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大腿四頭筋の筋力低下がモーメントアームを減少させる
筋力を決定する要因にはさまざまな要因が考えられます．
筋力というと筋断面積の影響が大きいのは言うまでもありませんが，合わせて重要になるのがモーメントアームです．
今回は大腿四頭筋の筋力低下のメカニズムを考えるうえで非常に重要な知見をご紹介させていただきます．
今回ご紹介する論文
RESEARCH ARTICLE|ARTICLES IN PRESS, 106212．Examination of knee extensor and valgus moment arms of the patellar tendon in older individuals with and without knee
Masashi Taniguchi
今回ご紹介する論文は2024年に掲載された論文です．
研究の背景
Joint moment arm is a major element that determines joint torque. This study aimed to investigate factors associated with knee extensor and valgus moment arms of the patellar tendon in older individuals with and without knee osteoarthritis.
関節モーメントアームは関節トルクを決定する主要な要素であります．
この研究では変形性膝関節症の有無にかかわらず，高齢者における膝伸展筋と膝蓋腱の外反モーメントアームに関連する因子を検討することを目的としております．
研究の方法
Thirty-six participants with knee osteoarthritis (mean age, 78.1 ± 6.0 years) and 43 healthy controls (mean age, 73.0 ± 6.3 years) were analyzed. Magnetic resonance images (MRI) from the knee joint and thigh were acquired using a 3.0 T MRI scanner. The three-dimensional moment arm was defined as the distance between the contact point of the tibiofemoral joint and the patellar tendon line. The three-dimensional moment arm was decomposed into sagittal and coronal components, which were calculated as knee extensor and valgus moment arms, respectively. Quadriceps muscle volume, epicondylar width, bisect offset, Insall–Salvati ratio, and Kellgren–Lawrence grade were assessed. Multiple regression analyses were performed in the healthy control and knee osteoarthritis groups, with knee extensor and valgus moment arms as dependent variables.
変形性膝関節症例36例（平均年齢78.1±6.0歳）と健常対照例43例（平均年齢73.0±6.3歳）を対象としております．
3.0TのMRIスキャナーを用いて，膝関節と大腿部の磁気共鳴画像（MRI）を取得しております．
3次元モーメントアームは脛骨大腿関節の接触点と膝蓋腱ラインとの間の距離として定義しております．
3次元モーメントアームは矢状面成分と冠状面成分に分解され，それぞれ膝伸展モーメントアームと膝外反モーメントアームとして算出されております．
大腿四頭筋量，上顆幅，バイセクトオフセット，Insall-Salvati比，Kellgren-Lawrenceグレードを評価しております．
健常対照群と変形性膝関節症群において膝伸展筋群と膝関節外反モーメント群を従属変数として重回帰分析を行っております．
研究の結果
Knee extensor moment arm was significantly associated with epicondylar width and the Insall–Salvati ratio in the healthy control group and with Kellgren–Lawrence grade, epicondylar width, and quadriceps muscle volume in the knee osteoarthritis group. Valgus knee moment arm was significantly associated with bisect offset in both the groups.
Interpretation
膝伸展モーメントアームは健常対照群では上顆幅，Insall-Salvati比と変形性膝関節症群ではKellgren-Lawrenceグレード，上顆幅，大腿四頭筋量と有意に関連しておりました．
膝関節外反モーメントアームは両群とも膝関節外反オフセットと有意に関連しておりました．
研究の結論
Knee size, osteoarthritis severity, and quadriceps muscle volume affect the knee extensor moment arm in knee osteoarthritis, whereas lateral patellar displacement affects the valgus knee moment arms in older individuals with and without knee osteoarthritis.
膝の大きさ，変形性膝関節症の重症度，大腿四頭筋の筋量は変形性膝関節症における膝伸展モーメントアームに影響し，膝蓋骨の外側変位は，変形性膝関節症の有無にかかわらず，高齢者における膝外反モーメントアームに影響することが明らかとなりました．
非常に興味深い結果ですね．
変形性膝関節症例の大腿四頭筋の筋萎縮はモーメントアーム長の減少が原因となる可能性が考えられます．
大腿四頭筋の筋力低下は力発揮のみならずモーメントアームの減少によって膝関節伸展モーメントを減少させるといった結果ですね．
大腿四頭筋の筋力の改善が改めて重要であることを認識できる結果ですね．
大腿四頭筋の筋肥大によってモーメントアーム長が改善するのかどうかも気になるところですね．
