腰椎椎間関節症患者の脊柱アライメントと腰痛の関係
Relationship between Low Back Pain and Spinal Alignment
in the Patients with Lumbar Facet Syndrome
城 由起子
1)青木 一治
1)友田 淳雄
2)YUKIKO SHIRO, RPT1), KAZUJI AOKI, RPT1), ATSUO TOMODA, RPT2)
1) Department of Rehabilitation Science, Faculty of Human Health, Nagoya Gakuin University: 1350 Kamishinano-cho, Seto,
Aichi 480-1298, Japan. TEL +81 561-42-0351 (extenslon 3754) E-mail [email protected]
2) Department of Orthopaedic Surgery, NTT West Tokai Hospital
Rigakuryoho Kagaku 24(1): 65–69, 2009. Submitted Jul. 17, 2008. Accepted Sep. 10, 2008.
ABSTRACT: [Purpose] In this study, we examined the spinal alignment of patients with lumbar facet syndrome (LFS), and compared the alignment of LFS with those of healthy subjects and subjects with previous history of low back pain. We also discuss the characteristic spinal alignment of LFS patients. [Subjects and Methods] This study examined 18 LFS patients and 56 healthy adult persons who were measured in the standing posture, forward-bending posture (thoracic kyphosis, lumbar lordosis, sacral inclination and spine column inclination) and range of forward-bending. [Results] In LFS, the range of motion for forward-bending was decreased. In addition, thoracic kyphosis had a correlation with lumbar lordosis, and lumbar lordosis had a correlation with sacral inclination. In healthy subjects, sacral inclination had a correlation with thoracic kyphosis, and lumbar lordosis had a correlation with sacral inclination. In subjects with previous history of low back pain, lumbar lordosis only correlated with sacral inclinated. [Conclusion] We conclude that sacral inclination is more important for alignment of LFS.
Key words: spinal alignment, lumbar facet syndrome, low back pain
