理学療法学42-7

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よりとしあみおか
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1 理学療法学第 42 巻第 7 号 539 ~ 546 頁 (2015 MRI による腹臥位からの体幹伸展位の解析年 ) 539 研究論文 ( 原著 ) MRI による腹臥位からの体幹伸展位における脊椎および仙腸関節の可動域の解析畠昌史小川大輔 1)2)# 2)5)# 宇佐英幸松村将司 3) 6) 市川和奈妹尾淳史 1)2) 7)0) 見供竹井翔仁 2)4) 8)0) 要旨目的腹臥位からの体幹伸展位における, 脊椎および仙腸関節の矢状面の可動域の特徴を明らかにすること方法対象は健常女性 13 名, 課題は腹臥位軽度体幹伸展位パピー姿勢の 3 肢位とした各肢位における各椎間関節 (Th11/12 ~ L4/5) 腰仙関節(L5/S1) 仙腸関節の矢状面上の動きを磁気共鳴映像法 (MRI) を用いて解析し, 腹臥位との差を比較した結果軽度体幹伸展位は Th12/L1 ~ L3/4 が L4/5 L5/S1 より伸展し, パピー姿勢では Th12/L1 ~ L4/5 が L5/S1 より伸展したまたパピー姿勢は軽度体幹伸展位よりも Th12/L1 ~ L4/5 の伸展の動きが大きかった一方, 仙腸関節の動きは両肢位ともほとんどなかった結論軽度体幹伸展位では Th12/L1 ~ L3/4 がおもに伸展を担い, パピー姿勢ではそれに L4/5 が加わり,Th12/L1 ~ L3/4 についてはさらに伸展することが明らかになったキーワード体幹伸展位, 可動域,MRI はじめに理学療法で用いられる治療的肢位のひとつに, パピー 1) 姿勢に代表される腹臥位からの体幹伸展位があ MRI Analysis of the Range of Motion of Spinal Segments and the Sacroiliac Joint in the Sagittal Plane in the Prone Position with Trunk Extension 1) 千川篠田整形外科理学療法科 ( 東京都豊島区要町 ) Masafumi Hata, PT, MS, Kazuna Ichikawa, PT, MS: Department of Physical Therapy, Senkawa-Shinoda Orthopedic Clinic 2) 首都大学東京大学院人間健康科学研究科理学療法科学域博士後期課程 Masafumi Hata, PT, MS, Kazuna Ichikawa, PT, MS, Sho Mitomo, PT, MS, Daisuke Ogawa, PT, MS: Doctoral Course, Deparment of Physical Therapy, Graduate School of Human Health Sciences, Tokyo Metropolitan University 3) 首都大学東京健康福祉学部理学療法学科 Hideyuki Usa, PT, PhD: Division of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Tokyo Metropolitan University 4) 河北総合病院リハビリテーション科 Sho Mitomo, PT, MS: Department of Physical Therapy, Kawakita General Hospital 5) 目白大学保健医療学部理学療法学科 Daisuke Ogawa, PT, MS: Department of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Mejiro University 6) 杏林大学保健学部理学療法学科 Masashi Matsumura, PT, PhD: Department of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Kyorin University 7) 首都大学東京大学院人間健康科学研究科放射線科学域 