハ ビ リ テー
ショ ン学 部 要旨
：本 研 究の 目 的は，
初 回 人工膝 関 節 置 換 術 （Total KneeArthroplasty
；以下，
TKA ） 後にホー
ムエ クサ サ イズを行い，
膝 伸 展 筋力お よ び 大腿四頭 筋に おける量的・
質 的変 化を明ら か にすることである。 対 象は，
内 側 型 変 形 性 膝 関節 症 を 原 因疾 患 と してTKA を施 行し た41名と し，
退 院 後に ホー
ムエ クササ イズを行 う介 入 群 （19
名 ） と対 照 群（
22
名）
に無 作為
に分 類 した。
ホー
ムエ クササイズ は．
セ ラバ ン ドを利 用し た膝 仲 展運 動・
股 関 節 外転 運動
とし，
週4
回 以 上の頻度
で退院後
か ら術 後
3
ヵ月 ま で 継 続 さ せ た。
膝 伸 展 筋 力の測 定 と，
大 腿 四 頭 筋の超 音波 横 断 画 像 撮 像 を 術前，
術後1
ヵ月 （退 院時）お よ び3
ヵ月 の時点で実 施し た。
超音 波 画 像 か ら，
筋の量 的 指 標 と して筋 厚，
質的指標 と し て 筋エ コー
輝 度 を 計 測 し た。
その結 果，
膝伸展 筋 力お よび 内側 広 筋 を 除く大
腿四頭筋
の筋厚
で交
互作 用を認め．
介入群の大きい改善
が得
られ た が，
筋
エ コー
輝 度は期 間要 因の 主効
果の み であっ た。
TKA
術後
に おける在
宅 理学療
法は，
膝伸
展筋力
お よ び大 腿四頭筋
筋 厚の改善
に有 効であることが示 唆 さ れ た。
キー
ワー
ド：人 工膝 関節 置 換術，
大腿四頭 筋，
在宅 理学療 法 は じ め にTKA
後の歩行 能 力 に は 膝 関 節 伸 展 筋力が もっ と も影 響 する こ と か ら1），
術 後の膝 伸 展 筋 力 増 強は重 要である。 TKA 術 後 の膝伸
展筋力
は，
術前筋力
へ改善
するまで に3
ヵ月を要 する と さ れ てい る が2），
健 常 高 齢 者の筋 力と比べ る とその改 善は十 分 では ない。 し か し，
本 邦では術 後 約1ヵ 月で自
宅 退 院となる た め，
機 能改善
が不十分な ま まに理学 療 法が終 了さ れて い るケー
スが多い と推 測さ れ る。
その た め，
退院後も 運動 療 法の継 続が 重要と な る が，
ホー
ムエ ク サ サ イ ズの効 果を検証し た研 究は少 ない。
膝 伸 展 筋 力 に は，
大 腿 四 頭 筋の筋 量 だ け で な く 筋 内の脂 肪 浸 潤とい っ た筋の質 的 変 化 も影 響 する とさ れてい る3）。 超 音 波 画 像 診 断装置は．
筋量の指 標で あ る筋 厚を非 侵 襲 的かつ 簡便に計 測できる。 さら に，
筋
エ コー
輝 度（
筋
輝 度）
は，
筋
生検
で調べ た筋 内の脂 肪 浸 潤や結 合 組 織 増 加と強 く相 関 する と さ れ 4），
筋 の質 的 変 化 を 示 す 指 標として近 年 注 目 さ れて い る。
超 音 波 筋 厚・
筋 輝 度 を計 測 すること により，
膝 伸 展 筋 力増 強に対 する筋 の量 的・
質 的変 化に よ る影響 を 明 らかにする ことができる。
本 研究
の目的は，
TKA
術 後に ホー
ムエ クサ サイ ズ を行い，
膝 伸 展筋力
お よ び大腿
四頭 筋の量 的・
質 的 変 化 を明 らかにすること で あ る。
対象
お よび方
法L
対象
当
院 整 形外科
を受診
し，
内
側型変
形性 膝 関 節 症を原 因 疾患
と して初 回TKA を 施行 予 定の患者と し た。
他の整形外 科 学 的 疾 患 や手 術の既 往を有 する患 者，
歩 行 能 力を阻 害 する よう な神 経 系 お よ び 循 環 器 系の疾 患 を有 す る 患 者 は 対象か ら 除 外 し た。
対 象 者は41
名（
女性37
名，
男 性4
