変形性膝関節症患者における呼吸機能と姿勢との関連

全文

(1)理学療法学第 166 45 巻第 3 号 166 ∼ 174 頁（2018 年）理学療法学第 45 巻第 3 号. 研究論文（原著）. 変形性膝関節症患者における呼吸機能と姿勢との関連＊藤田玲美 1）# 松井康素 2）太田進 1）河村顕治 3）元田弘敏 3）齋藤圭介 3）原田敦 4）. 要旨【目的】変形性膝関節症患者において，運動機能の影響を調整した呼吸機能と姿勢の関連を検討すること。【方法】変形性膝関節症患者 28 名および対照群とする地域在住健常高齢者 35 名を対象に運動機能は膝関節伸展筋力，最大歩行速度での Timed Up and Go test の所要時間，呼吸機能は肺活量，1 秒量，姿勢は頸部屈曲角度，胸椎後彎角，腰椎前彎角，膝関節屈曲角度を測定した。呼吸機能を目的変数，年齢，身長，体重，運動機能を制御変数，姿勢の構成要素を説明変数とした階層的重回帰分析を行い，制御変数の影響を統制したうえで各呼吸機能にどの姿勢が影響するかを検討した。【結果】変形性膝関節症患者では，1 秒量において膝関節屈曲角度（β = ‒ 0.56, p = 0.003）が統計的に有意であった。地域在住健常高齢者では呼吸機能と姿勢の関連はなかった。【結論】変形性膝関節症患者の呼吸機能の低下には，膝関節屈曲位が有意に関係していた。キーワード変形性膝関節症，肺活量，1 秒量，全身姿勢. 膝 OA は，高齢者の運動機能低下の要因となる主要な. はじめに. 運動器疾患のひとつであり. 4）. ，膝 OA 患者の姿勢に関 5）6）. 現在，我が国では 65 歳以上の高齢者が 23% を超える. しては，健常高齢者に比べ胸椎後彎増大. 超高齢社会に突入しており，さらに増加することが予想. 傾. 1）されている。高齢者が要支援となる原因の 1 位，要介. 胸椎後彎増大つまり円背については，円背が進行する. 護になる原因の 4 位が関節疾患であり，運動器の障害が. と，呼吸機能の低下，拘束性換気障害，慢性呼吸不全を. 2）. 7） 8）. ，膝関節屈曲位. ，骨盤後. 8）. を呈していると報告されている。. 9）10）. 高齢者の生活の質を著しく障害している。高齢者にお. 認めると報告されている. いてもっとも多い関節疾患のひとつに変形性膝関節症. に比例して努力性肺活量，1 秒率が低下していたとの報. （knee osteoarthritis: 以下，膝 OA）があり，我が国に 3）. おける膝 OA の患者数は 2,530 万人と推定されている。＊. Relationship between Pulmonary Function and Posture in Patients with Knee Osteoarthritis 1）星城大学リハビリテーション学部（〒 476‒8588 愛知県東海市富貴ノ台 2‒172） Remi Fujita, PT, MSc, Susumu Ota, PT, PhD: Department of Rehabilitation and Care, Seijoh University 2）国立長寿医療研究センターロコモフレイルセンター Yasumoto Matsui, MD, PhD: Center for Prevention of Frailty and Locomotive Syndrome, National Center for Geriatrics and Gerontology 3）吉備国際大学保健医療福祉学部理学療法学科 Kenji Kawamura, MD, PhD, Hirotoshi Motoda, PT, PhD, Keisuke Saito, PT, PhD: Department of Physical Therapy, School of Health Science and Social Welfare, Kibi International University 4）国立長寿医療研究センター病院 Atsushi Harada, MD, PhD: National Center for Geriatrics and Gerontology ＃ E-mail: [email protected] （受付日 2017 年 6 月 21 日／受理日 2018 年 3 月 13 日）［J-STAGE での早期公開日 2018 年 5 月 18 日］. 告. 11）. 。そして，円背の重症度. や，80 歳以上で脊柱彎曲が大きいと，% 肺活量. と最大吸気筋力が有意に低下していたとの報告. 12）. のよ. うに，呼吸機能に影響を及ぼす。そのため，健常高齢者に比べ膝 OA 患者では運動機能に加えて，円背の影響により呼吸機能も低下していると考えるが，膝 OA 患者の呼吸機能について調査した報告はない。一方，膝 OA 患者の呼吸機能を検討するにあたっては，姿勢間の関連について，円背は頭頸部前方偏位が関連しているとの報告. 13）. や，膝関節屈曲位は骨盤後傾，. 腰椎前彎減少を引き起こすとの報告. 14）15）. 少と胸椎後彎増大はともに起こると報告. ，腰椎前彎減. 16）. されている. ことから，姿勢変化は全身におよび，脊柱のみでなく頭頸部や下肢の姿勢も評価し，呼吸機能への影響について検討することが重要になると考えられる。さらに，円背については運動機能との関連が報告され.

