Half sitting での体幹前傾による下肢筋力トレーニングの運動力学的および筋電図学的検証

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(1)理学療法学第 46 巻第 4 号 233 ∼ 241 頁（2019 Half年） sitting exercise の運動力学的検証. 233. 研究論文（原著）. Half sitting での体幹前傾による下肢筋力トレーニングの運動力学的および筋電図学的検証＊多田周平 1）# 木村佳記 1）向井公一 2）里田由美子 3）中江徳彦 3）近藤さや花 4）小柳磨毅 5）. 要旨【目的】前後に開脚して片側の殿部を着座した Half sitting にて，体幹を前傾する運動（以下，HSE）の運動力学的特性を，スクワット（以下，SQ）との比較から明らかにすることを目的とした。【方法】健常成人 10 名を対象に，右下肢を前方に接地して体重の 1/2 を負荷する HSE と SQ を実施した。三次元動作解析装置と床反力計，表面筋電計を用いて運動計測を行い，右下肢の関節角度，床反力，関節モーメント，筋活動電位（%MVC）を算出し，両課題間で比較した。【結果】HSE は SQ に比較して股関節の屈曲角度と伸展モーメント，床反力後方成分，内側広筋と半腱様筋の筋活動が有意に高値を示した。一方，膝関節の伸展モーメントと外部内反モーメント，床反力内方成分は有意に低値を示した。【結論】HSE は膝関節運動がなく，SQ に比較して外部内反モーメントも有意に小さく安全である一方，膝伸展モーメントは小さいながらも，内側広筋と半腱様筋の活動が有意に高まる。キーワード half sitting，スクワット，膝関節，閉運動連鎖，動作解析. 能の治療や予防を目的とする閉運動連鎖（Closed kinetic. 緒言. chain：以下，CKC）トレーニングとして広く用いられ. 膝関節外傷に対する靱帯再建術，半月板縫合術，骨軟骨移植術や細胞移植などの手術治療. 1‒5）. の進歩に伴い，. ているスクワット. 8）. の共同収縮により大 9）. は，大. 四頭筋とハムストリング. 脛骨関節面への前方剪断力は抑制. が，荷重により圧縮力は高まる。このため，. 術後のリハビリテーションは移植組織の再生や損傷組織. される. の自然治癒を最大限に引き出すために，膝関節の剪断. 免荷期間が長期にわたる半月板縫合や軟骨修復の術後に. 力，圧縮力および回旋力などの力学的負荷を回避しなが. おいて. ら実施する必要性が高まっている＊. 2）6）7）. 。一般に下肢機. Biomechanical Analysis and Electromyographic Verification of Muscular Strength Training for the Lower Extremity by Leaning the Trunk Forward in the Half Sitting Position 1）大阪大学医学部附属病院リハビリテーション部（〒 565‒0871 大阪府吹田市山田丘 2‒15） Shuhei Tada, PT, Yoshinori Kimura, PT, PhD: Department of Rehabilitation Osaka University Medical Hospital 2）四條畷学園大学リハビリテーション学部 Kouichi Mukai, PT, PhD: Faculty of Rehabilitation Shijounawate Gakuen University 3）関西メディカル病院リハビリテーション科 Yumiko Satoda, PT, Naruhiko Nakae, PT, PhD: Department of Rehabilitation Kansai Medical Hospital 4）かい外科整形外科スポーツ・リハビリテーションクリニック Sayaka Kondou, PT: Kai Surgery and Orthopedic Sports Rehabilitation Clinic 5）大阪電気通信大学医療福祉工学部 Maki Koyanagi, PT, PhD: Faculty of Biomedical Engineering, Osaka Electro Communication University ＃ E-mail: [email protected] （受付日 2018 年 6 月 18 日／受理日 2019 年 3 月 16 日）［J-STAGE での早期公開日 2019 年 6 月 21 日］. 10）11）. ，荷重下で膝関節の屈伸運動を繰り返すス. クワットは，2 ∼ 3 ヵ月間にわたって禁止される. 12）13）. 。. 一方，レッグエクステンションに代表される非荷重下のトレーニングも，負荷量の増加に伴い大の圧縮力とともに剪断力が増大するためう必要がある。その結果，術後に大下肢筋の萎縮が進行し. 脛骨関節面へ 14）. ，慎重に行. 四頭筋をはじめ，. 15）16）. ，回復に長期間を要するこ. とが多い。こうした課題を解決するため，大. 脛骨関節. 面に対する剪断力や圧縮力などの力学的負荷が小さく，一方で下肢筋の収縮活動が高いトレーニングが必要である。そこで我々は，片側の殿部を着座して前後に開脚した姿勢である Half sitting. 17）. から，膝関節を屈伸させずに. 体幹を前傾させて下肢筋に負荷を与える運動（Half sitting exercise：以下，HSE）を考案. 13）. した（図 1）。座. 位における足底での最大荷重量により，大. 四頭筋筋力.

