足部アライメントと歩行における足部の運動学的特徴の関連
奥貫 拓実
＜要約＞ 静的な足部回内の評価で多く用いられる立位における舟状骨降下量（navicular drop
：ND
）は歩行時 のND
や足部運動との関連が報告されている．しかし，歩行時のND
と足部の運動学的特徴との関連 を検討した研究はない．本研究の目的は，歩行時のND
と足部の運動学的特徴との関連を検討するこ ととした．対象は健常成人20
名とし，立位における体表からのND
の測定と三次元動作解析による歩 行時のND
および足部の運動を記録した．初期接地から立脚相80%
までを解析区間とし，関節角度は 下腿に対する足部の運動として算出した．歩行時のND
は足部外反角度最大値との間に有意な正の相関 （R
＝0.45
，P
＝0.045
）を，足部外反角度変化量との間に有意な負の相関（R
＝－0.49
，P
＝0.030
）を 認めた．また，歩行時のND
と立位におけるND
，および足部外転角度最大値は相関がある傾向を示し た（R
＝0.40
，P
＝0.079
；R
＝0.44
，P
＝0.055）
．本研究は，歩行時のND
と足部外反・外転運動が関 連していることを示唆した．Ⅰ．はじめに
足部はそのアライメントを変化させることで 歩行時に衝撃吸収や推進力を生み出す機能を有 する．内側縦アーチ高の低下に関連した足部回内 や後足部外反などの足部アライメントは，足部機 能を破綻させるため，下肢傷害の危険因子の一つ として考えられている．その中でも，立位の足部 過回内は足底腱膜炎や中足骨・脛骨疲労骨折，膝 蓋大腿疼痛症候群などの下肢障害と関連するこ とやmedial tibial stress syndrome
（以下MTSS
と略す）などの下肢
over use
障害の発生を予測す ると報告されている 1～4)．同様に，歩行時の後足 部外反角度最大値が大きいことや5），走行時の後 足部外反角度・外転角度最大値ならびに変化量が 大きいことなど6），動作時の足部回内運動が下肢over use
障害の発生を予測したと報告されてい る．これらのことから，立位ならびに動作時の足 部回内は下肢over use
障害の発生に寄与する重 要な因子と考えられる． 立位の足部回内アライメントの指標として舟 状骨降下量（navicular drop
: 以下ND
と略す） が広く用いられており7)，下肢over use
障害を予 測すると報告されている8)．健常者において，立 位のND
は歩行・走行時の舟状骨降下量と関連す ること 9,10)，また，歩行時の後足部外反角度や第 一中足骨背屈角度最大値と関連することが報告 されており11,12)，立位のND
は動作時の足部アラ イメントや足部運動と関連することが明らかに なっている．また，MTSS
群と健常群で動作時の 足部アライメントを比較した後ろ向き研究では， 歩行時のND
や内側縦アーチの低下がMTSS
群 で大きいことが報告されており13,14)，動作時の足 部アライメントはMTSS
の病態と関連している ことが考えられる． 歩行時のND
は矢状面上の舟状骨の降下を捉え ており，歩行時の内側縦アーチの低下と関連する と報告されている15)．しかし，over use
障害の危 険因子と考えられている足部運動と歩行時のND
との関連を検討した報告は渉猟した限り認めら れなかった．立位および歩行時のND
と足部運動 との関連を検討することは，内側縦アーチの低下 に関連する因子の一部を明らかにし，さらには下 肢over use
障害の発生機序や病態の解明に寄与 すると考えられる． したがって本研究の目的は，立位および歩行時 のND
の関連，歩行中におけるND
と足部の運動 学的特徴との関連を検討することとした．仮説は， 歩行時のND
と1
）立位時のND
は関連する，2
）図
1．Navicular drop
距骨頭に触れ距骨下関節中間位を決定した． 図2
．体表マーカー貼付配置 図 3．歩行時の舟状骨高の軌跡（三次元動作解析 で記録した垂直成分の座標)． 赤矢印は舟状骨高が最低位となった位置．舟状骨高最低位が foot flat 時のタイミングと重なることを，踵骨・第一中足骨頭マーカ ーが同じ高さを記録していることで確認した． 歩行時の足部外反角度・外転角度最大値ならびに 変化量は関連する，3
）歩行立脚期における舟状骨高最低位（
the lowest navicular height:
以下LNH
と略す）時の足部外反角度・外転角度は関 連することとした．Ⅱ．対象と方法
1． 被験者 被験者は健常成人20
名（男性10
名，女性10
名，年齢22.0±1.1
歳，身長167.1±9.0cm
，体 重58.9±9.8kg
）とし，除外基準は下肢・体幹の 手術歴および骨折歴，6
ヵ月以内に整形学的既往 を有していることとした．測定脚は全例利き脚と した．利き脚はボールを蹴る脚と定義した．被験 者の足部アライメントを足部回内の指標とされ るND
を用い評価した．ND
はBrody