要旨：〔目的〕本研究は，腰椎椎間関節症（以下，LFS）患者の脊柱アライメント（以下，アライメント）の特徴を 捉え，健常者と腰痛既往者と比較し，アライメントの変化からLFS について検討することを目的とした。〔対象と 方法〕健常者とLFS 患者の立位と立位体幹前屈位の胸椎後彎角（以下，TKA），腰椎前彎角（以下，LLA），仙骨傾 斜角（以下，SIA），脊柱傾斜角（以下，SCI）および胸椎，腰椎，仙骨の前屈可動域を測定した。〔結果〕LFS は立 位，前屈位ともに仙骨の垂直化と前屈可動域の減少を認め，TKA とLLA，LLA とSIA にそれぞれ有意な相関関係を 認めた。健常者ではTKA と SIA，LLA と SIA に有意な相関関係を認め，腰痛既往者では，LLA と SIA のみ有意な相 関関係を認めた。〔結語〕LFS 患者のアライメントはSIA に特徴があることが明らかとなった。 キーワード：脊柱アライメント，腰椎椎間関節症，腰痛 1) 名古屋学院大学 人間健康学部リハビリテーション学科：愛知県瀬戸市上品野町1350（〒480-1298）TEL 0561-42-0351 （内線3754） 2) NTT西日本東海病院 整形外科 受付日 2008年7月17日 受理日 2008年9月10日
I. はじめに 腰痛と脊柱アライメントの関係について，腰椎椎間 関節症（以下，LFS）では，腰椎伸展位や同一姿勢の保 持により疼痛が生じ，腰椎椎間板ヘルニア（以下，LDH） では前屈姿勢で疼痛が生じるという特徴がある。また 脊柱管狭窄症では体幹前屈位で症状が軽減するなど1)， 姿勢と腰痛は密接な関係にある。また症状が進行する と，疾患によっては腰椎の前彎が減少する，あるいは 過前彎になるなど腰椎のアライメントに変化が生ずる と報告されている2)。このような疾患特有のアライメン トの発生に関しては，疼痛や筋力低下，髄節性の可動 域制限などの結果，疼痛からの逃避姿勢や筋緊張のア ンバランス，他髄節での代償などにより発生すると考 えられている3)。Jackson は，腰部X 線像から腰痛患者と 健常者の腰椎前彎角，胸椎後彎角，C7 Plumb line，仙骨 傾斜角を比較し，腰痛患者では腰椎前彎角が有意に減 少し，仙骨はより垂直位であったと報告した4)。一方， Norton は腰痛患者と健常者の腰椎前彎角を比較した結 果，有意差はみられないが腰痛の種類と腰椎前彎角に 関係を認めたと報告している5)。このように胸椎や腰椎 のアライメントと腰痛の関係についての報告は散見さ れ6-9)，腰痛を脊柱のアライメントから捉えることの重 要性がうかがえる。 腰痛をきたす疾患には様々あり，痛みの原因も疾患 によって異なっている。そのため，疾患特有の脊柱ア ライメントを捉えることは，疼痛や症状の改善あるい は予防としての初期治療に役立つものと考える。そこ で今回は，疾患の特性をみるために，健常者と医学的 な治療をしたLFS患者の脊柱アライメントを比較した。 また健常者と患者の移行状況であろう腰痛既往者とも 比較し，LFS の特徴となる脊柱のアライメントについ て検討した。 II. 対象および方法 1. 対象 本研究の趣旨を理解し同意を得た健常成人56 名（男 性24 名，女性32 名，平均年齢24.3 ±4.5 歳，19–35 歳）と LFS 患者 18 名（男性 5 名，女性 13 名，平均年齢 36.8 ± 14.5 歳，19–56 歳：以下，LFS 群）の74 名を対象とした。 健常成人とは，測定日以前3ヶ月間に腰痛の経験がない 者とした。このうち，過去に腰痛経験が全くない者は 35 名（以下，健常群），腰痛の既往のある者は 21 名で あった。腰痛既往者21 名の内訳は，腰椎の伸展時痛 11 名（以下，伸展時痛群），屈曲時痛9 名（以下，屈曲時 痛群），安静時痛1 名であった。LFS 群は，神経根症状 を認めず，腰椎伸展時に疼痛があり，X 線や MRI の画 像所見からLFS と診断を受けた外来患者とした。なお 脊柱アライメントに影響を与えると考えられる疾患や 手術の既往がある者は除外した。 2. 方法 矢状面での立位姿勢，および立位体幹前屈姿勢（以 下，前屈姿勢）の胸椎後彎角（以下TKA），腰椎前彎角 （以下，LLA），仙骨傾斜角（以下，SIA），脊柱傾斜角 （以下，SCI）を測定した。立位姿勢の条件は，足を肩 幅に開き視線を目の高さに合わせること以外は指定せ ず，被験者個々が普段行っている安楽立位姿勢とした。 前屈姿勢は，膝関節伸展位での体幹の最大前屈位とし た。その際，頭部と上肢は重力に抗さず下垂位とした。 なおLFS 群の測定は，初診時の治療前に行った。 脊柱アライメントの測定には，Index 社製スパイナル マウスを使用した。