平成 27 年度研究助成報告書

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高齢者における第 1 趾・第 2～第 5 趾
底屈筋力および筋力発揮速度の関係の検討

1. 対象
研究①の足趾把持筋力と片脚立位保持時間の関連の検討については地域在住高齢者 368 名(男性 149 名，女性 219 名，年齢；70.1±5.3 歳，身長；157.1±8.3 cm，佐伯純弥(PT)1)，池添冬芽(PT)1)，坪山直生(MD)1)，

体重；58.2±10.1 kg)を対象とした。除外基準は，下肢に市橋則明(PT)1)

手術歴のある者，足趾の変形による疼痛を有する者，中枢神経疾患および末梢神経疾患等で足趾の運動障害

1) 京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻を有する者とした。
研究②の第 1 趾と第 2～第 5 趾それぞれの MVC ト

キーワード：足趾筋力，高齢者，バランスルク，RFD と片脚立位保持時間との関連の検討については，地域在住高齢者 10 名(男性 5 名，女性 5 名，年

背景齢 ； 74.8±1.9 歳 ， 身 長 ； 160.1±12.6 cm ， 体 重 ；足趾底屈筋力がパフォーマンスに及ぼす影響や足趾58.0±10.4 kg)を対象とした。除外基準は，下肢に手術

底屈エクササイズの効果についての研究は多くみられ歴のある者，足趾の変形による疼痛を有する者，中枢神1-5) ， 足 趾 底 屈 エ ク サ サ イ ズ の 長 期 介 入 に よ り

経疾患および末梢神経疾患等で足趾の運動障害を有Navicular Drop が減少することや 2)，有痛性外脛骨患する者とした。

者に対する即時的な除痛効果が得られることが報告され各研究の対象には，本研究の目的および方法についている 3)。また，足趾底屈筋のウォーミングアップにより，て説明を行い，紙面による同意を得た。なお本研究は，即時的にバランス能力が改善したという報告や 4)，片脚京都大学医の倫理委員会の承認を得て実施した。

立位の重心動揺と足趾底屈筋の活動が関連したとの報告があることから 5)，足趾底屈筋はバランスの制御に大き

2. 片脚立位保持時間および足趾把持筋力の測定
片脚立位保持時間の測定は開眼にて行い，2 回測定く関与していると考えられる。これまでに片脚立位保持能力と高齢者における転倒との関連が報告されているがした最大値をデータとして用いた。

6) ，高齢者の足趾底屈筋力と片脚立位保持能力との関足趾把持筋力測定には足趾把持筋力計(竹井医療機連性について大規模サンプルで検討した報告はみられ器製)を用い，椅座位にて足部を計測機器に固定し，足ない。

趾で把持バーを最大限把持させたときの把持力を計測

また，筋力発揮速度の指標である，力発揮時の立ちした。計測値を体重で除した値をデータとして用いた。

上がり勾配(Rate of Force Development; RFD)とバランス能力との関連について，高齢者のバランス能力には

3.

第 1 MTP 関節・第 2～5 MTP 関節における MVC

股関節外転 RFD が関連すると報告されているが 7)，足トルク・RFD の測定

趾における RFD とバランス能力の関連については明ら

第 1 MTP 関節および第 2～5 MTP 関節におけるかではない。さらに，第 1 中足趾節関節

MVC トルクの計測は，我々の先行研究と同様の方法を(Metatarsophalangeal joint; MTP 関節)と第 2～第 5用いた(図 1)8)。座位にて体幹，大腿，下腿，足部を非伸MTP 関節の底屈筋力発揮能力をそれぞれ分けて評価縮性のベルトで固定し，第 1 MTP 関節または第 2～第し，バランス能力との関連性について調べた研究はみら

5 MTP 関節の最大等尺性収縮を可能な限り速い速度れない。

で行った。測定時の MTP 関節角度は底背屈 0°に規定

そこで本研究は，①大規模サンプルにて高齢者の足し，足関節底屈 10°および背屈 10°の 2 条件で測定した。

趾把持筋力とバランス能力との関連を検討すること，②

MTP 関 節 底 屈 ト ル ク は 引 張 型 ロ ー ド セ ル TU-BR

第 1 MTP 関節および第 2～第 5 MTP 関節それぞれ(TEAC 製)を用いてひずみを計測し，電圧を増幅器に お け る 等 尺 性 最 大 随 意 底 屈 ト ル ク (maximalDPM-911B(共和電業，日本)で増幅し，アナログ－デジvoluntary contraction torque; MVC トルク)およびタル変換器 Power Lab (AD instruments，オーストラリ

RFD と高齢者のバランス能力との関連を検討することをア)を用いてサンプリング周波数 1,000Hz で A/D 変換し目的とした。

PC に取り込んだ。解析には解析用ソフトウェア Chart 5(AD instruments 製)を用い，高周波域のノイズを取り対象と方法除くために 10Hz でフィルタリングした。計測された最大トルクから安静時の受動トルクを引くことで MVC トルクと平成 27 年度研究助成報告書2bca

図 1．MTP 関節における MVC トルクおよび RFD の測定風景
a.測定機器全体図
b.第 1MTP 関節における MVC トルクおよび RFD 測定
c.第 2～第 5MTP 関節における MVC トルクおよび RFD 測定

表 1. 片脚立位保持時間および足趾把持筋力
片脚立位保持時間 (s)26.8±16.7

足趾把持筋力(kgf/kg×100）

20.5±7.5

MTP 関節底屈トルクおよび RFD と片脚立位保持時間との関係
足関節肢位
MVC トルク
第 1 MTP 関節
背屈位
11.0±3.8(Nm/kg×100）
底屈位
9.2±3.3
第 2～第 5 MTP 関節
背屈位
5.4±2.0
底屈位
4.7±1.9
第 1 MTP 関節
背屈位
RFD
1.34±0.53
底屈位(Nm/ms)1.31±0.61
第 2～第 5 MTP 関節
背屈位
0.96±0.48
底屈位
0.95±0.70
MVC トルク；最大随意トルク (maximal voluntary contraction torque)
MTP 関節；中足趾節関節 (Metatarsophalangeal joint)
RFD；rate of force development* p < 0.05
表 2.

