3 次元上の股関節の動きが大腰筋の伸張率に及ぼす影響
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(2) 3 次元上の股関節の動きが大腰筋の伸張率に及ぼす影響. 405. 表 1 セグメントの LCS の定義. 骨盤部. 大. 部. 円柱体. Op. 股関節中心点. Xp. 左上前腸骨棘から右上前腸骨棘へ向かう単位ベクトル. Yp. Zp と Xp の外積による単位ベクトル. Zp. 両上前腸骨棘中点から両上後腸骨棘中点へ向かうベクトルと Xp の外積による単位ベクトル. Ot. 股関節中心点. Xt. Yt と Zt の外積による単位ベクトル. Yt. 外側上顆から内側上顆へ向かうベクトルと Zt の外積による単位ベクトル. Zt. 膝関節中心から股関節中心へ向かう単位ベクトル. Oc. 円柱体の中心点. Xc. 円柱体の位置ベクトルを逆向きとした単位ベクトル. Yc. 円柱体の中心点から大腰筋の起始部へ向かうベクトルと Xc の外積による単位ベクトル. Zc. Xc と Yc の外積による単位ベクトル. Oi は LCSi の原点，Xi・Yi・Zi は LCSi のそれぞれの座標軸を示す（i = p,t,c） ．. 数理モデルが適しているため，本研究では数理モデルを. 3．解剖学的肢位への補正について. 用いて大腰筋の伸張率を検討することとした。. はじめに，3 次元の座標点 と大. 方 法. 29）. を用いて骨盤部の LCS. 部の LCS を定義した（表 1） 。しかし，この 2 つ. の LCS は解剖学的肢位に完全に一致していないため，. 1．筋骨格モデルについて 29）. 同次変換行列を用いて解剖学的肢位に補正した（補遺. によって報告された骨のランド. 1）。補正に伴い，骨のランドマーク，大腰筋の起始部・. マーク，大腰筋の起始部・中間点・停止部，股・膝関節. 中間点・停止部，股・膝関節の中心点，円柱体の中心. の中心点，wrapping surface による円柱体の中心点・. 点・位置ベクトルを修正し，骨盤部・大. 位置ベクトルのパラメータを用いて 3 次元の筋骨格モデ. LCS を再定義した。その後，再定義された骨盤部と大. ルを作成した。骨のランドマークとして，両側の上前腸. 部の LCS が GCS と完全に一致し，解剖学的肢位に. Klein Horsman ら. 部・円柱体の. 骨外側上顆・大. 29） なっていることを確認した。なお，大腰筋の起始部 （3. 骨内側上顆の 7 点を用いた。大腰筋の起始部・停止部. つの座標点）を 3 次元上で確認する限り，腰椎は前弯位. 骨棘・上後腸骨棘，右側の大転子・大. 29）. ，それ. であり，骨盤に対して腰椎は伸展 19.2 度（第 5 腰椎付. ぞれの 3 つの座標点を平均化した値を用いた。本研究で. 近に付着する大腰筋の起始部から第 1 腰椎付近に付着す. の座標点はそれぞれ 3 つずつ報告されており は，股関節を球関節 楕円体. 30）31）. 24）. や円柱体. とした。wrapping surface とは，. る大腰筋の起始部へ向かうベクトルと，Z 軸のなす角度）. 29）. であった。. に沿うように筋の走行をモデ. ル化する手法であり，本研究では大腰筋に適用した。な お，Klein Horsman ら. 29）. によって報告された大腰筋の. 4．股関節の角度の操作について. wrapping surface では，円柱体のセグメントを用いて. 股関節の屈曲・伸展，内転・外転，内旋・外旋の 3 方. いる。. 向の角度を操作した。伸展 0 度から伸展 20 度まで，内 転 20 度から外転 20 度まで，内旋 30 度から外旋 30 度ま. 2．座標系について. で操作した。すべての角度の組み合わせにおいて，大腰. 本 研 究 で の グ ロ ー バ ル 座 標 系（Global Coordinate. 筋の伸張率を算出した。なお，大. System：以下，GCS）は，X 軸が左右方向（右方向が. 曲・伸展） ，Yt（内転・外転） ，Zt（内旋・外旋）の軸の. 正），Y 軸が前後方向（前方向が正），Z 軸が上下方向（上. 順序で回転させることで，股関節の角度を操作した。. 部の LCS を Xt（屈. 方向が正）とした。また，セグメントごと（骨盤部，大 部， 円 柱 体 の 3 つ ） に ロ ー カ ル 座 標 系（Local. 5．wrapping surface について. Coordinate System：以下，LCS）を定義した（表 1） 。. 解剖学的肢位に補正されたときの円柱体の中心点・位. なお，円柱体のセグメントは骨盤部のセグメントに固定. 置ベクトルのパラメータ，および半径. されているものとした. 29）. 。. 29）. を用いて，股. 関節周囲をとりまく 3 次元の円柱体を作成した。起始 部・中間点・接点 1・接点 2・停止部の順序で大腰筋を 走行させた。図 1 に，wrapping surface による大腰筋.
