膝蓋腱を用いた膝前十字靭帯再建術後患者における関節運動の円滑さの検討

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japanese _{Physioal 　Therapy 　Assooiation}

理学 療法学 　第

25

巻第

2

号　

96〜 99

頁 （

1998

年）

短　 　報

膝

蓋腱

を

用

い

た

_{膝 前}

_十

_{字 靱帯 再建 術 後}

患

者

　　　

に

お け る

関節

運

動

の

円滑

_さ

の

検

討

躍度

の

指数

を

用

い て＊

小 島

基

永

1）

大 渕 修

」）

柴

　

喜 崇

2） 要 旨

　

膝 蓋 腱 を用いた膝 前十 字 靱 帯 冉建 術 後で は

，

円滑な

_関

節 運 動が

損

な わ れ，

変

形

性

関 節 症を 生 じ る可

能性

が

指摘

さ れてい る。 そ こ で本 研 究では， 膝 蓋 腱を用いた膝 前 卜字 靱 帯 再 建 術

後

の関 節 運 動の円 滑さを評 価 すること を 目的に

， lO

症 例 （術 後 平

均 286，

4

日）につ い て，

健

側

膝

と患

側膝

の屈

_曲

運

動

の 円

滑

さ を躍

度

の

_{指数 （}

Jerk

　

Index ）

を用い て測 定し た。 その 結 果

，

有

意に患

側膝

の

_躍度

の

_指数

が

高値

を示 し， 屈

曲

運

動

の 円

滑

さ が

損

な わ れて い る こ と が

推察

さ れ た。 こ の こと か ら

，

膝 蓋 腱を用いた膝 前 卜字 靱 帯 再 建 術 後の理 学 療 法におい て， 運

動

の

円

滑

さを

指標

とし た

評価

の必

要性

が

示

唆さ れ た。 キ

ー

ワ

ー

ド　 膝 前 十 字 靱 帯 肉：_{建 術}

_，

_{膝 関 節 運 動}

_，

_{躍 度の指 数} は じ め に

　

膝 前 十 字 靱 帯 （

Antcrior

　

Cruciate

　

Ligamcnt

：

以下

ACL

）

再

建

術

は， 膝

関

節に

多

大な

侵襲

を加 え るもの で あ り

， 特

に 膝 蓋 腱 を用 い た Bone

−

Tendon −Bone

法 （以 萪

BTB

法 ）で は

，

関 節メ カ＝ _クス の

_変化

が生 じやす く，

長期

的に

変形性膝

関節 症が引き起こさ れ る可 能 性が高い こと が指 摘 さ れて い る1）。 従っ て術 後 療 法では

，

運 動の円滑

＊

　Smootlmess 　Analysis 　ur　the　Knee 　during　Voluntury

　 M〔｝vcment 　in　Patients　with 　Arlter茎or　

Cruciate

　Liga

・

　 men 亡ReconStruction ：ApPlication　of　Jerk　In（圭ex

l）北里大学 医療衛生学 部

　 （〒 228

−

8555 神 奈 川 県 相 模原 市 北里 1

−

15

−

1）

　 MotQIlaga　 Kojima

，

　RPT

，

　Shuich呈Obuchi

，

　RPT

，

　MS ：

　 FacしL比y　of　RehabiliLation

，

　School　of　Allied　Health　Sc三

一

　 ences

，

王くiLnsat（っUniversity

2）北里人学 東病院1_丿

ハ

ビリテ

ー

シ ョ ン部

　 Yoshitaka　Shiba

，

　RPT ：Department　of　Rehabilitation

，

　 Division　of　Physical　Therapy

，

　Kitasat〔〕 University

　 EasしHosp主taL

　 （受 イ

・

亅

．

「

11996

年ll月81

−

1

／受 理 円1997年 11月22匚

D

さ

　

（smoothness ） な どの

_関節

メ カニ _クス の

_変

_化 に

注

目し

客観的

な評 価を行い

，

対 応 して い く必 要 が あるとされている2）。

　