名 ）であ り，
平均 年 齢73
，
0
±6
．
5
歳，
身 長151
．
7
±6
．
8cm
，
体 重61
．
3
±10
．
4
kg
で あっ た。 本 研 究は，
滋 賀 医 科 大 学 倫 理委 員 会の承 認 を 得て実 施 してお り，
対 象 者に は書 面にて同 意 を得た。2
．
測 定 方 法 大 腿四頭 筋の超 音 波 横 断 両像 撮 像 と 膝 伸 展 筋 力の測 定 を，
TKA
術 前，
退 院 時 （術 後1
ヵ月），
術 後3
ヵ月の計3
回実 施した。
超 音 波 画 像 診 断 装 置 （TiTAN
，
SonoSite
，
Inc，
Japan
） を使 用し
，
安 静 背 臥 位にお ける大 腿四頭 筋の横 断 画像
を同一
検者
に よ り撮 影し た。
撮 影には8MHz
のリニ アプロー
ブを使用 し，
画像 条件
は同一
設定
に て行
っ た。
大 腿直筋 （
RF
）
お よび中間
広 筋く
VI
）
は，
上前
腸骨棘
と膝
蓋骨
上縁
を結
ん だ直線
の 中点
，
外
側 広筋 （
VL）
は，
大転 子と膝 関 節 外 側 裂 隙を結ん だ直 線
の 中 点，
さ らに内側 広筋 （VM ）は．
膝蓋骨．
F
．
縁より斜め45 度 上方5cm の位 置を撮 影 部 位と し た。
得ら れ た横 断 画 像か ら RF・
VI・
VL・
VM につ い て そ れ ぞ れ 筋厚を計測 し た。
ま た，
画像処 理ソ フ ト （lmageJ
ver，
L45
，
Java
Inc
．
，
Japan
）を使用し
，
各
筋の領 域に おける筋 輝 度を算 出し た。 筋 輝 度はO
−
255
の256
段 階で表 現さ れ る グ レー
スケー
ル で評価さ れ，
高値ほ ど白
色である，
す なわち 筋の質 的 変 化が大 きい こ と を意 味 する。 これ らの測 定は各 筋2回実 施 した。検 者 内 信 頼性は，
筋厚の級 内相 関 係 数が 0．97−
O．89，
筋 輝 度が0、90−
O．83 であ り，
高い信 頼 性を確 認し た。
膝 伸 展 筋 力 の測 定に は，
筋 力 測 定 器 （OG 技 研 社 製，
ISOFORCE GT−
360）を使 用して，
膝 関 節60 度 屈 曲位で の最 大 等 尺 性 筋 力を測 定し，
対 象 者の体重で除し た トル ク体重 比 （Nm ／kg） を算 出 した。また
，
退 院 後の一
日平 均歩
数 を 計測 する た め，
対 象 者に活 動 量 計 （YAMASA 社 製，
ポケッ ト万歩 EX−
500） を持 参 させ た。 活 動 量 計は，
就 寝や入 浴 時を除い て常 時 携 帯し，
毎
日計 測を 行っ た。
対 象 者は一
日の歩
数を自
己記入式チェ ックシー
ト に記 入し た。
3．ホー
ムエ ク サ サ イ ズ対 象 者は 退院 後も ホ
ー
ムエ ク サ サ イ ズ を行 う介入 群（
19
名）
と 行 わ ない対 照 群 （22
名）に 無 作 為 に 群 分 け し た。
介 入 群 は，
おもに セ ラバ ン ド を使 用し た安
全かつ簡
便に実施
で き る座位
で の膝 関 節 伸 展・
側 臥位での股関節 外転 運動と し，
退院 時にパ ン フレッ ト を用いて指 導
を行
っ た。
各
運動
は1
セ ッ ト30
回とし て 3セッ ト／日 を 週4
回 以 上の頻度で実 施し，
術 後3
ヵ月 まで 継 続した。
介 入 群に おける ホー
ムエ ク サ サ イズの実施
状 況は自
己記入式チェ ック シー
トに て確認 を 行っ た。
4
．
統 計 学 的 分 析 術 前 お よ び 退 院 時 に お け る介入群・
対照群の身 体 属 性・
運 動 機 能の比 較 に は，
対 応 の ない t検 定 を用い た。
介 入の効 果 を判 N工 工一
Electronic LibraryJapanese Physical Therapy Association