(2) 234. 理学療法学第 46 巻第 4 号. 図 1 HSE（Half sitting exercise） a；Half sitting（片側の殿部を着座して開脚した姿勢） b；体幹を前傾させることで前脚の筋に負荷を与える. を予測する報告 18）19）はあるが，座位での体幹運動が下. 脚），椅子（殿部），その前方に設置された床反力計に右. 肢筋に及ぼす影響を運動力学的に解析した報告はない。. 下肢（前脚）をそれぞれ接地した。SQ の計測には 2 枚. 本研究の目的は，HSE の運動力学的特性をスクワッ. の床反力計を使用し，各下肢を床反力計に接地した。ま. トとの比較から明らかにすることである。HSE は，立. た，両課題ともに両足の下に体重計を一つずつ設置し. 位のスクワットに比較して，座位で膝関節の運動がない. た。手は側腹部にあて，膝関節屈曲角度は 70°に規定し. ため力学的負荷は小さい一方，質量の大きい体幹の運動. て動作中にゴニオメーターで確認した。HSE の開始肢. を負荷に用いるため，下肢筋の活動量は高まると仮説を. 位は，高さ 50 cm の椅子に股関節が膝関節よりも上方. 立てた。. に位置するように右殿部を着座させ，前脚（右下肢）は. 対象および方法. 下. 前傾位および前額面上での垂直位で足底全面を接地. させた。膝関節が規定の屈曲角度になるように椅子の下. 1．対象. に厚さ 2 cm の板を重ねて入れて座面の高さを調整した。. 本研究では前述した手術の対象になることが多い 20. 後脚（左下肢）は中足趾節関節の伸展位で足趾を接地さ. 歳前後. 20）. であり，下肢に既往のない健常成人 10 名を. せ，股関節は中間位に規定した。運動開始後は右下肢へ. 対象とした。対象は男性 4 名，女性 6 名，年齢は 20.9. の荷重が体重の 50% になるまで 1）体幹を前傾し，2）. ± 0.3 歳，身長は 161.2 ± 11 cm，体重は 54.7 ± 6.9 kg. 静止した後，3）開始肢位に戻るように指示した。体幹. であった。本研究は大阪大学医学部附属病院倫理委員会. を前傾する際には前脚の踵へ荷重させ，踵が離地しない. にて承認を得たうえ（承認番号 :15227），被験者には本. ように指示した。SQ の開始肢位は，両下肢に均等に荷. 研究の主旨を説明し，実験への参加について書面にて同. 重した立位とした。SQ は右下肢への荷重を体重の 50%. 意を得た。. に維持し，1）膝関節屈曲角度が 70°になるまで下降し， 2）静止した後，3）開始肢位に戻るように指示し，SQ. 2．方法. の股関節は膝関節の動きに合わせて屈曲（体幹を前傾）. 運動課題は，右下肢を前側とした Half sitting におい. させ，下. て，体幹正中位から前傾させて静止し，体幹正中位に戻. ともに運動速度は，メトロノーム（66 bpm）に合わせ. る動作（HSE）（図 2a）と，両下肢を肩幅に開いた立位. て 1）∼ 3）を各 4 拍で実施し，事前に練習を行い，体. から下肢を屈曲して静止し，立位に戻るスクワット動作. 重計の目視によって荷重量を管理した。. （Squat：以下，SQ）（図 2b）とした。HSE は 3 枚の床反力計を使用し，左右に並んだ床反力計に左下肢（後. は前額面上での垂直位を保持させた。両課題.