Atsushi Senoo, RT, PhD: Deparment of Radiological Sciences, Graduate School of Human Health Sciences, Tokyo Metropolitan University 8) 首都大学東京大学院人間健康科学研究科理学療法科学域 Hitoshi Takei, PT, PhD: Deparment of Physical Therapy, Graduate School of Human Health Sciences, Tokyo Metropolitan University # hata-masafumi@ed.tmu.ac.jp ( 受付日 2014 年 6 月 13 日 / 受理日 2015 年 7 月 22 日 ) [J-STAGE での早期公開日 2015 年 12 月 1 日 ] る腹臥位からの体幹伸展位を用いた治療としては, 腰椎椎間板障害に対する運動療法がよく知られているその他にも, 胸腰椎可動性の改善のためや体幹筋や肩甲骨周囲筋のトレーニング, あるいは徒手療法や物理療法の治療肢位などその用途は多岐にわたるしたがって, 臨床場面において体幹伸展位を用いるにあたり, その運動学的特性を理解することは非常に重要であると考えるしかし, 腹臥位からの体幹伸展位について, その治療効果に関する報告は多数みられる 2 5) が, 運動学的な 6) 分析をしたものは少ない菅原は, 腹臥位からの体幹伸展位における腰椎伸展角度として, 第 12 胸椎と第 1 腰椎の棘突起後方と仙骨後方のなす角度を水準器を用いて測定しているが, 各腰椎間の可動域については不明である坂光ら 7) は, 脊椎圧迫骨折患者を対象に, 腹臥位からの体幹伸展動作時の脊椎可動性をスパイナルマウスで測定した結果, 骨折部位の上下椎体間に可動性の低下, 他椎体間に過剰な可動性があったと報告し骨折部の影響を明らかにしているが, 各椎間別の可動域については示されていない Gak ら 8) は,21 名の健常成人に対し, 腹臥位, パピー姿勢,press-up( 腹臥位での腕立て伏せ ) の 3 肢位について,X 線画像を用いて L3/4, L4/5,L5/S1 の椎体間角度を計測しているが, 腰椎伸展運動に関与するであろうその他の部位, すなわち上位腰椎間あるいは胸腰椎移行部については分析されていない

540 理学療法学第 42 巻第 7 号 9) 一般に体幹伸展による腰椎に対する力学的帰結としては, 髄核の前方移動椎間孔の径の縮小椎間板内圧の低下椎間板後方線維輪や後縦靭帯の緊張緩和などが挙げられているそれらは McKenzie Therapy 10) に代表される, 腰椎椎間板ヘルニア等の腰部椎間板障害に対する体幹伸展位を用いたエクササイズの理論的背景となっているが,

8 であったとしているしかし, 腹臥位からの体幹伸展位についての報告は見あたらず, 腹臥位からの体幹伸展位に伴う仙腸関節の動きは明らかになっていないつまり腹臥位からの体幹伸展位をとることで, 各胸腰椎椎間関節腰仙関節あるいは仙腸関節のうち, どの分節がどの程度動くのか, 言い換えると腹臥位からの体幹伸展位をとるためには, どの分節にどの程度の可動性が求められるのかは明らかではない

2 540 理学療法学第 42 巻第 7 号 9) 一般に体幹伸展による腰椎に対する力学的帰結としては, 髄核の前方移動椎間孔の径の縮小椎間板内圧の低下椎間板後方線維輪や後縦靭帯の緊張緩和などが挙げられているそれらは McKenzie Therapy 10) に代表される, 腰椎椎間板ヘルニア等の腰部椎間板障害に対する体幹伸展位を用いたエクササイズの理論的背景となっているが, すべての腰椎分節に同様の変化が生じるのかは不明であるまた, 腰椎の運動には骨盤の協調した動きが伴い, その骨盤の動きには仙腸関節も関与する仙腸関節の矢状 11)12) 面上の可動性に関しては諸家による報告があり, Kissling ら 13) は立位で体幹後屈した際の仙骨の後方回転運動は 1.8 であったとしているしかし, 腹臥位からの体幹伸展位についての報告は見あたらず, 腹臥位からの体幹伸展位に伴う仙腸関節の動きは明らかになっていないつまり腹臥位からの体幹伸展位をとることで, 