脚伸展動作と膝伸展動作の運動学的分析

理 学 療 法 学　第

24

巻 第

6

号　

341〜 346

頁 （

1997

毎）

報　 　告

脚 伸

展

動作

と

_膝

_伸

展

動作

の

_運

_{動 学 的分 析}

＊

一

_Closed

　

Kinetic

　

Chain

と

Open



Kinetic



Chain

_の

違

_い

市 橋 則 明

1）

日

高 正 己

2）

浦 野 由紀

子

3

）

吉 田

正

樹

4）

伊 藤 浩 充

5）

森 永 敏 博

1）

要 旨

　

Closed

　

Kinetic

　

Chain

（

CKC

）

と して の

脚伸

展

筋

力と

Open

　

Kinetic

　

Chain

_（

OKC

_）と

し ての

_膝

伸 展

筋

力の違いを

明

らかにする た め に，

健常成

人

16 名

を

対象

に，

最大等尺性収縮

時

の

各膝屈曲角度

に お け る

筋力

，

筋活動

量と

筋力

の

相

関

関係

を調べ た。 その

結

果

， 筋

力は

CKC

で は膝 屈 曲 角度

45

度

， 60

度で

，

　

OK ご

_{で は}

60 度

，

75 度

で最 大

値

を とっ た。　

CKC

にお い て， 膝が

伸

展す るに

従

っ て ，

内側広筋

と

大

腿

直筋

の

筋

活

動

は低

下

するの に対し， 半 膜 様 筋 は

徐

々 に

増加

し た。

OKC

と

CKC

の

筋力

の

相関

は

，膝

屈

曲角度 75，90 度

で

高

く

， 15，30

度 において は

，

有 意な相 関はみ ら れ な かっ た。 これ らの結 果によ り

，

脚 伸 展 動 作 と膝 伸 展 動 作 に おいて， カ

ー

_角度特性

_や

_筋活動

一

_角度特性

_{など に違いが み ら れ ること が} 明ら か と なっ た_。

キ

ー

ワ

ー

ド　

Open

　

kinetjc

　chain

，

　

Closed

　

kinetic

　chain ， 運 動 学 的 分 析

は じ め に

Open

　

Kinetic

　

Chain （OKC ）

_{と は}

， 連

動

する ＊ _{Kinesiolegical}

　Anaiysis　of　Static　Leg　Extcnsion　and

　 　 　 ’

　 Knee　Extension

1） 京都大学医療技 術短期大学部 　理学 療法学科

　 （〒 606

−

Ol京 都 府 京 都 市 左 京 区聖 護 院 川 原 町53）

　 Noriaki　Ichihashi

，

　RPT

．

　Tσshihiro 　Morinaga

，

　RPTi　Di

．

　 vision 　of　Physical　Therapy

，

　College　of　Medical　Tech

−

　 nOlOgy

，

　KyOtO　UniverSity 2_{） 神}戸 大 学 医 学 部

　 Masaml 　Hidaka

，

　RPT ： Faculty　of　HealLh　Sciences

，

　 Kobe　University　Schoo置of　Medicine 3） 六 甲 病 院

　 Yukiko　Urano

，

　RPT ：RDkko　Hospital 4） 神 戸 大 学工学 部

　 Masaki 　Yoshida

，

　PhD ：Department 　of　Computer 　and

　 Systems　Engineering

，

　Faculty　of　Engineering

，

　Kobc

　 Univers 童ty

5）神戸 大 学医学 部附属 病 院

　 Hirornitsu　Itoh

，

　RPT ：Department 　ef 　Physical　Thera

−

　 py

，

　Kobe　University　Hospital

　 （受 付Hl996 年5月13 口 〆受 理口 1997年7月5 凵）

関節

の うち遠

位部

の _関

_節

が

自由

に

動

くこと がで き

る場 合 の運 動 で あ り

，

Closed

　

Kinetic

　

Chain

（

CKC

） とは， 遠

位部

の

関節

の

自由

な

動

き が

外

力 により

制

限 （固 定 ） されて い _{る よ う}な場 合の運 動 で あ る と

Steindler

は定

義

して い る1）。 ま た，

Wang

ら2）は

OKC

を 非 荷 重

位，

　

