早稲田大学審査学位論文 博士(スポーツ科学)
概要書
後脛骨筋の筋活動解析
—ワイヤ電極を用いた筋活動測定−
Analysis for muscle activity of the tibialis posterior -Measurement with wire electrodes-
2018 年 1 月
早稲田大学大学院 スポーツ科学研究科 阿久澤 弘
AKUZAWA, Hiroshi
研究指導教員: 金岡 恒治 教授
2 研究概要
後脛骨筋は歩行や走行時には,足部アーチの保持や過度の後足部外がえし制動,足部 剛性の調整に関わる役割を担う筋である.後脛骨筋に関連する障害として,後脛骨筋腱 不全症や Medial Tibial Stress Syndrome などがあり,これらの障害には後脛骨筋の活 動が関与している.後脛骨筋に関する研究は散見されるが,十分な被験者数で走行時の 筋活動を測定した研究や,同時に足部挙動を測定した研究は見当たらない.本研究の目 的は,スポーツ関連動作における後脛骨筋活動と足部挙動を検討すると共に,筋活動量 を減少させる方法や,効率的なトレーニング方法を明らかにすることである.
課題 1 では,走行時の後脛骨筋を含めた下肢筋活動測定と,後足部,中足部,前足部 に細分化した足部挙動,股関節,膝関節挙動解析を同時に行った.このことから,走行 時の後脛骨筋活動と相関関係を持つ関節挙動と,足部アーチ低下に影響を与える因子の 特定を行った.走行動作中の後脛骨筋活動量は,足部接地後の後足部,中足部外がえし 挙動が大きいほど,高まることが明らかになった.また,足部アーチ低下に影響を与え る因子として,後脛⾻筋の活動量増加,中殿筋活動量の低下,股関節内旋⾓度の増加が,
⾛⾏動作の⽴脚期における後⾜部,中⾜部外がえし挙動に影響を与える因⼦として選択 された.また,中⾜部の背屈挙動を増加させる因⼦として,⻑腓⾻筋の活動量低下,膝 関節外転⾓度の増加が選択された.さらに,股関節の内旋⾓度の増加,膝関節の外旋⾓
度の増加は,踵⾻内側傾斜⾓度を増⼤させることが明らかになった.これらのことから,
近位関節挙動は,⾜部アーチ低下挙動に影響を与えるということが⽰唆された.
課題 2 では,歩行や走行時の後足部外がえし挙動を制動する効果を持つとされるイン ソールの使用が,後脛骨筋活動量に影響を与えるかを検証した.実験試技は至適速度で の歩行動作,走行動作として,裸足,靴のみ,靴とインソールの 3 条件にて,後脛骨筋,
長趾屈筋,長腓骨筋の筋活動量を測定した.その結果,歩行,走行の両動作で,後脛骨 筋の筋活動量は有意に低下していた.特に,走行動作における接地期の後脛骨筋活動量 は最も大きな減少を認めた.これらのことから,インソールの使用は,後足部の外がえ しを制動し,後脛⾻筋の機能を代償して,筋活動量を減少させることができることが⽰
唆された.
課題 2 によって,インソールの使用が後脛骨筋の活動量を低下させることが明らかに なった.しかし,インソールによる機能代償ではなく,後脛骨筋自体の機能を改善する ことで,課題 1 によって示された外がえし挙動を予め制動することが重要である.その ため,課題 3 の目的は,足部の肢位や荷重位置を変更させた heel raise が後脛骨筋,
長腓骨筋,長趾屈筋の筋活動量に与える影響を検証し,各筋の荷重下での効率的なトレ ーニング方法を確立することとした.実験試技は heel raise 動作として,足部内外転
3
中間位,30°外転位,30°内転位の 3 肢位で行った.各肢位での heel raise 動作をラ ンダムな順で 10 回行い,中間 5 回の動作中の筋活動量を解析に用いた.その結果,後 脛骨筋と長趾屈筋は足部 30°内転位での heel raise にて,最も高い筋活動量を示した.
また,長腓骨筋は足部 30°外転位での heel raise にて,最も高い筋活動量を示した.
これらの結果から,それぞれの筋に対する荷重位での効率的なトレーニング方法が示さ れたと考える.
課題 1 の結果から,どのような足部,下肢関節挙動が後脛骨筋の筋活動を増加させる のか,また,どのような下肢筋活動,近位関節挙動が足部アーチ低下に関わるのかが明 らかになった.後足部と中足部の外がえし挙動は後脛骨筋の筋活動量を高めるため,後 脛骨筋にかかる負荷は増大する可能性がある.後脛骨筋に対する過負荷で筋機能低下が 生じ,足部アーチが保持できない場合,アーチ保持に関わる他の靭帯や筋に対する負荷 が増大して,足部アーチ低下は進行する可能性がある.足部アーチの低下は,様々な障 害のリスクファクターとなる.これらの障害の予防や治療を考えると,インソールを使 用することで後脛骨筋の機能的安定化は代償され,後脛骨筋や他の組織にかかる負荷は 軽減されると考える.一方,後脛骨筋自体の機能を高めて,予防的に後足部外がえし挙 動を制動するためには,内転位での heel raise が有効である可能性がある.さらに,
足部アーチ低下挙動には,近位関節の挙動や中殿筋の筋活動が影響を与えるため,足部 のみに対して治療や予防介入を行うだけでは,不十分である可能性がある.このことか ら,股関節・骨盤・体幹の安定性も足部障害と関連することが予測され,今後その関連 性を明らかにしていく必要がある.