挙上運動における重量情報が腰背部運動に与える影響

理 学療 法 学 　 第36巻 第5号 　267

〜

274頁 （2009年 ） 研 究 論 文

挙

上

運

動

に

お

け

る

重

量

情 報

が

腰

背

部

運

動

に

与 え

る

影響

＊ 野 嶌

・

平1＞2）＃

奥

野 史 也1）

　

前 川 匡3）

　

安 藤 啓 司 4）

　

平 田 総

一・

郎4） 要 旨 【目 的】本研 究の

H

的は

，

挙

．

ヒ対 象 物の重量に 関する先 行 情 報が脊 柱 起立筋 活 動と腰 部 運 動へ _{与 え}る影 響 を検 討 する ことで ある。 【方 法】健 常 若 年 成 人 男 性 19名 を対 象と し

，

挙上対 象 物の重 量に関 する情 報が全 くない 条 件 （unknown 条 件 ：

U

条 件 ） と

，

重 量 を 認 識できてい る条 件 （

known

条 件 ：

K

条 件 ）を 比較

，

検 討し た。 腰 部 運 動は

，

デ ジ タ ル ビデ オカ メ ラを 用いて

，

挙上運動 時の 体 幹運 動， 骨盤運 動， 腰 椎 運 動 を 計 測し

，

同時に腰部 脊 柱 起立筋の筋 活 動を解 析し た。 【結果】K 条 件で は

．

挙上運動 早 期に骨 盤運 動 が， 後 期に腰 椎 運 動 が そ れ ぞ れ 優 位となる腰 椎 骨 盤 運 動リ ズムが見 られたが

，

u

条 件での そ れは小さ かっ た

。

筋 活 動に 関 して は

，

K 条 件で は

，

ほ ぼ中期で最 も 高い筋 活 動を示 し たが

，

　

U

_{条 件}で は 早期に最 も高い 筋活 動を示し た。 U条 件に おける早 期の深い体 幹 屈 曲位で の筋 活 動ピ

ー

ク は

，

脊柱 起立筋に よ る圧迫 力に加 え， 重 力に よ る屈 曲モ

ー

メ ン トが 負 荷 され て お り

，

腰 椎へ の負 荷が K 条 件よ り大 き くなっ ているこ とが推 測 さ れた

。

【結 論】今 回の結 果よ り

，

挙 E重 量に 関 する先 行 情 報 は

，

腰 椎 骨 盤 運 動 リズ ムを 維 持 し

，

脊 柱 起 立筋の筋 活 動ピ

ー

クを遅延させ る こと に より， 腰 部へ の負 担 を減じてい る こと が 示唆さ れた

。

逆に， 先 行 情 報が ない場 合は 腰部へ の負荷が大 き くなり

，

腰 痛 発 生の リス ク が大 き くな る機 序が示さ れ た。 キ

ー

ワ

ー

ド　挙

h

動 作

，

運 動 解 析

，

筋 竃 図 は じ め に

　WHO は

，

2000年より 「Bone　and 　

Joint

　Decade　2000

−

2010」

LU’