(3) 406. 理学療法学 第 43 巻第 5 号. の 走 行 を 示 す。 な お，OpenSim 32） の Lower Limb Model 2010. 用いた研究であるため，説明と同意の必要な対象者は含. 33‒36）. から得た骨の画像を使用して，図 1 を. まれていない。. 作成した。接点 1 と接点 2 は円柱体と接する点であり，. 結 果. 接点 1・接点 2・停止部の座標点の計算手順については， 補遣 2 に記載した。. 表 2 と図 2 に，股関節を伸展，内転・外転，内旋・外 旋に動かしたときの大腰筋の伸張率の結果を示す。表 2. 6．大腰筋の伸張率の計算について. と図 2 より，股関節の伸展のみと比較して，股関節の伸. 本研究では，大腰筋の起始部・中間点・接点 1・接点. 展に外転・内旋を加えたとき，大腰筋の伸張率はより高. 2・停止部をつなぐ長さ（筋腱複合体長）を計算した。. くなった。また，股関節の伸展 20 度において，内転・. なお，接点 1 と接点 2 との間の大腰筋の長さについては，. 内旋，内転・外旋，外転・外旋を加えたときと比較して，. 直線ではなく円柱体に沿って走行したときの長さを計算. 外転・内旋を加えたとき，大腰筋の伸張率はより高く. した（補遣 3）。得られた大腰筋の長さ（筋腱複合体長）. なった。大腰筋の伸張率の最高値は，伸展 20 度・外転. から，大腰筋の至適腱長. 29）. を引くことで，大腰筋の筋. 20 度・内旋 30 度のときの 106.5％だった。. 線維長を算出した。なお，筋腱複合体長が伸張されるほ. 図 3 に，股関節を内転・外転したときの大腰筋の伸張. 37）. ，本研. 率の結果を示す（内旋・外旋を中間位に固定）。股関節. 究では腱長を至適腱長に固定した。解剖学的肢位での大. 伸展角度にかかわらず，股関節内転位から外転位に変化. 腰筋の筋線維長を基準（100％）とし，3 次元上で股関. することで大腰筋の伸張率はより高くなった。. 節を動かしたときの大腰筋の伸張率を計算した。. 図 4 に，股関節を内旋・外旋したときの大腰筋の伸張. 本 研 究 で は，Scilab-5.5.2（Scilab Enterprises） と. 率の結果を示す（内転・外転を中間位に固定）。股関節. R-3.2.2（R Development Core Team）を用いて数理モ. 伸展角度にかかわらず，股関節外旋位から内旋位に変化. デルを構築し，処理した。なお，本研究は数理モデルを. することで大腰筋の伸張率はより高くなった。. ど腱も伸張されるが，腱の伸張率は低いため. 図 2 股関節伸展 20 度で内転・外転，内旋・外旋したと きの大腰筋の伸張率 白色は高い伸張率，灰色は低い伸張率を示す．股関節の 伸展 20 度において，内転・内旋，内転・外旋，外転・ 外旋を加えたときと比較して，外転・内旋を加えたとき， 大腰筋の伸張率はより高くなった．. 図 1 wrapping surface による大腰筋の走行 wrapping surface による大腰筋の走行の図を示す．腰椎・ 骨盤・大 部を左斜め前からみている．. 表 2 股関節角度の違いによる大腰筋の伸張率［単位：%］ 伸展 0 度. 伸展 20 度. 外転 20 度. 0度. 内転 20 度. 外転 20 度. 0度. 内転 20 度. 内旋 30 度. 101.5. 101.1. 99.4. 106.5. 106.0. 104.5. 0度. 100.2. 100.0. 99.1. 105.4. 104.8. 104.0. 99.1. 99.3. 99.2. 104.0. 104.1. 104.4. 外旋 30 度. 股関節の伸展のみと比較して，股関節の伸展に外転・内旋を加えたとき，大腰筋の伸張率はより高くなった．また， 股関節の伸展 20 度において，内転・内旋，内転・外旋，外転・外旋を加えたときと比較して，外転・内旋を加 えたとき，大腰筋の伸張率はより高くなった．.