各胸腰椎椎間関節腰仙関節あるいは仙腸関節のうち, どの分節がどの程度動くのか, 言い換えると腹臥位からの体幹伸展位をとるためには, どの分節にどの程度の可動性が求められるのかは明らかではないそこで本研究は, 健常女性を対象に腹臥位からの体幹伸展位における下部胸椎腰椎椎間関節, 腰仙関節, 仙腸関節の動きを解析し, 矢状面の可動域変化とその特徴, ならびに骨盤運動の関与の有無を明らかにすることを目的とした分析には人体に侵襲がなく, かつ生体内の椎間関節角度変化ならびに骨盤帯の動きを高い精度で評価できる 14 16) MRI(Magnetic Resonance Imaging: 磁気共鳴映像法 ) を用いた対象および方法 1. 対象対象は脊椎股関節に既往のない健常成人女性 13 名で, 平均年齢は 20.3 歳 (19 ~ 23 歳 ), 身長と体重の平均値 ( 標準偏差 ) はそれぞれ 156.1(4.3)cm,50.0(5.3)kg であった 2. 実験条件実験課題は, 腹臥位からの体幹伸展位であり, 体幹伸展角度が異なる以下の 3 条件を設定した ( 図 1 ~ 3) 1) 腹臥位 ( 体幹伸展なし ) 2) 軽度体幹伸展位 ( 握りこぶしを上下に重ね, その上にあごを乗せることで支えた腹臥位 ) 3) 中等度体幹伸展位としてパピー姿勢 ( 以下, パピー姿勢 ) 条件の設定に際し, 体型による影響を最小限にするために,2) 軽度体幹伸展位,3) パピー姿勢とも被験者自身の身体を用いて肢位を規定したすなわち, 軽度体幹伸展位は下顎と床の距離が被験者の握りこぶし 2 つ分, パピー姿勢は, 肩峰と床の距離が被験者の上腕長となる測定時は,MRI 撮像時の禁忌事項である生体でのループ形成を防ぐ目的で, 被験者の両手に布製の手袋を装着図 1 腹臥位図 2 軽度体幹伸展位

MRI による腹臥位からの体幹伸展位の解析 541 図 3 パピー姿勢図 4 解析した MRI 画像の一例と解析項目 a: Th12 L1 L2 L3 L4 L5 S1 b:l 角と PI 角させた 1) 腹臥位では, うつ伏せ用枕 ( 加地社製, エクスジェルフェイスピロー AMK-10-BL) を使用したまた 3) パピー姿勢については,

0T) を用いた MRI 信号の受信には Body Coil を用い,T2 強調 ( 撮像視野 470 mm, 繰り返し時間 6,278 msec, エコー時間 90 msec, スライス厚 6 mm, スライス間隙 6 mm, スキャン時間 3 分 25 秒 ) のシーケンスにより, 各条件につき約 50 スライスの矢状断像を撮像したなお, 矢状断撮像の前に位置決め画像を撮像し,

3 MRI による腹臥位からの体幹伸展位の解析 541 図 3 パピー姿勢図 4 解析した MRI 画像の一例と解析項目 a: Th12 L1 L2 L3 L4 L5 S1 b:l 角と PI 角させた 1) 腹臥位では, うつ伏せ用枕 ( 加地社製, エクスジェルフェイスピロー AMK-10-BL) を使用したまた 3) パピー姿勢については, 肢位が崩れないようにうつ伏せ用枕とタオルを用いて固定し, 撮像中の体動を防止したすべての条件において, 体幹や股関節周囲の筋活動が最小限になるよう被験者に指示し確認した全被験者に疼痛の出現と不快感の有無を撮像前後に確認したが, それらを訴えた者はいなかった 3.MRI 撮像 MRI 撮像には臨床用 MR 装置 (Philips Electronics Japan, Achieva3.0T) を用いた MRI 信号の受信には Body Coil を用い,T2 強調 ( 撮像視野 470 mm, 繰り返し時間 6,278 msec, エコー時間 90 msec, スライス厚 6 mm, スライス間隙 6 mm, スキャン時間 3 分 25 秒 ) のシーケンスにより, 各条件につき約 50 スライスの矢状断像を撮像したなお, 矢状断撮像の前に位置決め画像を撮像し, その画像から右上後腸骨棘左上後腸骨棘胸腰椎棘突起正中仙骨稜恥骨結合の骨指標が確認できるように矢状断面を決定した各条件の撮像順序はランダムとした得られた全画像から DICOM 閲覧ソフト (IMAGE Information Systems, K-PACS V1.6.0) を用いて, 胸腰椎棘突起と正中仙骨稜を含む画像, 右上後腸骨棘, 左上後腸骨棘, 恥骨結合を含むそれぞれの画像を抽出した 4. 