界運動を行っ てい る 1）。 こ の 巾で

，

腰 痛につ い て

，

「腰 痛 は 若 年 層 および 中 年 層の活 動 制 限 を 引 き起こ す 原 因として最 も頻 度 が 高 く

，

医療 機関 を受 診す る 理 山 と し て 最 も

一

般 的であ り， また， 就 労 障 害と して も多 く み ら れ るもの である。」 とさ れ てい る。 こ の ように

，

腰 痛 は 非 常 に 頻 度の高い疾 患で あ り

，

年 齢 を 問 わ ず その活 動

・

参加に制限 を 来 た す機能 障 害 を もた らすた め

，

効果 的 な 腰痛予 防 対 策 が 望 ま れ てい る

。

本邦 に おい て も

，

厚 ‡

　The　Effects　of　Weight　Information　on　Low　Back　M【）tiorl　in　Lifting

　 Tasksl

）四江 井 島 病 院リ

ハ

ビリテ

ー

シ ョ ン科

　 （〒674

−

0065 兵 庫 県 明 石 市 大 久 保 町 四 島553）

　 Ippei　 Nojima

．

　PT

．

　Fumiya　 Okuno

，

　 PT ；　DcpMment 　 of 　 Rehabilitation

，

　Nishieigashima　Hospita］

2）神戸 大 学 大 学 院 医 学系研 究科

　 Ippei　Nojima

，

　PT：Divlsion　of　Ileatth　Seiences

，

　Graduate　School

　 【，f　M巳dicine

，

　Kobe　Unlversity

3）土井病院リハ ビ リ テ

ー

ション科

　 Tadashi　Maekawa

，

　PT：Depart皿enl　of　Rchabilitation

，

　Doi　Hospiral

4） 神 戸 大 学 医 学 部 保 健 学 科

　 Keiji　Ando

，

　MD

，

　Seichiro　Hirata

，

　MD ：Faculzy　of　HeaLth　Sciences

，

　 Schoel　of　Medicine

，

　Kobe　University ＃

　E

．

mail ： reha ＠nishieigashima

．

com

　 （受付日　2007年10月22日 ／受 理口　2009年6月8H ） 生労 働 省に よ る平 成16年 度 国 民生活 基 礎 調 査の結 果

，

腰痛に よ る受 診 率が男 女ともに

7

年 連 続 第

1

位 もしくは 第2位となっ てい る

。

さ らに

，

労 働 者死傷 病 報 告によ る 2） と， 作 業 関 連 疾 患と診 断され た もの は

，

運 輸 業と建 設 業 に多 く見 られる。 これ らの業種では重 量 物の挙

．

ヒや運 搬 の頻 度 が他の 業種と比べ て多い こ と は周 知の 通 りであ る

。

また_， 運輸 業や建設業など で行われる 「重 量 物の取 り扱い」とと もに

，

厚 生 労 働 省は 「介 護 作 業 」 を二大 腰 痛 リス ク 作 業とし て 挙 げてい る2）

。

この よ う に

，

病 院 を は じ め とする保 健医療関連職場は_，産 業 保 健の立場から_， 腰痛 発生の危 険 有 害 職 場と考え ら れ てい る

。

看 護

・

介 護 業 務 に 関 わ らず

，

腰 痛 発 生 要 因 と して頻 回の 体 幹 前 屈 運 動と挙

lt

動 作が関係していること は数 多 く報 告さ れ てい る3

−

8〕。 体 幹 前 屈 運 動と挙上運 動の腰 痛 発生 との 関係に つ い て

，

Hoodendoorn ら7）は

，

仕 事 中の挙上動 作は作 業 関 連 腰 痛の 中 等 度の危 険 因 子で あるこ と を 報 告し

，

Marras

ら8）は作 業 関 連 腰 痛に関 連 する挙 上 動 作の要 因 を検討 し， 挙上動作の頻 度 を含む 5つ の要 因 が 腰痛発 生 の危 険因 子であることを示唆してい る。 　これ らの ことか ら

，

医 療 現 場で も挙上動 作 が 腰 痛 発 生 の

一

つ の要 因で ある ことは明らかである。 特に， 医 療 現 場に お け る挙上動 作と しては

，

患 者 （人 ） を対 象と した

268 理学療法学　第36巻第5号 起 居

・

移 乗 時の介 助 動 作が該 当する。 この場 合

，

介 助量 の大小な ど動 作 条 件は

一

定し た もの で はない

。

_{対 象}患 者 の介 助 量や動 作 特 性に関 する情 報が 不十 分 な 状 況 ドで挙 上 動 作 を行 うことが

，

挙

L

動 作にお ける腰 痛 発生リス ク を 高 め ている 可能性 が あ る

。

自動車工場で の大 規 模 観 察 研 究 で は， 突発 的 な， 予期で きない 負 荷が， 全 腰 部傷 害 の 12％を 占め るこ と が報 告さ れ9）

，

ゴ ミ回収 業 者や手 荷 物 係を対 象と し た研 究で は

，

持ち ヒげる 重 量の _{認 識} 不 足は腰 痛 発生 に関 与し てい る 可能 性が示唆 さ れ てい る ］o）

。

ま た

，

Mannion ら1⊥）は

，

突 発 的 な

，

あ るい は

r

・

_期で き ない _{負 荷}が与え ら れ る と

，

脊 柱へ の圧迫 力は 30

−

70％増 加 する こ と を報 告し

，

Toussaintら12， は

，

動 作に先 行 する中枢 神 経 系の姿 勢 調 節の重要 性を示し

，

先 行 情 報 が 不 足 するこ とで予 測 的 筋 活 動 が 不 十 分とな り

，

脊柱へ の負 荷が

．

大 き く なる こ と を報 告 してい る。 挙上動 作 時に重 量 情 報が な けれ ば

，

挙上対 象 者は重 量を過 大に 見 積 も り

，

実 際の重 量 を持 ち

E

げるのに必 要 な力よ りも 大 きな力で行 う傾 向があるとさ れ る

。

その 結 果

，

腰 仙 椎 部へ の負荷 が 増 大 す るこ と が報告 さ れ てい る13）

。

他に も

，

挙上動 作と先 行 情 報

，

予測的 筋 活 動に関 する研究 が 多数報 告さ れ14

−

16〕

，

」冫_{測 的} 筋 活動は脊柱を 圧迫し

，

体 幹 筋の 剛 性 stiffness を 高 め るこ とで

，

挙

一

ヒ動 作 に お け る脊 柱の安 定 性を高める とする報 告ユ5）_や

_，

予 測で きて い ない _{状 況}で側 方へ _{偏 位} し た_挙上_{対 象 物}を_持ち 上_げる と き

，

筋 力の低 ドな どにより脊柱の安 定 性が低 ドし た 状態 では

，

腰 痛の発生要 因となる可 能 性が示 唆 されて いる16）。

一

_方

_，

_{重 量物を取 り扱 う職 場で の腰 痛 発生 を減 少さ せ る}

試み とし て

，

NIOSH （National　Institute　for　Occupational

Safety

　_and　

Health

_{）や厚 生 労 働 省}2）_は

，

_{挙 上 動 作に お}

ける対 象 物 重量の 制限を課 し

，

ま た 重 量物を 取 り扱 う作 業に おける注 意 点と し て， 対象物の 重量 を表示すること を勧め ている 1ア｝

。

　これ ら 先 行 情 報 に 関 す る 研 究で は

，

繰 り返 し課 題 を 実 施 する 中 で

，

被験者に気づ か れ ない ように条 件を変 更 す る

，

重 量の過 剰 ま た は 過 小 評価 課題 を 用い ている ものが 多く

，

練 習 効 果 な ど が 影 響 し

，

本当の意味で先 行 情報が 無い_{条 件}と は言い _難い

。

_{医療 現 場}に おける業 務を想 定 す る と

，

同

一

対 象 者を何 度も挙上する ことや

，

挙 卜運動を 単純 に 繰 り返す 作 業を行うこ と はほ とん ど ない

。

よっ て

，

医 療 現 場で介 助を要 する対 象 者 （患 者 〉に対 する挙

一

ヒ動 作に おける腰 背 部へ の影 響を検 討 するた めには

，

運 動 学 習が な さ れて い ない時 点で の動 作を検 討 する こ とが重 要 である と考 える。 　 今 回

，

挙 上 動 作に対 する重 量に関する先 行 情 報の影 響 を検 討 する ため_{， 挙}上 対象物の 重 量先 行 情 報が 全 く無い 条 件 と， 対象物の重 量 を 十 分認 識 し た条件で

，

脊柱起 立 筋 活 動

，

ま た 腰部運動が どの ような影響 を受け る か を筋 電 図学 的

，

運動 学 的に検 討し た。 対 象お よび 方 法 　 対 象は 日常生活に支 障を来たす 筋 骨 格 系 傷 害のない _健 常 成 人 男 性 19名 （平 均 年 齢249 ± 4