(3) Half sitting exercise の運動力学的検証. 235. 図 2 運動課題 a；HSE（Half sitting exercise）体幹正中位から体幹を前傾し開始肢位に戻る（矢印の運動方向） b；SQ（Squat）立位から膝関節・股関節の屈曲に伴い下降し，開始肢位に戻る（矢印の運動方向）. 3．運動計測. 動力学解析により関節モーメントを算出した。分析区間. 運動計測には，8 台のカメラで構成される三次元動作. は，股関節の屈曲開始から静止を経て股関節の伸展が終. 解析装置（OMG 社製，Vicon NEXUS 1.6.1.）と床反力. 了するまでとした。. 計（AMTI 社製，OR6）を用いた。被験者に Plug in. 関節角度は，矢状面における股，膝および足関節，前. Gait Marker set（両前頭部，両後頭部，第 7 頸椎棘突起，. 額面における床からの垂直線に対する下. 第 10 胸椎棘突起，頸切痕，胸骨剣状突起，両肩峰，両. いて分析した。下. 上腕部中央，右肩甲骨，両上腕骨外上顆，両前腕部中央，. 節外部内反モーメントの最大値発生時の膝外側上顆マー. 両橈骨茎状突起，両尺骨茎状突起，両第三中手骨背側，. カーと外果マーカーの二次元座標から，三角比（tan θ ）. 両上後腸骨棘，両上前腸骨棘，両大. を用いて算出した。. 関節外側中央部，両下. 部中央外側，両膝. 中央外側，両外果，両踵骨隆起，. 傾斜角度につ. 傾斜角度は，各被検者における膝関. 関節モーメントは，矢状面の股，膝および足関節，前. 両第二中足骨頭）にしたがって指標（マーカー）を貼付. 額面では膝関節について分析した。膝関節内・外反モー. した。マーカーデータは 200 Hz，床反力データは. メントは外部モーメント，その他の関節モーメントは内. 1,000 Hz でサンプリングした。. 部モーメントとして表記した。また，前額面の膝関節外. 両課題における右下肢の筋電図は，筋電計（酒井医療. 部内反モーメントが最大となった時点におけるモーメン. 社製，Noraxon）を用いて表面双極誘導にて 1,000 Hz でサ. トアームを推定するため，各被検者における膝関節外部. ンプリングした。測定筋は右内側広筋（Vastus Medialis：. 内反モーメントの最大値発生時の足圧中心（center of. 以下，VM），大直筋（Rectus Femoris：以下，RF），半. pressure：以下，COP）と重心（center of mass：以下，. 腱様筋（Semitendinosus：以下，ST），大殿筋（Gluteus. COM）の位置座標から，横軸の距離を算出した。. Maximus：以下，GM），腓腹筋（Gastrocnemius：以下，. 筋電計から得られた導出電位は，解析ソフト（酒井医. GC）の 5 ヵ所とし，銀塩化銀電極 2 個を電極中心間隔. 療社製，Noraxon MyoreseachXP）を用いて 50 ms の. 20 mm で筋腹の近位 1/3 に取りつけた。また，アース電. Root Mean Square を求めた。動作時の筋活動電位は，. 極は腓骨頭に貼りつけた。. 随意最大等尺性収縮（maximum voluntary contraction：以下，MVC）時の筋活動電位で正規化した（%MVC）。. 4．データ解析. MVC は，RF，VM は膝伸展，GM は股伸展，GC は足. 収集したデータは，解析ソフト（OMG 社製，Plug In. 底屈の 5 秒間の最大等尺性収縮時における筋電図を測定. Gait）を用いて右下肢の関節角度，床反力を算出し，逆. し，ピーク値発生から前後 1.5 秒間を含む 3 秒間の積分.