Flash

ら3＞は， 円

滑

さの

指

標と して， 加 速 度の 微 分 値 （躍 度 ）の _{実 効 値}を， 上 肢の運 動の巧 緻 性 の評 価 に用い て 紹 介 して い る。 ま た

Kitazawa

らのは， 躍

度

の

和

に運

動時間

と運

動距離

の

補

正 を 施し

_左

躍 度の指 数 （

Jerk

　

Index

： 以 ド

JD

を使 用 し

，

小 脳 を 損 傷させ た猫の随 意 運

動

が，

JI

に よっ て

評価

で き るこ と を

報告

し

臨床

応 用の可 能 陸 を示 唆して い る。

　

そ こ で

本

研 究で は，

BTB

に よ る

ACL

再

建術

後の _{患 者}の _{膝 関 節 運 動}の円 滑さ を

JI

を 用いて _評 価を行い

，

JI

の臨 床 応 用の 可

能

性を

_検討

し た。

対

象

　

北型

大学束病院

に て，

BTB

法

に より

ACL

再 建 術を施 行さ れ， 健 側 膝 関 節に既 往 症

，

関 節 不 安 N工 工

一

Eleotronio _Library

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japanese _{Physioal 　Therapy 　Assooiation}

膝蓋腱を用いた膝前十字 靱 帯冉建 術 後 患者における関節運動の円滑さの _{検 討}

97

表1 被 験 者の属 性 症 例

12345678910

．

性 別 年 齢 （歳 ） 術 後 口数（口）　 患 側 膝 関節可動域 （度 ） 患側膝 損傷状況 男 男 女 屶 男 女 男 女 女 男

9035269250

1222421422 6597926785

　

8048456762

1

　 　 　

82

　

417

伸 展

一

10

，

伸 展

一25，

伸 展

一

／0

，

伸 展

．

−

10

，

伸展　

10，

イ申展

．

．

10，

伸 展

一 5

， 伸展　

0

， 伸展　

0

， 伸 展 　

10，

屈

SU140

屈 曲

14G

屈 曲150 屈曲140 履 曲制限 な し 屈曲

145

屈曲135 屈曲制限な し 屈 曲

150Ht

，

　

mbl55

特 記 事 項な し 特 記 事 項な し 特 記 事項な し

MCL

損傷 合併 抜釘後 上

27EI

特記事項な し 特記事項な し PCL

_，

　MCL _{損 傷合併} 感 染 症に よ り

，

2カ月 間 潅 流 抜 釘 後

90

日 MCL ：膝 内 側 側 副 靱帯

，

　 PCL ：膝 後 】

．

’

i

’

9N

帯

．

定 性や疼 痛な どの

，

測

定

上

障害

と な る因

子

を 持た な い

者

10

名 （

男

性

6

名

，

女 性

4

名，

26．

1

士

8．

3

歳

）

を

対象

と し た。 　 被 験 者の詳 細を表

1

に示す、， 平 均 年

齢

　 方 　 　 　法

　

被

験

者

の_{外 果}に_{赤 外 線}マ

ー

カ

ー

を

取

り

付

け

，

治 療 台上腹 臥

位

に て， 大腿前 面 を治 療 台か ら離さ な い よ う （大腿 部の固

定

は

，

そ れ 自体 が 関 節 運 動を 幽

害

する た め しな か っ た）に，

被験者

の 最も

快

適 な速 度に て関 節口

J

_動

域

の全

_範囲

（表

1

）にわた り 数回連 続 して屈 伸 運 動を さ せ た。 こ の連 続 し た数 回の _屈

_曲

運動の うち

，

中 問の 10

_秒間

の情 報 を

3

次 元

解析装置 （

OPTOTRACK

：

Northern

　

Digit

−

al社

，

　

Ontario ，

　

Canada

）

にて

60

　

Hz

で取 り込ん 　 　 　 衷

2

だ。 いずれの

被験者

でも

測定

の

順序

は

，

健 側

，

患

側

の

_順

_とした。

　