解析項目抽出した画像について, 画像処理ソフト (National Institutes of Health, Image J 1.42q) を用いて以下の項目を計測した ( 図 4) 1) 各椎間関節角度 : 第 11 胸椎 ~ 第 5 腰椎椎体上面の, それぞれの下位椎体上面に対する相対的傾斜角 ( 以下, それぞれ Th12 L1 L2 L3 L4 L5 S1),2) 腰仙角 (Lumbosacral Angle; 以下,L 角 ): 第 1 仙椎上面と水平面とのなす角,3) 左右骨盤傾斜角 (Pelvic Inclination Angle; 以下,PI 角 ): 上後腸骨棘と恥骨結合を結んだ線と水平面とのなす角一般的には L 角と PI 角は立位姿勢で計測されるため水平面は重心線と直交する面となるが, 本研究においては腹臥位で計測したために体幹腹側の床面を水平面としたなお PI 角については, 上後腸骨棘を含む矢状断像と恥骨結合を含む矢状断像との合成画像から計測した

4 542 理学療法学第 42 巻第 7 号次に, 軽度体幹伸展位パピー姿勢の椎間関節角度について, 腹臥位の角度との差を求め, それを椎間関節可動域 ( 以下, それぞれ Th11/12 Th12/L1 L1/2 L2/3 L3/4 L4/5 L5/S1) としたすなわち腹臥位の椎間関節角度を 0 として体幹伸展方向と同方向への変位量を算出した L 角と PI 角についても同様に, 腹臥位との差を求め, 骨盤前傾方向への変位量を算出し, それぞれ仙骨前傾量骨盤前傾量とした左右の仙腸関節の動きは, 左右の骨盤前傾量と仙骨前傾量の差から解析した ( 図 5) すなわち, 骨盤前傾量を仙骨前傾量が上回った場合には仙骨は骨盤に対して相対的に前屈運動 ( うなずき運動 : 立位姿勢では仙骨の岬角が前下方に移動し, 仙骨尖と尾骨先端が後上方に動くことで, 仙骨全体が骨盤に対して前方に回転する動き ) が生じ, 反対に骨盤前傾量を仙骨前傾量が下回った場合は仙骨の後屈運動 ( 起き上がり運動 : 立位姿勢では仙骨の岬角が後上方に移動し, 仙骨尖と尾骨先端が前下方に動くことで, 仙骨全体が骨盤に対して後方に回転する動き ) が生じたことになる 14) 5. 統計処理椎間関節可動域について, 分節による違いと肢位による違いを比較するため, 分節 7 水準 (Th11/12 Th12/ L1 L1/2 L2/3 L3/4 L4/5 L5/S1) と肢位 2 水準 ( 軽度体幹伸展位パピー姿勢 ) を 2 要因とした反復測定による分散分析を実施した検定に先立って, 各変数が正規分布に従うことをシャピロウイルク検定で確認した反復測定による分散分析の結果, 主効果が認められた要因に関して, 事後検定として, 分節間の比較には多重比較 Bonferroni 法, 肢位間の比較には対応のある t 検定を実施したまた, 骨盤の動き ( 右骨盤前傾量左骨盤前傾量仙骨前傾量 ) について, 項目間の差と肢位による差を明らかにするため, 部位 3 水準 ( 右骨盤前傾量左骨盤前傾量仙骨前傾量 ) と肢位 2 水準 ( 軽度体幹伸展位パピー姿勢 ) を 2 要因とした反復測定による分散分析を実施した検定に先立って, 各変数が正規分布に従うことをシャピロウイルク検定で確認したすべての検定で統計ソフト PASWstatistics, Ver.18.0 を使用し, 有意水準は 5% とした図 5 仙腸関節の動きの解析方法 PI 角,L 角は腹臥位での測定値,PI 角,L 角は課題中の測定値を示す. PI 角 - PI 角 : 骨盤前傾量 L 角 - L 角 : 仙骨前傾量骨盤前傾量 < 仙骨前傾量の場合は仙骨前屈運動, 骨盤前傾量 > 仙骨前傾量の場合は仙骨後屈運動が生じたことになる. 上図は, 仙骨の前屈運動の例である. 6. 説明と同意ならびに倫理的配慮各対象者に本研究の趣旨と目的および MRI 撮像についての説明を十分に行い, 書面にて研究への参加の同意を得たなお本研究は, 首都大学東京荒川キャンパス研究安全倫理審査委員会の承認 ( 受理番号 09049) を受けて実施した結果 1. 