した。算出された MVC トルクは体重で除することで正規

結

相関係数
0.66
0.26
0.47
0.31
0.64
-0.06
0.54-0.10

果化した。RFD は 1 ms あたりの筋出力変化の最大値とし片脚立位保持時間と足趾把持筋力の結果を表 1 に示た。各測定は 2 回行い，MVC トルク，RFD ともに最大す。片脚立位保持時間と足趾把持筋力との間に有意な値を採用した。

相関は認められなかった(r=0.10)。

4. 統計解析屈 RFD は足関節背屈条件においてのみ片脚立位保持

第 1 MTP 関節底屈 MVC トルク，第 1 MTP 関節底
片脚立位保持時間と足趾把持筋力，第 1 MTP 関節・時間との間に有意な正の相関が認められた(表 2)。第 2

第 2～第 5 MTP 関節それぞれの MVC トルクおよび～第 5 MTP 関節底屈 MVC トルク，RFD は足関節底RFD の関係について，ピアソンの相関係数を算出した。

屈位・背屈位いずれも片脚立位保持時間との間に有意有意水準は 5％とした。

な相関は認められなかった(表 2)。

平成 27 年度研究助成報告書

3考

察

本研究は地域在住高齢者を対象として，既存の足趾把持筋力計を用いて測定した足趾把持筋力と，我々が開発した MTP 関節底屈トルク測定器を用いて測定した
第 1 MTP 関節と第 2～第 5 MTP 関節それぞれにおける MVC トルク・RFD とバランス能力との関連について検討した。
本研究の結果，片脚立位保持時間と足趾把持筋力と

the Painful Accessory Navicular. J Phys TherSci. 2011; 23(3): 455-8.
4) Saeki J, Tojima M et al.: Clarification offunctional differences between the hallux andlesser toes during the single leg stance:
immediate effects of conditioning contraction of
the toe plantar flexion muscles. J Phys Ther Sci.
2015; 27(9): 2701-4.の間に相関は認められなかった。足趾把持筋力の測定

5) Kelly LA, Kuitunen S et al.: Recruitment of theでは，IP 関節より遠位を把持バーに掛けていることから，

plantar intrinsic foot muscles with increasing

主として IP 関節屈曲筋力を反映していると考えられる。

postural demand. Clin Biomech (Bristol, Avon).

このことから，IP 関節屈筋力が高齢者の片脚立位保持能力に及ぼす影響は少ないことが示唆された。

2012; 27(1): 46-51.
6) Macrae PG, Lacourse M et al.: Physical

一方で，足関節背屈位での第 1 MTP 関節底屈

performance measures that predict faller status

MVC トルク，第 1 MTP 関節底屈 RFD と片脚立位保持

in community-dwelling older adults. J Orthop

時間の間に有意な正の相関が認められた。先行研究にSports Phys Ther. 1992; 16(3): 123-8.

おいて，第 1 趾底屈のウォーミングアップ後に重心動揺

7) Chang SH, Mercer VS et al.: Relationshipが減少したことが報告されている 4)。本研究の結果，第 2between hip abductor rate of force development～第 5 MTP 関節底屈の筋力発揮能力よりも，第 1 MTP

and mediolateral stability in older adults. Arch関節底屈の筋力発揮能力のほうが高齢者のバランス能

Phys Med Rehabil. 2005; 86(9): 1843-50.

力と関連していることが示唆された。さらに，本研究では，

8) Saeki J, Tojima M et al.: Relationship between

足関節背屈位での第 1 MTP 関節底屈の筋力発揮能力

navicular drop and measuring position of

のみ片脚立位保持時間と関連が認められた。MTP 関節

maximal plantar flexion torque of the first and

底背屈 0°では，足関節を背屈させるほど外在筋が至適

second-fifth metatarsophalangeal joints. J Phys

長に近づき，大きな力発揮が可能であることが報告されTher Sci. 2015; 27(6): 1795-7.ている 9)。そのため，足関節背屈位での力発揮は外在筋，9)Goldmann JP, Bruggemann GP. The potential of

つまり長母趾屈筋の力を反映しやすいと考えられる。こhuman toe flexor muscles to produce force. Jのことから，高齢者の片脚立位制御には特に長母趾屈Anat. 2012; 221(2): 187-94.

筋の筋機能が関わっていると考えられる。
以上より，高齢者の片脚立位保持能力には，足趾筋力のなかでも第 1 MTP 関節底屈の筋力と力発揮の速さが関連し，これらは外在筋の力発揮の影響を大きく受けることが示唆された。
文献1) Uritani D, Fukumoto T et al.: Associations
between toe grip strength and hallux valgus, toecurl ability, and foot arch height in Japanese
adults aged 20 to 79 years: a cross-sectional
study. J Foot Ankle Res. 2015; 8:18.
2) Mulligan EP, Cook PG: Effect of plantar
intrinsic muscle training on medial longitudinalarch morphology and dynamic function. ManTher. 2013; 18(5): 425-30.
3) Shiroshita T, Fukubayashi T: Comparison ofTowel-gathering Exercise and Toe Exercises for