(4) 3 次元上の股関節の動きが大腰筋の伸張率に及ぼす影響. 407. 化したとき（図 4） ，大腰筋の伸張率は高くなった。中 村ら. 40）. は，腸腰筋の弾性率をせん断波エラストグラ. フィーを用いて検討し，股関節の伸展のみと比較して， 伸展に内旋を加えたとき弾性率がより高くなったと報告 していることから，本研究の図 4 の結果を支持している。 さらに，遺体を用いた先行研究. 28）41）. によれば，大腰筋. は股関節の屈曲に加えて，外旋の作用があると報告され ている。筋をより伸張させるためには筋の作用と反対の 方 向 に 関 節 を 動 か す 必 要 が あ る た め， こ の 先 行 研 究. 28）41）. も本研究の図 4 の結果を支持している。また，. MRI を用いた報告 図 3 股関節を内転・外転したときの大腰筋の伸張率 股関節が内転位から外転位に変化することで，大腰筋の伸張 率がより高くなった．なお，股関節を内旋・外旋中間位とし ている．. 42）. によれば，大腰筋は股関節の内転. のモーメントアームをもっている。そのため，作用とは 反対方向の股関節の外転によって大腰筋が伸張したとい う本研究の結果（図 3）は，間接的に過去の報告. 42）. に. よって裏づけされていると考えられる。 しかし，中村ら. 40）. は，股関節の伸展位における腸腰. 筋の弾性率と，股関節の伸展かつ外転位における腸腰筋 の弾性率に有意な差はみられなかったと報告しており， 本研究の図 3 の結果を支持しなかった。彼ら. 40）. は，股. 関節の伸展と他の方向（内転・外転・内旋・外旋）の組 み合わせの条件を，「最大限耐えうる角度まで股関節内 転，外転，内旋，外旋した状態から最大限股関節伸展す る条件」と定義していた。MRI を用いた報告. 42）. によれ. ば，大腰筋は，股関節が内転 30 度から外転 15 度の範囲 内において内転のモーメントアームをもつが，外転 15 度程度からさらに外転することで，内転のモーメント アームはより小さくなり，一部の線維では外転のモーメ ントアームに切りかわる。すなわち，股関節が外転 15 図 4 股関節を内旋・外旋したときの大腰筋の伸張率 股関節が外旋位から内旋位に変化することで，大腰筋の伸張 率がより高くなった．なお，股関節を内転・外転中間位とし ている．. 度程度から，さらに外転することで，大腰筋の伸張率は 低下する可能性があるといえる。これらのことから，中 村ら. 40）. は，最大限耐えうる角度まで股関節を外転した. ことで腸腰筋が伸張されず，本研究の図 3 の結果と異 考 察. なった可能性があると考える。. 1．大腰筋の伸張率について. 2．臨床応用について. 本研究の主たる知見は，股関節の伸展 20 度のみと比. 大腰筋の主たる作用は股関節の屈曲. 較して，股関節の伸展 20 度に外転 20 度・内旋 30 度を. め，Thomas Test. 加えることで大腰筋の伸張率がより高くなったことであ. ることが大腰筋の一般的なストレッチの方法である。し. る（表 2 と図 2） 。せん断波エラストグラフィー機能を. かし，股関節は屈曲・伸展の他に，内転・外転・内旋・. 用いて腸腰筋の弾性率（筋が伸張するほど弾性率が高. 外旋の運動方向を有する球関節. い. 38）39）. ）を検討した中村ら 40） は，股関節の伸展と，. 43）. 24‒28）. であるた. のように他動的に股関節を伸展す. 24）. である。本研究の結. 果（表 2 と図 2）から，股関節の伸展のみよりも，股関. 伸展に単独で内転・外転・内旋・外旋を組み合わせたと. 節が伸展・外転・内旋位に位置することで，大腰筋の伸. きの腸腰筋の弾性率を比較している。本研究では，股関. 張率がより高くなった。そのため，Thomas Test. 節の伸展に加えて，複合的に内転・外転，内旋・外旋を. おいて，股関節の伸展に外転・内旋をさらに加えること. 加えたときの大腰筋の伸張率を算出しているため，この. で，股関節の伸展のみと比較して，大腰筋がより効果的. 点が新規性の高い点であると考えられる。. に伸張される可能性がある。. 本研究では，股関節が内転位から外転位に単独で変化 したとき（図 3），および外旋位から内旋位に単独で変. 43）. に.
(5) 408. 理学療法学 第 43 巻第 5 号. 3．本研究の意義について 本研究では，数理モデルを用いて大腰筋の伸張率を解 析した。筋の伸張度合いを検討するためには，筋の弾性 率をみるせん断波エラストグラフィー機能 角をみる超音波診断装置. 44‒51）. ，羽状. 52‒55）. ，筋の作用を検討するた. めには遺体を用いた肉眼解剖. 28）41）. による方法が挙げら. れる。これらの方法にはそれぞれメリットがあるが，本 研究で用いた数理モデルは，深部筋の走行点や，関節の 角度の操作を精密に設定でき，さらに非侵襲的に筋腱複 合体長・筋線維長を算出ができる点がメリットとして挙 げられる。近年では，数理モデルを用いて深部筋の伸張 率を検討している報告. 