7）の方法に 準じ，距骨下関節中間位（subtalar neutral
: 以下STN
と略す）での立位と安静立位の舟状骨高の 差とし，測定脚のみ測定した．STN
は被験者に 足部回内外運動をゆっくり行ってもらい，距骨頭 の内外側が同程度に触れる位置と定義した（図1
）． 舟状骨高は舟状骨最突出部と床面との距離を，mm
単位で3
回測定し，3
回の平均値とした．ND
の測定は同一被験者が行い，本研究における検者 内信頼性は0.77
を示した（対象は 9 名）．なお， 本研究は本学保健科学研究院倫理委員会の承認 および各被験者から同意を得て実施した． 2． 装置 歩行の計測には，赤外線カメラ6
台（Motion
Analysis
社製，200Hz
）と三次元動作解析装置Cortex
（Motion Analysis
社製）を用い，被験者の両大腿遠位・下腿・足部に
36
個のマーカーを 貼付した16)（図2
）． 立脚相を同定するために床反力計（Kistler
社製，1000Hz
）1
枚を使用した．立脚相は床反力垂直 成分が10N
を越えている時間と定義した． 歩行は裸足の自由速度で行い，測定脚で床反力 計に接地した成功3
試行を解析した．3． データ解析
STN
での立位時の関節角度を 0°とし，足部運 動は下腿に対する足部の角度として，足部外反・ 外転角度を，Visual 3D（C-Motion
社製）
を用 いて算出した．角度変化量は初期接地（initial
contact: IC
）の角度と角度最大値の差として算出 した．解析区間はIC
から立脚相80%
までとした． また，歩行時のND
は三次元動作解析装置で記 録したSTN
での立位とLNH
時の舟状骨高の差 とした（図3
）．舟状骨高は舟状骨に貼付したマー カーと床面との距離として算出した． 4． 統計解析 歩行時のND
と1
）立位時のND
，2
）歩行時 の足部外反角度・外転角度最大値ならびに変化量，3
）LNH
時の足部外反角度・外転角度との関連をPearson
の積率相関係数を用いて検討した．有意 水準はP
＜0.05
とした．統計解析にはPASW18
（IBM
社製）を使用した．Ⅲ．結果
表1
，2
に本研究の各測定項目と相関係数，P
値，平均値を示す．歩行時のND
（6.2±4.6mm
） と足部外反角度最大値（12.0±4.4°
）の間に有意 な正の相関関係を認めた（R
＝0.45
，P
＝0.045
, 図4a
）．歩行時のND
と足部外反角度変化量（6.3
±3.1°
）の間に有意な負の相関関係を認めた（R
＝－0.49
，P
＝0.030，
図4b
）．立位のND
（9.1
±3.4mm
）と歩行時のND
の間 ，歩行時のND
と外転角度最大値（10.4±3.6°
）の間には，有意 傾向として中等度の相関関係を認めた（それぞれR
＝0.40
，P
＝0.079，
図4c
；R
＝0.44
，P
＝0.055，
図4d）
．また，歩行時のND
と足部外転角度変化 量，LNH
時の足部外反角度・外転角度の間には 有意な相関関係を認められなかった（それぞれP
＝0.930
，0.107
，0.255）
．Ⅳ．考察
本研究の目的は，歩行時のND
と足部の運動学 的特徴を検証することであった．仮説として，歩 歩行時のND
R value
P value
立位のND
外反角度最大値 変化量 外転角度最大値 変化量LNH
時の外反角度LNH
時の外転角度0.40
0.45
-0.49
0.44
0.02
0.37
0.27
0.079
0.045
0.030
0.055
0.930
0.107
0.255
測定項目 平均値±SD
立位のND(mm)
9.1±3.4
歩行時のND (mm)
6.2±4.6
外反角度最大値(°)
12.0±4.4
変化量(°)
6.3±3.1
外転角度最大値(°)
10.4±3.6
変化量(°)
3.6±1.4
LNH
時の外反角度(°)
10.7±4.5
LNH
時の外転角度(°)
8.0±4.4
行時のND
と1)立位のND
，2
) 歩行時の足部外 反角度・外転角度最大値ならびに変化量，3
)LNH
時の足部外反角度・外転角度の間には有意な正の 相関関係を認めることを挙げた．本研究は，歩行 時のND
と足部外反角度最大値の間には有意な正 の相関関係を認め，また，有意傾向として歩行時 のND
と立位のND
，歩行時のND
と足部外転角 度最大値の間には中等度の相関関係を認めた．こ れらは本研究の仮説を部分的に支持した．しかし， 歩行時のND
と足部外反角度変化量の間には有意 な負の相関関係を認め，他のパラメータでは有意 な相関関係を認められず，一部仮説と異なる結果 を示した． 歩行時のND
と立位のND
は中等度の正の相関 関係にあり，先行研究と同程度の相関係数（R＝ 表1．
歩行時のND
と立位のND
，足部運動との 相関係数ならびにP
値．有意水準はP＜
0.05
． 表2．
各測定項目の平均値±SD