(2) 変形性膝関節症患者における呼吸機能と姿勢との関連 ‒21）. ており 6）17. ，また，呼吸機能についても握力 22），下. 肢伸展筋力. 23）. ，歩行速度・パフォーマンス. 24）25）. ，運動. 負荷試験における最大運動負荷・最大酸素摂取量・体力 26）27）. 167. きない者，研究内容に同意できず研究から棄権した者，狭心症・重篤な不整脈等の不安定な心疾患，視覚障害，聴力障害のある者，研究前の 30 日以内に症状悪化を起. といった運動機能との間に有意な相関関係が. こした者とした。なお，数の逆唱 3 桁以下かつ見当識障. 認められたとの報告があることから呼吸機能と姿勢の関. 害のある症例を測定方法を理解できない者と判定した。. 指数. 連には運動機能が影響している可能性があることが推察される。. 2．倫理的配慮. これまで，膝 OA 患者の運動機能向上のために運動. 本研究は星城大学研究倫理専門委員会での研究実施の. 療法を主とした介入が実施されているが，上記より，運. 承認を受けたうえで実施した（承認番号：2013C0017）。. 動機能の影響を考慮した呼吸機能と姿勢の関連を明らか. そして，対象者に研究の趣旨，内容，本研究に参加した. にし，多視点から介入することが必要であると考える。. 場合に予測される利益と不利益，倫理的配慮，自由意志. しかし，我々が検索した範囲では，運動機能の影響を調. の尊重と同意後の撤回の自由，測定結果の取り扱いおよ. 整し膝 OA 患者の呼吸機能と全身で検討した姿勢の関. び個人情報の保護について十分な説明を行い，書面にて. 連を調査した報告はなく，呼吸機能ともっとも関連のあ. 本研究への参加の同意を得た。. る姿勢変化は不明である。そこで，膝 OA 患者では地域在住健常高齢者と比べ. 3．研究デザインおよび評価項目. て呼吸機能が低下しており，年齢，身長，体重，運動機. 研究デザインは横断研究で，評価項目は基本属性，運. 能の影響を調整しても呼吸機能の低下には頸部前方偏. 動機能，呼吸機能，姿勢とした。基本属性については，. 位，胸椎後彎増大，腰椎前彎減少，膝関節屈曲位が影響. 年齢・身長・体重の 3 項目とした。運動機能は，膝関節. するという仮説を設定した。特に，呼吸機能と円背の関. 伸展筋力，最大歩行速度での Timed Up and Go test（以. 連についての報告. 9‒12）. と胸椎は胸郭を構成する一部分. 下，TUG）の所要時間を測定した。呼吸機能については，. であることから，これらの姿勢変化の中でもっとも関連. 生命予後を規定し，拘束性換気障害の指標である肺活量. のあるのは胸椎後彎増大であり，膝 OA 患者は地域在. と，閉塞性換気障害の指標である 1 秒量に着目し，測定. 住健常高齢者より関連が強いと推察した。. 項目とした。姿勢については，2 次元姿勢解析と Spinal. 本研究では，膝 OA 患者に対する姿勢に注目した呼. Mouse を用いて，立位矢状面上で頸部屈曲角度，胸椎. 吸機能改善のための理学療法方策を導き出すため，呼吸. 後彎角，腰椎前彎角，膝関節屈曲角度を計測した。. 機能，姿勢，運動機能を評価し，運動機能の影響を調整. 1）膝関節伸展筋力. した呼吸機能と姿勢の関連を検討して膝 OA 患者の呼. 国立長寿医療研究センターで開発した脚力計. 吸機能にどの程度姿勢の構成要素が関連するのかを明ら. い，最大等尺性伸展筋力を測定した。測定肢位は椅子座. かにすることを目的とした。. 位で背もたれにもたれかけ，両足が床に着かないように座り，手で両側の手すりを把持し，下. 対象および方法. 29）. を用. 遠位前面に脚力. 計に設置されたパッドを取りつけ膝関節 90 度屈曲位で. 1．対象. 固定して約 3 秒間最大限に膝を伸展するよう口頭指示し. 対象は，65 歳以上の女性で，2013 年 3 ∼ 10 月の間に. た。測定は十分な練習の後に 30 秒以上の間隔をあけて. 国立長寿医療研究センター病院整形外科外来に通院した. 左右の脚を 2 回ずつ実施し，最大値（kg）を採用した。. 膝 OA 患者連続 28 名（平均年齢 76.3 ± 7.1 歳）および. この最大値に膝関節中心（膝蓋骨の中心の高さで，膝の. 対照群とする星城大学リハビリテーション学部主催の地. 前後径の後 3 分の 1 の点）とパッドの中心までの距離. 域貢献事業に参加した地域在住健常高齢者 35 名（平均. 2 （m）と 9.8 m/s を乗じて体重で除した値である膝伸展. 年齢 71.7 ± 4.9 歳）の計 63 名とした。膝 OA 患者の組. トルク体重比（Nm/kg）を算出し，左右の平均値を求. み入れ基準は，両脚立位時の膝の前後 X 線撮影で膝 OA. めて代表指標とした。. と診断された手術・理学療法を受けていない者，膝 OA. 2）TUG. による入院の既往がない者，障害老人の日常生活自立度. 開始肢位は椅子座位で背もたれに軽くもたれかけ，手. （寝たきり度）判定基準. 28）. が J1 から A1 の屋外歩行が. は大. 部の上に置いた姿勢とし，その際，両足が床に着. 可能である者とした。地域在住健常高齢者の組み入れ基. くようにした。椅子から立ち上がり，最大歩行速度で. 準は，屋外歩行が自立している者とした。除外基準は両. 3 m 先のコーンを回って，再び椅子に座るまでの時間を. 者とも，脊椎または下肢関節の手術を受けた者，変形性. 1 回測定した。0 m 地点は椅子の前脚とし，3 m 地点は. 股関節症等の関節変形をきたす疾患を有する者，骨折の. コーンの中心として，対象者の身体の一部が動き出すと. 既往がある者，神経筋障害がある者，測定方法を理解で. きから殿部が接地するまでの時間を計測し，コーンの回.

