スポーツ傷害（J. sports Injury）Vol. 18：61−64

2013

前十字靭帯再建膝の kinematics― 膝伸展筋力と動作時回旋角度の関係 ―
1）
，2）
3）
4）
5）
（PT, AT, PhD） ，前田 朗（MD） ，井田 博史（PhD） ，志波 直人（MD）○佐藤 孝二（さとう こうじ）

1）

福岡和仁会病院
久留米大学大学院 医学研究科
3）
成田整形外科病院4）
上武大学 ビジネス情報学部
5）
久留米大学 整形外科
2）

はじめに動 作 解 析 に は VICON 612（Vicon Motion Systems Ltd,Oxford, United Kingdom） を 用 い， 歩 行， 走 行， 着 地，近年，前十字靭帯（以下 ACL）再建術は脛骨の前方不前方への着地，方向転換の各動作について，接地中の座標安定性の改善だけではなく，回旋不安定性や kinematics

データを収集した．次に脛骨大腿骨間の初期位置におけの改善を目的に解剖学的二重束再建が多く行われるようにる回旋アライメントを計測するために，Carpenter ら 5）の方法に基づき，荷重下に MRI が撮像可能な装置を作成し，

1）なりつつある ．
様々な方法で行われている ACL 再建術後患者の膝関節膝伸展位で撮像する下肢に 20kg 重を負荷して撮影をした

kinematics 解析によると，再建術後膝の kinematics は正常（図 1）． 得られた矢状断像より膝伸展角度が 0 度であるこ膝のそれとは異なるという報告が多い．そして，これらのとを確認した後，横断像を用いて回旋アライメントを計測

kinematics 異常が術後の関節症変化や半月板損傷の一因でした．大腿骨上顆軸（TEA）に直交する軸を基準として，

2），3）

脛骨側へ投影し，脛骨側は PCL 付着部と膝蓋腱付着部内はないかと考えられている．

ACL 再建術後の筋力はスポーツ復帰のための指標のひ6）をとり，それらのなす角を側縁を結んだ線（akagi line）

とつとされる事が多い．しかしながら，ACL 再建術後の脛骨回旋角と定義した（図 2）． その後，荷重位 MRI にて筋力と動作の関係については，Quadriceps avoidance gait

設定された初期位置を，ポイントクラスター法より算出しの存在が報告されている 4）程度であり，スポーツ動作につた動作中の角度の基準（0 度）とすることにより，接地中いて，筋力と動作時膝関節運動の関係を示した研究は皆無の脛骨の回旋運動を算出した（図 3）．
上記の方法で得られた膝伸展筋力の患健比と動作中の最である．
そこで我々は，解剖学的 ACL 再建術後患者のスポーツ大内旋角度の関係について検討を加えた．

動作中の膝関節回旋運動と筋力の関連を検討することを目結的に本研究を行った．

対象と方法

果

歩行，前方着地，方向転換の 3 動作において，膝伸展最大筋力（患健側比）と動作中の脛骨最大内旋角度に正の相

対象は解剖学的 ACL 二重束再建術後 9 ヶ月以降の患者関を認めた（図 4）．また，走行，垂直着地の 2 動作では有11 名とし，複合靭帯損傷や著しい半月板損傷や軟骨に損意差はみられなかったが，同様の傾向がみられた（図 4）．

傷があるものは除外した．筋力測定には Cybex を使用しさらに，伸展筋力が健側と同レベルに回復しているものほ

60 度 / 秒にて膝伸展最大筋力を測定し，健側と比較した．

，動作中の関節回旋ど（患健側比が 100％に近づくほど）— 61 —

図 1．荷重位 MRI 撮影装置
MRI に荷重可能な装置を作成し，片足 200N 荷重にて撮影を行った．

図 2．初期回旋角の設定
MRI 画像より，大腿骨側は内外側顆を結んだ線（transepicondylar axis）に直交する線を基準線とし，脛骨側は膝蓋腱付着部内側縁と PCL 付着部を結んだ線（akagi line）を基準として，両者のなす角を回旋角とした．

図 3．動作中の脛骨回旋角度の基準（0 度）の設定
point cluster 法の開始位置は静止立位が基準となるが，被験者間の脛骨回旋角度の基準を統一するために，MRI 画像より得られた初期回旋アライメントを point cluster 法の開始角度として算出した．

— 62 —

図 4．動作時の脛骨最大内旋角と膝伸展筋力の関係
歩行，前方着地，方向転換で正の相関を認めた．走行，垂直着地動作では有意差は同様な傾向がみられた．青線が健側の平均最大内旋角度であり，伸展筋力が健側と同様に回復しているものほど，関節運動は健側に近づいていた（囲み）．

運動が健側に近似していることがわかった（図 4）．の間に負の相関がみられた（2013JOSKAS 発表予定）．今
回の研究の結果と合わせて考えると，ACL 再建術におい考察て，膝の静的回旋アライメントの正常化を目指すことが，術後の筋力回復や動作時回旋 kinematics の正常化につな

今回の研究により，ACL 再建膝においては膝伸展最大がると考える（図 5）．

筋力と動作中の脛骨最大内旋角度に正の相関があることが今後は症例数を増やすとともに，筋力や前方不安定性，わかった．また，筋力が健側に近いものほど，動作中の最静的なアライメントなど様々な因子と動的な kinematics大内旋角度が健側に近いという結果となった．との関係を示していく必要がある．

我々がおこなった他の研究では，静的脛骨外旋角と筋力

図 5．静的脛骨回旋角と筋力・動作時 kinematics の関係
静的脛骨回旋角度を正常化を目指すことが，筋力回復や動作時の kinematics の正常化につながると考えられる．

— 63 —

ま と め
解剖学的二重束 ACL 再建術後患者の膝伸展筋力と動作時回旋運動の関係を調べた結果，動作時の最大内旋角度と膝伸展筋力に正の相関がみられ，また，伸展筋力が健側に近いものほど健側の回旋 kinematics に近似することが分かった．

参考文献
１）Yagi M, Kuroda R, Nagamune K, et al. Double-bundle ACL
reconstruction can improve rotational stability. Clin OrthopRelat Res 2007；454：100 − 7.
２）Butler RJ, Minick KI, Ferber R, et al. Gait mechanics after
ACL reconstruction： implications for the early onset ofknee osteoarthritis. Br J Sports Med 2009；43（5）：366 −70.

３）Hart J, Blanchard B, Hart J, et al. Multiple ligament knee
reconstruction clinical follow-up and gait analysis. Knee
Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy 2009；17（3）：277 − 285.
４）Berchuck M, Andriacchi TP, Bach BR, et al. Gait adaptations
by patients who have a deﬁcient anterior cruciate ligament.
J Bone Joint Surg Am 1990；72（6）：871 − 7.
５）Carpenter RD, Majumdar S, Ma CB. Magnetic ResonanceImaging of 3 − Dimensional In Vivo Tibiofemoral Kinematics
in Anterior Cruciate Ligament-Reconstructed Knees.
Arthroscopy： The Journal of Arthroscopic & Related
Surgery 2009；25（7）：760 − 766.
６）Aglietti P, Sensi L, Cuomo P, et al. Rotational position offemoral and tibial components in TKA using the femoraltransepicondylar axis. Clin Orthop Relat Res 2008；466（11）：2751 − 5.

— 64 —