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スポーツ傷害(J.Sports Injury)Vol.11:23-25 2006

Isokinetic Closed Kinetic Chain による下肢筋力評価の有用性
行岡病院リハビリテーション部理学療法科
松尾高行
岡山大学医学部・歯学部附属病院整形外科
阿部信寛
吉備国際大学保健科学部
河村顕治

はじめに㎏ であった. OKC は CYBEX 6000( LUMEX, USA ) を用いて,両膝関節伸展筋群および屈曲筋群の等速性筋力測定を行っ近年のスポーツ医学のめざましい進歩にとた.計測は座位で膝関節の角速度を 40 deg /もなって前十字靱帯 ( 以下 ACL ) 再建術がsec に設定し測定した.CKC は河村らが開発発展してきているが,その術後リハビリテーショした閉運動連鎖型評価訓練機（オージー技研

ンや下肢全体の協調的な訓練方法として閉運特注）を用いて,両下肢の測定を行った(図１)

動連鎖（以下 CKC ）が注目されてきている1）. ACL 再建術を成功させるには, ACL 機能の再獲得とともに再建後の ACL に負荷をかけずに下肢筋力の維持または増強を行うことがきわめて重要となる.また,術前術後の筋力評価を安全かつ正確に行うことも非常に重要である. CKC の優位性は近年ますます注目されてきているが,現在は開運動連鎖（以下OKC ）を用いての下肢筋力の評価訓練が一般的である.そこで本研究は, OKC と CKCでの下肢伸展出力の測定を行い,両者を比較して新しい下肢機能の評価訓練法の可能性を探るものである.

対象と方法

図１：サイクロイド曲線を利用した閉運動連鎖型評価訓練機

この閉運動連鎖型評価訓練機はサイクロイド曲線を利用し背臥位で足部が緩やかな円弧を描く運動が可能であり,あらかじめ20 歳から 23 歳の膝関節に障害のない健プログラムされたスピードでアームが動く

常若年女性 10 人 ( 21.2±0.7 歳)を対象とので等速性運動が行える.アーム回転速度

した.身長は 159.4±5.3㎝,体重は 52.2±4.4は 40 deg / sec の設定で測定した.フット

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プレートを押す力（以下,足部出力）を計測

度,屈曲筋群で 32.2±13.0 度であった.

するためフットプレートの下に 3 軸ロー

CKC では 76.1±12.4 度であった.膝関節

ドセル LSM-B-5KNSA15 ( KYOWA,伸展筋群のピークトルク値と CKC での下JAPAN ) を設置した. PCD-300A

肢伸展出力のピークトルク値との相関係数( KYOWA, JAPAN ) およびノートパソコ

は 0.811,膝関節屈曲筋群のピークトルク値

ンを用いて 3 方向の出力を同時に記録し,と CKC での下肢伸展出力のピークトルク

これらの分力より実際の足部の矢状面での値との相関係数は 0.751 で非常に高い正出力とその方向を計算で求めた.被験者はの相関を示した (図２，３) .

股関節,膝関節屈曲位から下肢伸展方向へフットプレートを最大筋力で蹴り続け,足部出力を計測した.運動はデジタルビデオカメラで側面から撮影し,その映像をノートパソコン PowerBook G4 ( Apple, USA )に取り込み,1 秒間に 4 枚 ( 4Hz ) のレー
トで Quick Time 形式で書き出した.さらにこの動画を NIH Image Version1.62（ U.S. National Institutes of Health,
http://rsb.info.nih.gov/nih-image/ ）を用いて,静止画に分割し,各々の静止画上で作図

図２：膝関節伸展筋群のピークトルク値と閉運動連鎖でしモーメントアーム長を求めた.足部出力の下肢伸展出力のピークトルク値との相関の大きさと各々のモーメントアーム長を乗じて各関節トルクを求めた. 股関節伸展,膝関節伸展,足関節底屈方向を正,逆方向を負のトルクとし,その 3 関節のトルクの合計値を CKC における下肢の伸展出力とした.
また,ピークトルク値を示した時の膝関節角度を求めた.

結果
ピークトルク値は OKC の伸展筋群

図３：膝関節屈曲筋群のピークトルク値と閉運動連鎖で141.7±30.3 Nm,屈曲筋群 64.6±13.6 Nmの下肢伸展出力のピークトルク値との相関であった.CKC では 276.4±91.5 Nm であった.ピークトルク値を示した時の膝屈曲角度は, OKC の伸展筋群で 54.7±4.8

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考察

CKC でのピークトルク値は従来のIsokinetic OKC でのピークトルク値との間に高い正の相関関係を認めた.このことは,従来従来行われてきた整形外科領域での膝関筋力の指標として用いられてきた大腿四頭筋節周辺のリハビリテーションはほとんどがの Isokinetic OKC でのピークトルク値評価

OKC であり,この時大腿四頭筋の単独収縮にの代わりに,本研究における設定でのよって生じる脛骨前方引き出し力が特に ACLIsokinetic CKC でのピークトルク値評価がに対して非生理的なストレスとなり問題であっ使用できるという可能性を示唆している.さらにた2）.特に ACL 再建術後に最大努力で被験者によってレバーアームを蹴る力は自在

Cybex テストを行うことについては安全性のにコントロールできるため膝関節に疼痛を生じ上で非常に問題がある.一般的に通常のる場合などは出力を控えればよい.この方法にCybex テストは ACL に危険なストレスをもたよって安全で有効な下肢筋力増強と正確な筋らすと考えられている.一方, CKC は大腿四力評価が可能になると考えられる.

頭筋とハムストリングの共同収縮を引き起こし,ACL に働く脛骨前方引き出し力を減少させる
3）,4）.これまでの研究で CKC の持つ利点は参考文献

徐々に認められつつあるが, Isokinetic CKCを行うための訓練機器はまだ少ない.座位でフ1） Yack HJ, et al.: Comparison of closed

ットプレートを直進状に蹴る力を計測する機器

and open kinetic chain exercise in theが報告されているが,このような設定では膝関anterior cruciate ligament-deficient

節に主に屈曲モーメントが働き,股関節には屈knee. Am J Sports Med 21:49-54,曲モーメントはあまり生じない.したがって大腿1993.

四頭筋中心の収縮が起こり, CKC の最大の2） Palmitier RA, et al.: Kinetic chain

利点である大腿四頭筋とハムストリングの共同

exercise in knee rehabilitation. Sports

収縮は十分には起こらない. CKC の基本でMedicine 11:402-413, 1991.

あるスクワットのような運動を背臥位で再現しよ

3） Lutz GE, et al.: Comparison of

うとすれば,足部は円弧を描くように動くのが理tibiofemoral joint forces during

想である.そのようにして初めて股,膝関節に均

open-kinetic-chain and等に屈曲モーメントを生じるようになるからであclosed-kinetic-chain exercises. JBJSる.本来トルクは回転運動で生じるが,今回試み

75-A:732-739, 1993.

た Isokinetic CKC ではサイクロイド曲線を4） O'Connor JJ.: Can muscle

利用しているため,運動のトルクを計測すること

co-contraction protect knee ligamentsに困難がある.しかし,本研究で用いた設定条

after injury or repair? JBJS

件下で測定及び解析を行うことによって,75-B:41-48, 1993.

Isokinetic CKC における下肢の出力を算出することが可能となった.さらに Isokinetic