56）. がみられているが，今後様々. な方法によって大腰筋の伸張率を検討していくことも重 要だと考えられる。 4．本研究の限界について 本研究で得られた大腰筋の伸張率の最大値のポジショ ンは，股関節が伸展 20 度・外転 20 度・内旋 30 度であっ たが，内転・外転の角度の範囲をさらに広くした場合， 大腰筋の伸張率が増加，あるいは減少するかは明らかで はない。wrapping surface は，内転・外転時における 筋の走行の精度が間われている. 30）. ことから，本研究で. は，股関節を内転 20 度から外転 20 度の範囲内に制限し， かつ Blemker ら. 42）. によって報告された内転・外転の. モーメントアームにて接点 2 の補正をしたが，股関節を 大きく内転・外転させた場合，大腰筋の走行の誤差が大 きくなる可能性がある。そのため，肉眼解剖において， 股関節をさらに内転・外転させたときの大腰筋の走行を より詳細に検証する必要があると考えられる。しかし， 股関節の伸展 20 度のみと比較して，股関節の伸展 20 度 に外転 20 度・内旋 30 度を加えたときに大腰筋の伸張率 がより高くなったという本研究の主たる知見は，先行研 究. 28）40‒42）. に裏づけされていたことから現実との整合. 性は高いと考える。 結 論 本研究では，数理モデルを用いて，3 次元上の股関節 の動きが大腰筋の伸張率に及ぼす影響を明らかにした。 本研究の結果より，股関節の伸展のみと比較して，股関 節の伸展に外転・内旋を加えたとき，大腰筋の伸張率は より高くなる可能性がある。 文 献 1）Kim W, Jin YS, et al.: Influence of knee pain and low back pain on the quality of life in adults older than 50 years of age. PM R. 2015; 7: 955‒961. 2）Nolet PS, Kristman VL, et al.: Is low back pain associated with worse health-related quality of life 6 months later? Eur Spine J. 2015; 24: 458‒466.. 3）Kovacs FM, Abraira V, et al.: The transition from acute to subacute and chronic low back pain: a study based on determinants of quality of life and prediction of chronic disability. Spine (Phila Pa 1976). 2005; 30: 1786‒1792. 4）Sorensen CJ, Norton BJ, et al.: Is lumbar lordosis related to low back pain development during prolonged standing? Man Ther. 2015; 20: 553‒557. 5）Schuller S, Charles YP, et al.: Sagittal spinopelvic alignment and body mass index in patients with degenerative spondylolisthesis. Eur Spine J. 2011; 20: 713‒719. 6）Labelle H, Roussouly P, et al.: Spino-pelvic alignment after surgical correction for developmental spondylolisthesis. Eur Spine J. 2008; 17: 1170‒1176. 7）Been E, Li L, et al.: Geometry of the vertebral bodies and the intervertebral discs in lumbar segments adjacent to spondylolysis and spondylolisthesis: pilot study. Eur Spine J. 2011; 20: 1159‒1165. 8）Been E, Kalichman L: Lumbar lordosis. Spine J. 2014; 14: 87‒97. 9）Murrie VL, Dixon AK, et al.: Lumbar lordosis: study of patients with and without low back pain. Clin Anat. 2003; 16: 144‒147. 