超音波エコー輝度を用いた骨格筋内脂肪の評価

超音波エコー輝度を用いた骨格筋内脂肪の評価 559 骨格筋量評価の重要性と問題点  骨格筋量は筋力発揮のための主要な要因であることから，臨 床において筋萎縮の評価や筋肥大に向けたトレーニングは重要 である。特に高齢期における筋量減少（サルコペニア）は，転 倒・骨折や総死亡リスクの要因ともなるため，その早期発見や 予防はきわめて重要である。筋萎縮の評価手段としては従来， 高価で大がかりな CT や MRI を用いた筋断面積が推奨されて きたが，安価で非侵襲的な超音波診断装置の普及により，臨床 でも簡便に評価できるようになった。超音波画像で計測される 筋厚は，CT や MRI などとも高い相関があるなど，筋量指標 のひとつとして妥当性・信頼性が示されている1）2）。  しかし，筋量評価の問題点として，筋量と筋力や身体機能と の関連性は中等度に過ぎないことが報告されている。この理由 のひとつとして，筋萎縮に伴い筋内の脂肪組織・結合組織と いった非収縮組織の増加が生じていることが挙げられる。その ため筋断面積や筋厚による筋量評価では，そのような筋内脂肪 組織等も含めて筋量として評価するため，筋力や身体機能との 関連を減弱させてしまうと考えられる。このことから，筋萎縮 の程度を正確に把握するためには，筋量のみでなく併せて筋内 脂肪量も評価する必要性があると考えらえる。  近年，超音波診断装置を用いた筋内の非収縮組織の評価方法 として，筋の超音波エコー輝度（以下，筋輝度）が注目されて いる。超音波画像上では萎縮筋は，筋厚が減少するだけでなく 白っぽく映る（すなわち筋輝度が高くなる）が，この筋輝度の 上昇が筋内の脂肪組織をはじめとする非収縮組織の増加を反映 することがあきらかとなっている（図）。先行研究では，筋輝 度は筋生検で調べた筋内の脂肪組織・結合組織の割合（以下， 筋内脂肪量）と強い相関を示すことが報告されている3）4）。筋 輝度の定量的評価手段としては，256 階調（0 ∼ 255）で数値 化される 8 bit gray scale が用いられ，数値が高くなるほど筋 輝度が高い，つまり筋内脂肪量が多いということを示す。この ように超音波画像診断装置は簡便に筋量・筋内脂肪量の双方を 評価できることから，理学療法学分野における臨床応用が期待 されている。本稿では，筋内脂肪量の指標としてこの筋輝度を 用いた我々の研究結果を紹介するとともに，筋輝度研究の限界 と今後の課題についても述べる。 筋内脂肪量と筋力との関連  筋輝度の有用性を示すには，筋輝度が筋力に関連するかどう かを調べる必要がある。我々は，地域在住の中高齢者女性 92 名（平均年齢 70.4 歳）の大腿四頭筋の超音波横断画像を撮像 し，筋量指標として筋厚，筋内脂肪量指標として筋輝度を計測 した5）。最大等尺性膝伸展筋力との関連を調べた結果，筋厚（r = 0.47），筋輝度（r = ‒ 0.40）ともに，筋力との間に有意な相 関を示した。またステップワイズ重回帰分析の結果，筋力の影 響因子として筋厚と筋輝度がともに抽出された。以上のことか ら，筋輝度は，筋力低下に影響を与えうる筋内脂肪量の簡便・ 非侵襲的な測定方法であることがあきらかとなった。また，筋 輝度は体脂肪率や BMI，皮下脂肪厚とは有意な相関を示さな かったことから，個々の筋の筋内脂肪量は肥満の指標からは予 測できないことがあきらかとなった。 四肢・体幹筋における筋厚と筋内脂肪量の加齢変化  加齢に伴う筋萎縮や筋内脂肪増加について調べた研究では， おもに上肢筋・下肢筋に関する報告が多いが6）7），体幹筋も含 めて検討した報告は見あたらない。そこで，若年女性 28 名（若 年群）および地域在住の中高齢女性 106 名（中年群 25 名，前 期高齢群 54 名，後期高齢群 27 名）を対象として，上腕二頭筋， 大腿四頭筋，腹直筋，外腹斜筋，内腹斜筋，腹横筋の筋厚と筋 輝度を計測し，年代間で比較を行った。結果，測定したすべて の筋で，加齢による有意な筋厚減少と筋輝度上昇が認められ た。上腕二頭筋，大腿四頭筋と腹横筋では，筋厚は若年群と中 年群との間では有意差がなかったが，筋輝度は若年群と比べ中 年群で有意に上昇していた。一方，腹直筋，外腹斜筋および内 腹斜筋では，若年群と比べ中年群で，有意な筋厚減少と筋輝度 上昇の双方が生じていた。本研究の結果から，加齢に伴う筋内 脂肪増加は，筋萎縮よりも早期に生じる可能性が示唆された。 また，腹直筋，外腹斜筋や内腹斜筋といった体幹表層筋は，深 層筋（腹横筋）や上下肢筋と比べ，加齢に伴う筋萎縮が早期に 生じることが示唆された。 理学療法学 第 41 巻第 8 号 559 ∼ 561 頁（2014 年）