得ら れ た

3 次

元

情報

の うち

，

測 定 誤 差が大きく かっ

，

変

位

の

少

ない

奥行

き方 向の 成 分 を除 き

，

膝 伸 展 位か ら

90

° 屈 曲 位までの _屈

_曲

運

動区問

の_，

_治

療

台に

対

して乖

直

な

方向

と

水

平な方 向の

2

成 分 を 解 析の対 象と し た。 こ の

2

次

元

情報

を

3

点

公 式に て

3 階微

分 を行い

，

Jl

を図

1

の式より算 出し た。

　

躍 度の

_指数

の

_検討

に先 立 っ て

，

JI

の 由：現 性を 確 認 するた めに

，

健 側の _{膝 屈}

_曲

運

動

の

2

_試

_行

にっ σ

一

ゐズ

（

夢

1

欝

誑 燥 漁

一

禦

戸 　

qi

：躍 度の和 （rn2

，

fscc5）Jerk　lndex：躍 度の指 数

　

tf：マ

ー

一

が 鋤 時 間 （se。）D ： マ

ー

カ移動距離 （tn）

　　　　　　

図 1

　

躍 度の _{指 数}の 算出式4） 健 側と患 側の躍 度の指 数の比 較 健 側 患 側 症例 　123456 　

78

　910 1 ｝ 運動 時 間 （sec ） IJ 運 動日寺間 （sec）　　

．

＄

Lt

_但1_{」／ 健 但}11

6，

10×103

．

10×10：i

2．

28

×

IO3

／

．

38XIO3

3．

47XlO3

7，

32xIO1

、

17x1 〔〕3

4．

562

．

41×

IO3

4，

37

×ユ

02

JI

：蹕 度の指 数

．

0，

651

．

3

〔〕 1

．

071

．

100

，

930

．

601

．

200

．

400980

．

83 ／

．

40

×103

1，

37

×104 4

．

58x 工03 2

．

37

×10呂

3．

／7×

103

1．

84XlO2

2．

51

×

103

5，

84

×／

01

．

64×IGi

・

3．

29

×

1G3

1

．

071

．

621

．

001

．

151

．

470

．

62L45G

，

471

．

181

，

02

23

．

OD4

．

422

．

Ol1

、

710

．

912

．

522

．

14

上2

．

820

．

687

．

53

N工 工

一

Eleotronio _Library

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service Japanese _{Physioal 　Therapy 　Assooiation}

98 理学 療法学 　第 25巻第 2 号 い て

Spearman

の順 位 相 関 係 数 を求め た ところ，

．

758

と高い _{相 関}を認め た。 そ こ で 」正を， 健 側と 患 側に つ い て

Wilcoxon

の符

号

付

順位検

定 を

行

い

_検討

し た。 　 尚

，

以

E

の _{手 順}の _中で如 何なるフ ィル タ

ー

も使 用し な か っ た

。

結 果

　

運 動 時

問

は

健側

が

平均 ．

91sec

， 患

側

が平

均

Lllsec

で患 側に延 長が認め られ た。　

JI

は症 例

5

と

9

を 除い た

8

例で患 側 が 大 き かっ た。 平 均の

JI

は

_健側

が

1．

44xl

_帆

患

側

が

3．

29

×

103

で， 患

側

に有 意に

j

工の _{増 加}を認めた

_（

_p

く

，

05

_，

_{表 2 ）}

。 　なお

，

測 定 中に_{疼 痛 等}の _{不 快 感 を訴}え る者はい な かっ た_。

考

察

1 ．

Jl

の _{性 質}

　

躍 度と は加 速 度の変 化

率

で あ り， 円

滑

な運

動

で は運 動の _{開 始}か ら

終

了 まで の

_{躍 度}

の

2 乗 和

（

Jerk

　