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Japar ユese Physical Therapy AssociationTKA
患者
の大 腿四頭 筋にお ける量 的・
質 的 解 析と運 動 介入効 果145
表
介 入 群 〔n
＝
19） 介 入 前 介 入 後非 介 入群 （n
＝
22
） 介 入 前 介入後 交 互 作 用 主効果，
期間 主 効 果，
群Fl39
P値Fl
，
39P値
Fl
、
39P値 筋 厚 （cm ） 大 腿 直 筋 1．34 ± 0．35
中 間広
筋
1
．
07
±0
．
32
外 側広
筋
L37 ±0
．
34
内
側広筋
O
．
87
±0
．
23
L59 ±O
．
33
1
．
33
±0
．
37
1
、
25
±0
．
34
1
．
03
±0
．
30
1
．
61
±0
．
33
1
、
31
±0
，
27
1
，
02
±022
0
．
84
±0
ユ8
L43
±033
1
，
08
±0、
28
1
．
39
±0
．
22
0．
97
±0．
21
5
．
78
0
，
02
33．54．
51
α04
13
，
81
8．
85
＜0
，
01
37
．
98
0
．
44
0
．
51
50
．
02
〈0，
01 0．65 0，42 ＜0
．
Ol
l
．
19
0
．
28
〈0
，
01
2
．
37
0
．
13
くO
．
Ol
O
．
43
0
．
51
筋 輝 度 大腿 直 筋 69．3 ± 17．8
中 間 広 筋59
，
5
±142
外側 広筋
71
，
6
±17
．
4
内 側 広 筋83
，
4
±18
．
0
61
、
2
±11
．
4
68
，
8
±169
53
．
4
±13
．
7
63
．
5
±15
，
5
60
，
6
±11
、
7
68
．
9
±14
．
6
72
．
3
±15
，
0
83
．
9
± 15，
8
64
．
6
±14
．
6
58
．
9
±15
ユ64
，
6
± 13ユ 76．2
±16
．
8
1
ユ1
0
．
30
1L17
0
．
22
0
．
64
1192 2．980
．
09
15，05
1
．
1
0
．
29
32
ユ1
＜0
，
01
0
．
11 0、74 く0．01 1，
19 0．28 ＜0
．
Ol
O
，
02
0
，
88
＜0
．
Ol
O
．
20
0
．
65
定 する た め，
退 院 時と術後
3
ヵ月
に おけ
る測定値
を解
析に用い，
分 割プロ ッ トデ ザ インに よ る二元配置
分散
分析（
群x時 期 ） を 行っ た。 また，
両群
に おける一
日平均歩数
の比較
に は，
対
応の ない t検 定を用いた。 有 意 水 準は5％ と した。
結 果1
．
身 体 属 性および大 腿四頭 筋 機 能の比較 両 群の年 齢・
身長・
体 重に有 意 な差はなかっ た。
また，
術 前お よ び退 院時に おける膝 伸 展 筋 力，
すべ て の筋 厚・
筋 輝 度に おい て両 群 間に有 意 差 を認めなかっ た。
術 後在 院日数は，
介 入 群28
．
3
±5
．
9
日，
対 照 群28
．
1
±63
日であ り，
両 群に有 意差はなかっ た。2
，
介 入 前 後にお け る膝 伸 展 筋力の変 化 退 院 時・
術 後3
ヵ月の膝 伸 展 筋 力 は，
介 入 群でそ れ ぞ れ0
．
71 ±0
，
18Nm
／kg
，
1
．
10
±0
、
23
Nm
／kg
，
対照群で は0
，
67
± 0．24Nm ／kg，
0
．
88
±O
．
30
Nm
／kg
で あっ た。
分散分析の結 果，
交 互 作 用 が み ら れ，
介入群の改 善が大き かっ た （F1
、
3g＝
11
．
64
，
p ＜0
．
01
）。
介入前 後の 要 因 （期間）に主 効 果 を認め た が，
群 要 因に主効
果は な かった。
3
．