(4) 236. 理学療法学第 46 巻第 4 号. 表 1 関節角度，床反力，関節モーメントの最大値. 関節角度 [deg]. 床反力 [N]. 関節モーメント [Nm/kg]. HSE. SQ. P value. 股関節屈曲. 72.7 ± 9.3. 48.4 ± 15.5. <0.01. 膝関節屈曲. 68.2 ± 8.2. 68.7 ± 10.5. 足関節背屈. 14.6 ± 3.5. 32.4 ± 5.4. 下. 0.84 <0.01. 傾斜. 0.07 ± 0.05. 0.05 ± 0.04. 0.32. 後方成分. 55.0 ± 11.2. 11.2 ± 10.9. <0.01. 内方成分. 13.7 ± 5.3. 56.7 ± 35.1. <0.01. 垂直成分. 294.1 ± 33.5. 308.6 ± 43.6. 0.13. 股関節伸展. 0.63 ± 0.31. 0.27 ± 0.16. <0.01. 膝関節伸展. 0.43 ± 0.17. 0.54 ± 0.09. <0.01. 膝関節内反. 0.16 ± 0.12. 0.32 ± 0.19. <0.05. 足関節底屈. 0.34 ± 0.17. 0.53 ± 0.1. <0.01. 67.4 ± 25.5. 135.8 ± 18.0. <0.05. COP ‒ COM [mm]. mean ± SD, n=10 COP ‒ COM：前額面における COM と COP の横軸の距離. 値を算出した。膝伸展の最大等尺性収縮の測定方法は，. 2．床反力. Biodex 上で股関節屈曲 90 度，膝関節屈曲 60 度位で座. 垂直成分は，SQ は動作を通じて変化が少なかった。. 位姿勢をとり，大. 部を付属のベルトにて固定し，ア. 一方，HSE は体幹前傾に伴い右下肢の垂直成分が増大. タッチメントを下. 遠位前面に設定し，5 秒間の最大努. し，体幹前傾の減少に伴い減少した（図 3）。両課題に. 力下での等尺性収縮を行わせた。股伸展の測定方法は腹. おける垂直成分の最大値に有意差は認めなかった（表. 臥位にて股屈曲伸展中間位，膝屈曲 90 度位にて一人の. 1）。. 検者が代償を抑制するために体幹部を固定し，もう一人. 後方成分は，両課題ともに動作を通じて変動が少な. の検者が大. かったが（図 3），その最大値は HSE が SQ より有意に. 後面遠位部に徒手抵抗を加えて 5 秒間の最. 大努力下での等尺性収縮を行わせた。足底屈の測定方法. 高値を示した（p ＜ 0.01）。. は，立位にて足底屈位を保持，上肢は台を支持して安定. 内方成分は，SQ では股・膝関節屈曲に伴い増大した. した状態とし，二人の検者が両側に位置して肩上面から. が，HSE では動作を通じて低値を示した。内方成分の. 下方へ徒手抵抗を加えて 5 秒間の最大努力下での等尺性. 最大値は，HSE が SQ より有意に低値を示した（p ＜. 収縮を行わせた。. 0.01）。. 各被験者における右下肢の各パラメータ（関節角度，床反力，関節モーメント）の最大値の平均値を算出した。. 3．関節モーメント. 統計分析は，両課題の比較に Wilcoxon の符号付順位和. 股・膝関節伸展モーメントおよび足関節底屈モーメン. 検定を用いて分析し，統計解析ソフト（JSTAT ver.13.0）. トは，SQ では股・膝関節屈曲に伴い増大し，立位に戻. を使用して行った（p ＜ 0.05）。. る動きに伴い減少した。一方，HSE は体幹前傾に伴い増大し，体幹前傾位では最大値が維持され，体幹が正中. 結果. 位に戻る動きに伴い右下肢の股・膝関節伸展モーメン. 1．関節角度. ト，足関節底屈モーメントが減少した（図 4）。膝関節. HSE は膝関節の屈伸運動が 2 度未満（65.4 ∼ 66.7 度）. 外部内反モーメントは，SQ では，股・膝関節屈曲に伴. に抑制されていた。股関節屈曲角度の最大値は，HSE. い増大し，立位に戻る動きに伴い減少したのに対して，. が SQ に比較して有意に高値を示した（p ＜ 0.01）。足. HSE は動作を通じて低値を示した。膝関節の前額面上. 関節背屈角度の最大値は，SQ が HSE に比較して有意. におけるモーメントアームの推定値として算出した. に高値を示した（p ＜ 0.01）。膝関節屈曲角度の最大値. COP と COM の横軸の距離は，HSE に比べて SQ は有. と前額面上での下. 意に長かった。HSE は，SQ に比較して股関節伸展モー. （表 1）。. 傾斜角度は，両群に差はなかった. メントの最大値が有意に高値を示した（p ＜ 0.01）。一方，膝関節伸展モーメント，膝関節外部内反モーメント，足関節底屈モーメントの最大値は，HSE が有意に低値.