．

8

_歳

，

_{平 均 身 長} 172

．

5

　±　6ユ cm

，

平 均 体 重63

，

5± 6

，

ユkg）と した。 計 測 前 に計 測 方 法と

，

その結 果 もた ら さ れる危 険 性に関して十 分 説 明し た 上 で

，

実 験 協 力の同 意 を得て実 施した

。

　

．

課題 は 重 量物の_挙上 運動と し た

。

挙上 運動は プラ ス チ ック製の箱 （

37

×

26

×

22cm

_{）の取っ 手に手を掛け} ， 対象物か ら30cm の位 置に 肩幅 程 度の 開 脚位で両 肘

・

膝 関 節 伸 展 位を維 持し な が ら

，

開始の_{合 図}と ともに体 幹の 伸 展運動を行っ た

。

挙上対 象 物の重 量 は

，

被 験 者の体重 の 20％ と し

，

被 験 者 毎に設 定し た。 た だし

，

実 験に先 行 して

，

対象 物の重 量に関 する情 報は全 く与 え なかっ た。 また

，

重 量の重 心 が 箱の中 央に くる ように重 錘 を 左 右 対 称に設 置した

。

箱に は蓋をし て

，

被 験 者に は箱の中に揖 か れ てい る重 錘が見 え ない ようにした

。

課 題 条 件は

，

同 対 象 物 を

2

回挙上することである

。

こ の 場 合

，

1回 凵 は 重 量 情報が ない unknown 条件 〔

U

条 件 ） と な る

。

1 回 凵 と2囘 目の 間で

，

対 象 物の重 量 を確 認 する た め に

，

2

−−

31pl程度ゆっ く りと練 習を行い

，

十 分に挙

．

上対 象 物 の 重 量の認 識 を促し た

。

し た がっ て

，

2囘 凵 は 被 験者が 箱の重 量 を認 識し たknown 条 件 （K 条 件 ）となる。 挙

L

運動に関する指 示は

，

而 膝

・

肘 関 節 伸 展 位を保 持 する こ との みと し

，

任 意の速度で動 作を行 うこ と とした

。

な お

，

U 条 件 実 施 舸に

，

検 者が実 際に挙 ヒ運 動 を 行い被 検 者に運 動 方 法の説 明を

1

分 行っ た。 こ の時

，

被 験 者は検 者の説 明を聞 くの み とし

，

箱に は

一

切触ら せ ず， また課 題 と なる運 動 を 模 倣 するこ と も行わ せ な かっ た。

1

回 目 と

2

回 目の 間 に は 15分 問の 休憩 を 取 り

，

疲 労 を 回 復 す る と と も に

，

練 習 効 果を最 小限 にする よう努め た。

　

運動学 的解析は

，

先 行 研究 に 基づ き捌 19）

，

体 表 骨 指 標 （大 転 子 （TR ；Trochanter　Major_）

，

大_{腿 骨 外 側} ヒ 顆 （LE ；

Lateral

　Epicondyle）

，

肩 峰 （AC ；Acromion ）

，

上前 腸 骨 棘 （AS ；Anterior　Superior　Iliac　spine ＞）に

マ

ー

_カ

ー

_{を貼 り}

，

デ ジタ ル ビデ オ カ メ ラ （以下DV ：

Sanyo

，

　

Japan，

　Xacti

，

　DMX

−

C4_＞で被 験 者 か ら

3m

離

i

れ

た側 面より撮 影 した

。

解 析は

，

画 像 解 析ソ フ トMAT

−

LAB

，

　version 　7 （Cybernet　systems 　

CO ．

．

　LTD

，

　

Japan

） の lmage　Processing　Toolbox を用い

，

　

PC

に取り込ん だ 静 止 画 像 か らマ

ー

カ

ー

座 標 を設 定し

，

角 度 を算 出し た

。

計 測 精 度に関 しては， 角 度 計で測定し た値と

MATLAB

を 用い て 測定し た値の差の平均 がO

．

79 ± 0

，

63

°

_{と な り}

，

結 果に大 きな影響は 及 ぼ さ ない もの と考え ら れ た

。

DV の撮 影は30flame／sec で実 施し

，

パ

ー

ソナルコ ンピュ

ー

タ にMPEG4 形 式で 保 存し た。 角 度 変 化は

，

　TR と

LE

を結ん だ線 （TR

−

LE）を 基準 と し

，

体 幹運動 は AC と TR を結ん だ線 （

AC −TR

）の成す角 度と し， 骨盤運 動 は

挙 ヒ運動に おける重量

1

青報が腰 背 部 運 動に与 える影 響 269 TR LE 、 　 、 　 　 、 　 　 t 　 　

l

　 　 I 　　

l

体幹運 動 　 　 ’ 　 　 ’ 　 ’ ノ 図1　 骨 性 指 標と体幹

・

骨 盤

・

腰 椎 角 度 算 出方 法 大 転 子 （TR ；Trochanter　Major）

，

大 腿 骨外 側 上顆 （LE ；Laterat　Epicondyle）

，

肩 峰 （AC ；

Acromion）

，

上前腸骨 棘 （AS ；Anterior　Superior

Iliac　spine ）

AS

と

TR

を 結 ん だ線 （

AS −TR

）が そ れ ぞ れ

TR −LE

と 成 す 角度 を 測定し た （図 1）

。

腰椎運動は体 幹運 動 と骨盤 運 動の差 と 定 義 し

，

その値 を 算 出 し た

。

　 筋 電 図 学的解 析と して

，

第3腰 椎レベ ル の右 側 腰部 脊 柱起 立筋に 使い 捨て の表面 電極 （

Olstykke，

　

