足関節背屈可動域制限が膝関節外反を引き起こす？

足関節背屈可動域制限といえば理学療法士・作業療法士が関わる症例が有する機能障害として頻度の多いものの1つです．

足関節背屈可動域制限を呈するとさまざまな問題が生じますが，その中の1つに代償的な膝関節外反があります．

でも本当に足関節背屈可動域制限が膝関節外反を引き起こすのでしょうか？

今回は足関節背屈可動域制限が膝関節外反を引き起こすかどうかを明らかに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

J Sport Rehabil. 2012 May;21(2):144-50. doi: 10.1123/jsr.21.2.144. Epub 2011 Nov 15.

Effect of limiting ankle-dorsiflexion range of motion on lower extremity kinematics and muscle-activation patterns during a squat

Elisabeth Macrum 1, David Robert Bell, Michelle Boling, Michael Lewek, Darin Padua

Affiliations expand

PMID: 22100617 DOI: 10.1123/jsr.21.2.144

今回ご紹介する論文は2012年に掲載された論文です．

研究の背景

Context: Limitations in gastrocnemius/soleus flexibility that restrict ankle dorsiflexion during dynamic tasks have been reported in individuals with patellofemoral pain (PFP) and are theorized to play a role in its development.

膝蓋大腿関節痛症例では，腓腹筋・ヒラメ筋の柔軟性低下に伴って動作時に足関節背屈可動域制限を引き起こすことが報告されており，その発症に関与することが理論的に示されております．

研究の目的

Objective: To determine the effect of restricted ankle-dorsiflexion range of motion (ROM) on lower extremity kinematics and muscle activity (EMG) during a squat. The authors hypothesized that restricted ankle-dorsiflexion ROM would alter knee kinematics and lower extremity EMG during a squat.

この研究では足関節背屈可動域制限がスクワット時の下肢の運動と筋活動（EMG）に及ぼす影響を明らかにすることを目的としており，この著者らは足関節背屈可動域制限がスクワット時の膝関節の運動と下肢の筋活動を変化させるといった仮説を立てております．

研究デザイン

Design: Cross-sectional.

研究デザインは横断的研究となっております．

対象

Participants: 30 healthy, recreationally active individuals without a history of lower extremity injury.

対象は下肢に関連する既往がなく，健康でレクリエーションに積極的な30例となっております．

介入

Interventions: Each participant performed 7 trials of a double-leg squat under 2 conditions: a no-wedge condition (NW) with the foot flat on the floor and a wedge condition (W) with a 12° forefoot angle to simulate reduced plantar-flexor flexibility.

模擬的な足関節底屈筋群の柔軟性低下を作るために，前足部の角度を12°としたウェッジなし条件（NW）とウェッジ条件（W）の2つの条件で対象者が両脚スクワットを7回試行しております．

主要アウトカム測定

Main outcome measures: 3-dimensional hip and knee kinematics, medial knee displacement (MKD), and ankle-dorsiflexion angle. EMG of vastus medialis oblique (VMO), vastus lateralis (VL), lateral gastrocnemius (LG), and soleus (SOL). One-way repeated-measures ANOVAs were performed to determine differences between the W and NW conditions.

主要アウトカムは股関節および膝関節の3次元運動，膝内側変位（MKD），足関節背屈角度となっております．

また内側広筋斜角（VMO），外側広筋（VL），腓腹筋外側頭（LG），ヒラメ筋（SOL）の筋電図を測定しております．

一元配置反復測定ANOVAを用いて，ウェッジ条件ととウェッジ無し条件で関節角度および筋活動を比較しております．

研究の結果

Results: Compared with the NW condition, the wedge produced decreased peak knee flexion (P < .001, effect size [ES] = 0.81) and knee-flexion excursion (P < .001, ES = 0.82) while producing increased peak ankle dorsiflexion (P = .006, ES = 0.31), ankle-dorsiflexion excursion (P < .001, ES = 0.31), peak knee-valgus angle (P = .02, ES = 0.21), and MKD (P < .001, ES = 2.92). During the W condition, VL (P = 0.002, ES = 0.33) and VMO (P = .049, ES = 0.20) activity decreased while soleus activity increased (P = .03, ES = 0.64) compared with the NW condition. No changes were seen in hip kinematics (P > .05).

ウェッジ無し条件と比較して，ウェッジ条件では膝関節屈曲ピークが減少し（P < 0.001, 効果サイズ[ES] = 0.81），膝関節外反角度が増加しておりました（P < 0.001, ES = 0.82）．

またウェッジ条件では足関節背屈ピーク角度，足関節背屈外反角度，膝外反角ピーク，膝内側変位は増加しておりました（P < 0.001, ES = 2.92）．

ウェッジ条件ではウェッジ無し条件と比較して，外側広筋（VL）（P = 0.002, ES = 0.33）および内側広筋（VMO）（P = 0.049, ES = 0.20）の活動が減少し，ヒラメ筋活動が増加しておりました（P = 0.03, ES = 0.64）．

股関節の運動力学には変化は見られませんでした（P > 0.05）．

研究の結論

Conclusions: Altering ankle-dorsiflexion starting position during a double-leg squat resulted in increased knee valgus and MKD, as well as decreased quadriceps activation and increased soleus activation. These changes are similar to those seen in people with PFP.

両脚スクワットの足関節背屈開始位置を変化させると，膝関節外反と膝内側変位が増加し，大腿四頭筋の活性が低下しヒラメ筋の活性が増加しておりました．

これらの変化は膝蓋大腿関節痛の人に見られる変化と同様であります．