10）Tüzün C, Yorulmaz I, et al.: Low back pain and posture. Clin Rheumatol. 1999; 18: 308‒312. 11）Nourbakhsh MR, Moussavi SJ, et al.: Effects of lifestyle and work-related physical activity on the degree of lumbar lordosis and chronic low back pain in a Middle East population. J Spinal Disord. 2001; 14: 283‒292. 12）Kim HJ, Chung S, et al.: Influences of trunk muscles on lumbar lordosis and sacral angle. Eur Spine J. 2006; 15: 409‒414. 13）Bogduk N, Pearcy M, et al.: Anatomy and biomechanics of psoas major. Clin Biomech (Bristol, Avon). 1992; 7: 109‒119. 14）Santaguida PL, McGill SM: The psoas major muscle: a three-dimensional geometric study. J Biomech. 1995; 28: 339‒345. 15）Jorgensson A: The iliopsoas muscle and the lumbar spine. Aust J Physiother. 1993; 39: 125‒132. 16）Ichihashi N, Ibuki S, et al.: Effects of static stretching on passive properties of muscle-tendon unit. J Phys Fitness Sports Med. 2014; 3: 1‒10. 17）Power K, Behm D, et al.: An acute bout of static stretching: effects on force and jumping performance. Med Sci Sports Exerc. 2004; 36: 1389‒1396. 18）Nakamura M, Ikezoe T, et al.: Effects of a 4-week static stretch training program on passive stiffness of human gastrocnemius muscle-tendon unit in vivo. Eur J Appl Physiol. 2012; 112: 2749‒2755. 19）Gajdosik RL, Allred JD, et al.: A stretching program increases the dynamic passive length and passive resistive properties of the calf muscle-tendon unit of unconditioned younger women. Eur J Appl Physiol. 2007; 99: 449‒454. 20）Bandy WD, Irion JM, et al.: The effect of time and frequency of static stretching on flexibility of the hamstring muscles. Phys Ther. 1997; 77: 1090‒1096. 21）Bandy WD, Irion JM: The effect of time on static stretch on the flexibility of the hamstring muscles. Phys Ther. 1994; 74: 845‒850. 22）Bandy WD, Irion JM, et al.: The effect of static stretch and dynamic range of motion training on the flexibility of the hamstring muscles. J Orthop Sports Phys Ther. 1998; 27: 295‒300..