CKC

_を

_荷

_重

_位

_で の運

動

と して

説

明して い る。 貝体 的に は

，

椅 坐 位 で膝を伸 展 するよ うな運 動 様 式 が

OKC

であり

，

ス クワ ッ ト

動作

の よ う に足

部

を

床

に

接触

して

荷重

下で膝を伸 展 する よ うな運 動 様 式が

CKC

である。 近 年

， OKC

にお ける筋 力 増 強

訓練

に加え て_，

CKC

に お ける筋 力 増 強 訓 練 が重 要 視 さ れて き た3）

。

こ れ は

，

下 肢の 日

常動作

の ほ と ん ど が

荷

重

下

で

行

わ れ るこ と か ら も当 然の こ とで あり

，

複 数 の関 節 運 動が組み合わ さ れ た多 関 節 運 動で ある

CKC

にお ける動 作 時の カ

ー

角 度 特 性

，筋活動一

角度特性

な どを

明

らか に し，

OKC

と

CKC

の 違

342 理学療 法学　 第

24

巻第

6

号 いを明 確にする こと は重 要である。 　 下 肢 筋 力 と して測 定される筋 力の代 表 的 な もの は，

OKC

にお け る

膝

関

節伸

展

筋力

であ り， カ

ー

速 度 特 性

，

カ

ー

角 度 特 性

，

筋 活 動

一

角度特性

など の

_報告

は

枚挙

にい と ま が ない_。

一

_方

_，

OKC

に比 べ

CKC

における

筋力

は

， 筋

力 測

定

で きる

機

器が 少ない こ と もあっ _て

，

股

・

膝

・

足

関節

が

同時

_に伸 展 する

動作

で ある

脚伸展筋力

を

測定

し た もの は

少

ない。 脚 伸 展 動 作を調べ た報 告としては

，

膝 屈 曲

角度

と

筋

力との

_関係

に

関

する

報告

4

−

6），

脚伸

展

動

作時

の

筋活動

量，

特

に二関

節筋

の筋 活 動にっ い て

分

析 した

報 告

7

−

10 ）

，脚

伸 展パ _ワ

ー

_を

_測定

_{し た}

_報

告

11）12）な ど が あ る。 脚 伸 展 動 作の カ

ー

角 度 特 性に 関して は

，

膝を

伸

展して い くに従い

，

力が増 加 す ると した もの 6）_{と伸 展}

_付

_近で は低 下 すると したも の4）5）が あり

，

一

致して いない。 脚

伸

展 動 作

時

の 筋 活 動に関して は

，

山下 ら が詳 細に報 告して い る が了

冖

ゆ，

膝関節角度

と

筋放

電 量の

関係

に

関

する

報

告は少ない4）5）_。 　

一

方

，

脚 伸 展 筋 力と膝 伸 展 筋 力の相 関 関 係 を調 べ _るこ _とによ り，

脚

伸 展 筋 力が どの

程度膝

伸 展

筋

力と関 係 して い る か が わ か る。 し か し

，

脚 伸 展 動 作と膝 伸 展 動 作に よる筋 力の相 関 関 係 を 報 告 した もの は

少

なく13）14）

，

さ らに膝 関

節角度

別に

等

尺

性

筋 力の相 関 を比 較 した もの は

，

み あ た らない。

　