Denmark ，

Blue　Sensor

，

　Medicotest_）を3cm 間 隔 に_貼り

，

_表面 筋 電 計 （Mega 　Electronics　Ltd

．

，

　Finland

，

　ME3000P _）を用 い て

，

Sampl

童ng 　rate 　1000　Hz

，

　frequency　band　20

−

500　Hz

で記 録し た。 なお ， 事 前に筋 電 波 形が安 定 する ように

1

一

分に皮 膚 処 理 を行っ た。 得ら れ た筋 電 図 信 号は全 波 整 流 後

，

オフライン で デ ジ タル 的に

5ms

の移 動 平 均 を算 出 す るこ とで平 滑化 し，

1

　

flame

（

33

　ms ） 毎に 平 均値を計 算 し た

。

移 動 平 均 は

，

ノ イズ の除去を 目 的 と し て行い ， こ の移動平 均に よ る ズ レは2

，

5ms でlflame の 1／10以 ド となっ ており

，

ま たこの ズ レは 全条件で変 化して いない （

一

定の ズ レ ）ので

，

結 果に 大 きな影 響を与え ない もの と考え ら れ た

。

さ らに

，

単 位 時 間当 た りの最大等尺性 収 縮 を100％と して振 幅の正規 化を行い

，

_％MVC と して 表し た。 最大等 尺 性 収縮の計 測 方 法は

，

腰 背 部 筋の評 価 とし て用い ら れ る NlcGil120）に よ り報 告さ れ た方 法に準 じて行っ た。 これは

，

腹 臥 位で擠 部か ら 上半 身をベ ッ ド の端より出し

_，

検 者の徒 手抵 抗に抗して体 幹 水 平 位を維 持させ て脊 柱 起立筋の最 大 随 意 収 縮 時の筋 活 動を計 測 す る方 法で ある。 DV と筋 電 図 を 同 時に計 測 する た め に

，

箱の底にスイッ チ を挿 入し

，

箱の 離 床 時 点が筋竃図上に 電 気 信 号として記 録さ れる と ともに

，

電 球が光 りDV 上 で も箱の離床 時 点が確認 で き る ように し た

。

挙上 運動の 解析対象期 問 は

，

箱離床 前0

．

5秒

，

離 床 後1

，

5秒と し た

。

これ は， 箱 離 床 前

0．

5

秒 以 ヒ前で は， 体 幹運動， 筋活動 ともに変 化が見ら れず

，

箱 離 床 後1

．

5秒で は被 験 者 全員 が 挙 h運 動 を終了 して いた た めであ る

。

　開始 時， 終

r

時の体 幹 角 度は被検 者に よっ て異な る た め

，

個々 の 被 検 者に お け る 最 大 屈 曲角 度を 100％

，

最 大 伸 展角度 を0％ と し た

。

そ して

，

体 幹 屈 曲 角 度の比率を 基に10 等分 し， 各 等分 での骨盤 と腰 椎の屈 曲 角 度を 各々 の最大屈曲角度で除 し た値をパ

ー

セ ン ト可動域 とし て算 出 し た

。

す な わ ち

，

挙 上 運 動の進 行 に 伴い

，

体 幹 が 10％ 伸 展 す る 毎の腰椎と骨盤の パ

ー

セン トロ_{∫動域 を求} め た

。

さ ら に

，

腰 椎 屈 曲角と骨 盤 屈曲角の合計であ る体 幹 届 山30

°

以 下

，

30　

一

　60

°

，

60

〜

90

°

，

90

°

_{以 上}の各区 間に おける30

じ

毎の腰 椎 伸 展 角 度に対 する骨 盤 伸 展 角 度

の比率 （Pelvic

−

Lumbar 　ratio ：_{以 下}P／L　raito ） も算 出

し た。 P／L　ratio は

，

骨盤伸 展 運 動 角 度を腰 椎 伸 展 運 動 角 度で 除した 値と定 義 し た。 こ の時

，

体 幹 伸 展 角 度が

30

°

以 下の区 間 に 関 し て は

，

個 人 差 が 大 き く

，

体 幹 伸 展 が

0

°

に満た ない 被験者もい た た め

，

体 幹の 最 大 伸展 位 までの角 度に おける腰 椎

・

骨盤伸展 運動の_角度 を算出し た

。

ま た

，

体 幹 伸 展 90

°

以

E

の区 間におい て も

，

30

°

以 下の 区問と同 様の理 由 に より体 幹の _{最 大 屈 曲 位}ま での _角 度 で 腰椎

・

骨盤伸展 運 動 を算出 し た

。

筋電 図解 析は

，

10 等 分 さ れ た 体 幹 運 動の 各10％ 区 間にお ける平 均 筋 活 動 を 比 較 し た

。

骨盤 と腰椎の_{伸 展}比率

，

体幹角度 比の_{各 区} 間 に お け る平均筋活 動 を 統 計 学 的 に検 討す る た め

，

統計

用ソ フ トウ ェ ア

JMP5 ．

OJ （

SAS

　Institute　

Japan

，

　Tokyo _）

を用いた。 統 計 解 析に は

，

paired　t

−

testを用い

，

有 意 水 準は5％ 未 満とした。 　 対 象 者に対し て

，

ヘ ル シ ン キ宣 言に基づ _{き研 究}の趣 旨 と内 容につ い て説 明し

，

理 解 を得た 上 で協 力 を 求め た が， 研 究へ _{の参 加は自 出意 志である}こと を口頭で十 分に説 明 し， 同 意 を得た後に 研 究 を開始 し た