椎間関節可動域各椎間関節可動域 ( Th11/12 ~ L5/S1) を表 1 に示す表 1 椎間関節可動域 [ ] の平均値 ( 標準偏差 ) の比較 L5/S1 L4/5 L3/4 L2/3 L1/2 Th12/L1 Th11/12 軽度体幹伸展位 1.1(0.9) 0.2(1.5) 2.1(1.4) 1.9(1.6) 2.1(1.9) 2.1(1.4) 0.3(1.4) パピー姿勢 0.6(0.8) 2.5(1.2) 2.9(1.3) 3.5(1.7) 4.5(1.8) 3.7(1.6) 1.0(1.9) 数値は, 平均値 ( 標準偏差 ) を表す :p < 0.05

5 MRI による腹臥位からの体幹伸展位の解析 543 表 2 骨盤仙骨前傾量 [ ] の平均値 ( 標準偏差 ) の比較左骨盤前傾量仙骨前傾量右骨盤前傾量軽度体幹伸展位 0.1(2.4) 0.8(2.9) 0.2(2.2) パピー姿勢 0.3(2.5) 0.3(3.4) 0.2(3.0) 数値は, 平均値 ( 標準偏差 ) を表す無印 : 有意差なし反復測定による分散分析の結果, 分節肢位の両要因において主効果が有意 ( 分節 :F(6,72)= 23.1,p < 0.05, r = 0.49; 肢位 :F(1,12)= 87.1,p < 0.05,r = 0.94) で交互作用を認めた (F(6,72)= 4.0,p < 0.05,r = 0.23) そのため, 分節間の比較に多重比較検定 (Bonferroni 法 ), 肢位間の比較に対応のある t 検定を実施したその結果, 軽度体幹伸展位における分節間の比較では,Th12/L1 ~ L3/4 の各分節の伸展角度が, L4/5 および L5/S1 よりも有意な増加を示した (p < 0.05) また, Th12/L1 L1/2 L3/4 は Th11/12 と比較して有意な伸展角度の増加を示した (p < 0.05) パピー姿勢における分節間の比較では,Th12/L1 ~ L4/5 の各分節の伸展角度が L5/S1 に比較して有意な増加を示した (p < 0.05) さらに Th11/12 に比較して Th12/L1 ~ L3/4 が, L4/5 に比較して L1/2 の伸展角度が, 有意な増加を示した (p < 0.05) 肢位間の比較では,Th12/L1 ~ L4/5 の各分節において, 軽度体幹伸展位よりパピー姿勢で有意な伸展角度の増加を示した (p < 0.05) 2. 骨盤の動き ( 右骨盤前傾量左骨盤前傾量仙骨前傾量 ) 右骨盤前傾量左骨盤前傾量仙骨前傾量を表 2 に示す両条件における各平均値はいずれも非常に小さかった ( 最小値 : 0.8, 最大値 :0.3 ) また, 反復測定による分散分析の結果, 部位肢位の両要因において有意差はなかった ( 部位 :F(2,24)= 0.33,p > 0.05,r = 0.12; 肢位 :F(1,12)= 1.09,p > 0.05,r = 0.29) 以上の結果から, 仙腸関節の動きはわずか, あるいはほとんどなかった可能性が高い考察 1. 椎間関節可動域について本研究の結果から, 若年健常女性における軽度体幹伸展位およびパピー姿勢での各椎間関節可動域が明らかになった椎間関節可動域を分節間で比較した結果, 軽度体幹伸展位では L4/5 L5/S1 に比べて Th12/L1 ~ L3/4 がより伸展したこと,Th11/12 に比べて Th12/ L1 L1/2 L3/4 がより伸展したこと, また L4/5 の可動域は 0.2,L5/S1 は 1.1,Th11/12 は 0.3 と非常に小さかったことを加味すると, 軽度体幹伸展位でおもに伸展運動を担った分節は Th12/L1 ~ L3/4 であると捉えることができるパピー姿勢では,Th11/12 に比べて Th12/L1 ~ L3/4 がより伸展していたこと,L5/S1 に比べて Th12/L1 ~ L4/5 がより伸展していたこと, また L5/S1 は可動域が 0.6,Th11/12 は 1.0 と非常に小さかったことから, おもに Th12/L1 ~ L4/5 が伸展運動を担ったと捉えることができる以上の結果から, 軽度体幹伸展位パピー姿勢それぞれにおいて, 伸展運動が生じる分節と, 動きが非常に小さい分節が示され, 