ND：navicular drop（舟状骨降下量）．LNH：歩行立脚期 における舟状骨高最低位（the lowest navicular height）．ND：navicular drop（舟状骨降下量）．LNH：歩行立脚期 における舟状骨高最低位（the lowest navicular height）．
0.357
）を示し9)，先行研究の結果を支持した． また，歩行時のND
と足部外反角度最大値との 間には有意な正の相関関係が認められた．歩行時 のND
は内側縦アーチの低下と関連することが報 告されている16)．足部外反は，舟状骨を足部内側 方向と下方に変位させる運動と考えられる．内側 縦アーチの低下は舟状骨と床面の垂直距離が短 くなることであるため，歩行時のND
と足部外反 角度最大値は関連したと考えられる．また，有意 傾向ではあるが，歩行時のND
と足部外転角度最 大値の間に関連を認めた．足部外転角度の増大に 伴い，足関節底背屈軸は進行方向に向く．それゆ え，進行方向と一致した矢状面運動である足関節 背屈運動が妨げられ，足部外反運動の増大が誘発 されると考えられる．これは歩行立脚期に足部内 側の負荷の増加を招き，内側縦アーチの扁平化に 寄与すると考えられる．また，歩行時のND
が大 きいと足部外反角度が大きくなり，運動連鎖によ って脛骨内旋が生じる17)．本研究は足部の関節角 度を下腿に対する足部運動として算出している ため，脛骨内旋により足部外転角度が大きくなっ た可能性がある． これらのことから，歩行時のND
は矢状面上の 舟状骨高を捉えている指標であるが，舟状骨の降 下には水平面と前額面の運動である足部外反・外 転運動が関連している事が示された． しかし，歩行時のND
とLNH
時の足部外反角 度・外転角度に有意な相関関係は認められなかっ た．このことから，内側縦アーチの低下に足部外 反・外転運動以外の運動が関与していることが考 えられる．距骨底屈や第一リスフラン関節背屈に より内側縦アーチの低下が生じることや 17)， 立位の
ND
は歩行時の第一中足骨背屈角度最大値と 関連することが報告されている12)．そのため，立 位のND
が大きいことでLNH
時に後足部に対す る前足部の背屈といった前・中・後足部のセグメ ント間の運動が内側縦アーチの低下に関連して いた可能性がある．また，足部外反角度が大きい ことで，内側縦アーチを構成する第一趾列（第一 中足根関節，楔舟関節，距舟関節）の可動性が増 加し，矢状面上の運動が生じやすくなることが報 告されている19)．第一趾列の矢状面上の運動が更 に大きくなることが考えられ，内側縦アーチの低 下に寄与している可能性がある．足部を一つの剛 体としている本研究ではこのような足部セグメ ント間の運動が反映されず，歩行時のND
とLNH
時の足部外反角度・外転角度との間に有意な相関 関係が認められなかった可能性がある． また，歩行時のND
と外反角度変化量との間 には負の相関関係が認められた．歩行時のND
と 足部外反角度最大値は正の相関関係が認められ たことから，歩行時のND
が大きい者は歩行立脚 期全体を通して，足部が外反方向へ偏位していた 可能性がある．IC
時から内側縦アーチの低下を招 いていた可能性が考えられ，歩行立脚期にアーチ の低下はそれ以上生じることがなく，足部外反角 度変化量が小さくなったことが考えられる． 立位の足部回内アライメントがover use
障害 の発生を予測したと報告されている 1～4)．本研究 結果では，立位の足部回内アライメントは歩行立 脚期の大きな内側縦アーチの低下や，大きな足部 外反角度・外転角度と関連したことから，こうし た運動が過大に生じることが障害発生に寄与す る可能性が考えられる． 下肢 over use 障害の予防や治療では足底板や テーピングによる介入がよく用いられる20,21)．歩 行立脚期の足部回内運動により衝撃吸収機能が 働くが，足部回内運動が生じないことで，大きな 衝撃が足部・下腿に伝達されることが考えられる． 足部テーピングは回内足に対して，静止立位時の 内側縦アーチを上昇させる効果が報告されてい るため21)，立位のND が大きい者に対して，テー ピングを使用することで，IC 時の内側縦アーチが 上昇し，歩行立脚期に正常な足部回内運動が生じ， 足部の衝撃吸収機能が働く可能性がある．また， 内側縦アーチの低下には前額面・水平面の運動と も関与しているため，単純に舟状骨の降下のみを 抑制するような介入ではなく，足部運動を多平面 的に制動する必要があると考えられる．謝辞
本卒業研究にあたり，御多忙中，御指導下さっ た本学諸先生方ならびに本院院生の方々，実験に 協力して頂いた本学学生の皆様に感謝申し上げ ます．引用文献
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陶山哲夫・他．，運動器リハビリテーションの評価Ⅱ 原著第
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版．エルゼビアジャパン株式会社．