Cost

；

JC

）

が

小

さくな ること が知ら れて い る。

最

も円

滑

な運 動は

等

加 速

度

運

動

で ある が， 円

滑

さ が

損

な わ れて い る運

動

で は

，

加 速 度に不 規 則 で激しい変 化が観 察さ れ5）

，

従っ て

JC

は大 き く な る。 しか し

JC

は 運

動時

閙， 運

動

距

離

が大きく な れ ば円 滑さの _{障 害}の _{程 度}に関わ りな く大 き くな るこ と か ら，

今

回の よ うに運

動時

間， 運

動距離

に 差 が あ る

場 合

で は 不 適 と な る。 そ こ で

，

Kitazawa

ら は

JC

を運 動 開 始か ら運 動 終 了まで の運 動 時 間と運 動 距 離で _補

iE

した

JI

を 提 案 した4）。

Nagasaki

ら はこの_補正値をバ _{リス テ ィ} ッ ク な運 動

，

非 常に遅い運 動

，

そ の中 間の

3

種 類の速 度で

検討

し，

中

間 域の 運

動

で は

JI

で用い ら れ る補正 が妥

当

で ある こ と を確 認 してい る6）。 今 回 用い ら れ た 運 動 速 度は

， Nagasaki

らの 中 問 域の速 度に あ た り，

JI

に て

妥当

に評

価

さ れ う る もの と

判断

で きる。 　ま た

，

JI

は運 動 時 間と運 動 距 離で補 正され る こと か ら無 次 元 と な り

，

運 動 を 区 分 化して _{（伸 展}

域

中

問

域

， 最

終域

な ど

）

評

仙

で き る もの と

考

え ら れ る。 そこ で

今

回の研 究で は

，

腹 臥 位で の

膝関

節 屈 曲は大 腿 直 筋の影 響に よっ て

最終

屈

曲域

で の

屈曲時

の

_被験者

の

_努

_力を

一

定に保っ ことが

難

しい ため

，

最 終 屈 曲 域の運

動

を

除外

し，

伸

展 位か ら

90

度 屈

曲位

までを

解析

し た。

　

しか し

，

運 動 を 区

分

して

評価

する こ との _妥

_当

_性に

_関

する過

去

の_研

_究

は我々 の知るところ見 あた らず

，

こ の

_点

にっ い て は さ ら な る

検討

が

必要

な もの と考え ら れる

。

2 ．

JI

の臨 床 的 意

義

　 BTB

法に よ る

ACL

再建術

は

，

大 腿 筋 膜 張 筋 移 植 等の _{再 建 術}に比 較 し良 好な

_固

定が

得

られ る

利

点

があ る7）。 反 面， 多 大な侵 襲か ら

2

次 的な変 形

性関節

症を

引

き起こ しや すい こ とが

_報

告さ れ て い るリ。 そこ で我々 は

，

これ らの患 者の

関節

運

動

の 円 滑さの

_障害

を

予

測 し

JI

を用い て評 価し た。 そ の

結

果，

患

側の

Jl

は有 意に高 く運 動の 円 滑さ が 損な われて い る こ と が

推察

さ れ る と と もに

JI

の

臨床

的

有

用 性が示 唆さ れ た。

　

ま た

，今

回の _{調 査}で は術 後

1

年 以 上 経 過し た患 者にも円 滑さの _{障 害}が推 察さ れ るこ と か ら，

従来

の 理

学療法

に

加

え

，

関 節 運 動の円 滑 さに注 目 した 評 価

・

治 療が必 要な ことも示 唆さ れ る。 しか し

，

．

こ の_{研 究}では

2 次的

な関

節変

形 と関 節 運 動の円 滑 さ との因 果 関 係

，

治 療に よ る

JI

の変 化な どが明 らかにされて お らず

，

現

在

す ぐに関

節

運

動

の _{円 滑} さ を治

療

課 題と すべ _{きで あるとは断言できない} 。 今 後

JI

を用い

，

因 果 関 係

，

治 療 効 果を

検討

して い く必 要があるもの と考え ら れ る。 参

考

文 献

1）

Shino

　K

，

　Nakagawa 　S

，

　et　al

、

：Deterioration　_of

　 patellofemoral　articular 　surfaces 　after 　a匸lterior

　 cruciate 　ligament　reconstruction

．

　Arrl　

J

　