(3) 168. 理学療法学第 45 巻第 3 号. とのなす角度），膝関節屈曲角度（大骨外側上顆を結んだ線と大. 骨大転子，大. 骨外側上顆，腓骨外果を結. んだ線とのなす角度）を算出した（図 1）。（2）Spinal Mouse を用いた姿勢解析安静立位時の脊柱の角度の測定には，体表面上から脊椎の各椎体間の角度を測定できる Spinal Mouse（インデックス社製，SPM-3.2）を用いた。対象者は可能な限り薄着で，立位を保持し，その位置で第 7 頸椎から第 3 仙椎までの棘突起上にセンサー部をあて頭側から尾側へ移動させて測定した。測定は 3 回実施し，その平均値を採用した。指標は，胸椎後彎角（第 1 胸椎から第 12 胸椎までの上下椎体間がなす角度の総和），腰椎前彎角（第 12 胸椎から第 1 仙椎までの上下椎体間がなす角度の総和）とした。なお，測定値は，後彎が正，前彎が負の値で出力される。 4．統計処理と検討内容統計処理については，膝 OA 患者と地域在住健常高齢者の基本属性，運動機能，呼吸機能，姿勢の比較には対図 1 マーカーの取りつけ位置と測定角度. 応のない t 検定を用いた。また，先行研究. 11）12）16‒27）31‒35）. より呼吸機能，運動機能，姿勢の各項目は影響を及ぼし合い，基本属性も呼吸機能，運動機能，姿勢に影響を及ぼすと示唆されるため，呼吸機能，基本属性，運動機能，. り方は対象者の自由とし，日常生活において歩行補助具. 姿勢の各項目間の関連を Pearson の相関係数を用い検. を使用している場合にはそのまま使用した。. 討した。さらに，本研究では年齢，身長，体重，運動機. 3）呼吸機能. 能の影響を調整しても呼吸機能の低下には頸部前方偏. 呼吸機能は，電子スパイロメータ（チェスト株式会社. 位，胸椎後彎増大，腰椎前彎減少，膝関節屈曲位が影響. 製，HI-801）を用いて，椅子座位でノーズクリップを装. するという仮説を証明することが目的であるため，呼吸. 着しマウスピースをくわえて肺活量および 1 秒量をそれ. 機能を目的変数，基本属性，運動機能の各項目を制御変. ぞれ 2 回測定し，最大値を採用した。. 数，姿勢の構成要素を説明変数として，強制投入法によ. 4）姿勢. る階層的重回帰分析を行い，Step Ⅰで制御変数を強制. （1）2 次元姿勢解析 30）. 投入し，Step Ⅱで説明変数を強制投入した。なお，制. の方法に準じ，安静立位時の 2 次元姿勢解. 御変数と説明変数の多重共線性の問題については，すべ. 析を実施した。対象者は可能な限り薄着で，5 ヵ所に 2. ての変数の分散インフレ係数（以下，VIF）が 10 以下. 次元姿勢解析用のマーカーを両面テープで貼りつけた。. であるかを確認した。. マーカー位置は耳（イヤホンに装着する），第 7 頸椎棘. 統計処理には SPSS Statistics 19 を用い，有意水準は. 突起（C7），大. 5% とした。. Kuo ら. 骨大転子，大. 骨外側上顆，腓骨外果. とし，すべて右側に取りつけた（図 1）。姿勢の解析には 1 台のビデオカメラ（日本 Victor 社製，GR-D850）. 結果. とビデオ式動作解析システム（東総システム社製，. 対象者の基本属性，運動機能，呼吸機能，姿勢の測定. Total Motion Coordinator Lite）を使用し，カメラの位. 結果を表 1 に示す。膝 OA 患者と地域在住健常高齢者. 置は，撮影位置から 3 m 以上離し，カメラの高さは，. で各項目を比較した結果，膝 OA 患者では，地域在住. 体の中心（約 90 cm）とし，注視するためのマークを前. 健常高齢者と比べて統計的に有意に年齢が高く，TUG. 方の壁につけた。ビデオカメラの取り込み周波数は. 所要時間が延長し，姿勢においては頸部前方偏位，膝関. 60 Hz とし，前方のマークを注視した状態で，上肢は前. 節屈曲位であった。呼吸機能においては統計的な有意差. 方で体幹に添え，立位を保持し，矢状面から 5 秒間を 3. を認めなかった。. 回撮影し平均値を代表値とした。このデータをもとに，. 膝 OA 患者における呼吸機能と基本属性，運動機能，. 頸部屈曲角度（耳，C7 を結んだ線と C7 を通る水平線. 姿勢の各項目の相関関係を表 2 に示す。肺活量，1 秒量.

