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変形性膝関節症例における低負荷膝伸展時の各大腿四頭筋の個別力と軟骨厚および膝痛との関係
変形性膝関節症例に対して理学療法士・作業療法士が大腿四頭筋トレーニングを指導することは多いと思います．
大腿四頭筋のトレーニングを行う場合には，大腿四頭筋の中でも直筋よりも広筋群にターゲットを当てたトレーニングが行われることが多いと思います．
直筋って既に過活動なことが多いですし，直筋の過活動は関節内圧を高め，変形性膝関節症の進行を助長するとも考えられております．
でもこれって本当なのでしょうか？
今回はこういった疑問を解決する上で参考になる変形性膝関節症例における低負荷膝伸展時の各大腿四頭筋の個別力と軟骨厚および膝痛との関係を調査した研究論文をご紹介させていただきます．
今回ご紹介する論文
Clin Biomech (Bristol, Avon). 2021 Dec 11;91:105546. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2021.105546. Online ahead of print.
Relationship between individual forces of each quadriceps head during low-load knee extension and cartilage thickness and knee pain in women with knee osteoarthritis
Masahide Yagi 1, Masashi Taniguchi 2, Hiroshige Tateuchi 2, Tetsuya Hirono 3, Momoko Yamagata 4, Jun Umehara 3, ShusukeNojiri 2, Masashi Kobayashi 5, Noriaki Ichihashi 2
Affiliations expand
PMID: 34920238 DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2021.105546
今回ご紹介する論文は2021年に掲載された論文です．
研究の背景
Background: This study aimed to clarify the individual forces of each quadriceps head during low-load contractions and to determine the associations between individual muscle force and cartilage thickness and symptoms in female knee osteoarthritis patients.
この研究では，女性変形性膝関節症例を対象として，低負荷収縮時の各大腿四頭筋の個別筋力を明らかにし，個別筋力と軟骨厚、症状との関連性を検討することを目的としております．
研究の方法
Methods: Twenty-two women with painful knee osteoarthritis and 15 asymptomatic age-matched women (control group) participated in this cross-sectional study. Maximal knee extension strength and the cross-sectional area of each quadriceps muscle were measured. Shear modulus was calculated for each muscle during 20-Nm torque production by shear-wave elastography. Muscle force index was defined as the product of the cross-sectional area and shear modulus. Medial femur cartilage thickness was measured using an ultrasound B-mode image. Knee pain during gait was evaluated using a Numerical Rating Scale. Muscle force index, cross-sectional area, and maximal knee extension strength, which were defined as muscle functions, were compared between groups using the unpaired t-test. Correlation coefficients were calculated using muscle function, cartilage thickness, or pain.
有痛性変形性膝関節症の女性22例と無症状で年齢をマッチさせた女性15例（対照群）を対象としております．
最大膝伸展筋力と各大腿四頭筋の断面積を測定しております．
20Nmのトルク発生時の各筋のせん断弾性率をせん断波エラストグラフィにより算出しております．
筋力指数は筋断面積とせん断弾性率の積として定義しております．
大腿骨内側軟骨の厚さは超音波Bモード画像により測定しております．
歩行時の膝の痛みは，Numerical Rating Scaleを用いて評価しております．
筋機能として筋力指数，筋断面積，最大膝伸展力を測定し，対応のあるt検定を用いて群間比較を行っております．
また筋機能，軟骨の厚さ，痛みを用いて相関係数を算出しております．
研究の結果
Findings: Maximal strength and vastus lateralis force index were smaller in the knee osteoarthritis group than in the control group (p < 0.001 and p = 0.005, respectively). In the knee osteoarthritis group, vastus medialis and vastus lateralis force indexes were positively correlated with cartilage thickness (r = 0.57 and r = 0.45, respectively), whereas the rectus femoris force index was negatively correlated with cartilage thickness (r = -0.45). The vastus lateralis force index was negatively correlated with knee pain (ρ = -0.56).
変形性膝関節症群では最大筋力と外側広筋力指数が対照群に比べ有意に小さい結果でありました（それぞれp＜0.001，p＝0.005）．
変形性膝関節症群では内側広筋力指数および外側広筋力指数は軟骨の厚さと正の相関があり（それぞれr = 0.57およびr = 0.45），一方で大腿直筋力指数は軟骨の厚さと負の相関がありました（r = -0.45）．
外側広筋力指数は膝痛と負の相関を示しました（ρ = -0.56）．
結果のまとめ
Interpretation: Vasti force indices were positively associated with cartilage thickness; however, rectus femoris index was negatively associated in female patients with knee osteoarthritis.
変形性膝関節症の女性において，広筋群の筋力歯数は軟骨の厚さと正の相関を示しましたが，大腿直筋力指数は負の相関を示しました．
今回は変形性膝関節症例における低負荷膝伸展時の各大腿四頭筋の個別力と軟骨厚および膝痛との関係を調査した研究論文をご紹介させていただきました．
あまりにも短絡的かもしれませんが直筋よりも広筋群のトレーニングの有効性を示唆する内容ではないでしょうか？