(5) Half sitting exercise の運動力学的検証. 237. 図 3 床反力における各成分の平均化グラフ（1 動作周期） mean ± SD curves, n=10. 図 4 関節モーメントの平均化グラフ（1 動作周期） mean ± SD curves, n=10. 表 2 筋活動電位の平均振幅（%MVC）. を示した（p ＜ 0.01）（表１）。. HSE. SQ. P value. 4．筋活動. VM. 31.9 ± 13.2. 23.4 ± 11.9. ＜ 0.05. HSE は SQ に比較して，VM と ST が有意に高値を示. RF. 14.9 ± 10.0. 12.8 ± 8.8. 0.43. した（p ＜ 0.05）。その他の筋は，両課題間に有意差を. ST. 8.1 ± 7.6. 2.7 ± 1.1. ＜ 0.05. 認めなかった（表 2）。. G-max. 5.9 ± 3.3. 8.2 ± 9.3. 0.84. GC. 4.7 ± 5.9. 4.0 ± 2.8. 1.0. 考察 1．膝関節の力学的負荷運動解析の結果，SQ は，股関節と膝関節の屈曲・伸展と足関節の背屈・底屈が同時に生じて重心の下降・上昇を行う運動である一方，HSE は膝関節と足関節が一. Unit [%], mean ± SD, n=10 VM：内側広筋，RF：大直筋，ST：半腱様筋，G-max：大殿筋，GC：腓腹筋.

(6) 238. 理学療法学第 46 巻第 4 号. 図 5 動作中の前額面における床反力ベクトル a；HSE（Half sitting exercise） b；SQ（Squat） COM；center of mass COP；center of pressure ※；前額面上における COM と COP の横軸の距離. 定の角度に保持され，股関節運動のみで体幹を前後傾さ. すると考えられた。両群の前額面上での下. せていた。. は有意差がなかったことから，膝関節の中心点も両群に. 膝関節の屈曲運動において，大. 骨と. 差がないと考えられた。一方で HSE は SQ に比較して. 脛骨の接触点が前方から後方に移動して回旋運動も生じ. COP と COM の距離が有意に短かった。これらのこと. 14）. 脛骨関節は大. 傾斜角度に. 。屈曲. から，HSE は COP と COM を結ぶベクトルとほぼ合致. するにつれて半月板の中節から後節の変位と変形が大き. する床反力ベクトルと膝関節中心点の距離（モーメント. る. とともに，半月板も後方へ移動する. 21）22）. くなりきくる. 23）. ，荷重下では非荷重よりもさらに移動量が大. 24）. ，半月板後角への圧迫力と剪断力を増加させ. アーム）が減少し，膝関節外部内反モーメントが低減したことが考えられた（図 5）。. 25）. 。一方，水平断裂を来した半月板は，膝屈曲に伴. う変位が小さくなる一方で損傷部が拡大すると報告され 26）. 2．下肢筋への負荷. 。これらの報告から，半月板縫合術後の早期. HSE は SQ に比較して，膝関節伸展モーメントは低. における荷重下での膝関節の屈伸運動は，縫合部に対. 値であったのに反して，VM の筋活動は有意に高値を示. し，圧縮，剪断，回旋の力学的負荷が加わると考えられ. した。HSE は前後に開脚した姿勢から，質量の大きい. る。膝関節の屈伸運動を反復する SQ と比較して，屈伸. 体幹がより前方に回転するため，前脚の荷重量が増加す. 運動が生じない HSE は，半月板へのこれらの力学的負. ること（図 6.b ②）に加えて，SQ に比較して重心の前. ている. 荷は低減すると考えられた。また Palmitier 23）. 四頭筋の筋力発揮に伴って大. らや. 方移動も大きくなる。この重心の前方移動に対して，支. 脛骨. 持脚である前脚が膝伸展筋力を発揮し，床面を前方に押. 関節に作用する前方剪断力は，ハムストリングの収縮力. して姿勢を保持した結果，床反力の後方成分が増大した. が同時に作用することによって低減すると述べている。. と考えられた（図 6. ①）。