(4) 変形性膝関節症患者における呼吸機能と姿勢との関連. 169. 表 1 対象者の基本属性，運動機能，呼吸機能，姿勢変形性膝関節症患者 (n = 28). 地域在住健常高齢者 (n = 35). p値. 基本属性年齢（歳）. 76.3 ± 7.1. 71.7 ± 4.7. 0.006. 身長（cm）. 148.7 ± 6.7. 151.0 ± 4.8. 0.132. 体重（kg）. 53.6 ± 8.8. 54.0 ± 7.5. 0.835. 運動機能膝関節伸展筋力（Nm/kg）. 1.1 ± 0.3. 1.2 ± 0.3. 0.158. TUG 所要時間（秒）. 9.1 ± 3.8. 6.7 ± 0.9. 0.002. 2.2 ± 0.6. 2.3 ± 0.4. 0.274. 99.4 ± 20.6. 99.1 ± 15.7. 0.961. 呼吸機能肺活量（L） % 肺活量（%） 1 秒量（L） %1 秒量（%）. 1.3 ± 0.4. 1.4 ± 0.4. 0.272. 83.4 ± 18.5. 83.1 ± 21.3. 0.957. 47.5 ± 11.3. 53.5 ± 7.5. 0.014. 姿勢頸部屈曲角度（°）胸椎後彎角（°）. 48.6 ± 12.3. 46.2 ± 13.2. 0.474. 腰椎前彎角（°）. ‒ 17.4 ± 16.2. ‒ 24.0 ± 11.7. 0.062. 膝関節屈曲角度（°）. 14.7 ± 10.8. 8.9 ± 8.5. 0.022. 平均値 ± 標準偏差 TUG：Timed Up and Go test. 表 2 変形性膝関節症患者と地域在住健常高齢者における呼吸機能と各項目の相関係数変形性膝関節症患者. 地域在住健常高齢者. 肺活量. 1 秒量. 肺活量. 1 秒量. 年齢. ‒ 0.64**. ‒ 0.63**. ‒ 0.34*. ‒ 0.45**. 身長. 0.58**. 0.59**. ‒ 0.06. 0.13. 体重. 0.31. 0.37. 0.07. 0.17. 膝関節伸展筋力. 0.35. 0.31. 0.07. 0.16. TUG 所要時間. ‒ 0.42*. ‒ 0.48**. 0.03. ‒ 0.12. 頸部屈曲角度. 0.47*. 0.51**. ‒ 0.34*. ‒ 0.18. 胸椎後彎角. ‒ 0.03. 腰椎前彎角. ‒ 0.49**. ‒ 0.48*. 膝関節屈曲角度. ‒ 0.60**. ‒ 0.65**. 0.08. 0.27. 0.17. 0.03. ‒ 0.08. ‒ 0.19. ‒ 0.15. *p<0.05，**p<0.01 TUG：Timed Up and Go test. ともに，年齢，身長，TUG 所要時間，頸部屈曲角度，. 係を認めた。. 腰椎前彎角，膝関節屈曲角度との間に統計的に有意な相. 膝 OA 患者における階層的重回帰分析の結果，肺活. 関関係を認めた。また，基本属性，運動機能，姿勢の各. 量を目的変数とした場合では，Step Ⅰにおいて年齢が. 項目間の相関関係を表 3 に示す。姿勢と運動機能の関連. 統計的に有意であった。Step Ⅱにおいては，Step Ⅰと. については，胸椎後彎角と膝関節伸展筋力の間，腰椎前. 同様に年齢が統計的に有意であり，これに加えて，説明. 彎角と膝関節伸展筋力の間に統計的に有意な相関関係を. 変数である姿勢の構成要素のうち，膝関節屈曲角度が統. 認め，頸部屈曲角度と TUG 所要時間の相関係数は ‒ 0.37，. 計的に有意ではなかったが，p 値が 0.066 であった（表. p 値は 0.055 であった。姿勢の構成要素間の関連につい. 4）。多重共線性については，VIF 値が 1.70 ‒ 4.24 であり，. ては，頸部屈曲角度と胸椎後彎角の間，胸椎後彎角と腰. 多重共線性の問題はないことを確認した。1 秒量を目的. 椎前彎角の間，腰椎前彎角と膝関節屈曲角度の間，膝関. 変数とした場合では，Step Ⅰにおいて年齢が統計的に. 節屈曲角度と頸部屈曲角度の間に統計的に有意な相関関. 有意であった。Step Ⅱにおいては，年齢が統計的に有.