(6) 3 次元上の股関節の動きが大腰筋の伸張率に及ぼす影響 23）Bedi A, Galano G, et al.: Capsular management during hip arthroscopy: from femoroacetabular impingement to instability. Arthroscopy. 2011; 27: 1720‒1731. 24）Neumann DA: Kinesiology of the hip: a focus on muscular actions. J Orthop Sports Phys Ther. 2010; 40: 82‒94. 25）Pressel T, Lengsfeld M: Functions of hip joint muscles. Med Eng Phys. 1998; 20: 50‒56. 26）Hu H, Meijer OG, et al.: Is the psoas a hip flexor in the active straight leg raise? Eur Spine J. 2011; 20: 759‒765. 27）Andersson E, Oddsson L, et al.: The role of the psoas and iliacus muscles for stability and movement of the lumbar spine, pelvis and hip. Scand J Med Sci Sports. 1995; 5: 10‒16. 28）McKibbin B: The action of the iliopsoas muscle in the newborn. J Bone Joint Surg Br. 1968; 50: 161‒165. 29）Klein Horsman MD, Koopman HFJM, et al.: Morphological muscle and joint parameters for musculoskeletal modelling of the lower extremity. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2007; 22: 239‒247. 30）Arnold AS, Salinas S, et al.: Accuracy of muscle moment arms estimated from MRI-based musculoskeletal models of the lower extremity. Comput Aided Surg. 2000; 5: 108‒119. 31）Arnold AS, Blemker SS, et al.: Evaluation of a deformable musculoskeletal model for estimating muscle-tendon lengths during crouch gait. Ann Biomed Eng. 2001; 29: 263‒274. 32）Delp SL, Anderson FC, et al.: OpenSim: Open-source software to create and analyze dynamic simulations of movement. IEEE Trans Biomed Eng. 2007; 54: 1940‒1950. 33）Arnold EM, Ward SR, et al.: A model of the lower limb for analysis of human movement. Ann Biomed Eng. 2010; 38: 269‒279. 34）Hamner SR, Seth A, et al.: Muscle contributions to propulsion and support during running. J Biomech. 2010; 43: 2709‒2716. 35）Ward SR, Eng CM, et al.: Are current measurements of lower extremity muscle architecture accurate? Clin Orthop Relat Res. 2009; 467: 1074‒1082. 36）Delp SL, Loan JP, et al.: An interactive graphics-based model of the lower extremity to study orthopaedic surgical procedures. IEEE Trans Biomed Eng. 1990; 37: 757‒767. 37）Buchanan TS, Lloyd DG, et al.: Neuromusculoskeletal modeling: Estimation of muscle forces and joint moments and movements from measurements of neural command. J Appl Biomech. 2004: 20: 367‒395. 38）Maïsetti O, Hug F, et al.: Characterization of passive elastic properties of the human medial gastrocnemius muscle belly using supersonic shear imaging. J Biomech. 2012; 45: 978‒984. 39）Koo TK, Guo JY, et al.: Relationship between shear elastic modulus and passive muscle force: an ex-vivo study. J Biomech. 2013; 46: 2053‒2059. 40）中村雅俊，池添冬芽，他：せん断波エラストグラフィー機 能を用いた腸腰筋に対する効果的なストレッチングの検 討：股関節伸展に内旋を加えると腸腰筋はより伸張され. 409. る．理学療法学．2014; 41(Suppl 2). 