腹臥位からの体幹伸展位における胸腰椎椎間関節, 腰仙関節の矢状面の可動域に関する特徴が明らかになった我々が渉猟する限り, 腹臥位からの体幹伸展位について, 本研究と同じ条件で各椎間関節の可動域を測定した報告は見あたらない Gak ら 8) は,21 名の健常成人を対象に, 腹臥位パピー姿勢 press-up( 腹臥位での腕立て伏せ ) の 3 肢位における L3/4 L4/5 L5/S1 の椎体間角度を X 線画像を用いて測定し比較しているその結果,L3/4 は腹臥位に比べてパピー姿勢 press-up がより大きく伸展し,L4/5 は腹臥位に比べてパピー姿勢 press-up がより大きく, さらにパピー姿勢より press-up が大きく伸展したが,L5/S1 については肢位間に差がなかったと報告している本研究と共通の課題であるパピー姿勢について結果を比較すると,L3/4 L4/5 に伸展の動きがみられた点,L5/S1 には動きがみられなかった点で同様であった加えて, 本研究は MRI による測定であり,Th11/12 ~ L5/S1 までの広範囲を分析対象とすることを可能にしたその結果, 軽度体幹伸展位パピー姿勢ともに Th12/L1 ~ L2/3 といった胸腰椎移行部ならびに上位腰椎の関与も明らかにできたこれは腹臥位からの体幹伸展位の大きな特徴であるといえる腹臥位からの体幹伸展位ではなく, 立位での体幹伸展運動の分析に関しては諸家による報告が散見される 17 19) 体幹 45 屈曲位から最大伸展位までの範囲の L2/3 ~ L4/5 の可動域について MRI を用いて分析した 17) Li らの報告では,L2/3 L3/4 の可動域が L4/5 より大きかったとしているこのように, 下位腰椎よりも上位腰椎のほうが大きく動いたという報告があるその一方,Kanayama ら 18) は X 線シネ撮影装置を用いて, 体

6 544 理学療法学第 42 巻第 7 号幹中間位からの最大伸展運動時について L3/4 ~ L5/S1 の可動域を測定した結果,L3/4,L4/5 の動きは小さく, L5/S1 の動きが大きかったと報告しているまた, Pearcy ら 19) は, 健常者を対象に 3 次元 X 線分析を用いて, 最大屈曲位から最大伸展位までの動きを測定した結果,L1/2 ~ L5/S1 の可動域はそれぞれ 13,14,13, 16,14 であったとしており, 立位での伸展可動域については一定の見解は得られていないこのように体幹伸展位の運動学的解析に関する研究報告では, 本研究も含めて様々な結果がみられているすなわち, 体幹伸展位という課題は遂行する条件により様々な運動パターンを示すといえるその運動パターンに影響を与える要素が 2 つあると考えるまず 1 つ目は腹臥位と立位といった肢位の違いである立位からの体幹伸展運動は, 腰椎の伸展腰仙関節の伸展ならびに骨盤帯の前方移動を伴う股関節伸展が関与する 20) しかし腹臥位からの体幹伸展位では, 骨盤帯の腹側への空間的位置変化が床面によって制限されるそのため骨盤帯の傾斜がわずかで, 腰椎に対する尾側すなわち骨盤帯からの影響は小さく, 挙上された頭部から胸部, つまり頭側からの影響をより強く受けたと考えるそして 2 つ目は, 運動範囲による違いである今回測定したのは, 腹臥位すなわち体幹中間位からパピー姿勢までの可動域である最終肢位は最大伸展位ではなく, 屈曲位から伸展位までの最大可動域でもない前述した 17 19) 立位での先行研究も, 分析対象としている運動範囲がそれぞれ異なっている腰椎固有の可動域について, 一般的に屈曲伸展可動域は, 尾側椎間に向かって漸増する 9) とされており,Kapandji 21) も下位腰椎が上位腰椎よりも可動性が大きいとしている脊椎の運動において常に同じ分節が大きな可動域を担うのではなく, 肢位や運動パターンによって可動域を担う分節が異なるという点は, 臨床上重要な知見であると考えるしたがって, 実際に治療で用いるそれぞれの体幹伸展位や体幹伸展運動についての特徴を明らかにする必要があり, 本研究によって腹臥位からの軽度体幹伸展位およびパピー姿勢における椎間関節の動きが示されたことは, 意義があると考えるまた, 宇佐ら 22) は腹臥位での股関節伸展運動に伴う股関節腰椎椎間関節腰仙関節仙腸関節の動きを