そ こで

本研究

では，

CKC

と して の

脚伸

展

筋

力 と

OKC

と して の_{膝 伸 展 筋 力}の _違い を明ら か にす る た めに

，

最 大 等 尺 性 収 縮 時の各 膝 屈 曲 角 度にお ける筋 力

，

筋 活 動 量と筋 力の相 関 関 係 を 調べ た

。

対象

と方 法

　対象

は，

膝関

節に

障害

の既

往

のない

健康成

人

男

性 6 名， 女 性 10 名の 計 16 名 （平 均 年 齢は 24

．

6 ±

4．

7

_{歳 ）}と し た。 　 筋 力 測 定 機 器は

，

CKC

で の脚 伸 展 筋 力の測 定 に

，

竹 井 機 器 製 レ ッ グパ ワ

ー

を

， OKC

で の膝 伸 展

筋力

の_{測 定}に， 川

崎

重工

業社製

リ ハ _{メイ トを} 用 いた。 測

定肢位

は

CKC

は

長

坐

位 （

膝

完 全

伸

展

時

， 股 関 節 屈 曲

75

度

・

足 関 節 底 屈

20 度）

，

OKC

は椅 坐 位 （股 関 節 屈 曲

90

度

・

足 関 節はフ リ

ー）

と し

，

体 幹 及 び股 関 節 を 十

分 固

定 し た。

特

に レ ッ グパ ワ

ー

に

附属

の

_固定

ベ ル トで は

，殿部

の

浮

き上が り を防

止

するこ と がで きない た め

，

股ベ _{ル トと体 幹} ベ _{ル トを}

_取

_{りっ け しっ か り}

_固定

_し ，

骨盤

での

代償

を

防

い だ。 ま た， 足 関 節は レ ッ グパ ワ

ー

附 属の固 定ベ ル トで ペ _ダル に

_固定

した。

膝関節

の

屈曲角度

は

90

，

75

，　

60

，

45

，

30

，

15 度

と し，

収縮様式

は

等

尺

性

収縮

と し た。 な お

，

CKC

の筋 力 測 定において は 膝 関 節の屈 曲 角 度の変 化に伴い

_，股関節

と足

関節

の

_屈曲角度

は

変化

し

，

90

度

膝 屈 曲 位で は股 関 節 屈 曲

120

度

，

足 関 節 背 屈

25

度と な る。

　 各膝関節屈曲角度

におい て

片脚

に て

（

右

下肢）

，

CKC

で は脚 伸 展 動 作 を

，

　

OKC

_{で は膝 伸 展 動 作 を} それぞ れ

_最

大

努

力で

3 秒間維持

させ_， その

_時

の

_筋

力 と

筋

電

図

を 記

録

し た。

測定時

の

手

の

位

置は

各機

器の握 り

棒

を持た せ た。 また

，

測 定 順 序は

CKC

と

OKC

は ラ ン ダム におこない

，

膝 屈 曲

角度

は

90

，

75

，

60

，

45

，

30

，

15

度

の 順

序

で

等

尺

性

筋 力 測 定を 行っ た_。

　

筋 電 図 は

，

日

本

電

気

三

_栄製

マ ル チテ レ メ

ー

タ 511 を用い て，

内側広筋 （

VM ）

，

大

腿

直筋 （

RF ）

， 半 膜 様 筋 （

SM

） の筋 放 電 量 を 測 定 した。 表 面 筋 電 図 を 双

極誘導

する た め に銀 塩

化

銀 電

極 2 個

を 電

極中

心間 隔

20mm

で そ れ ぞ れの筋 腹に取 りっ け

，

ア

ー

ス_{電 極}は

，

耳 介に貼 り付 けた。 また， 電

極

貼

付 部

にお け る

皮膚

の イ ン ピ

ー

ダン スが

10k

Ω以 下と なる ように皮 膚 を 処 理 し

，

電 解ク リ

ー

ム が皮 膚にな じ む まで

15 分程度

の

_問隔

をおいた

後

に

筋

電 図の 測 定 を

_行

っ た

。

　計

測し た

筋

力と筋 電 図は

，

AD

変

換して

，

パ _ソ コ ン _（

NEC

　

9801VM

_{）に入 力 し}

，

_{筋 電 波 形は全} 波 整 流と

平滑 化処

理 して， 整

流 平滑 化筋 電

図 （RFEMG ） を求めた。　

VM

と RF の

RFEMG

は

，

OKC

で の膝 関 節 屈 曲

90

度における最 大 膝 伸 展 動 作 時の

RFEMG

で 除 して 正 規 化 し

，

％

RFEMG

を 求め

，

各 筋の筋 活 動 量の

_指標

と し たQ

同様

に

SM

の

RFEMG

は，　

OKC

での 膝 関

節

屈 曲

90

度

に お け る最 大 膝 屈

曲動

作 時の

RFEMG

を

100

％ と して正 規 化 した。

脚 伸 展 動 作と膝伸展動作の _{運動学 的分析} 343 表

1

　膝屈 曲角度と筋力の_関係 膝屈曲角度 15 30 45 60 75 90 CKC 筋 力 （kg）　 　 118

．

2

±47

．

6　 139

．

6

士

61 ．

2

₁了

3．

7

±

72．

4　 177

．

3

±

58．

4　 140

．

1±

50．

O

_lO6

．

4±26

．

2

0KC

筋力 （

kgm

）　 　

6，

3

±

L4



9 ．

6

±

1，

9



12．

4

±

2．

7



15．

0

±

3．

1



16．

2

±

3，

9



14．

3

±

4．

6

表

2

　

0KC

にお け る膝屈曲角度と ％

RFEMG

の関係 （％） 膝 屈 曲 角 度

15

30 45 60 75 90 FMRV 67

．

8± 14

．

5　　　　71

．

2±

20．

8 64

．

6± 21

．

9　　　　64

．

1　±　17

．

269

．

9：ヒ189 6Ll ± 21

．

176

．

0

± 13

．

6

　　　　

87．

6

ニヒ11

．

9

64

．

5±

15．

5　　　　

82．

5

± 13

．

2

00001

　