41）Le Floch-Prigent P: The role of the psoas muscle: apropos of the dissection of the muscles from 10 adults and 10 newborn infants. Bull Assoc Anat (Nancy). 1983; 67: 213‒218. 42）Blemker SS, Delp SL: Three-dimensional representation of complex muscle architectures and geometries. Ann Biomed Eng. 2005; 33: 661‒673. 43）Harvey D: Assessment of the flexibility of elite athletes using the modified Thomas test. Br J Sports Med. 1998; 32: 68‒70. 44）Bercoff J, Tanter M, et al.: Supersonic shear imaging: a new technique for soft tissue elasticity mapping. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2004; 51: 396‒409. 45）Evans A, Whelehan P, et al.: Quantitative shear wave ultrasound elastography: initial experience in solid breast masses. Breast Cancer Res. 2010; 12: R104. 46）Arda K, Ciledag N, et al.: Quantitative assessment of normal soft-tissue elasticity using shear-wave ultrasound elastography. AJR Am J Roentgenol. 2011; 197: 532‒536. 47）Kot BCW, Zhang ZJ, et al.: Elastic modulus of muscle and tendon with shear wave ultrasound elastography: variations with different technical settings. PLoS One. 2012; 7: e44348. 48）Eby SF, Song P, et al.: Validation of shear wave elastography in skeletal muscle. J Biomech. 2013; 46: 2381‒2387. 49）Koo TK, Guo JY, et al.: Quantifying the passive stretching response of human tibialis anterior muscle using shear wave elastography. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2014; 29: 33‒39. 50）Nakamura M, Hasegawa S, et al.: The difference in passive tension applied to the muscles composing the hamstrings ‒ comparison among muscles using ultrasound shear wave elastography. Man Ther. 2016; 24: 1‒6. 51）Ichihashi N, Umegaki H, et al.: The effects of a 4-week static stretching programme on the individual muscles comprising the hamstrings. J Sports Sci. 2016; 1‒5. 52）Kwah LK, Pinto RZ, et al.: Reliability and validity of ultrasound measurements of muscle fascicle length and pennation in humans: a systematic review. J Appl Physiol. 2013; 114: 761‒769. 53）Edama M, Onishi H, et al.: Effective and selective stretching of the medial head of the gastrocnemius. Scand J Med Sci Sports. 2015; 25: 242‒250. 54）Morse CI, Degens H, et al.: The acute effect of stretching on the passive stiffness of the human gastrocnemius muscle tendon unit. J Physiol. 2008; 586: 97‒106. 55）Abellaneda S, Guissard N, et al.: The relative lengthening of the myotendinous structures in the medial gastrocnemius during passive stretching differs among individuals. J Appl Physiol. 2009; 106: 169‒177. 56）Gulledge BM, Marcellin-Little DJ, et al.: Comparison of two stretching methods and optimization of stretching protocol for the piriformis muscle. Med Eng Phys. 2014; 36: 212‒218..