。

な お， デ

ー

タ は研 究目 的 以 外 に は 使 用 し ない こ と及 び 個 人 情 報の漏 洩 に ト 分に注 意し た

。

結 果 　最 大体幹 屈曲角度 はU 条件で 10L5 ± 6

．

S“

，

　 K _{条 件}で 102

．

6± 7

．

7

°

_{とな り}

，

_{平 均 値}には有 意 差が認め ら れなかっ た

。

可動域 に関し て は

，

U 条 件に おい て体 幹 屈曲93

．

4± 8

．

2

°

，

骨盤

1

出曲37

．

5± 7

．

2

°

，

_腰椎

1

_出曲60

，

3± 5

．

8

°

であり

，

K 条 件に おい て は

，

体 幹 埋 曲96

．

7± 7

．

6

°

，

_骨盤屈 曲 40

．

ユ± 8

．

7

°

，

_{腰 椎 屈 山}6ユ

．

0± 4

，

5

°

で あっ た

。

挙

H

動 作 10％ 区 間 毎の腰 椎

・

骨盤のパ

ー

セ ン ト可動域 （図2）は

，

K 条 件で伸 展 早 期に骨 盤 運 動の変 化 率が U 条 件のそ れ に比べ _{大 き く}

，

_逆に伸 展 後 期で は

，

K 条 件の腰 椎 運 動の 変 化 率が

U

条 件の それ に比べ_{大 き くな}っ た。 す なわち

，

K

条 件に おい て仲 展 早期に骨 盤運動が， 仰 展 後 期に腰 椎 運動が そ れ ぞ れ 優位に 運動して いたこと を 示す ものであ

270 理 学 療 法 学 　第36巻 第5号   90 　 80 　 70 　 60 　 50 　 40 　 30 　 20 　 腰 椎

_・

骨 盤 運 動 比 率 10 　 0   900 　 　

　

0 　 　

　

σ 　 　

　

0 　 　

　

0 　

　

　

0 　 　

　

0 8

　

　

　

7

　

　

　

6 　

　

　

5

　

　

　

4

　

　

　 3

　

　

　

2 腰 椎

_・

骨 盤 運 動 比 率 10 　 0

一

◆

一

骨盤運 動　

一

麕

一

腰椎運動 90　　　80　　　70　　　60　　　50　　　40　　　30　　　20　　　10　　　0 体 幹運動10％区分 　　【

u

条 件】 90　　　80　　　70　　　60　　　50　　　40　　　30　　　20　　　10　　　D 　 　 　 　 体 幹 運 動 1  ％区 分 　　　 　　　 【K 条件 】 　 　 　 図2　 挙上運 動 時の体 幹 伸 展に伴 う腰 椎

・

骨盤のパ

ー

_{セ ン} ト凵∫動域の推 移 横 軸 は

，

体 幹の全 可 動 域 を10％ 区 間 毎の相で示 す

．

縦 軸は

，

体 幹の各 相に おける腰 椎 及び骨盤の全 可動域 に対 する運 動 比率を 示 す

．

パ

ー

セ ン ト可動 域の算 出 方 法は

，

腰 椎 運 動 比 率で （各 相に おける） 腰 椎 角 度／腰 椎 最 大 屈 曲角 度x100

，

骨 盤 運動比率で （各相に お け る ）骨 盤 角 度／骨 盤 最 大 屈 曲 角 度× 10Dである

．

表1 体 幹 伸 展30c毎の骨 盤

・

腰 椎 伸 展 運 動 とP

．

／L　ratio 体 幹ROM （e ） 骨盤 u条 件 腰 椎 P／Lratio 骨盤 K 条件　 　　 　　 　 　　P値 腰椎　　　　　P／L　rario 　

〜

3030

〜

₆₀₆₀

〜

₉₀₉₀

〜

5

．

1± 3

．

7　　　13

．

5± 5

．

8 ユ0

．

0± 2

，

3　　　18

．

9± 2

．

6 13

．

4　±　2

，

2　　　15

．

6± 2

．

1 6

．

2±　2

，

7　　　　6

．

9± 3

．

7 0

．

40± 0

，

27 0

．

55± 0

．

19 0

．

89± 0

．

26 1

．

24± 0

、

93 5

．

0 ± 3

．

Ol5

，

9± 4_ユ 10

．

0± 2

．

1_工7

．

9± 3

．

0 14

．

3± 1

．

9　　　ユ4

．

3± 2

．

1 9

．

0 ± 3

、

7　　　　5

．

5±　2

．

4 O

．

31 ± 0

，

160

．

Ol O

．

59± 0

．

220

．

07 1

、

04± 0

．

27　　　0

．

04 1

．

95 ±　1

．

04　　　0

．

01 挙 ヒ運動 時の体 幹 伸 展30

°

毎の _{骨 盤}

，

_{腰 椎 伸 展 運 動 角 度 を示 す}

．

椎 伸展 運動に対 する 骨盤 伸展 運動の _{割 合 を示 す}

．

P／Lratio （Petvic

・

Lumbar　ratio）は

，

腰

る。

一

方

U

条 件で は

，

挙上運 動の相 別に み た骨 盤と腰 椎の優 位 性は小さ く

，

同調した伸 展 運 動が見られた

。

表 1に挙上運動30

°

毎の腰 椎 伸展角 度に対 する骨盤伸 展 角 度の比 率 （P〆Lratio） を 示 す。 体 幹 屈 曲

90

°

以

L

で の

P

／

Lratio

は

，

　

U

_{条 件}で 1

．

24±

O．

93，

　K _{条 件}で 1

．

9

　

5

± 1

．

04

（p

＝0，

01

），

60〜 90

°

区 間で は，

U

条 件で

089

±

O．

26，

K

条 件で

1．

04

±

0，

27

（p

− 0．

04

） と

K

条 件で有 意に大 き く なっ た

・

J 逆 に

，

O

〜

30

’

