膝関節屈曲拘縮が頸部アライメントにも影響を及ぼす？

変形性膝関節症例や人工膝関節全置換術例では膝関節屈曲拘縮を呈した症例が少なくありません．

膝関節屈曲拘縮は胸椎・腰椎運動とも関連するというのは良く知られた話ですが，knee spine syndromeとも称されます．

でも膝関節屈曲拘縮って胸椎や腰椎のみならず頚椎の運動にも波及するのでしょうか？

今回は膝関節屈曲拘縮が頸部アライメントにも影響を及ぼす可能性を示唆する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

Spine J. 2020 Feb;20(2):251-260. doi: 10.1016/j.spinee.2019.09.008. Epub 2019 Sep 13.

Can knee flexion contracture affect cervical alignment and neck tension? A prospective self-controlled pilot study

Yi Ding 1, Baoge Liu 2, Hui Qiao 3, Lu Yin 4, Wen He 4, Fangda Si 1, Dian Wang 1

Affiliations expand

PMID: 31525471 DOI: 10.1016/j.spinee.2019.09.008

今回ご紹介する論文は2020年に掲載された論文です

研究の背景

Background context: The coordination of the alignment between the lower extremities and cervical spine helps to achieve balance and horizontal gaze during standing and walking. Malalignment in any segment can disturb the global balance, causing compensation in another segment. Knee flexion contracture (KFC) can cause spine inclination with increased C7 tilt or C7 SVA (sagittal vertical axis). Cervical alignment and the posterior muscles are essential for maintaining the horizontal gaze which is closely related to neck tension (NT).

下肢と頸椎の間のアライメントの協調は，立位や歩行時のバランスと水平視線の達成に役立ちます．

いずれかのセグメントでアライメントが崩れると，グローバルバランスが乱れ，別のセグメントで代償が生じる可能性があります．

膝関節屈曲拘縮（KFC）は，C7傾斜やC7 SVA（矢状縦軸）の増加により，脊柱の傾きを引き起こす可能性があります．

頸部アライメントと頸部後方筋は，頸部の緊張（NT）と密接に関連する水平方向の視線を維持するために不可欠であります．

研究の目的

Purpose: This study aimed to determine whether KFC can affect cervical alignment and its potential effects on the posterior muscles and NT.

この研究では膝関節屈曲拘縮が頚椎アライメントに影響を与えるかどうか，また頸部後方筋と頸部の緊張に与える潜在的な影響を明らかにすることを目的としております．

研究デザイン

Design: A prospective pilot study was carried out in preoperative (pre-op) and postoperative (post-op) phases.

研究デザインですが，術前（pre-op）と術後（post-op）の段階において前向きパイロット研究を行っております．

研究の対象

Patient sample: This study included 22 consecutive patients with KFC and 12 control subjects in our department who agreed to participate from between August 1, 2018 and February 28, 2019 in our department.

この研究は2018年8月1日から2019年2月28日の間に参加に同意した連続した膝関節屈曲拘縮群22例と対照群12例を対象として行われております．

アウトカム指標

Outcome measures: Visual analog scale (VAS) and neck disability index (NDI) were used. The sagittal alignment parameters and cervical range of motion (ROM) were measured on radiographic images, and included the C0-C2 lordosis (C0-2L), C2-C7 lordosis (C2-7L), C2 SVA, C7 SVA, T1 slope, thoracic kyphosis, lumbar lordosis (LL), pelvic tilt, sacral slope, and knee flexion angle (KA). Surface electromyography-based flexion-relaxation ratio (FRR) and ultrasound-based shear wave elastography (SWE) were performed.