(7) 410. 理学療法学 第 43 巻第 5 号. 補 遺 1．解剖学的肢位への補正について 筋骨格モデルを解剖学的肢位に補正するために，同次変換行列を用いた。同次変換行列は 4 行 4 列に よって成り立つ行列である。ここでは，大. 部の LCS（同次変換行列）を例として取り上げ，関係式を. 以下に示す。G はグローバル座標点，Ht は大. 部の LCS（同次変換行列） ，Lt はグローバル座標点を大. 部の LCS からみた点（ローカル座標点）である。. 2．股関節角度の操作，および接点 1・接点 2・停止部の計算について 本研究では，股関節角度を操作する際に，ロドリゲスの回転公式を用いて大. 部の LCS を Xt，Yt，. Zt の軸の順序で回転させた。大腰筋の起始部・中間点は骨盤部に付着しているため. 29）. ，股関節の角度の. 変化によって起始部・中間点の座標点の位置は変化しないが，接点 1・接点 2・停止部の座標点は骨盤部 に付着しないため，これらの座標点の位置は変化する。 接点 1 は中間点から円柱体に接する点であるため，中間点を Yc-Zc 平面に投影し，接点 1 の y 成分と z 成分を得た。同様に，接点 2 は停止部から円柱体に接する点であるため，停止部を Yc-Zc 平面に投影し， 接点 2 の y 成分と z 成分を得た。しかし，ここまでの計算では，接点 1 と接点 2 の x 成分が定まってい ない。wrapping surface では，股関節を大きく内転・外転したときの大腰筋の走行の精度が高いとはい えないことが Arnold ら. 30）. によって指摘されている。そのため，本研究では，Blemker ら 42）によって. 報告された大腰筋の内転・外転のモーメントアームの結果から，股関節内転・外転角度を変数とした 5 次の多項式を作成し，身長によってスケーリング. 29）42）. したのち，多項式によって得られるモーメント. アームの値に近づくように接点 2 の x 成分を補正した。そして，中間点と接点 2 を Xc-Zc 平面に投影し， 投影された中間点と接点 2 を結ぶ直線上に接点 1 の x 成分が存在するとして，接点 1 の z 成分を用いて， 接点 1 の x 成分を算出した。また，回転前の大. 部の LCS，回転後の大. 部の LCS，回転前の停止部の. 座標点から，同次変換にて回転後の停止部の座標点を得た。 3．大腰筋の長さの計算について 股関節の角度が操作されたときの起始部・中間点・接点 1・接点 2・停止部の 5 つの座標点を得たあと， 大腰筋の長さ（筋腱複合体長）を計算した。起始部−中間点，中間点−接点 1，接点 2 −停止部の長さ を得るために，それぞれのベクトルのノルムを計算した。接点 1 と接点 2 との間の大腰筋の長さについ ては，円柱体に沿って走行したときの長さを計算した。接点 1 と接点 2 の長さを計算するために，接点 1 と接点 2 の座標点を円柱体の LCS からみた座標点に変換した。. と. を，それぞれ接点 1 と接. 点 2 を円柱体の LCS からみたときの位置ベクトル（座標点）とする。Yc-Zc 平面において，. と. のなす角を θ [rad] とする。r[m] を円柱体の半径とする。以下に，接点 1 と接点 2 の間の長さの計算 方法を示す。.
(8) 3 次元上の股関節の動きが大腰筋の伸張率に及ぼす影響. 〈Abstract〉. Effect of Hip Joint Movement on Elongation Rate of the Psoas Major in Three Dimensions: Analysis by Mathematical Model. Takuma INAI, PT, MSc, Yujiro OGUMA, MD Oguma Orthopedics Clinic Masayoshi KUBO, PT, ScD, Mutsuaki EDAMA, PT, PhD, Tomoya TAKABAYASHI, PT, MSc Institute for Human Movement and Medical Sciences, Niigata University of Health and Welfare. Purpose: The purpose of this study is to clarify the effect of hip joint movement on elongation rate of the psoas major in three dimensions. Method: A musculoskeletal model was created using parameters reported by a previous study. The elongation rate of the psoas major when hip joint angles were changed was examined by a mathematical model. The muscle fiber length of the psoas major with the body in anatomical position was defined as 100%. Result: The elongation rate of the psoas major was found to be 106.5% for 20 ° extension, 20 ° abduction, and 30° internal rotation of the hip joint, which is high compared with the elongation rate of 104.8% for 20° extension of the hip joint. Conclusion: The elongation rate of the psoas major in the extension, abduction, and internal rotation of the hip joint compared with that in only extension of the hip joint could be high. Key Words: Psoas major, Elongation rate, Hip joint. 411.
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