(5) 170. 理学療法学第 45 巻第 3 号. 表 3 変形性膝関節症患者における基本属性，運動機能，姿勢の各項目間の相関係数年齢. 身長. 膝関節伸展筋力. 体重. TUG 所要時間. 頸部屈曲角度. 胸椎後彎角. 年齢. −. 身長. ‒ 0.47*. −. 体重. ‒ 0.30. 0.46*. 膝関節伸展筋力. ‒ 0.45*. 0.40*. ‒ 0.01. −. ‒ 0.54**. ‒ 0.43*. ‒ 0.65**. −. 0.06. ‒ 0.37. −. 0.47*. ‒ 0.12. ‒ 0.37*. −. 0.72**. TUG 所要時間頸部屈曲角度. ‒ 0.40*. 0.34. 胸椎後彎角. ‒ 0.07. 0.15. 0.46*. 腰椎前彎角. 0.31. ‒ 0.42*. 0.32. ‒ 0.23. 膝関節屈曲角度. −. ‒ 0.08. 膝関節屈曲角度. 腰椎前彎角. 0.09 ‒ 0.01. ‒ 0.57**. 0.29. ‒ 0.26. ‒ 0.47*. −. ‒ 0.22. 0.25. ‒ 0.38*. 0.11. 0.54*. −. *p<0.05，**p<0.01 TUG：Timed Up and Go test. 表 4 変形性膝関節症患者における肺活量を目的変数とした階層的重回帰分析 . Step Ⅰ. . Step Ⅱ. β. t. p. β. t. p. 年齢. ‒ 0.65. ‒ 3.16. 0.005. ‒ 0.55. ‒ 2.96. 0.008. 身長. 0.36. 1.94. 0.065. 0.27. 1.55. 0.139. 体重. 0.14. 0.73. 0.472. 0.23. 1.25. 0.226. 膝関節伸展筋力. 0.20. 0.94. 0.357. 0.25. 1.12. 0.278. 0.43. 1.55. 0.136. 0.47. 1.88. 0.076. TUG 所要時間（定数）. 0.09. −. 頸部屈曲角度. ‒ 0.03. ‒ 0.14. 0.891. 胸椎後彎角. ‒ 0.19. ‒ 0.91. 0.375. 腰椎前彎角. ‒ 0.14. ‒ 0.56. 0.584. 膝関節屈曲角度. ‒ 0.34. ‒ 1.96. 0.066. （定数）. 0.76. β ：標準化偏回帰係数 Step Ⅰ：自由度調整済み決定係数（adjusted R2）= 0.46，Step Ⅱ：adjusted R2 = 0.60 TUG：Timed Up and Go test. 意ではなくなり，姿勢の構成要素のうち，膝関節屈曲角. 間，胸椎後彎角と腰椎前彎角の間に統計的に有意な相関. 度が統計的に有意であった（表 5）。多重共線性につい. 関係を認めた。. ては，VIF 値が 1.70 ‒ 4.24 であり，多重共線性の問題は. 地域在住健常高齢者における階層的重回帰分析の結. ないことを確認した。. 果，肺活量を目的変数とした場合では，Step Ⅰにおい. 以上より，1 秒量の低下には，年齢，身長，体重，運. て年齢が統計的に有意であった。Step Ⅱにおいては，. 動機能の影響を調整しても膝関節屈曲位が関係していた。. Step Ⅰと同様に年齢が統計的に有意であったが，説明. 地域在住健常高齢者における呼吸機能と基本属性，運. 変数である姿勢の構成要素は統計的に有意ではなかった. 動機能，姿勢の各項目の相関関係を表 2 に示す。肺活量. （表 7）。多重共線性については，VIF 値が 1.03 ‒ 2.41 で. においては，年齢，頸部屈曲角度との間に統計的に有意. あり，多重共線性の問題はないことを確認した。1 秒量. な相関関係を認め，1 秒量においては，年齢との間に統. に関しては，姿勢の構成要素との間に統計的に有意な相. 計的に有意な相関関係を認めた。また，基本属性，運動. 関関係を認めなかったため，階層的重回帰分析は行わな. 機能，姿勢の各項目間の相関関係を表 6 に示す。姿勢と. かった。. 運動機能の関連については，腰椎前彎角と TUG 所要時間の間に統計的に有意な相関関係を認めた。姿勢の構成要素間の関連については，頸部屈曲角度と胸椎後彎角の.

(6) 変形性膝関節症患者における呼吸機能と姿勢との関連. 171. 表 5 変形性膝関節症患者における 1 秒量を目的変数とした階層的重回帰分析 . Step Ⅰ. . Step Ⅱ. β. t. p. β. t. p. 年齢. ‒ 0.53. ‒ 2.45. 0.023. ‒ 0.36. ‒ 2.05. 0.055. 身長. 0.37. 1.91. 0.069. 0.32. 1.99. 0.063. 体重. 0.11. 0.59. 0.563. 0.08. 0.47. 0.642. 膝関節伸展筋力. 0.04. 0.20. 0.843. ‒ 0.03. ‒ 0.13. 0.901. 0.17. 0.61. 0.551. 0.17. 0.73. 0.475. TUG 所要時間. ‒ 0.19. （定数）. −. 頸部屈曲角度. 0.22. 1.15. 0.264. 胸椎後彎角. 0.27. 1.40. 0.180. 腰椎前彎角. 0.18. 0.76. 0.456. ‒ 0.56. ‒ 3.47. 0.003. 膝関節屈曲角度. ‒ 0.73. （定数）. β ：標準化偏回帰係数 Step Ⅰ：自由度調整済み決定係数（adjusted R2）= 0.41，Step Ⅱ：adjusted R2 = 0.65 TUG：Timed Up and Go test. 表 6 地域在住健常高齢者における基本属性，運動機能，姿勢の各項目間の相関係数年齢年齢. 身長. 膝関節伸展筋力. 体重. TUG 所要時間. 頸部屈曲角度. 胸椎後彎角. 腰椎前彎角. 膝関節屈曲角度. −. 身長. 0.24. 体重. ‒ 0.05. 0.24. 膝関節伸展筋力. ‒ 0.26. ‒ 0.32. TUG 所要時間. ‒ 0.01. − ‒ 0.53**. −. 0.07. 0.14. ‒ 0.26. 0.34*. 0.12. ‒ 0.30. 0.11. ‒ 0.24. −. ‒ 0.39*. ‒ 0.11. ‒ 0.30. ‒ 0.04. ‒ 0.50**. −. 0.12. ‒ 0.50**. 0.04. ‒ 0.02. 頸部屈曲角度胸椎後彎角. −. 0.44**. 腰椎前彎角膝関節屈曲角度. 0.14. 0.43**. 0.27 0.15. ‒ 0.09. ‒ 0.01. 0.26. ‒ 0.20. −. 0.37* ‒ 0.18. − 0.02. *p<0.05，**p<0.01 TUG：Timed Up and Go test. 表 7 地域在住健常高齢者における肺活量を目的変数とした階層的重回帰分析 . Step Ⅰ. . Step Ⅱ. β. t. p. β. t. p. 年齢. ‒ 0.45. ‒ 2.58. 0.015. ‒ 0.51. ‒ 2.35. 0.028. 身長. 0.29. 1.73. 0.095. 0.26. 1.40. 0.175. 体重. 0.20. 1.03. 0.312. 0.27. 1.26. 0.221. 膝関節伸展筋力. 0.09. 0.48. 0.633. 0.03. 0.12. 0.909. TUG 所要時間. 0.04. 0.27. 0.787. ‒ 0.05. ‒ 0.24. 0.813. （定数）. 0.31. −. 頸部屈曲角度. ‒ 0.04. ‒ 0.19. 0.849. 胸椎後彎角. ‒ 0.12. ‒ 0.46. 0.650. 腰椎前彎角. 0.10. 0.43. 0.673. ‒ 0.20. ‒ 1.09. 0.286. 膝関節屈曲角度（定数）. 1.66. β ：標準化偏回帰係数 Step Ⅰ：自由度調整済み決定係数（adjusted R2）= 0.18，Step Ⅱ：adjusted R2 = 0.11 TUG：Timed Up and Go test. −.