測定方法はスパイナルマウスの測 定条件に従い，TKA は Th1 から Th12，LLA は Th12 から S1 までの隣接する椎体が成す角の合計値とし，後彎角 を正，前彎角を負で表記した。SIA は，S1 から S3 まで の仙骨よって描かれる背部表面の輪郭線と垂線の成す 角とし，前傾を正，後傾を負で表記した。またSCI はC7 とS3 を結ぶ線と垂線の成す角とし，前傾を正，後傾を 負で表記した。測定により得られた立位姿勢と前屈姿 勢の各部位の角度から立位体幹前屈可動域（以下，可 動域）を算出した。 統計学的分析には，各群間の比較には一元配置分散 分析および多重比較検定（Scheffe 法）を用いた。群内 での胸椎，腰椎，仙骨の関係についてはピアソンの相 関係数を使用した。有意水準はともに5％未満とした。 III. 結 果 立位姿勢ではSIA のみに有意差が認められ，多重比 較検定の結果，健常群の14.2 ± 6.1 度に対して，LFS 群 は8.2 ± 4.5 度と有意に垂直位を呈していた（p ＜0.01）。 SCI については，健常群と屈曲時痛群は前傾，伸展時痛 群とLFS 群では後傾している傾向にあった。 前屈姿勢でもSIA のみ有意差が認められ，多重比較 検定の結果，LFS 群は44.2 ±20.5 度と，健常群の58.7 ± 11.2 度よりも有意に小さく（p ＜0.01），伸展時痛群の62 ±16.9 度よりも有意に低値を示した（p ＜0.01）。 可動域は腰椎部と仙骨に有意差を認め，多重比較検
定の結果，腰椎部では各群間に有意差が認められなかっ たが，仙骨傾斜可動域は伸展時痛群52.9 ± 12.7 度に対 し，LFS 群は 35.9 ± 19 度と有意に減少していた（p ＜ 0.05）（表1）。 次に，各群内における胸椎，腰椎，仙骨の関係を検 討した。健常群の立位姿勢では，TKA と SIA，LLA と
SIA に負の相関，LLA とSCI に正の相関が認められた（r = –0.495，r = –0.631，r=0.417，p<0.05）。これは，TKA や LLA が大きい者の仙骨は前傾位，LLA が大きい者の脊 柱は後傾位を呈することが示された。TKA とLLA に相 関は認めなかった。一方前屈姿勢はSIA とSCI に相関を 認めたものの，胸椎，腰椎，仙骨間で相関は認められ なかった。可動域では腰椎屈曲可動域と仙骨傾斜可動 域の間に負の相関が認められた（r = –0.430，p<0.01）。 つまり腰椎の可動域が大きい者は仙骨の可動域が小さ い傾向にあった（表2）。 伸展時痛群の立位姿勢ではLLA と SIA の間に負の相 関（r = –0.682，p<0.01）を認め，LLA が大きい者ほど仙 骨は前傾位を呈する傾向にあった。また前屈姿勢では， TKA と LLA との間に負の相関（r = –0.682，p<0.05）を 認め，胸椎がより後彎位を呈する者は腰椎の後彎角は 小さい傾向にあった。しかし，可動域では脊柱傾斜と の間以外は相関を認めなかった（表3）。 屈曲時痛群の立位姿勢では，TKA とLLA との間に負 の相関（r = –0.839，p<0.01）が，LLA とSIA との間にも 負 の 相関（r = –0.921，p<0.01）が認められた。TKA と SIA には正の相関（r = 0.666，p<0.01）を認めた。つま り，TKA が小さい者はLLA も小さく，TKA やLLA が小 さい者は仙骨が垂直位を呈する傾向にあった。また前 屈 姿 勢 で は，TKA と SIA の間に負の相関（r = –0.784， p<0.05）を認めた。しかし，可動域では，腰椎部と脊柱 傾斜以外に相関を認めなかった（表4）。
LFS 群の立位姿勢では，TKA とLLA，LLA とSIA との 間にそれぞれ負の相関（r = –0.616，p<0.01，r = –0.585， 表1 姿勢，可動域の比較（n=73） 胸椎部腰椎部仙骨部脊柱の傾き 立位姿勢（°） 健常群（n=35） 41.7 ± 10.2 –27.7 ± 6.7 14.2 ± 6.1 0.9 ± 3.6 伸展時痛群（n=11） 42.5 ± 9.8 –28.3 ± 7.3 12.8 ± 6.5 –0.4 ± 2.1 屈曲時痛群（n=9） 39.4 ± 8.5 –21.2 ± 11.1 10.0 ± 6.5 2.6 ± 2.2 LFS 群（n=18） 44.3 ± 11.0 –25.6 ± 7.9 8.2 ± 4.5* –0.2 ± 2.7 前屈姿勢（°） 健常群 59.3 ± 7.6 46.2 ± 10.0 58.7 ± 11.2 伸展時痛群 59.6 ± 8.3 45.7 ± 14.1 62.0 ± 16.9 屈曲時痛群 49.1 ± 22.1 38.4 ± 11.0 48.3 ± 13.9 LFS 群 52.4 ± 12.0 38.7 ± 14.1 44.2 ± 20.5*# 可動域（°） 健常群 17.3 ± 11.7 73.4 ± 10.5 45.7 ± 13.5 伸展時痛群 16.2 ± 10.0 74.3 ± 16.9 52.9 ± 12.7 屈曲時痛群 9.7 ± 26.1 59.7 ± 17.6 38.6 ± 9.9 LFS 群 8.1 ± 15.7 63.9 ± 13.1 35.9 ± 19.0## 平均値±標準偏差 * p<0.01（vs 健常群），# p<0.01（vs 伸展群），## p<0.05（vs 伸展群） 表2 健常群の胸椎，腰椎，仙骨の関係（相関係数） 立位姿勢 前屈姿勢 可動域 TKA-LLA 0.055 –0.282 胸椎– 腰椎 –0.118 TKA-SIA –0.495* 0.149 胸椎– 仙骨 –0.225 TKA-SCI 0.203 –0.165 胸椎– 脊柱傾斜 –0.148 LLA-SIA –0.631# –0.307 腰椎– 仙骨 –0.430# LLA-SCI 0.417* 0.306 腰椎– 脊柱傾斜 0.227 SIA-SCI 0.161 0.776# 仙骨– 脊柱傾斜 0.735# TKA：胸椎後彎角，LLA：腰椎前彎角，SIA：仙骨傾斜角，SCI： 脊柱傾斜角 * p<0.05，# p<0.05 表3 伸展時痛群の胸椎，腰椎，仙骨の関係（相関係数） 立位姿勢 前屈姿勢 可動域 TKA-LLA –0.419 –0.682* 胸椎– 腰椎 –0.518 TKA-SIA –0.228 –0.411 胸椎– 仙骨 –0.577 TKA-SCI –0.006 –0.627 胸椎– 脊柱傾斜 –0.651* LLA-SIA –0.682# 0.096 腰椎– 仙骨 0.067 LLA-SCI –0.200 0.546 腰椎– 脊柱傾斜 0.741# SIA-SCI 0.591 0.878# 仙骨– 脊柱傾斜 0.696* TKA：胸椎後彎角，LLA：腰椎前彎角，SIA：仙骨傾斜角，SCI： 脊柱傾斜角 * p<0.05，# p<0.01
p<0.05）を認めた。LLA とSCI との間には正の相関（r = 0.611，p<0.01）を認めた。つまり，TKA が大きい者は LLA も大きく，仙骨はより前傾位となることが示され た。またLLA が大きい者ほど脊柱は後傾位となる傾向 にあった（表5）。 IV. 考 察 金村らは，日本人の成人男女160 名の脊柱矢状面X 線 像から日本人の適正な脊柱矢状面彎曲角度を定義して いる10)。しかし，これは平均的日本人の脊柱彎曲であ り，この範囲から逸脱した者が腰痛を生じるとは限ら ない。アライメントは年齢や性別，体型によっても異 なり，外観は腰痛患者と同様のアライメントをしてい ても腰痛のない者や，腰痛が消失したにもかかわらず アライメントに変化が見られない者も存在する。この ようなことからアライメントと腰痛について検討する 場合，正常姿勢や良姿勢を論じて比較するよりも，疾 患に特徴的なアライメントを捉えることの方が重要で あると考え，我々はLFS 患者を対象に，健常者や既往 者のアライメントと比較し，疼痛の軽減や再発予防に つながるアライメントについて検討した。 屈曲時痛群の立位姿勢においては，健常群と比較し， TKA，LLA，SIA は全て小さい傾向にあった。屈曲時に 腰痛を生ずる代表的な疾患としてはLDH があげられ， 屈曲時痛群のアライメントはLDH患者と類似したアラ イメントであった2)。この群は医学的な診療を受けてい ないため，疾患を特定することはできないが，屈曲時 痛群内にはLDHの既往者が含まれていたことが予測さ れる。これに対し，体幹の伸展により腰痛が誘発され る代表的な疾患としてはLFS が挙げられる1,2)。そこで， まずは腰痛の誘因がLFS 群と同様であろう伸展時痛群 を既往者とし，健常群，伸展時痛群，LFS 群の脊柱アラ イメントを比較した。 