また体幹前傾に伴う重心の前. HSE は SQ に比較して，大. 四頭筋のみならず半腱様. 方移動と股関節の屈曲に対して，前脚の股関節伸展モー. 筋の活動も有意に高く，これらの筋が共同収縮を生じて. メントが高まって ST の活動が増加し，発生した膝屈曲. 大. モーメントによって , 膝関節伸展モーメントが減少した. Lutz. らは，大. 9）. 脛骨関節の剪断力は抑制されると推察された。. 前額面上では HSE は SQ に比較して，膝関節外部内. と考えられた（図 6）。さらに，ST が下. 反モーメントが有意に低値であり，膝内側コンパートメ. 力に抗する力（図 6.b ③）を発揮するため，VM がより. ントへの圧縮負荷と膝外側の構成体への牽引負荷が減少. 強く活動したと考えられた。. を後方へ引く.

(7) Half sitting exercise の運動力学的検証. 239. 図 6 HSE において大四頭筋の筋活動が高まるメカニズム a；開始肢位前脚が床を前方に押す力（①）を発揮するため，大四頭筋が活動する． b；体幹前傾位 ①に加えて荷重量の増加（②），半腱様筋が下を後方へ引く力に抗する力（③），を発揮するため，大四頭筋の活動が高まる．. 大. 四頭筋のうち，VM の活動が HSE で増大した要. 考えられた。. 因を検討する。VM は，生体の歩行において膝関節の伸. 両動作の膝関節内反モーメントは，前額面上の COP. 展のみならず大. 骨を介して股関節の伸展にも作用する. と COM との距離を膝関節におけるモーメントアームの. 。また ST を用いて股関節と膝関節の. 近似値として考察した。HSE は前傾位，SQ では最下降. とされている. 27）. 相互作用を検討した動物実験から，単関節筋である広筋. 位で静止し，かつ下. 群の収縮は，二関節筋である ST が同時収縮することで，. で算出したことから，概ね膝関節モーメントアームの長. 骨盤を後傾する力を生じ，股関節を伸展させるメカニズ. さを反映していると考えられるが，正確な値は不明で. ムが報告されている. 28）. 。HSE は，SQ に比べて股関節. は前額面上で垂直に保持した状態. ある。. の屈曲角度と伸展モーメントが有意に大きく，骨盤の前. HSE における膝屈曲角度や矢状面上での下. 傾を制動するために大きな力が必要であり，股関節の伸. 角度などの姿勢は，臨床的な経験を基に設定し，SQ で. 展方向に作用がある VM の筋活動を増加させた可能性. は股関節の屈曲角度を規定しなかった。このため，様々. がある。. な条件設定による運動力学的変化を調査する必要がある. の傾斜. と考えられた。 3．臨床への適用. 本研究で考察した半月板への負荷について，ヒトの生. HSE は SQ に比較して，荷重位で膝関節の屈伸運動. 体膝における半月板の動態は未だ不明な点が多く，半月. を生じず，さらに膝関節への内反ストレスを抑制しつ. 板に加わる剪断力を評価した報告もないため，HSE や. つ，VM や ST の筋活動を増加させることが明らかと. SQ における半月板への負荷量の比較については推測の. なった。このため，HSE は半月板縫合術や軟骨修復術. 域をでない。. など膝関節の術後リハビリテーションにおいて，CKC トレーニングの導入に適していると考えられた。. 結論 HSE の前脚における運動力学的特性と下肢筋活動を. 4．研究の限界. SQ と比較した。矢状面において，膝屈伸運動の生じな. HSE は，SQ に比較して膝関節伸展モーメントは小さ. い HSE は，SQ に比較して膝関節伸展モーメントは小. いにもかかわらず，VM の筋活動は大きかった。このた. さいが，VM と ST の筋活動は有意に高かった。前額面. め，膝関節の力学的負荷の詳細を明らかにするために. では，HSE は SQ に比較して膝関節内反モーメントが. は，筋が発揮する張力を加えた関節間力の調査が必要と. 有意に小さかった。.