(7) 172. 理学療法学第 45 巻第 3 号. との関連について，呼吸機能の低下には，年齢，身長，. 考察. 体重，運動機能の影響を調整すると，膝関節屈曲位が有. 1．膝 OA 患者における呼吸機能と姿勢との関連. 意に関係するという知見を得ることができた。呼吸機能. 仮説としては，呼吸機能と円背の関連についての報. と膝関節屈曲角度は有意に関係しているものの直接的な. 告. 9‒12）. ，膝 OA 患者は，健常高齢者と比べ胸椎後彎増. 5）6）. ，膝関節屈曲位. 8）. 関連と考えるのは困難である。しかし本研究結果より，. を呈していると. 膝関節屈曲角度は臨床的に測定しやすく，呼吸機能に影. の報告より，膝 OA 患者では地域在住健常高齢者と比. 響する指標として臨床的有用性があること，膝 OA 患. べて呼吸機能が低下しており，膝 OA 患者の呼吸機能. 者の呼吸機能を改善するためには，運動療法のみではな. には頭頸部，脊柱，下肢といった全身の姿勢変化が影響. く，姿勢，特に膝関節に注目する必要性があることが示. し，地域在住健常高齢者よりも関連が強いと推察した。. 唆された。今後はこの知識を踏まえて介入方策の検討を. しかし，本研究結果は，膝 OA 患者と地域在住健常高. 進めるとともに，縦断研究実施の必要性があると考えら. 齢者の呼吸機能は同程度であり，膝 OA 患者において，. れる。. 大. ，骨盤後傾. 7）8）. 年齢，身長，体重，運動機能の影響を調整しても，1 秒量の低下には膝関節屈曲位のみが統計的に有意に関係. 3．研究の限界. し，肺活量については，肺活量の低下と膝関節屈曲位が. 本研究の限界として，1 点目に，対象者の獲得に難渋. 関係する傾向を認めた。. し，対象者数が 63 名であり，さらに膝 OA 患者と地域. 考えられる理由として，先行研究において，努力性肺. 在住健常高齢者の 2 群に分けたため，対象者数が少なく. 活量と最大酸素摂取量，肺活量および 1 秒率と運動負荷. 検出力が小さい可能性がある。2 点目に，地域在住健常. 試験より算出した体力指数に有意な相関が認められたと. 高齢者において疾病の罹患の有無を確認していないこと. 報告されており. 27）. ，肺活量や 1 秒量といった呼吸機能. が挙げられる。3 点目に，本研究は横断研究であり，要. と運動耐容能との間に関連があると推察される。また，. 因の因果関係の証明が困難であることが挙げられる。. 膝関節屈曲位を呈する変形性膝関節症患者は健常群と比. 今後は対象者数を増やし，前向きコホート研究などで. べ，最大酸素摂取量や 6 分間歩行距離が低下していると. 運動機能の影響を調整した呼吸機能低下の発生要因を検. 報告されている. 36）37）. 。以上より，呼吸機能低下と膝関. 節屈曲位の関連には，運動耐容能が影響している可能性が示唆されたが，本研究において運動耐容能を評価して. 討していく必要があると考える。結論. いないため，今後検討していくべき課題と考える。. 本研究では，膝 OA 患者と地域在住健常高齢者を対. 呼吸機能低下と膝関節屈曲位が関係した機序について. 象に年齢，身長，体重，運動機能の影響を調整した呼吸. は推測の域をでないが，結果としては膝 OA 患者にお. 機能と姿勢の関連を検討した。その結果，膝 OA 患者. いて，年齢，身長，体重，運動機能の影響を調整しても，. の呼吸機能の低下には，膝関節屈曲位が有意に関係して. 1 秒量の低下には膝関節屈曲位のみが統計的に有意に関. いた。以上より，膝関節屈曲角度は臨床的に測定しやす. 係していたが，地域在住健常高齢者においては，呼吸機. く，呼吸機能に影響する指標として臨床的有用性がある. 能にはどの姿勢の構成要素も関係していなかった。呼吸. こと，膝 OA 患者の呼吸機能を改善するためには，運. 機能，基本属性，運動機能，姿勢の各項目間の相関関係. 動療法のみではなく，姿勢，特に膝関節に注目した介入. より，膝 OA 患者においては肺活量，1 秒量と膝関節屈. 方策を検討する必要性が示唆された。. 曲角度の間，肺活量，1 秒量と年齢の間に統計的に有意な相関関係を認めたが，膝関節屈曲角度と年齢の間には. 利益相反. 統計的に有意な相関関係を認めなかった。一方，地域在. 原田敦：講演料など（大正富山医薬品株式会社）. 住健常高齢者においては，肺活量，1 秒量は年齢との間. その他の著者：本論文内容に関連して開示すべき企業. に統計的に有意な相関関係を認めた。以上より，膝 OA. との利益相反はない。. 患者と地域在住健常高齢者の呼吸機能は同程度であるが，呼吸機能に関係する要素が違い，地域在住健常高齢. 謝辞：測定にご協力いただきました星城大学リハビリ. 者の呼吸機能は加齢に伴い低下し，膝 OA 患者におい. テーション学部理学療法学専攻の先生方ならびに学生の. ては年齢に関係なく膝関節屈曲角度が増大するほど呼吸. 皆様，ご参加いただきました対象者の皆様に深謝いたし. 機能が低下することが示唆された。. ます。. 2．研究の理学療法意義本研究の結果，膝 OA 患者における呼吸機能と姿勢. 文献 1）内閣府共生社会政策統括官：平成 24 年度版高齢社会白書．.