Adams らは椎間板腔が減少した腰椎を前彎位で荷重 した場合，荷重の16％を椎間関節で分担したのに対し て，後彎位では0％であったと報告した11)。またYang ら は，腰椎伸展により下関節突起は下位の椎弓に接触し， さらに関節包上部に大きな張力が加わると報告した12)。 このように腰椎前彎の増強は椎間関節へ負荷を与え， 椎間関節性の疼痛を誘発すると考えられるが，今回の 結果では各群間でLLA に差が認められなかった。しか し，LFS 群の仙骨は健常群と比較して有意に垂直位を 呈するのに対し，LLA は健常群と同様であることから， 体幹は健常群よりも全体的に後傾することになる。そ の結果，重心線は腰椎の後方寄りを通ることとなり腰 椎椎間関節への負荷は増強すると考えられる。 各群内における胸椎部，腰椎部，仙骨の関係性をみ ると，健常群はSIA とTKA，SIA とLLA にそれぞれ有意 な相関関係を示したのに対して，LFS 群は SIA と LLA， LLA と TKA にのみ相関関係を示し，SIA と TKA には相 関関係は認められなかった。このことから健常群では 胸椎や腰椎のアライメント変化を仙骨の傾斜角でコン トロールしているのに対し，LFS 群では胸椎のアライ メント変化を腰椎が，腰椎のアライメント変化を仙骨 が代償していると考えられた。Mayer ら13)は，椎間関節 症では腰椎各髄節の屈曲方向への可動性が減少してい ると報告している。本研究でも明らかな統計学的有意 差はないものの，LFS 群は他の2 群と比べて各部位の可 動性が少ない傾向にあり，特に仙骨傾斜可動域は伸展 時痛群より有意に減少していた。つまり，このような 少ない可動域の中で安定した立位姿勢をとるためには， 隣接部位が互いに代償しあう必要があり，また各部位 の角度変化で代償できない範囲は体幹を後傾させるこ とによって立位を保持していると考えられる。一方伸 展時痛群ではSIA と LLA のみに相関関係が認められ， LFS 群に認められたような TKA と LLA との間の相関関 表4 屈曲時痛群の胸椎，腰椎，仙骨の関係（相関係数） 立位姿勢 前屈姿勢 可動域 TKA-LLA –0.839# 0.046 胸椎– 腰椎 –0.553 TKA-SIA 0.666* –0.784* 胸椎 – 仙骨 –0.553 TKA-SCI –0.008 –0.540 胸椎– 脊柱傾斜 –0.601 LLA-SIA –0.921# 0.051 腰椎– 仙骨 0.219 LLA-SCI 0.162 0.610 腰椎– 脊柱傾斜 0.866# SIA-SCI –0.034 0.809# 仙骨– 脊柱傾斜 0.641 TKA：胸椎後彎角，LLA：腰椎前彎角，SIA：仙骨傾斜角，SCI： 脊柱傾斜角 * p<0.05，# p<0.01 表5 LFS群の胸椎，腰椎，仙骨の関係（相関係数） 立位姿勢 前屈姿勢 可動域 TKA-LLA –0.616# –0.316 胸椎– 腰椎 –0.159 TKA-SIA –0.098 –0.302 胸椎– 仙骨 –0.460 TKA-SCI –0.402 –0.482* 胸椎 – 脊柱傾斜 –0.468 LLA-SIA –0.585* 0.082 腰椎– 仙骨 –0.266 LLA-SCI 0.611# 0.082 腰椎– 脊柱傾斜 0.331 SIA-SCI –0.154 0.843# 仙骨– 脊柱傾斜 0.800# TKA：胸椎後彎角，LLA：腰椎前彎角，SIA：仙骨傾斜角，SCI： 脊柱傾斜角 * p<0.05，# p<0.01
係は認められなかった。また健常群と同様の可動性を 有していた。以上のことから，各髄節の可動性や仙骨 傾斜可動域を改善させ胸椎部と腰椎部の関係を断ち切 ることがLFS群の疼痛軽減につながると考えられる。さ らに伸展時痛群のTKA と SIA に相関関係を持たせ，胸 椎のアライメント変化を脊椎の後傾ではなくSIA でコ ントロールできるようにすることが再発予防につなが ると思われた。 脊柱アライメントの幅は広く，今回の結果でも3 群 間に大きな違いは認められなかった。つまり，健常群 の脊柱アライメントを良，LFS 群のアライメントを不 良として区別することはできず，腰椎伸展時痛を主訴 とする疾患の評価には，脊椎各部位のアライメントの 関係や可動性に注意を向けることが大切であることが 明らかとなった。その中でもSIA が重要であることが 示唆された。しかし，今回は横断的な調査であるため， 今後は症例を増やし，疾患の症状が改善するまでの長 期的な姿勢の変化を追跡する必要がある。 謝辞 本研究は2006 年名古屋学院大学研究助成金の援 助を受けて行われたものです。名古屋学院大学関係諸 氏に深謝申し上げます。 引用文献
