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Vol.586.膝関節のバイオメカニクスにおける腓腹筋の役割とは??

 

 

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カテゴリー

 

バイオメカニクス、膝、腓腹筋

 

タイトル

●膝関節のバイオメカニクス:ACLに拮抗的に働く腓腹筋の役割について

 

●原著はRole of gastrocnemius activation in knee joint biomechanics: gastrocnemius acts as an ACL antagonistこちら

 

なぜこの論文を読もうと思ったのか?

 

●脳卒中患者の立脚後期の構築の治療について学習する上で、基本的なバイオメカニクスから学びたいと思い本論文に至る。

 

内 容

 

背景

 

●腓腹筋は膝関節をまたぐ筋肉ですが、膝の生体力学および前十字靭帯(ACL)に対するその役割は、ハムストリングスや大腿四頭筋と比較した場合、あまり明確ではありません。

 

●本研究では、腓腹筋の出力の変化が膝関節とACLの張力負荷のピークである立脚後期姿勢への影響を調査した。

 

 

方法

 

図参照:Role of gastrocnemius activation in knee joint biomechanics: gastrocnemius acts as an ACL antagonist

 

●はじめに腓腹筋力の変化が膝関節とACL力にピーク負荷を与える立脚後期姿勢に及ぼす影響は歩行運動学-運動学によって駆動される下肢筋骨格モデルを使用して調査されました。

 

●続いて、腓腹筋単独の等尺性収縮下の脛骨大腿骨関節を、さまざまな力レベルと屈曲角度(0°-90°)で分析しました。

 

 

結果

 

図参照:Role of gastrocnemius activation in knee joint biomechanics: gastrocnemius acts as an ACL antagonist

 

●立脚後期姿勢での腓腹筋力の変化はハムストリングスの出力に著しく影響を及ぼしました。腓腹筋はその力を大幅に増加させることにより、ACLへ拮抗的に作用しました。

 

●腓腹筋単独の収縮下でのシミュレーションにより、すべての屈曲角度、特に極端な膝屈曲角度(0°および90°)でこの役割が確認され、下腿の内外旋の制約によりこの効果は大幅に減少しました。

 

●ハムストリングスと腓腹筋はどちらも膝関節屈筋ですが、ACLの保護または負荷する際にそれぞれ反対の役割を果たします。

 

●腓腹筋がACLの拮抗筋であるという事実はACL損傷の効果的な予防と管理に役立つはずです。

 

 

 

 

私見・明日への臨床アイデア

 

 

●ACLの張力負荷(脛骨の前方引き出し)の最大ピークは立脚初期、次いで立脚後期にピークを迎えます。ハムストリングスによる脛骨の後方引き出しは、立脚初期に一度ピークを迎え、立脚後期~遊脚後期にピークを迎えます。

 

●本論文ではハムストと腓腹筋はどちらも膝関節屈筋だがそれぞれ反対の役割を果たすこと、腓腹筋の出力変化がハムストリングスの出力に影響を与えることが示されました。臨床では、脳卒中の方では腓腹筋の筋腹が低緊張となり下方へ偏位していることが多くあり、腓腹筋の機能がハムストリングスにも影響を及ぼしている可能性があります。立脚後期の構築の際に膝関節に対する腓腹筋とハムストリングスの関係も意識しながら介入していきたい。

 

執筆監修|金子 唯史 STROKE LAB代表

・国家資格(作業療法士)取得

・順天堂大学医学部附属順天堂医院10年勤務

・海外で3年に渡り徒手研修修了

・医学書院「脳卒中の動作分析」など多数執筆

 

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