(8) 240. 理学療法学第 46 巻第 4 号. HSE は，膝関節の術後リハビリテーションにおける CKCトレーニングの導入に有用と考えられた。利益相反本論文に関して，開示すべき利益相反はない。文献 1）中田研，中村憲正，他：半月板の修復と再生．臨床スポーツ医学．2004; 21: 631‒639. 2）中田研，前達雄，他：半月板損傷─縫合術─．臨床スポーツ医学．2012; 29: 109‒122. 3）Paxton ES, Stock MV, et al.: Meniscal repair versus partial meniscectomy: A systematic review comparing reoperation rates and clinical outcomes. Arthroscopy. 2011; 27: 1275‒1288. 4）Sommerlath KG: Results of meniscal repair and partial meniscectomy in stable knees. Int Orthop. 1991; 15: 347‒350. 5）安達伸生，平田和彦，他 : 下肢のスポーツ損傷軟骨損傷．臨床スポーツ医学．2011; 28: 445‒456. 6）Cavanaugh JT, Killian SE: Rehabilitation following meniscal repair. Curr Rev Musculoskele Med. 2012; 5: 46‒58. 7）小柳磨毅：膝軟骨・半月板損傷─悪化を防ぐリハビリテーション ─．臨床スポーツ医学（臨時増刊号）．2008; 25: 135‒140. 8）Arundale AJH, Bizzini M, et al.: Exercise-based knee and anterior cruciate ligament injury prevention. J Orthop Sports Phys Ther. 2018; 48: A1‒A42. 9）Palmitier RA, Kai-Nan An: Kinetic chain exercise in knee rehabilitation. Sports Medicine. 1991; 11: 402‒413. 10）Horibe S, Shino K, et al.: Second-look arthroscopy after meniscal repair. Review of 132 menisci repaired by an arthroscopic inside-out technique. J Bone Joint Surg Br. 1995; 77: 245‒249. 11）Haklar U, Kocaoglu B, et al.: Arthroscopic repair of radial lateral meniscus tear by double horizontal sutures with inside-outside technique. Knee. 2008; 15: 355‒359. 12）Stärke C, Kopf S, et al.: Meniscal repair. Arthroscopy. 2008; 25: 1033‒1044. 13）木村佳記，中田研：3. 下肢スポーツ外傷のリハビリテーションとリコンディショニング─半月板・関節軟骨損傷に対するリハビリテーションとリコンディショニングの実際 ─．小柳磨毅（編），文光堂，東京，2011，pp. 136‒151. 14）Nisell R: Mechanics of the Knee. Acta Orthopaedica. Scandinavica. 1985; 216: 22‒25. 15）Timothy B, John N, et al.: The Meniscus: Review of Basic Principles with Application to Surgery and Rehabilitation. J Athletic Training. 2001; 36: 160‒169. 16）Wendy ID, Mary CC, et al.: Changes in muscle strength and EMG median frequency after anterior cruciate ligament reconstruction. Eur J Appl Physiol. 2006; 98: 613‒623. 17）Hollis M, Cook P: Fundamental and derived positions. Practical exercise therapy, Forth edition, Blackwell Publishing, 1999, pp. 47‒57. 18）村田潤，村田伸，他：下肢荷重力測定における荷重量と下肢筋活動の関係．理学療法科学．2007; 22: 195‒198. 19）片渕友一，村田伸，他 : 下肢術後患者における座位での下肢荷重力と身体機能との関連．ヘルスプロモーション理学療法研究．2012; 1: 141‒145. 20）駒谷壽一，藤巻悦夫，他：最近 5 年間のスポーツ外傷・障害統計─過去 5 年間の統計と比較して─．体力科学．1988; 37: 323‒332. 21）Johal P, Williams A, et al.: Tibio-femoral movement in the living knee. A study of weight bearing and non-weight bearing knee kinematics using ‘interventional’ MRI. J Biomech. 2005; 38: 269‒276. 22）Hill PF, Vedi V, et al.: Tibiofemoral movement 2: the loaded and unloaded living knee studied by MRI. J Bone Joint Surg Br. 2000; 82: 1196‒1198. 23）Lutz GS, Palmitier RA, et al.: Comparison of tibiofemoral joint forces during open-kinetic-chain and closed-kineticchain exercises. J Bone Joint Surg. 1993; 75A: 732‒739. 