Sports

　 Med 　21：206

−

211

，

　王993

．

2

）

Noyes

　

FR ，

　

Mangine

　

RE 、

　et　al

．

：

Early

　knee

　 motion 　after　open 　and　 arthroscopic 　anterior

　 cruciate 　

ligament

　reconstruction

．

　

Am

　

J

　

Sports

　 Med 　15； ］49

一

正60

，

　 tg87

．

3）Hash 　T

，

1

．

1⊂）gan　N ：The 　coordjnation 　of　arrr／

　 movements ： an experimental ！_yconfirmed

　 rnaLhematical エnodel

．

　

J

　

N

¢urosci 　

5

：1668

．

1703

，

　 1985

，

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service JapanesePhysicalTherapy Association

,[taXve

)i,

Hi

Li

fi

nat'fiti

P-Eii:eq･S}nfftiieek,&

i:

ki

lJ

6

1vaafigtu

op

Nee

8

oD

ta

i･

Eit

99

'i)

t'j)

Kitazawa

S,

Goto

T,et ai.i

Quantitative

evalua-tion of reaching movements

in

cats with and without cerebellar

lesions

using normalized

in-tegraloE

jerk.

In:Mano N,et at,

(eds)

Role of

the Cerebellum and Basal Ganglia in

Volun-tary Movement.

Elsevier,

1993,

pp

la

-l9.

Y<

neJ

e

--,

tJi,e

ra

rk

: ;b'

tw

ma

ke

a

pt

･ma

:

ierk

Index aLtiM

t

e

-XM

tt

di

it

:'･S,

ee\es

thV

23

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497,

1996.

6)

Nagasaki

H:

Asymmetric

velocity and

ation profilesof human arrn movements. Exp

BrainRes74･1

319-326,

1989,

7)

Noyes FR, Barber

SD,

et al.: Bone-patellar

ligament-bone and fascialataallografts for

construction of the anterior cruciate

ligament.

J

Bone

and

JoiRt

Surg

72

A:1125

--

1136,

1990.

<Abstract>

Srnoothness

AitalySis

of

the

Knee

during

Voluntary

Movement

in

Patients

with

Anterior

Cruciate

Ligament

Reconstruction:

Application

of

Jerk

Index

Motonaga

KOJIMA,

RPT,

Shuichi

OBUCHL

RPT,

MS

fikeczilty

ofRehabilitation,

School

_ofAllied

Iiealth

Sciences,

Kitasato

Uitivexsity

Yoshitaka

SHIBA,

RPT

Dopartment

_of

Rehabilitation,

Division

of

Rhysieat

77ieraPy,

Kittzsato

Uitiversity

East

Hbspital

In

recent _years, the reconstructien of

the

anterior cruciate

ligament

(ACL)

by

using the

bone-patellar

ligament-bone autograft

has

become

_popular.

However,

there

have

been

few

studies concerning

the

objective and noninvasive assessment

for

joint

integrity

after reconstruction.

The

purposes

of

this

study were

to

assess

the smoothness of motion of

the

knee

after

the

ACL

reconstruction surgery

by

using

jerk

index

and

to

examine clinical usefulness of

the

jerk

index

in

such patients.

Ten

patients

who

had

undergone the

ACL

reconstruction

(an

average of

286.

4

days

after operation) were enrolled

in

the

_present study.

A

three-dimensional analysis system

(OPTOTRACK,

Canada)

was used te collect

kinematic

data

and

to

obtain

jerk

index

of

knee

bending.

In

eight of

10

subjects,

higher

jerk

index

was observed

in

their

af-fected

knees,

whereas

lower

index

was observed

in

the remaining two.

The

differ-ence of

jerk

index

between

the

affected and unaffected

knees

was significant at

5

%

level,

althougt

jerk

index

differed

greatly

from

person

to

person.

We

concluded

that

the

knee

joint

movement of

thc

_patients with

ACL

reconstruction with

bone-patellar

ligament-bone

was not sufficiently smooth

in

the aifected side.

In

addition,

jerk