区 間 で はU 条 件で ₀

，

40 ± 0

，

27

，

K

条件で

O．

31

±

0．

16

（p

＝ODI

）と

U

条件で有 意に大き く なっ た

。

これ ら よ り

，K

条件に おいて伸展 早期に骨 盤 伸 展 運 動 が

，

伸 展 後 期 に は 腰椎伸 展 運 動 が 有 意 に 大 き な 運動を示し

，

骨盤 運動と腰 椎運動の そ れ ぞ れの 区 問 に お ける優 位 性が強 調さ れて いた

。

　 腰 部 脊 柱起 立筋の筋 活 動に関 する検 討 （図3）で は

，

U 条 件では開 始 早 期の体 幹 屈 曲80％で筋 活 動が ピ

ー

ク を迎 え

，

こ の 時 点で K 条 件に比べ _{有 意}に高い筋 活 動 を 示 し た （U 条 件 ：76

．

0± 28

．

0

，

K _{条 件} ：64

．

6± 27

．

5_） 。

一

_方

_，K

_{条 件では筋 活 動は挙上 運動開始か ら漸 次 亢 進し} てい き

，

体 幹 堀 曲50％で ピ

ー

クを 迎 え た

。

ま た

，

体 幹 屈曲

60

％ に おい て，

K

条 件での腰 部 脊 柱起 立筋の 筋 活 動は

U

条 件に 比べ 有 意に高 くな っ て い た （

U

条 件 ： 68

．

8± 25

．

3

，

K

条 件 ：79

．

3±18

．

1）

。

％ MVC

：

：

：

180

60 40 ＊ ＊ ＋ _條

貲

＋ 巡

團

2090 　　80　　70　　60　　50　　40　　30　　20　　10　　　0 　 　 　 体 幹 運 動to％区 分 一 図3　挙 ヒ運動 時の体 幹伸展に伴 う脊柱 起立筋の筋 活 動パ _タ

ー

　 　 ン （U 条 件とK 条 件の比較 ） 　 　 ＊ ：p＜ 0

．

05誤差線はSD を示 す 考 察 　医療職者の 日常 業 務と し て

，

挙上 運 動 は 頻 回 に 行 わ れ る動 作であ り

，

腰 痛 発 症 との 因果関係も報 告さ れてい る3

−

8）

。

挙上 運動で行わ れ る体 幹 屈 伸 運 動は

，

腰 椎と股 関 節 （骨盤 を含む）の複合運動であ り

，

その運 動 解 析は 現在まで_種々の方法 を 用い て行わ れて き た

。

腰 椎の運動 を 三次 元 的に提 える 方 法と して X線 を用い た 研 究が主

挙 L運 動にお ける重 量 情 報 が 腰 背 部 運 動 に与 え る影 響 271 に行 わ れて きた21〕22）が

，

計 測 方 法 が 侵 襲 的であること や

，

解 析が か な り煩 雑であ る など幾つ かの間 題を抱え て いる

。

そこ で今回， DV を 用い， 簡便で非 侵襲的 な 動 作 解 析 を試み た。こ のよう な画 像 を用い た体 幹 運 動 解 析は

，

Tanii

ら18）が

，

体 幹 屈 曲 時 に 最 大 前 屈位付 近で 直 立 起 立時と同程 度 まで脊 柱 起立筋の筋 活 動が減 少 する_， いわ ゆ る

flexion

　_{relaxation 現象に}つ い ての検 討に 用い てい る

。

　 今回の _結果か ら， 最 大前屈 時の腰 椎 屈 山 角 度およ び骨 盤 屈 曲 角 度 は そ れ ぞ れ 平 均

U

条 件で60

，

3±5

．

S

°

，37，

5± 7

．

2

°

，K

条件で

61．

0

±

4．

5

°

，40．

1± 8

，

7

°

で あっ た

。

体幹 最大前 屈での腰椎 屈曲 可動域 に関しては

，

X

線 を 用いた 方 法2⊥｝22）_や

_，

磁 気セ ンサ

ー

式三次 元空間 計 測 装 置を用 い た_{方 法}23脚 で約55

°

と報 告され てい る

。

本 研 究で は

，

動 作 課 題 と して体 幹の最 大 屈 曲 を課し ていない にも関 わ らず

，

これ ら先 行 研 究に比べ _{腰 椎 屈 曲}卩∫動 域 は 大 きな値 を 示 した

。

こ れ は

，

本研究におい て_， 腰椎 屈 曲可動域 を 体 幹屈 曲可動 域と骨 盤屈曲可動 域の差で算 出してい るこ とが 原 因 と考 え られる。 体 幹 屈 曲運 動は胸 椎の屈 曲 運 動 を含ん だ運動と な り

，

今回 用い た方 法で は

，

腰椎の屈曲 可動 域のみを計 測 した とは言い 難 く， 腰 椎 屈 曲 可動 域の みを 算 出し た先 行 研 究に比べ 大 きな値 となっ た 可 能 性が あ る

。一

方

，

骨 盤屈曲角度 に関し て は

，

先 行研 究25

−

27） と比べ

_，

_小さ な値を 示 し ていた

。

これ は， 床上 に置か れ た挙上 対象 物を 把 持 す る位置 （開 始 肢 位）を体 幹最 大 屈 曲位と定 義し た た め と考え ら れ る

。

体 幹 屈 曲運動に おい ては

，

腰 椎と骨盤 に体 幹 伸 展運動と逆の関 係が 見 ら れ る とさ れ てい る

。

つ _まり

，

_{体 幹 屈 曲 運 動}で は

，

腰 椎の屈 曲 運 動が先 行し

，

次 第に骨 盤 運 動の割 合 が 大 き くなるこ と が 報 告さ れてい る 26〕28）。 よっ て

，

今回定 義し た体 幹の 最 大 屈 曲 位において

，

骨 盤 運 動は十 分 起こっ てい なかっ た 可能 性が あ る

。

また，

Dolan

ら 26〕_は

_，

_{腰 痛既往 を有} する者では

，

腰 椎の 可動 性は7D減 少 するの に対 し

，

骨 盤の 可 動 性 は

20

°

も減 少す るこ と を報 告し ている

。

今回 の被検者の巾 で， 現在腰背部 に 機 能 障 害 を 有 す る者はい な かっ た が

，

腰痛既往の 有 無は確 認して い ない

。

よっ て

，

ハ ムス ト リングスを含む 骨 盤 周 囲 筋 に 何 ら かの機能 障 害 を有してい る者が含ま れ ていた 可 能 性 は 否定で きず， そ の こ と が骨 盤可動 域 を 減 少さ せ た ひ とつ の 原因 となっ て い る か も し れ ない

。

　今 回 行っ た挙上 運動 課題 に おい て

，U

条 件

，

　