24）Vedi V: Meniscal movement. An in-vivo study using dynamic MRI. JBJS. 1999; 81: 37‒41. 25）Becker R, Wirz D, et al.: Measurement of meniscofemoral contact pressure after repair of bucket-handle tears with biodegradable implants. Arch Orthop Trauma Surg. 2005; 125: 254‒260. 26）天野大，中田研，他：内側半月板水平断裂の膝屈伸における変位・変形の MRI3 次元動態解析．臨床バイオメカニクス．2010; 31: 123‒130. 27）Arnold AS, Anderson FC, et al.: Muscular contributions to hip and knee extention during the single limb stance phase of normal gait: a framework for investigating the causes of crouch gait. J Biomech. 2005; 38: 2181‒2189. 28）Mai MT, Lieber RL: A model of semitendinosus muscle sarcomere length, knee and hip joint interaction in the frog hindlimb. J Biomech. 1990; 23: 271‒279..

(9) Half sitting exercise の運動力学的検証. 〈Abstract〉. Biomechanical Analysis and Electromyographic Verification of Muscular Strength Training for the Lower Extremity by Leaning the Trunk Forward in the Half Sitting Position. Shuhei TADA, PT, Yoshinori KIMURA, PT, PhD Department of Rehabilitation Osaka University Medical Hospital Kouichi MUKAI, PT, PhD Faculty of Rehabilitation Shijounawate Gakuen University Yumiko SATODA, PT, Naruhiko NAKAE, PT, PhD Department of Rehabilitation Kansai Medical Hospital Sayaka KONDOU, PT Kai Surgery and Orthopedic Sports Rehabilitation Clinic Maki KOYANAGI, PT, PhD Faculty of Biomedical Engineering, Osaka Electro Communication University. Purpose: We devised a closed kinetic chain exercise in which a person leans the trunk forward while “half sitting” (HS; sitting on the side of a seat so that only one buttock is supported) for rehabilitation after knee joint surgery. This study aimed to clarify the biomechanical characteristics during half sitting exercise (HSE) compared with squats (SQ). Method: Ten healthy adults performed HSE and SQ. A three-dimensional motion capture system, force plate, and surface electromyography were used to measure motion and muscle activity. Then, joint angle, floor reaction force, joint moment, and electromyographic activity of the right leg were calculated. Results: In HSE, the flexion angle and extension moment of the hip joint, the posterior component of the floor reaction force, and the muscle activity (percent maximum voluntary contraction) of the vastus medialis and semitendinosus were significantly higher than those in SQ. However, the external knee varus moment and the internal extension moment and medial component of the floor reaction force were significantly lower in HSE than in SQ. Conclusion: HSE increases the load on the vastus medialis and semitendinosus while effectively preventing an external varus moment and an internal extension moment. These findings suggest that HSE will be useful for rehabilitation after knee surgery. Key Words: Half sitting, Squat, Knee joint, Closed kinetic chain, Motion analysis. 241.

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