Visual analog scale（VAS）および頸部障害指数（NDI）を使用しております．

矢状面アライメントパラメーターと頸部可動域（ROM）はX線画像で測定し，C0-C2前弯（C0-2L），C2-C7前弯（C2-7L），C2 SVA、C7 SVA，T1傾斜，胸部前弯，腰部前弯（LL），骨盤傾斜，仙骨傾斜，膝屈曲角（KA）などとしております．

表面筋電図を用い手屈曲伸展比（FRR）と超音波に基づくせん断波エラストグラフィ（SWE）を実施しております．

研究の方法

Methods: The control group was matched for age, sex, and body mass index with the KFC group. Patients in the KFC group underwent arthroscopic surgery to correct knee alignment. Comparisons between pre-op and post-op phases were performed using paired sample t tests, comparisons between KFC and control groups were performed using independent samples t tests. The correlation analysis between the parameters was performed using Spearman analysis. Funding for this study was provided by the National Natural Science Foundation of China (60,000 USD), Beijing Municipal Administration of Hospitals Incubating Program (50,000 USD), and Beijing Municipal Administration of Hospitals Clinical Medicine Development of Special Funding Support (20,000 USD). There were no conflicts of interest associated with this study.

対照群は，年齢，性別，体格指数を膝関節屈曲拘縮群とマッチさせました．

膝関節屈曲拘縮群では膝のアライメントを修正するために関節鏡手術が行われております．

術前と術後の比較は対応のあるt検定で，膝関節屈曲拘縮群と対照群の比較は対応の無いt検定を用いて行われております．

パラメータ間の相関分析にはSpearmanの順位相関係数が用いられております．

研究の結果

Results: The average follow-up time for this pilot study was 11.4±1.5 days. Pre-op, the KFC group had higher KA, T1S, C7 SVA, C2 SVA, C0-2L, SWE, VAS, and NDI compared with the control group, but all of these parameters were decreased significantly post-op. The LL, FRR of splenius capitis (FRRsc), and ROM of the KFC group pre-op were lower than the control group, and all of these were increased significantly post-op. There were no differences in pelvic tilt, sacral slope, C2-7 L, or TK between the KFC and control groups, or in FRR of splenius capitis (FRRutr) between pre-op and post-op phases. KA had strong correlations with LL (r=-0.83), which correlated well with C7 SVA (r=-0.75). C7 SVA correlated strongly with C2 SVA (r=0.79), which also correlated strongly with C0-2 L (r=0.76). C0-2 L correlated well with FRRsc (r=-0.65) and SWEsc (r=0.72), and both of them correlated well with VAS (r=-0.54, r=0.71) and NDI (r=-0.57, r=0.76). ROM correlated well with FRRsc (r=0.71), SWEsc (r=-0.74), VAS (r=-0.66), and NDI (r=-0.66).

この研究の平均追跡期間は11.4±1.5日でありました．

術前は膝関節屈曲拘縮群はコントロール群に比べ，KA，T1S，C7 SVA，C2 SVA，C0-2L，SWE，VAS，NDIが高値でありましたが，術後はこれらのパラメータが全て有意に減少しました．

膝関節屈曲拘縮群では術前のLL、頭蓋脾臓のFRR（FRRsc），ROMが対照群に比べ低く，術後はいずれも有意に増加しました．

骨盤傾斜，仙骨傾斜，C2-7 L，TKは膝関節屈曲拘縮群と対照群で差がなく，頭蓋脾臓のFRR（FRRutr）も術前と術後で差がありませんでした．

KAはLLには強い相関があり（r=-0.83），LLはC7 SVAと相関しておりました（r=-0.75）．

C7 SVAはC2 SVAと強い相関があり（r=0.79），C2 SVAはC0-2 Lと強い相関がありました（r=0.76）．

C0-2 LはFRRsc（r=-0.65）およびSWEsc（r=0.72）と中等度～強い相関を示し，両者はVAS（r=0.54，r=0.71）およびNDI（r=0.57，r=0.76）と中等度～強い相関を示しました．

関節可動域についてはFRRsc（r=0.71），SWEsc（r=0.74），VAS（r=0.66），NDI（r=0.66）と中等度～強い相関が見られました．

研究の結論

Conclusions: KFC may cause spine inclination and craniocervical malalignment, leading to NT and ROM reduction. The results of this pilot study may be helpful in guiding further studies concerning KFC and NT.

膝関節屈曲拘縮は脊椎の傾きと頭蓋頚椎の不整列を引き起こし，頸部筋群の緊張と関節可動域の減少につながる可能性があります．

このパイロット研究の結果は，膝関節屈曲拘縮と頸部筋群の緊張に関するさらなる研究の指針となる可能性があります．