1 表

3

　

CKC

にお ける膝 屈 曲 角 度 と％RFEMG の関 係 （％ ） 膝 屈 曲 角度 15 30 45 60 75 90 FMM RVS 13

．

3±11

．

2　　 　13

．

7± 　9

．

8 25

．

7：ヒ15

．

7　　 28

．

0±17

．

6 38

，

8±24

．

3　　　30

、

7土23

．

3 28

．

4±27

。

9 49

．

5：ヒ32

．

2 24

，

9±23

．

5 37

．

8：辷25

．

5　　　　54

，

9±2L8 　　　　80

，

9±24

，

7 77

．

2±31

．

4　　　100

．

6±31

．

1　　122

．

6：ヒ29

．

4 19

．

2ニヒ16

．

8　　 14

、

8± 8

．

4　 　17

、

3±　9

．

8 結 果 表 4 　CKC と OKC における筋 力の根 関 係 数

　CKC

と

OKC

にお ける膝 屈

曲角度

と

筋

力の関

係

を

表 1

に

示

し た。

CKC

にお ける脚 伸 展 筋 力は

，

膝 屈 曲 角 度

45

，

60

度

で

最大値

を

示

し た。

一

方

，

OKC

にお け る膝 伸 展 筋 力は，

60

，

75

度で最 大 値 を

示

し た。

OKC ，

　

CKC

共に さらに膝 を 伸 展 する に従い

_筋

_力は

低下

し た。

膝屈曲角度 15 度

にお け る

OKC

筋 力は

，

最

大筋力

に比べ

39

％ と

大

き な

低

下 を 示 したの に対し

，

CKC

筋 力は最 大の

67

％ で あ り

，

CKC

の

_方

が

筋

力

低下

が

少

なか っ た_。 　

OKC

にお ける膝 屈 曲 角 度 と筋 活 動 量の関 係を

表

2

に

示

し た。

OKC

にお ける

膝

伸 展 動 作 時の

VM

と RF の _％

RFEMG

は，

膝

が

伸

展す る に 従っ て両 者と もほぼ同

様

に

低下

し，

両筋

に

大

き な 違い は み られな か っ た。

一

方

，

CKC

にお け る膝 屈

曲角度

と

筋活

動の

_関係

は，

表 3

に

示

し た よ う に

VM

と

RF

は

，

膝が

伸

展す るに

_從

っ て

著

し く低

下

し

，VM

は

RF

よりもすべ _{て の}

_角度

_{におい て}

_大

_き な

値

を 示 した。 また，

CKC

に お ける

SM

の％

RFEMG

は，

膝

伸

筋

とは 逆に

膝

が

伸

展 す る に

従

っ て

増加

し_，

膝

屈 曲

角度 15

度で は

， SM

が伸 筋よ りも

大

き な

筋活動

を

示

し た。 膝屈曲角 度 　 　

15

　

30

　

45

　 60 　 75 　 90 r 0

．

33

　

0 ．

45

　

0，

52

　

0 ．

51

　　

0．

85

　

0．

82

　 　 　 ＊　 　 　 　

半

　 　 　 　 　

串

＊

　 　 　 　 　

＊

＊

＊

p＜ 0

．

05

，

＊ ＊ p＜0

．

0正

．

　

各 屈 曲 角 度における

OKC

と

CK

_¢

の 筋 力の相

関 （

ピ ア ソ ンの

_相関係数

） を表

4

に示 した。

相

関

係数

は，

90

度

で は r

＝

0

．

82

と

高

い

有

意な

相

関を 示し た が

， 膝伸

展 する に

従

い

_低下

し，

15 度

と

30

度

で は

有

意 な

相関関係

は み られなかっ た

。

考

察

　

OKC

で あ る

膝伸展動作

は，

膝関節

のみの

伸展

動

作であり， その

出

力は膝 関

節

ま わ りの

伸

展 トル ク

_（

kgm ）

と して表される。

一

方

，

　

