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人工膝関節全置換術後長期間が経過しても歩行中の筋活動パターンが変化しない
理学療法士・作業療法士であれば変形性膝関節症例や人工膝関節全置換術例における大腿四頭筋とハムストリングスの同時収縮が問題となって歩容が改善しないといったケースを経験することは多いと思います．
大腿四頭筋とハムストリングスを同時収縮させることで，関節の自由度を減少させ，安定性を高める戦略でありますが，人工膝関節全置換術後に除痛が得られればこのような大腿四頭筋とハムストリングスの同時収縮にも改善が得られるのでしょうか？
今回は人工膝関節全置換術例における大腿四頭筋とハムストリングスの同時収縮に着目して歩行時の筋活動パターンを分析した得研究をご紹介させていただきます．
今回ご紹介する論文
Arthritis Care Res (Hoboken). 2020 Jan 21. doi: 10.1002/acr.24143. [Epub ahead of print]
Baseline gait muscle activation patterns differ for osteoarthritis patients who undergo total knee arthroplasty 5-8 years later from those who do not.
Hatfield GL1, Costello KE2,3, Astephen Wilson JL4,5,6, Stanish WD4,5, Hubley-Kozey CL4,7,8.
今回ご紹介する論文は2020年に掲載された新しい内容です．
研究の目的
To determine if baseline quadriceps and hamstrings muscle activity patterns differed between those with medial-compartment knee osteoarthritis who advanced to total knee arthroplasty (TKA) and those who did not, and secondly to examine associations between features extracted from principal component analysis (PCA) and discrete measures.
この研究では内側型変形性膝関節症に対して人工膝関節全置換術を施行した症例と保存療法で経過した症例における大腿四頭筋とハムストリングスの筋活動パターンの相違を明らかにし，筋電図成分との関連性を明らかにすることとなっております．
研究の方法
Vastus lateralis and medialis, rectus femoris, and lateral and medial hamstrings surface electromyograms were collected from 54 individuals with knee osteoarthritis during walking. Amplitude and temporal characteristics from PCA, co-contraction indices (CCI) for lateral and medial muscle pairs, and root mean square (RMS) amplitudes for early, mid, late, and overall stance were calculated from electromyographic waveforms. At follow-up 5-8 years later, 26 participants reported undergoing TKA. Analysis of Variance models tested for differences in PC scores and discrete measures between TKA and no-TKA groups (α= 0.05). Pearson product moment correlation coefficients were calculated between PC scores and discrete variables.
変形性膝関節症例54例を対象として，歩行中における外側広筋，内側広筋，大腿直筋，外側ハムストリングス，内側ハムストリングスの筋活動を表面筋電計を用いて調査しております．
筋電図の振幅および空間的特性，内外側の筋群を対とした際の同時収縮の程度，RMSを調査しております．
その後に人工膝関節全置換術を行って5-8年経過した26例を対象として人工膝関節全置換術施行群と人工膝関節全置換術非施行群で筋電図特性を比較しております．
研究の結果
The TKA group had higher hamstrings activity magnitudes (PC1), prolonged activity in mid-stance (PC2) for all muscles, and greater lateral CCI. TKA had higher hamstrings RMS activity for all stance phases, and higher mid and late-stance quadriceps RMS activity. PC1 was highly correlated with RMS amplitude (highest overall and early stance). PC2 was correlated with mid and late-stance RMS. CCIs were correlated with PC1 and PC2, with greater variance explained for PC1.
人工膝関節全置換術群でハムストリングスの活動性が高く，立脚期における全ての筋活動が延長しており，同時収縮が大きい状況でありました．
また人工膝関節全置換術群で立脚期におけるRMSが大きく，立脚中期および立脚終期における大腿四頭筋のRMSが大きいといった結果でありました．
研究の結論
Those advancing to TKA had higher magnitudes and more prolonged agonist and antagonist activity, consistent with less joint unloading. These gait muscle activation patterns indicate a potential conservative intervention target.
人工膝関節全置換術例では主動作筋と拮抗筋の同時収縮の程度が大きい結果でありました．
この歩行時の筋活動パターンは理学療法による介入の対象になる可能性が考えられます．
今回は人工膝関節全置換術例における大腿四頭筋とハムストリングスの同時収縮に着目して歩行時の筋活動パターンを分析した得研究をご紹介させていただきました．
人工膝関節全置換術例においてはstiff knee gaitを呈する症例は少なくありませんが，その1つの原因が大腿四頭筋とハムストリングスの同時収縮です．
この同時収縮が術後5-8年経過しても残存しているというのは驚きですし，理学療法士が介入すべき1つのポイントになりそうですね．
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