K

条件で の平 均 体 幹 屈 曲 角度に差 が な かっ たこ と か ら

_，

両条件 は ほ ぼ 同肢 位か ら開 始さ れてい たこ と が示さ れ た

。

パ

ー

セ ン ト可 動 域に関 しては

，

K 条 件におい て

，

体 幹 伸 展 運 動 前 期に は骨盤の伸展運 動が

，

後 期に は腰椎の伸 展運動が 相 対 的に優 位であっ た。 これ はCailllet30 ） に よっ て報 告 さ れた腰 椎 骨 盤 運 動リ ズム に相 当し

，

過 去にも報 告 され てい る2729   この運 動 リズ ム は

，

挙 卜運 動で

，

骨 盤 仲 展 運 動 が 先 行 することに より

，

体 幹 を早 期に 引き起こ し

，

腰 部 脊柱 起立 筋 に 要 求 さ れ る 大 き な負担 を 軽 減 す るの に 役立つ効率的 な機 序

・

戦略であ る と考え ら れている

。

こ の 腰椎骨 盤 運 動リ ズム に関し て は

，

体幹 角度の各区 間に お け る 腰 椎 伸 展 角 度 と 骨 盤 仲 展 角 度の比 率 （P／Lratio） の検_討に おい て， その優位性が より明確化さ れ た

。K

条 件に おい て体 幹屈 曲

90

° 以

E ，

90　

一

　

60

°の 区 間 での運 動で

，

骨 盤 伸 展 運 動 が 有 意 に 大 き く

，

逆 に 体 幹 屈 曲30

−−

_O

°

_{区 問}で は， 腰 椎 伸 展運動が有 意に大きく起こっ て い た

。

特 に

，

90

°

以 ヒの体 幹 屈曲位か らの伸展運動で は

，

骨 盤iは 腰 椎 の 2倍 近 くの 可 動域 を 有 して い た

。

Dolan ら31＞は

，

挙上動 作 時に靭 帯な どの_{軟 部 紅 織}に よ る他 動 的な支 持に よっ て

，

約25％の伸 展モ

ー

メ ン

1・

が 発生し て い る こ と を示 唆し ている。 骨 盤の仲 展 運 動が先 行 することに より

，

こ の脊 柱 後 方 支 持 組 織が働 き， 腰 部 脊柱 起 立 筋の負 担 を軽 減し てい る 可能 性がある

。一

方

，

U

条 件に おい て もK 条件 と同様の傾向は見 ら れ てい た が， 腰椎と骨 盤の伸展 運 動の体 幹運 動 に お け る 時 間 的 選 択 性は小 さ く