超音波エコー輝度を用いた骨格筋内脂肪の評価

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福 元 喜 啓

基礎理学療法研究部会

Assessment of Intramuscular Adipose Tissue with Echo Intensity 1） 神戸学院大学総合リハビリテーション学部

（〒 651‒2180 兵庫県神戸市西区伊川谷町有瀬 518）

Yoshihiro Fukumoto, PT, PhD: Faculty of Rehabilitation, Kobe Gakuin University

2） 京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻

Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University

キーワード：超音波エコー輝度，骨格筋，筋内脂肪 Japanese Physical Therapy Association

理学療法学 第 41 巻第 8 号 560 変形性股関節症患者における下肢・体幹筋の筋萎縮・ 筋内脂肪増加の特徴  変形性股関節症（以下，股 OA）患者の筋力低下は多くの研 究で報告されており，運動能力低下の因子となることが示され ている8）9）。我々の研究結果より，末期股 OA 患者の股・膝関 節筋力は，健常者と比較し 34 ∼ 45％も低下することがあきら かとなっている10）。しかし股 OA 患者の筋萎縮について調べ たいくつかの研究では，股 OA 患者は健常者と比較しても有意 な筋萎縮はしていないとの報告がなされている11）12）。そこで 我々は，股 OA 患者の筋力低下には筋萎縮ではなく筋内脂肪の 増加が関連しているとの仮説を立てた。股 OA 女性患者 24 名 （平均年齢 56.8 歳，Kellgren/Lawrence scale 3 または 4，以下， 股 OA 群）と健常女性 18 名（57.7 歳，以下，健常群）の下肢・ 体幹筋の筋厚・筋輝度を比較した13）。結果，健常群と比べ股 OA 群の中殿筋では，筋厚は減少していないが筋輝度が上昇し ていた（表）。このことより，股 OA 患者は筋萎縮はしていな いが筋内脂肪増加している，すなわち実質的には筋収縮組織が 減少していることが示唆された。また股 OA 群の大腿四頭筋は 筋厚減少と筋輝度上昇を示し，筋の量的・質的変化の双方が生 じていた。さらに，股 OA 群では腹直筋の筋輝度上昇も示して いた。股 OA では病態の進行により，特徴的な腰椎・骨盤アラ イメントの変化や腰痛を生じる（Hip-Spine Syndrome）。実際， 本研究でも，立位姿勢における骨盤の前方傾斜角度は健常群と 比べ股 OA 群で大きい値を示した。本研究の結果から，腹直筋 の筋内脂肪増加は，股 OA 患者の腰椎・骨盤アライメントに変 化に伴って生じる可能性が示唆された。 筋力トレーニングによる筋内脂肪量の変化  筋力トレーニングによって，筋量の増加だけでなく，筋内脂 肪減少も生じることが報告されている14）15）。しかし，どのよ うなトレーニング方法がより効果的かはあきらかではない。近 年，高齢者に対する高速度での筋力トレーニング（パワート レーニング）の効果を調べた研究がなされ，高速度トレーニン 表 股 OA 群と健常群との筋厚・筋輝度の比較 筋厚（cm） 筋輝度（0 ‒ 255） 股 OA 群 健常群 p 値 （％） 股 OA 群 健常群 p 値 （％） 大殿筋 2.20 ± 0.40 2.32 ± 0.40 0.39 ‒ 5.4 96.1 ± 12.4 91.4 ± 9.2 0.15 5.2 中殿筋 3.33 ± 0.65 3.57 ± 0.51 0.29 ‒ 6.7 91.2 ± 13.2 79.8 ± 14.0 ＜ 0.05 14.4 大腿四頭筋 2.97 ± 0.48 3.85 ± 0.66 ＜ 0.01 ‒ 23.0 106.2 ± 14.9 95.2 ± 12.4 ＜ 0.05 11.5 腹直筋 0.81 ± 0.15 0.86 ± 0.14 0.59 ‒ 4.3 117.4 ± 18.6 103.2 ± 18.0 ＜ 0.05 13.7 外腹斜筋 0.63 ± 0.14 0.56 ± 0.13 0.16 13.9 112.6 ± 22.2 113.4 ± 15.8 0.95 ‒ 0.8 内腹斜筋 0.70 ± 0.19 0.74 ± 0.16 0.61 ‒ 4.9 97.5 ± 17.5 95.2 ± 14.8 0.93 3.1 腹横筋 0.33 ± 0.11 0.34 ± 0.12 0.98 ‒ 3.1 81.4 ± 18.1 76.2 ± 18.2 0.91 7.1 パーセンテージは，健常群に対する股 OA 群の変化率を示す． 変化率＝（股 OA 群の値−健常群の値）× 100 ／健常群の値（％） 図 高齢者（左）と若年者（右）の大腿四頭筋超音波横断画像 高齢者では，筋厚の減少（筋萎縮）のみでなく，高輝度を呈する（白っぽく映る）

