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TKAで歩行のエネルギー効率は改善するのか？
変形性膝関節症例に対しては人工膝関節全置換術が行われることが多いです．
人工膝関節全置換術を施行することにより除痛が得られることが多いわけですが，歩行にはどのような効果があるのでしょうか？
今回はTKAで歩行のエネルギー効率は改善するのかどうかを考えるうえで参考に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
Knee. 2024 Dec 11:53:42-48. doi: 10.1016/j.knee.2024.11.020. Online ahead of print.
Total knee arthroplasty improves energy conversion efficiency during walking in patients with knee osteoarthritis
Ruido Ida 1, Gen Kuroyanagi 2, Yoshino Ueki 1, Satona Murakami 1, Takayuki Shiraki 3, Daiki Shimotori 3, Hideki Okamoto 4, Kunio Yamada 5
Affiliations Expand
PMID: 39667103 DOI: 10.1016/j.knee.2024.11.020
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・目的
Background: Energy conversion efficiency of human gait can be evaluated by calculating the ratio of conversion of mechanical energy from vertical motion to horizontal motion of the center of gravity through the movement of the joints. Osteoarthritis (OA) of the knee joint impairs this energy conversion efficiency. Total knee arthroplasty is the standard treatment for knee OA. However, its effect on energy conversion efficiency is unclear. In this study, we investigated how energy conversion efficiency changed in the gait of patients with knee OA before and after surgery.
ヒトの歩行のエネルギー変換効率は，関節の動きによる重心の垂直運動から水平運動への力学的エネルギーの変換比率を計算することで評価できます．
変形性膝関節症はこのエネルギー変換効率を低下させることが知られております．
人工膝関節全置換術は変形性膝関節症に対する標準的な治療法であります．
しかしながら人工膝関節全置換術が歩行のエネルギー効率に及ぼす影響は不明であります．
研究の方法
Methods: Twelve patients with unilateral knee OA who underwent total knee arthroplasty were included. Ground walking was measured using a motion capture system (VICON®) before and 6 months after surgery. We calculated potential and kinetic energy from the coordinate change of the center of mass to obtain energy conversion efficiency. Other gait parameters such as gait speed, vertical movement distance of the body center, step length, hip joint angle, and trailing and leading limb angles were assessed.
この研究では人工膝関節全置換術を受けた片側性膝関節症例12例を対象としております．
歩行はモーションキャプチャシステム（VICON®）を用いて術前と術後6ヵ月後に測定しております．
質量中心の座標変化から位置エネルギーと運動エネルギーを算出し，エネルギー効率を算出しております．
その他の歩行速度，体心上下移動距離，歩幅，股関節角度，後肢・先行肢角度などの歩行パラメータを評価しております．
研究の結果
Results: Energy conversion efficiency on the operated side significantly improved from 41.4 ± 12.2% to 57.5 ± 9.2% 6 months after surgery. Other gait parameters on the operated side were significantly improved after surgery compared with before surgery. Step length on the operated and the non-operated sides and trailing limb angles on the non-operated side before surgery correlated to energy conversion efficiency, while at 6 months after surgery, gait speed and step length on the non-operated side correlated to energy conversion efficiency.
術側のエネルギー効率は術後6ヶ月で41.4±12.2％から57.5±9.2％へと有意に改善しました．
術側のその他の歩行パラメータは手術前と比較して手術後に有意に改善しました．
術前の術側と非術側の歩幅および非手術側の後肢角度はエネルギー効率と相関しておりましたが，術後6ヵ月では非術側の歩行速度と歩幅はエネルギー変換効率と相関しておりました．
研究の結論
Conclusion: Energy conversion efficiency was strongly improved postoperatively in patients with knee OA.
エネルギー効率は変形性膝関節症例において術後に強く改善しました．
今回はTKAで歩行のエネルギー効率は改善するのかどうかを考えるうえで参考になる論文をご紹介させていただきました．
今回の結果から考えるとTKAを行うことで歩行のエネルギー効率は改善するということですね．
人工膝関節全置換術は除痛のみならず歩行の効率を改善するためにも有効な治療と言えるでしょう．