，

同 調 的 な伸 展 運 動が起こっ ていたことが 示 さ れ た

。

これは_， L記の 腰椎 骨盤 運 動 リズ ムの 崩 れ を 示 唆し てい る

。

　腰 部 脊 柱 起 立 筋の 活 動に 関 して は

，K

条 件 と比べ U 条 件で体 幹屈 曲

80

％ に おい て有意 に高い筋 活 動を示し

，

U

条件で は体幹伸展 早 期， つ まり深い 体 幹 煽山位で高い 筋活 動 が発 生してい たこ と が 示 さ れ た

。

深い体 幹屈 曲 位 で は

，

重力に よ る屈 曲モ

ー

メ ン トが 大 きく

，

腰 椎へ _加わ る負 荷は増大する と考え ら れ る

。

し た がっ て

，

腰 椎に は 脊 柱 起立筋に よる大 きな 圧辿 力に加え

，

大き な屈 曲モ

ー

_{メ ン トが 負 荷 さ れてい るこ と が 推 測 さ れる} 。

Adams

ら32）33）は

，

深い 体 幹 前屈 位で は椎 体へ の屈 曲 力に加 え

，

腰 背 部 筋 活 動が付 加さ れる こ とで椎間板に亀 裂 を与 え

，

椎間板ヘ ル ニ _{ア発 生}の危 険が高ま るこ と を示 し， ま た

Shirazi34

）_は

_，

_挙

_．

_L

_{運動に よ る椎問レ ベ ル での 回旋運動} に 圧迫 力が加わ るこ と が

，

椎 間 板 損 傷の原 因 で あ ること を 示 唆 し た

。

よっ て， 本 研 究 に お け る

U

条 件で観 察さ れ た体 幹 伸 展 早 期での腰 部 脊 柱 起 立筋の 高い筋 活 動は

，

腰 椎 に 大 き な機 械的ス トレス を 与 え

，

椎 間板ヘ ルニ _アの 発 生 リス ク を高め る卩_{∫能性 が あ る}こ と が 示唆さ れ た

。一

方

，

K 条件での腰 部 脊柱 起 立 筋の筋活動に 関 しては

，

体 幹 屈 曲80％ とい う 深い屈 曲 位で有 意 に 低い 筋 活 動 を 示 し

，

その _後漸 次 筋活動は亢 進し

，

体幹屈 曲

50

％ で 最 大 と なっ ていた

。

腰 椎に加 わる屈曲モ

ー

メ ン トにつ い て考 え た場 合

，

K 条 件にお ける筋 活 動ピ

ー

ク時のモ

ー

メ ン ト ァ

ー

ム は

，U

条 件に比べ _{短 くな}っ て い る と推 測 さ れる。 また

，

U 条 件に おける筋 活 動の推 移を観 察 する と

，

体 幹 屈 曲80％で ピ

ー

クを 迎 え た後

，

す ぐに筋 活 動は減 少し

，

その後 再 度 増 加 を示 して い る。 こ の筋 活 動の減 少 が 見 ら れる体 幹屈曲60％で は

，

U 条 件の腰 部脊 柱 起立筋 活 動

272 理 学 療 法 学　第36巻第5号 が

K

条 件に比べ _{有 意に低 く な}っ て い る

。

これは

，U

条 件に おい て伸展 早期に高い 筋 活 動 を発 揮 する ことで挙上 動 作に 必 要 な 体幹 伸 展モ

ー

メン トが獲 得さ れ た た め， 腰 部 脊柱 起立筋の筋活動が

一

時的 に低 くなっ たもの と考 え る。 その後

，

筋 活 動がも う

一

度 増 加して いるの は

，

体 幹 屈 曲50％で挙

L

対 象 物の重 量 が再 度負荷さ れ た た め と 考える。 これ らの こ と は

，

挙上動 作 中の U 条 件にお け る 腰部 脊 柱 起 立 筋 活 動の不安 定 性 を示 唆 してい る と考 え る。

一

方

，

K

条 件で は

，

体 幹 屈 曲 角 度 毎の筋 活 動の推 移 が体 幹屈曲50％ まで滑 ら かに 上 昇し て お り

，

K 条 件に お け る腰 椎へ の 負 荷が減 少 する機 序 を 示 す もの と考 え るc 　今 回の研 究で は

，

U 条 件 は 持 ち Eげる対象物の 重 量 を 認識 で きてい ない こ と 以外は，

K

条 件 と 全 く同 じ課 題 を 課 してい る

。

し か し

，

K 条 件と 比較して

U

条 件で の挙 上 動 作で

，

腰 部へ 負 荷 が 増 大 す る 機 序 が 示 さ れ たc

Aruin

ら35〕や

Gardner

ら36）は， 予期 せ ぬ 過負 荷が 加 え られる と き

，

そ れに先 行 する予測 的 な 体幹 筋 活 動が 出 現し

，

体 幹の剛性が高め るこ と を報 告してい る

。

これ ら の先 行 研 究における体 幹 筋の予 測 的 筋 活 動は

，

他 動 的 な 負 荷を与える課 題に対 する反応で ある

。一

方

，

本 研 究は 重 量物の挙上 とい う課題 下で身 体へ の負荷に対 する反応 を検 討 対 象としたもの で あるが

，

身体に予 測で きない負 荷が加わるとい う点で は

，

先 行 研 究と同 様で ある。 よっ て_，

U

条 件に おける腰部 脊 柱 起立筋の活 動は_， 身体に加 わ る 予測でき ない負 荷に対 抗し て挙 上 運 動 を優 先さ せ る た め

，

挙 E運動早 期 よ り筋活動 を 高め

，

体 幹の安 定 性 を 獲得す る 戦 略 を取っ てい た と推察さ れ る

。

この こ と が

，

腰椎 骨 盤

i

運動リズム の崩れ を導き

，

腰 部へ の負荷が 増 大 す る 原 因 と 考 え ら れ る

。

ま た

，

van 　Dieen _ら37）_は

_，

_身 体に加わ る負荷が予測で き る 時の体 幹筋の_予測的 筋 活 動 は

，

予 測 で き ない _時に 比べ て

，

負荷の方向や 量 に 適 応 し て 出 現 し

，

身体に加え ら れる負 荷に対 して

，

効 率的 な 筋 活 動を発 揮 することを 示 唆 している。 本 研 究にお けるK 条 件で

，

挙

E

対 象 物の重量 を認 識 する こと が

，

身 体に加 わる負 荷に対 する適 切 な予 測を可 能と し， 腰 部へ の負 荷 を 程 減 する戦 略 を 用い るこ とをロ_{∫能にしたも}の と 考 え るD 結 論 　 挙 ヒ重 量に関 する先 行 情 報は

，

腰 椎 骨 盤 運 動リ ズム を 維 持し， 脊柱 起立筋の筋 活 動ピ

ー

ク を 遅 延 さ せ るこ と に よ り， 腰 部へ の負担 を 減 じ る よう作 用 し た

。

逆 に

，

先行 情 報が ない場合 は腰 部へ の負荷が 大 きくな り

，

腰 痛 発生 の リスクが大 き くなる機 序が示 唆さ れ た。 文　 　献

1）http：〃 www

．

boneandjointdecade

．

org ！backgroundl

　 backgraound

＿

fasq

．

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03

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Ol）

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ng36geg5i

<Abstract>

The

Effects of Weight Information on

Low

Back Motion

in

Lifting Tasks

IppeiNOJIMA, PT.

Fumiya

OKUNO,

PT

Department

_{ofRehabigitation,}

Nishieigashima

Hbspital

IppeiNOJIMA, PT

Divisionof

Health

Sciences,

Graduate

School

of

Medieine,

Kbbe

Uhiversity

Tadashi MAEKAWA, PT

Dapartment

_{ofRehabigitation,}

Doi Hospital KeijiANDO, MD.

Soichiro

HIRATA, MD

likzcultyof Hbalth Sciences,Sehool of Medicine, Kbbe Uhivensidy

Puxpose:

The

_purpose of thisstudy was to compare theeffeets of liftingobjects with and without

knowledge of their weight beforehand on Lumbar and _pelvicmotion and on electromyographic

{EMG)

activities of erector spinae muscles.

Subjects and Method:

Nineteen

healthy

subjects

lifted

boxes

weighing

20

%

of their

body

weight.

In the firstexperiment, the subjects Lifted

boxes

without

knowledge

of

how

much they weighed

(unknown

tasks; U tasks). In the second experiment, the subjects

liftcd

the same

boxes

with

knowledge of

how

much they wcighed

{known

tasks;

K

tasks).

A

digital

video camera was used

in

combination with surface

EMG.

Results: The results showed thattrunk extension

began

with _predominance of _pelvicover lumbar

motions and ended with predominance of

tumbar

over pelvic motions

in

K tasks,which was reported

previouslyas

lumbar

_pelvicrhythm, In

U

tasks, similar motions were seen intrunk extension, but

the

difference

was smalL

between

the pelvic and the lumbar motions. The EMG _peak activitiesof

the erector spinae muscles appeared inthe middle _phase of trunk extension inK _tasks,

but

in

_the

initial

_phase inU tasks.Peak activities in the initial_phase in

U

tasks suggested _greater

load

of

the lumbar spine due to both the compression force

by

lumbar

muscles of spine and the

flexion

moment

by

gravity than

in

K tasks.

Conclusion: We concLuded that the absence of weight informationin

U

_tasks

led

to an

increased

mechanical loadof the lumbar spine, and

it

may contribute to a

higher

risk of

low

back

injury

in

lifting

tasks.