CKC

である 脚 伸 展 動 作は

，

股 伸 展

・

膝 伸 展

・

足 底 屈の複 合 動

作

で あ り， その

出力

は足

底部

に か か る重量

（

kg ）

と して

表

さ れ る。

OKC

と

CKC

の

筋カ

ー

_角度特

性を比 較 すると，

OKC

で は，

75

度 付 近で最

大値

を と り膝 を 伸 展 するに した がっ て筋 力は低 下 した が

， CKC

で は，

45

，

60 度

で最 大

値

をと り膝 伸 展 位で は

低

下し た

_。脚

伸 展 動 作 と

膝

の _{角 度}の _{関 係 を}

344 理学療 法学 　第

24

巻第

6

号 調べ た報 告と して は

，

船 渡4）は

_{， 等}

尺

性収縮

では， 膝の 角 度が伸 展 するに従い

_筋

力は

増加

し，

30

度

で ピ

ー

ク を と り さ らに

伸

展 する と低 下 する と し

，

Eloranta5

） も同 様に

，

膝 屈 曲 角 度

30

度で最 大 と な り

，

さ らに伸 展 すると

低下

する と して い る。

一

方

，

吉村

ら 6）_は ，

片脚伸

展 筋 力は

15

度が最 大で 伸 展 する ほど筋 力は増 加 するとして い る。

我

々の

結

果は，

伸展付近

で

筋力

が

低

下 する とい う点で， 船

渡，Eloranta

と同 様で あっ た が

最大値

を

示

し た 角 度は

，

彼 らより も屈 曲 位であっ た

。

これは

，

体幹

・

骨

盤の

_固定

に よ る

影響

と

考

え ら れ

，

固

定

が 十 分でない と骨 盤の代 償が入 り

，

ピ

ー

ク角 度が伸 展

側

に

移行

するの で はないか と考え た。 我々 の研 究で は， レ ッ グパ ワ

ー

_附

属の _固

_定

ベ ル トだ けで な く，

股

ベ ル ト と

_体

幹ベ ル トを追 加し

，

十

分

な

_固定

を

行

っ てい る_。 ま た_，

吉村

らとの違い は_，

測定機

器の違いや測 定

肢位　（

吉村

ら は

背臥位）

，

脚 伸 展 する

方向

の違いな どに よ るものか も しれない_。

　

CKC

動

作に よ る

出力

は

，股関節伸

展 トル クに よっ て脚 伸 展 方 向に発 揮で きる力と膝 伸 展トル ク に よっ て

脚伸展方向

に発

揮

できる

力

を

合

わ せ た も のが脚 伸 展 力と して理

論的

には

発揮

さ れ る。 しか し

，

山 下 らは この よ う な運

動系

全

体

の

_出

_力 は

，

個

々 の 関 節 出 力の力 学 的和と は な らず

，

弱い方の 関

節 出力

に よっ て

制約

さ れ ること を

報告

して い る8）。

　本

研

究

に お け る

CKC

で の

膝

屈

曲角度

と

筋放

電 量の関 係では

，

膝を伸 展 するに

従

い_{膝 伸 展}の_{筋 放} 電 量は

_低

下し

，

屈 筋は逆に増 加 した。 これ らは，

Eloranta5

）_の

_報告

_と

一

_{致 した}

_。

_{ま た}

_，

_{船 渡}4） は

，

等 速 性の

脚伸

展

動 作

と

EMG

の 関

係

を調べ

_，

　

RF

は

，

屈 曲 位で働 き

，SM

は

，

伸 展 位で働 くと して お り

，収縮様式

は違 う もの の 同 様の結 果 を

報告

し て い る。

　