介入前後に おける筋 厚の変 化 （表 ）RF
・
VI
・
VL
で は，
交 互 作 用 がみられ，
介 入 群の筋 肥 大 が 大 きく，
ま た期間要因 に主 効 果 を認めた。一
方，
VM
では，
期 間 要 因にのみ主効
果 を認
め た。
4．介 入 前 後に お け る筋 輝度の変 化（
表）
4
筋 すべ て に おいて 交 互作用 は み ら れず，
期 間 要 因 に の み主 効 果 を 認 め た。
5
．
退院 後に お け る各 群の一
日平 均 歩 数 介入群に お ける一
日平 均 歩 数は，
3．
498 ± 1，
663歩，
対 照 群で は3
，
670
±1
，
991
歩であっ た （p＝
0
，
84
）
。
考 察 本 研 究の結 果，
TKA
術 後 患 者のホー
ムエ クサ サ イズ介 入は，
膝 伸 展 筋 力の有 意 な 改 善 を もた らすことが 明 らかとなっ た。 セ ラバ ン ドを使用 し た安全かつ 簡便 な 運 動 介 入の有 効 性 を確 認 し た。
ま た，
退 院 後の一
日平 均歩
数は，
両 群に有 意 な差がな く，
活 動 量の違いに よ る機 能 改 善へ の影 響はなかっ た。 膝 伸 展 筋 力 と同 様に，
RF・
VI・
VL の筋 厚の変 化も ま た交互作用 を認め た ことか ら，
運 動 介 入の効 果 を示 した が，
VM
に は効 果 が な かっ た。
TKA
術 後には 関 節 原 性 筋 抑 制 が 生 じや すい う え，
VM
は手
術侵
襲に よ る直接 的影
響 を受 けることが 術 後の回復 が 遅 延 し た 可 能 性 が あ る。一
方，
筋輝度はい ずれ の筋に おい ても交互作 用を認めず，
期 間 要 因にのみ 主効果 が あっ た。
Redalli
ら5｝の 高齢女 性 を 対象に し た 研 究 に おい て も筋 輝 度の有 意な改 善に は 約20
週間を要し て お り，
本 研究の介入期間 は筋 輝 度を改 善さ せ る た め に は不十分で あった 可能 性が考 えら れ た。
以 上の こと か ら，
TKA
後3
ヵ月 まで の ホー
ムエ ク サ サ イ ズ に よ る膝 伸
展 筋 力 増 強に は，
RF
・
VI
・
VM
の筋
肥大
が影 響
し てい る ことが 示 唆さ れた。
結 論TKA
術 後3
ヵ月 まで の在 宅 理 学 療 法は，
膝 伸 展 筋 力お よ び 大 腿四頭筋 筋厚の改 善に有 効であること が示 唆さ れ た。
文 献1
）
Farquhar
S
，
Snyder
−
Mackler
L
：The
Chitranjan
Ranawat
Award ：The nonoperated
knee
predictsfunction
3
yearsafter unilateral total
knee
arthroplasty，
Clin
Orthop
Relat
Res
，
2010
；468
｛
1
）
：37
−
44
．
2）
Struessel
TS，
BalterJE
，
et al．
：DoesDelay
in
Total
Knee
Arthroplasty
Impact
Postoperative
Performance
？A
Case−
Based Illustrat正on，
J
Knee Surg．
2012
．
3
）Fukumoto Y，
Ikezoe T，
et α1．
：Skeletal
muscle quality assessed from echo intensityis
associated with musclestrength of middle
−
aged and elderly persons．
Eur
J
Appl
PhysioL
2012
；112
（4
）：1519
−
1525
．
4
）
Pillen
S
，
Tak
RO
，
et α1
：Skeletal
muscle ultrasound ：correlation
