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片側性の膝関節屈曲拘縮が及ぼす腰部力学的負荷に与える影響は？
変形性膝関節症例では膝関節屈曲拘縮が問題となることが多いです．
特に片側性に膝関節屈曲拘縮が生じると脚長差が生じ，全身のアライメントも崩れてしまいます．
しかしながら片側性に膝関節屈曲拘縮が生じた場合には腰部の力学的負荷が変化し，腰痛が生じやすいのかどうかを明らかにした研究をご紹介させていただきます．
今回は片側性の膝関節屈曲拘縮が及ぼす腰部力学的負荷に与える影響を考えるうえで参考となる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 Healthc Eng. 2022 Aug 22;2022:1151753. doi: 10.1155/2022/1151753. eCollection 2022.
Effect of Unilateral Knee Extension Restriction on the Lumbar Region during Gait
Shintaro Nakatsuji 1 2, Masayuki Kawada 3, Yasufumi Takeshita 1, Yuta Matsuzawa 1 2, Kazutaka Hata 2, Sota Araki 3, Ryoji Kiyama 3
Affiliations expand
PMID: 36046010 PMCID: PMC9424019 DOI: 10.1155/2022/1151753
今回ご紹介する論文は2022年に掲載された論文です．
研究の目的
Unilateral knee extension restriction might change trunk alignment and increase mechanical load on the lumbar region during walking. We aimed to clarify lumbar region mechanical load during walking with restricted knee extension using a musculoskeletal model simulation.
片側の膝関節屈曲拘縮によって体幹のアライメントが変化し，歩行時の腰部への力学的負荷が増加する可能性があります．
そこで筋骨格系モデルによるシミュレーションを行い，膝関節伸展制限歩行時の腰部力学的負荷を明らかにすることを目的としております．
研究の方法
Seventeen healthy adult males were enrolled in this study. Participants walked 10 m at a comfortable velocity with and without restricted right knee extension of 15° and 30° using a knee brace. L4-5 joint moment, joint reaction force, and muscle forces around the lumbar region during walking were calculated for each condition. Peaks of kinetic data were compared among three gait conditions during 0%-30% and 50%-80% of the right gait cycle.
この研究では健常成人男性17例を対象としております．
対象は膝装具を用いて右膝の伸展を15°と30°に制限した場合としない場合で，快適速度で10m歩行しております．
歩行時のL4-5関節モーメント，関節反力，腰部周囲の筋力をそれぞれの条件下で算出しております．
右歩行周期0％～30％および50％～80％における運動データのピークを3つの歩行条件間で比較しております．
研究の結果
Lumbar extension moment at early stance of the bilateral lower limbs was significantly increased in the 30° restricted condition (p ≤ 0.021). Muscle force of the multifidus showed peaks at stance phase of the contralateral side during walking, and the erector spinae showed force peaks at early stance of the bilateral lower limb. Muscle force of the multifidus and erector spinae increased with increasing degree of knee flexion (p ≤ 0.010), with a large effect size (η 2 = 0.273-0.486). The joint force acting on L4-5 showed two peaks at early stance of the bilateral lower limbs during the walking cycle. The anterior and vertical joint force on L4-5 increased by 14.2%-36.5% and 10.0%-23.0% in walking with restricted knee extension, respectively (p ≤ 0.010), with a large effect size (η 2 = 0.149-0.425).
両下肢の立脚初期における腰部伸展モーメントは，30°制限条件で有意に増加しております（p≦0.021）．
多裂筋の筋力は歩行時の対側立脚期にピークを示し，脊柱起立筋は両側下肢の立脚初期に筋力ピークを示しております．
多裂筋と脊柱起立筋の筋力は膝屈曲度の増加とともに増加し（p≦0.010），その効果の大きさはη2＝0.273～0.486でありました．
L4-5に作用する関節力は歩行周期における両下肢の立脚初期に2つのピークを示しております．
膝関節伸展を制限した歩行ではL4-5の前方および垂直方向の関節力はそれぞれ14.2％-36.5％，10.0％-23.0％増加し（p≦0.010），大きな効果量（η 2＝0.149-0.425）を示しました．
研究の結論
Restricted knee joint extension changed trunk alignment and increased the muscle force and the vertical and anterior joint force on the L4-5 joint during walking; this tendency became more obvious with increased restriction angle. Our results provide important information for therapists engaged in the rehabilitation of patients with knee contracture.
膝関節伸展制限により体幹のアライメントが変化し，歩行時のL4-5関節の筋力と上下・前方関節力が増加し，この傾向は制限角度が大きくなるほど顕著になりました．
この結果は膝関節屈曲拘縮のリハビリテーションに携わるセラピストにとって重要な情報を提供するものであります．
今回は片側性の膝関節屈曲拘縮が及ぼす腰部力学的負荷に与える影響を考えるうえで参考となる論文をご紹介させていただきました．
健常例が対象とした報告ですし，変形性膝関節症の場合には両側性に膝関節屈曲拘縮を合併した症例が多いわけですが，片側性に膝関節屈曲拘縮が見られる場合には腰部のアライメントにも留意しておく必要がありそうですね．