CKC

と

OKC

の

_大

き な

違

い は二

_関節筋

の

_働

き である。 すな わ ち，

CKC

で は

大

腿

直筋

は

股

関

節

において は拮 抗 筋 膝 関 節におい て は働 筋 と して

働

き

，

ハ ム_ス ト_リン グ_{ス は}

，

逆に股 関 節で は働 筋

，

膝 関

節

で は

拮抗筋

と して

働

く。

膝

伸 展 動 作では

，

大 腿 直 筋は膝 伸 展と ともに短 縮 して張 力を

失

うが，

脚伸展動作

では， 同

時

に股

伸

展が おこ り，

起

始 部 は

伸張

されるた あ

筋

長は保たれ

，

張 力の低 下を お さ え る こと がで きる。

一

方

，

ハ ム ス トリン グに お いて は股 伸 展に よ り，

筋

は短

縮

する が

膝伸展

に よ り

筋

は

伸

張さ れ

大

腿 直 筋と同じ現 象が起こ る。

…

方で は

，

短

縮

性 収

縮

を

行

い_， もう

一一

方

で は

伸張性

収縮

を

行

うことによっ て

等

尺 性 収 縮の ような収 縮 様 式 をとるとさ れて い る3）。 こ の よ うな二

関節筋

の

_働

きは，

膝伸展位

における

筋力

の

低下

が

OKC

に比

較

し

CKC

におい て

小

さい理

中

の

1

つ であろ う。

　 OKC

と

CKC

の

_筋活動

を 比

較

する と，　

OKC

で は

VM

と

RF

が ほ と ん ど同じ

値

であっ たの に対 し，

CKC

で は単 関 節 筋である

VM

が二関 節 筋で ある

RF

よ り も

大

きな

_筋活動

を示 した_。 こ の こ と は

CKC

での _運

_動

で は股 関

節

膝 関

節共

に伸 展 方 向 に力を入れ る た め

，

二 関 節 筋で _{あ り}

，

_{膝 伸 展 だ}け で な く

股関節屈曲

にも

作

用 する

大

腿

直筋

の活 動が

，

抑

制

さ れ た た め と考え ら れ る

。

二 関 節 筋の作 用 を 調べ _{た も}の と して は

OKC

に お け る

報告

15

”

18）_と

CKC

に おける

報告

7

−

10）が あ る。 山 下ら 8） は， 二関 節 運 動 全 体の出 力は

，

作 用 線の方 向が変 化 し

，

制 約 する関 節が交 代 する と

_相

拮

抗

する 二

_関節筋

の

_活

動 様 式が逆

転

し

，変化

する と して い る。 すな わ ち，

制約関節

の

動作

に

協

同

的

に

働

く

一

関

節筋

の

活動

が 最 も大 き く

，

制 約 関 節の動 作に拮 抗 的に働 く

， 旨

い

_換

え れ ば

非制約

関

節

の

_動作

に協 同 的に働 く二関 節 筋の _{活 動}が最 も小 さいとして い る。 また

，

ド肢 の 二 関 節

筋

に お いて_，

_最大

で

_{脚伸展動作}

を して い るに も

関

わ らず， 運

動方向

によっ ては

5

％ し か

働

い て いない例があっ た とする報 告 も あ り7＞

，

相 拮 抗 する 二 関 節 筋が主 導 的 役 割と拮 抗 的 役 割 を 同

時

に

果

たす運

動

を

行

っ た

場合

_， 二関

節筋

の

活動

は いず れ も減

少

す る と して い る。 こ のよ うに，

多

関 節 運 動は力 学 的に単 関 節 運 動の _単な る物理的 組み 合わせ で はな く， さ らに神 経 生理学 的に も単 関 節 運 動の神 経 支 配 様 式 をそ のま ま適 用 して _{も説 明}で きないと されて い る8）。

　本

研

究

の

_結果

を山 下の い う

制約関節

か ら

考

え る と， 膝 関 節の 屈 曲 角 度が大きい 時は膝 関 節が制 約

脚仲展動作と膝伸展動 作の運動学 的分析

345

関 節 とな り

，

伸 展 して い くに

従

っ て

制約

関

節

が股 関

節

に近づい て い くと

考

えられる。 これは屈 曲 角 度が大 きい ときは

VM

が

働

き

，

　