(8) 変形性膝関節症患者における呼吸機能と姿勢との関連 2012，pp. 2‒6． 2）吉村典子：一般住民における運動器障害の疫学―大規模疫学調査 ROAD より．THE BONE．2010; 24: 39‒42. 3）Yoshimura N, Muraki S, et al.: Prevalence of knee osteoarthritis, lumbar spondylosis, and osteoporosis in Japanese men and women: the research on osteoarthritis/ osteoporosis against disability study. J Bone Miner Metab. 2009; 27(5): 620‒628. 4）中村耕三：超高齢社会とロコモテイブシンドローム．日整会誌．2008; 82(1): 1‒2. 5）前田雄一，村田伸，他：変形性膝関節症と胸椎後彎角との関係．西九州リハビリテーション研究．2009; 2: 51‒54. 6）渡辺博史，古賀良生，他：変形性膝関節症における円背姿勢と膝伸展筋力の関連に関する疫学調査．新潟県厚生連医誌．2011; 20(1): 37‒42. 7）春田みどり，水田洋平，他：内側型変形性膝関節症患者における身体アライメントの分析．理学療法科学．2016; 31(5): 661‒666. 8）佐藤謙次，仲島裕紀，他：変形性膝関節症予防と理学療法戦略．理学療法．2004; 21: 1154‒1159. 9）池田亀夫，西尾篤人，他：図説臨床整形外科講座第 1 巻脊椎・脊髄．メジカルビュー社，東京，1984，pp. 128‒151． 10）木田厚端，朝戸祐子：老年者の後弯症．呼吸．1998; 7(12): 1339‒1344． 11）Di Bari M, Chiarlone M, et al.: Thoracic kyphosis and ventilatory dysfunction in unselected older persons: an epidemiological study in Dicomano, Italy. J Am Geriatr Soc. 2004; 52(6): 909‒915. 12）會田信子，廣澤正則，他：高齢者の年齢および脊柱彎曲レベルによる呼吸機能の相違．日本呼吸管理学会誌．2005; 14(3): 458‒462． 13）太田進，後藤寛司，他：高齢者における頭頚部を含めた姿勢と運動機能の関連．臨床バイオメカニクス．2012; 33: 115‒120． 14）Harato K, Nagura T, et al.: A gait analysis of simulated knee flexion contracture to elucidate knee-spine syndrome. Gait Posture. 2008; 28(4): 687‒692. 15）Murata Y, Takahashi K, et al.: The knee-spine syndrome. Association between lumbar lordosis and extension of the knee. J Bone Joint Surg Br. 2003; 85(1): 95‒99. 16）Takeda N, Kobayashi T, et al.: Changes in the sagittal spinal alignment of the elderly without vertebral fractures: a minimum 10-year longitudinal study. J Orthop Sci. 2009; 14(6): 748‒753. 17）草苅佳子，佐々木誠：円背姿勢が呼吸循環反応ならびに運動耐容能に及ぼす影響．理学療法科学．2003; 18(4): 187‒191． 18）Kado DM, Huang MH, et al.: Hyperkyphotic posture and poor physical functional ability in older communitydwelling men and women: the Rancho Bernardo study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2005; 60(5): 633‒637. 19）Antonelli-Incalzi R, Pedone C, et al.: Relationship between the occiput-wall distance and physical performance in the elderly: a cross sectional study. Aging Clin Exp Res. 2007; 19(3): 207‒212. 20）Ordu Gokkaya NK, Koseoglu F, et al.: Reduced aerobic capacity in patients with severe osteoporosis: a cross sectional study. Eur J Phys Rehabil Med. 2008; 44(2): 141‒147.. 173. 21）Katzman WB, Vittinghoff E, et al.: Age-related hyperkyphosis, independent of spinal osteoporosis, is associated with impaired mobility in older community-dwelling women. Osteoporos Int. 2011; 22(1): 85‒90. 22）南雅樹，出村慎一，他：健常高齢者における体力要素間の関連性：性差及び年代差．体力科学．2001; 50: 571‒582． 23）佐々木賢太郎，築山尚司，他：重症肺気腫を罹患する患者の筋力と肺機能の関連性．呼吸器ケア．2005; 3(8): 819‒823． 24）Simpson CF, Punjabi NM, et al.: Relationship between lung function and physical performance in disabled older women. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2005; 60(3): 350‒ 354. 25）Buchman AS, Boyle PA, et al.: Pulmonary function, muscle strength, and incident mobility disability in elders. Proc Am Thorac Soc. 2009; 6(7): 581‒587. 26）Sugiura H, Ohta K, et al.: Relationship between Respiratory Muscle Strength and Exercise Tolerance. J Phys Ther Sci. 2009; 21(4): 393‒397. 27）Witten ML, Wilkerson JE: An association between aerobic fitness and lung closing volume. Int J Sports Med. 1986; 7(5): 271‒275. 28）平成 3 年 11 月 18 日老健第 102 − 2 号厚生省大臣官房老人保健福祉部長通知改訂：障害高齢者の日常生活自立度（寝たきり度）判定基準．厚生労働省老健局老人保健課「要介護認定における『認定調査票記入の手引き』，『主治医意見書記入の手引き』及び『特定疾病にかかる診断基準』について」の一部改正について．www.pref.mie.lg.jp/ CHOJUS/HP/kaisei/other/nintei2.pdf（2012 年 11 月 23 日引用） 29）Fujita R, Matsui Y, et al.: Does the Q ‒ H index show a stronger relationship than the H: Q ratio in regard to knee pain during daily activities in patients with knee osteoarthritis? J Phys Ther Sci. 2016; 28(12): 3320‒3324. 