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超音波エコー輝度を用いた骨格筋内脂肪の評価 561 グにより筋パワー，神経筋活動，運動能力を効率的に向上させ ることが報告されている16‒19）。我々は股 OA 女性患者 46 名（平 均年齢 53.4 歳）を対象とし，筋力トレーニングの運動速度に より筋厚および筋輝度の変化に違いがあるかを調べた20）。対 象者を HV 群 23 名と LV 群 23 名に無作為に群分けし，HV 群 では素早く，LV 群ではゆっくりと収縮する筋力トレーニング を，8 週間在宅で実施した。介入前後に，大殿筋，中殿筋，大 腿四頭筋の筋厚，筋輝度を計測し，また下肢筋力・筋パワー， 運動能力，股関節機能（Harris hip score）を測定した。結果， すべての筋厚の増加と，中殿筋，大腿四頭筋の筋輝度の低下は 両トレーニングで同程度であったが，大殿筋の筋輝度の低下 は LV 群と比べ HV 群で大きかった。また，一部の運動能力の 改善においても HV 群の方が大きいという結果が得られた。こ のことより，筋力トレーニング時の運動速度を大きくすること は，部分的であるが股 OA 患者の筋内脂肪減少と運動機能改善 に有効であることが示唆された。 筋輝度研究の限界と今後の課題  筋輝度を計測するうえでの限界として，筋輝度は超音波機種 および設定によって異なることが挙げられる。そのため計測す るにあたってはこれらの条件を統一しておくことが必要とな る。この問題点の解決手段として，筋輝度を皮下脂肪組織のエ コー輝度で除すことによりキャリブレーションする試みもなさ れており21），今後の応用が期待される。また，エコー輝度は 深層になるほど減衰するため，深層筋に対し筋内脂肪量の指標 として筋輝度を用いるには限界がある。このため筋輝度を用い た先行研究では表層筋の評価に留まっており，小殿筋や大腰筋 といった深層筋に対する適応は，今後の課題といえる。 おわりに  以上，超音波エコー輝度による骨格筋内脂肪の評価について の我々の研究を紹介した。冒頭でも述べたように，超音波診断 装置の最大の利点は，理学療法士が臨床で非侵襲的かつ迅速に 骨格筋撮像・評価を行えることである。筋輝度を用いた我々の 研究成果が，理学療法学領域における臨床および研究の発展に 少しでも寄与できれば幸いである。 文  献

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