SM

が ほ と ん ど

活動

して いないに もか か わ らず 伸 展 近 くで は

RF

が低 下 し，

SM

の活 動が

増

加す る

今

回の

結果

を

裏

付

け ている。 ま た

，

足 が 地 而に固 定された立 位で の ハ ム ス ト リン _グス は

膝 0 〜 60 度

屈 曲 位で _{伸 展}

筋

と して

作

用 する と さ れてお り19）

，膝 60 度

まで の範 囲で はハ _{ム ス トリン グス の レ}バ

ー

_ア

ー

ム は股

関

節で膝よ り大 きいため

，

ハ _{ム ス トリン} グ_{ス の}収 縮によっ て股 関

節

は

伸

展 する。 この ため

CKC

動

作時

に は

90 度

で はハ ム ス ト リン グス は ほ と ん ど 働かず，

伸

展 するに

従

っ て

筋活動

が

高

ま るのであ ろ う。 　

OKC

と

CKC

の 筋 力の 相 関 関 係を調べ た過 去 の

報告

と して

船渡

13〕_は

_，等

_尺

_性膝

_{伸 展 筋 力 と}

_脚伸

展パ _ワ

ー

との相 関 係 数 を求め

，

O

．

35

〜

₀

_．

₅₀

_で あ っ た と

報告

し ている。 ま た

， 300

° ／sec の

_等

速 性 膝 仲 展 筋 力と

1．

0

　m ／sec で の

脚伸展筋力

の

関係

を調べ

，

_{脚 伸 展 力は必 ず し も膝 伸 展 筋 力}か ら説 明 で きな い と して い る。 さ ら に， 川

島

ら 14） は，

CKC

と

OKC

の

筋力

を

測定

し

，膝屈 伸筋 力

の ど の_速

_度

_域が ス クワ ッ ト筋 力と相 関が高いか を調べ た結 果

，

OKC

の

_低

速

_域

の

_筋

力はス クワ ッ ト

筋

力 と相 関せず

，

高 速

域

の

筋

力は

有意

な相 関を示し た と

報告

して いる。 我々 は

， OKC

におけ る膝 伸 展 筋 力が どの_程

_{度 CKC}

に お け る

脚伸

展

筋

力と関

係

して い る のか を明

確

にするた めに

，

今まで報

告

の ない

_等

_{尺 性 筋 力}に お いて

OKC

と

CKC

の _{筋 力}の 相 関 係

数

を膝 屈

曲角度

別に

求

めた。 その

結果

，

大

きな屈 曲 角 度 （

75， 90

度 ）で は

OKC

と

CKC

の

筋力

の

_相

_関は

高

い

_値

を

示

し，

脚伸

展 力 と

膝

伸 展 力 は関 係が深い とい え る。 これは， 筋 活 動の面か ら みて も

膝

伸

筋

に高い筋 活 動 がみ られて い ること か ら も

裏付

け られ る_。 こ の こ と は大きな屈

曲角

度に お け る

膝

の

_伸

展

_筋

力は，

椅子

か らの立 ち

．

ヒが り な どの

大

き な

屈曲角度

で の

CKC

_筋力

と

関係

して い るといえるQ

一

方

，

軽 度 屈 曲 位 （

15，

30

度 ）で の

OKC

と

CKC

の筋 力に有 意な相 関 関 係が な く

，

膝伸

展の

_筋

_{活 動}が低 く

，

屈 筋が高か っ たとい うこ と は

，脚伸

展

動作時

の最

終域付近

では

大

腿 四 頭

筋

だけでな くハ ム ス ト_リン グが関 わっ て い るこ と が

考

え られ た。 　 本 研 究は

，

健 常 者の膝 周 囲 筋のみ を 対 象 と した もの では あ る が，

脚伸

展

動作

には，

大

腿四

頭筋

だ けで な くハ ム ス トリン グスの_{働 き}が重 要で あるこ と が

_示

唆された。

今後

さ らにカ

ー

速 度 特 性や股

・

足

関

節 周 囲 筋の 筋 活 動にっ い て も検 討 する必 要が あ る。

文

献

1）Steindler　A 二Kinesiology　of　the　Human 　Body

　 under Normal 　 and Pathological　 Conditions

．

　 Charles　C　Thomas

，

　Springfie｝d

，

1955

，

　pp　63　

一

　64

，

2）Wang 　CL

，

　Hang 　YS

，

　et　at

，

：A　dynamic 　study 　of

　 the　ankle

−

foot　complex

．

　

J

　Formos 　

Med

　Assoc

　

gl

：432

−

437

，

　1992

．

3

） 河 村 顕 治 ：

Open

　

Kinetic

　

Chain

_と

Closed

　Kinet

−

　

ic

　

Chain．

　

J

　

Clinical

　

Rehabilitation



5

：186

−−189，

　 1996

．

4） 船 渡 和 男 ：動 きと筋 力 トレ

ー

ニ ン グ

．

体 育の科 学 　

39

：

286− 291，

　

1989．

5

）

Eloranta

　

V

：

Coordination

　of　

the

　thigh　muscles

　 in　static legextensiQn

，

Electromyogr Clin

　 Neurophysiol 　29：227

−

233

，

₁₉₈₉

．

6

）吉村茂和

，

田口孝行 ：片脚伸展筋力の測定

．

理学 　 療 法学 22 ：443

−

448

，

1995

．

7） 山 ド謙智 ：筋 電図と運 動 制 御

，

そ して運 動 成果

．

　

Jpn

　

J

　

Sports

　

Sci

　14：

99− 106，

₁₉₉₅

．

8

） 山下 謙智

，

熊 本 水頼

・

他：_{上 肢}の _押し動 作に おけ 　 　る力の発 現

・

伝達の_{機 構}と

．

一

関節 筋お よ び二 _関節 　 筋の活 動 様 式と の関 係

．

Jpn

　

J

　Sperts　Sci　2；318

−

　

324，

　1983

．

9

） 山 ド謙智 ：ヒ トの 随意運動に見ら れ る筋 活動 電 位 　 の_{抑 制現 象}に関する研 究　 第

H

報

2

関節 同 時運動 　 時

，

　 二関 節 筋に現れる抑 制 現 象につ い て

．

関 西 医 　 科 大 学 雑 誌

34

：427

− 451，

1982

．

正

0

_）熊本 水 頼 ：_随意的二 _{関 節}運動に お け る力 学 的特 性 　 　 と二 関 節 筋 機 能 との関 係

，

脳 波 と筋 電 図 10：74

−

　