30）Kuo YL, Tully EA, et al.: Video analysis of sagittal spinal posture in healthy young and older adults. J Manipulative Physiol Ther. 2009; 32(3): 210‒215. 31）寺本信嗣，鈴木正史，他：脊柱後彎が呼吸機能の加齢変化におよぼす影響．日本老年医学会雑誌．1998; 35: 23‒27． 32）Lombardi I, Oliveria LM, et al.: Evaluation of pulmonary function and quality of life in women with osteoporosis. Osteoporos Int. 2005; 16(10): 1247‒1253. 33）伊藤弥生，山田拓実，他：円背姿勢高齢者の呼吸機能及び呼吸パターンの検討．理学療法科学．2007; 22(3): 353‒358． 34）Kado DM, Browner WS, et al.: Vertebral fractures and mortality in older women: a prospective study. Study of Osteoporotic Fractures Research Group. Arch Intern Med. 1999; 159(11): 1215‒1220. 35）Kado DM, Huang MH, et al.: Hyperkyphotic posture predicts mortality in older community-dwelling men and women: a prospective study. J Am Geriatr Soc. 2004; 52(10): 1662‒1667. 36）Sutbeyaz ST, Sezer N, et al.: Influence of knee osteoarthritis on exercise capacity and quality of life in obese adults. Obesity. 2007; 15(8): 2071‒2076. 37）Philbin EF, Groff GD, et al.: Cardiovascular fitness and health in patients with end-stage osteoarthritis. Arthritis Rheum. 1995; 38(6): 799‒805..

(9) 174. 理学療法学第 45 巻第 3 号. 〈Abstract〉. Relationship between Pulmonary Function and Posture in Patients with Knee Osteoarthritis. Remi FUJITA, PT, MSc, Susumu OTA, PT, PhD Department of Rehabilitation and Care, Seijoh University Yasumoto MATSUI, MD, PhD Center for Prevention of Frailty and Locomotive Syndrome, National Center for Geriatrics and Gerontology Kenji KAWAMURA, MD, PhD, Hirotoshi MOTODA, PT, PhD, Keisuke SAITO, PT, PhD Department of Physical Therapy, School of Health Science and Social Welfare, Kibi International University Atsushi HARADA, MD, PhD National Center for Geriatrics and Gerontology. Purpose: To investigate the relationship between pulmonary function and posture adjusted for motor function, in patients with knee osteoarthritis. Methods: Twenty eight patients with knee osteoarthritis and 35 community-dwelling elderly women participated in this study. Motor function was evaluated by knee extension muscle strength and the Timed Up and Go test performance time at maximum walking speed. Pulmonary function was evaluated by vital capacity and forced expiratory volume in 1 second. Posture was evaluated by neck flexion angle, thoracic kyphosis angle, lumbar lordosis angle and knee flexion angle in the sagittal plane. Relationship between the variables was analyzed with the Pearson correlation coefficient because of reports stating that pulmonary function, posture and motor function influence one another. Hierarchical multiple regression analysis adjusted for age, height, weight, and motor function were carried out to estimate the independent relationship between each pulmonary function and various components of posture. Pulmonary function was used as the response variable, and the explanatory variables were the components of posture. Results: Knee flexion angle was significantly associated with forced expiratory volume in 1 second (β = ‒ 0.56, p = 0.003) in patients with knee osteoarthritis. Posture was not significantly associated with pulmonary function in the community-dwelling elderly women. Conclusion: Worsening pulmonary function was significantly associated with increase in knee flexion angle in patients with knee osteoarthritis, when adjusted for age, height, weight, and motor function. Key Words: Knee osteoarthritis, Vital capacity, Forced expiratory volume in 1 second, Posture.

(10)