1) McCulloch JA, Transfeldt EE：Macnab 腰痛．原著第3版．鈴木 信治（監訳），医歯薬出版，東京，1999，pp403-408，441-455， 553-556. 2) 青木一治：腰椎椎間板ヘルニアの理学療法のための検査・測 定のポイントとその実際．理学療法，2004，21: 147-156. 3) 浅海岩生：脊椎疾患による姿勢異常に対する理学療法．理学 療法，2007，24: 222-230.
4) Jackson RP, Mc Manus AC: Radiographic analysis of sagittal plane alignment and balance in standing volunteers and patients with low back pain matched for age, sex, and size. A prospective cotrolled clinical study. Spine, 1994, 19: 1611-1618.
5) Norton BJ, Sahrmann SA, Van Dillen FL: Differences in measure-ments of lumbar curvature relatede to gender and low back pain. J Orthop Sports Phys Ther, 2004, 34: 524-534.
6) Barrey C, Jund J, Noseda O, et al.: Sagittal balance of the pelvis-spine complex and lumbar degenerative diseases. A comparative study abjout 85 cases. Eur Spine J, 2007, 16: 1459-1467. 7) Itoi E: Roentgenographic analysis of posture in spinal
osteoporot-ics. Spine, 1991, 16(7): 750-756.
8) Dankaerts W, O’Sullivan P, Burnett A, et al.: Differences in sitting posture are associated with nonspecific chronic low back pain dis-orders when patients are subclassified. Spine, 2006, 31(6): 698-704.
9) Jang JS, Lee SH, Min J, et al.: Lumbar degenerative kyphosis. Spine, 2007, 32: 2694-2699.
10) 金村徳相，川上紀明，松原祐二・他：日本人の脊柱矢状面彎 曲とその評価．脊柱変形，2003，18: 150-154.
11) Adams MA, Hutton WC: The effect of posture on the role of the apophysial joints in resisting intervertebral compressive forces. J Bone Joint Surg, 1980, 62(3): 358-362.
12) Yang KH, King AI: Mechanism of facet load transmission as a hypothesis for low-back pain. Spine, 1984, 9: 557-565.
13) Mayer TG, Robinson R, Pegues P, et al.: Lumbar segmental rigid-ity: Can its identification with facet injections and stretching exer-cises be useful? Arch Phys Med Rehabil, 2008, 81: 1143-1150.