77，

　1982

，

11

） 藤城 仁 音

，

日比端洋

・

他：_{等 速性 収 縮}に み られる 　 力とパ _ワ

ー，

_{休 力科学}

39

：531

，

1990

，

12） 藤 城 仁 音

，

石 井 喜 八 ：等 速 脚 伸 展 運 動 時に発 揮さ 　 れ る力

・

パ _ワ

ー．

_{体力科 学 40}：

617，

1991

，

13） 船 渡 和 男 ：身 体 外 力 とス ポ

ー

ツ パ フ ォ

ー

マ ン ス

．

　

Jpn

　

J

　

Sp

て〕rts　Sci　

8

二

76− 83，



1989．

14）川島敏生， 三 ツ木豊

・

他：クロ

ー

ズ ドキ ネテ ィ ッ 　 　ク チ ェ イ ンとの関 連か ら みた等 速 性 筋 力 評 価にお 　 　け る測 定速度の 検 討

．

理学 療 法 学 20 ：14

−

18

，

　 　1993

．

346

,

ve*tuza\

15)

d)'Fsuev

i

EMGOBiomechanics

'xOJE5za Ilca

emMafiS[R.{S

-

tr

re

utngsstt.

Jpn

J

Sports

Sci

2 I717-727, 1983.

16)

Fujiwara

M,

Basmajian

JV:

E!ectromyographic

study of two-joint rnuscle. Am

J

Phys Med

54 :

234

-

242,

1981,

17)

thTstW1

"emaltfttsgOwaua.

wtptilouut

181

ag

24

geg

6

e

589-595,

1976.

18)

Yamashita

N:

EMG

activities

in

mono- and

articular thigh mu$cles in combined hip and

knee

extension.

Eur

J

Appl

Physiol

277,

1988.

19)

rten?fi.k,

[Pl.Llig-

･

de

:

-FNurgnceeo3igffts

ve,

ve\fitik

12121-29,

1995.

<Abstract>

Kinesiological

Analysis

of

Statie

Leg

Extension

and

Knee

Extension

Noriaki

ICHIHASHI,

RPT,

Toshihiro

MORINAGA,

RPT

Division

_ofPhysical

The,mpy,

College

ofMigdical

71echnology,

K],oto

Ubeiversity

Masami

HIDAKA,

RPT

liZicudy

of

ffealth

Sciences,

Kobe

Uitiversity

School

of

Medicine

Yukiko

URANO,

RPT

Rokleo

UbsPitat

Masaki

YOSHIDA,

PhD

DePartment

_of

Computer

and

Systems

Engineen'ng

decutty

of

Engineering

Kbbe

Uitivefsiby

Hiromitsu

ITOH,

RPT

Department

of

PhysicaZ

ThempM

Kobe

Uitiversity

llbspital

This

study

investigated

the

force-angle

relationship and

EMG-angle

relationship

in

static

leg

extensjon and

knee

extension, and examined

the

correlation

between

these

movements.

A

total

of

16

healthy

volunteers,

6

males and

10

females,

with a mean age of

24.6

_years,

_participated

in

this

study.

Static

muscle strength was meas-ured

during

maximal

leg

extension and

knee

extension at

knee

flexion

angles of

150,

3oe,

4sO,

6oO,

750,

900

(OO

=:fully _extended

leg).

By

bipolar

_{recording using surface}

electrodes, rectified

filtered

electromyography

(RFEMG)

in

the

vastus medialis, rectus

fernoris

and semimembranosus was obtained

during

each movement.

All

RFEMG

data

were normalized

to

a _percentage of

the

RFEMG

voltage _produced

during

maximal

isometric

contraction at a

knee

flexion

angle of

90",

As

a result,

the

torque

curve

demonstrated

a maximal _peak value at

knee

flexion

angles of

450-600

in

static

leg

extension

In

static

leg

extension, maxirnal

peak

activity of

the

knee

ex-tensor was

_produced

at a

large

knee

angle, while that of the

knee

flexor

was

pro-duced

at a _small

knee

angle.

As

_to

static strength,

there

was a significant

correla-tion

between

leg

extension and

knee

extension at

large

knee

angles, not at small

knee

angles

<15",

30a).

The

results of

this

study

indicate

that

we should consider not only

knee

extension exercise

but

also

leg

extension exercise.