MRI により解析し, 股関節伸展時に下位腰椎には伸展の動きがみられたが上位腰椎には運動が生じなかったと報告している腹臥位での股関節伸展位と, 今回の条件である体幹伸展位は, 身体的アライメントという点においては類似しているしかし得られた結果は, 股関節伸展位の場合は腰仙関節ならびに下位腰椎が, 今回の体幹伸展位では上位腰椎が伸展したという異なるものだった単純比較はできないが, 腰椎より尾側を伸展方向に運動させた場合と, 頭側を伸展方向に運動させた場合という運動パターンの違いでも, 腰椎の動きが異なる可能性が示された次に軽度体幹伸展位とパピー姿勢の差について考察する各分節の可動域を比較した結果,Th12/L1 ~ L4/5 に差がみられたこれは体幹伸展程度の違いによる影響を表しており, パピー姿勢では Th12/L1 ~ L4/5 における伸展方向への動きが軽度体幹伸展位よりも大きくなることを意味している軽度体幹伸展位では Th12/L1 ~ L3/4 がおもに伸展運動を担い, パピー姿勢ではおもに Th12/L1 ~ L4/5 が伸展運動を担ったという結果と合わせて考えると, 軽度体幹伸展位をとることで伸展した Th12/L1 ~ L3/4 は, パピー姿勢になることでさらに伸展角度が増し, 加えて軽度体幹伸展位では動きがほぼ生じなかった L4/5 へも伸展方向の動きが伝播したといえるすなわち, 体幹伸展角度が増すにつれて, 上位の椎間が最大伸展位に達してから下位の椎間に伸展作用が伝播するのではなく, 各腰椎と胸腰椎移行部が協調的に伸展する機構が確認できたこのメカニズムは体幹伸展運動の際に腰椎にかかる伸展ストレスを分散させることに役立っていると推測できる Gak ら 8) は, 腰椎の伸展が増加すると, その運動軸は尾側に動くと述べており今回の結果と一致している一方, 大久保ら 23) はX 線シネ撮影装置を用いて, 立位からの最大伸展時における L1/2 ~ L4/5 間の位相差について検討し, 各椎間に位相差はみられずほぼ同時に椎間挙動が開始していたと報告しているが, この研究もまた, 分析対象は立位での体幹伸展運動であり, 本研究とは運動を遂行する肢位と運動範囲が異なるために違う結果となったと考える今回みられた頭側から尾側への伸展運動の伝播は, 腹臥位からの体幹伸展位の運動学的特性であるといえる 2. 仙腸関節について仙腸関節の可動性は, 寛骨と仙骨の相対的な動きの差を意味する仙腸関節がもつ可動性は非常に小さい 24) が, 仙骨前屈は, 背臥位からの起き上がりや立位体幹前屈初期に生じ, 仙骨後屈は, 背臥位姿勢や立位体幹前屈終了時に起こる 25) とされている今回は, 軽度体幹伸展位パピー姿勢の両肢位とも, 寛骨と仙骨の動きが非常に小さく, 差が認められなかったことから, 仙腸関節の動きはわずか, あるいはほとんどなかった可能性が高いただし, サンプルサイズが小さく, 効果量も小さいため, 差の検定結果に関しては慎重に解釈する必要がある寛骨については, 体幹伸展位をとることにより腰椎が伸展すれば, 前傾方向への動きが生じると考えられるが, 腰仙関節の動きが非常に小さかったことからもわかるように腰椎から骨盤に伝達された力はごく軽微であったこと, かつ骨盤前面から下肢前面までが床面に接地し

7 MRI による腹臥位からの体幹伸展位の解析 545 ているため寛骨の動きが制限されたことで動きは生じなかったと考える 3. 理学療法学研究としての意義本研究により, 若年健常女性における軽度体幹伸展位およびパピー姿勢での各椎間関節可動域が示されたこれは, 体幹伸展運動を理解するための理学療法研究を推進していくうえでひとつの知見になると考えるまた, 今回の結果から, 軽度体幹伸展位やパピー姿勢は仙腸関節や腰仙関節の動きを抑制し, 軽度体幹伸展位では Th12/L1 ~ L3/4, パピー姿勢では Th12/L1 ~ L4/5 の動きを選択的に獲得させるための方法として応用できる可能性が示された 4. 本研究の限界と今後の課題本研究の限界としては, 今回は静的な姿勢変化に注目しており, かつ矢状面の変化のみの分析である点が挙げられるしたがって動的な評価ではなく, また回旋要素や側屈要素については加味されていないまた,MRI 装置の Body Coil 内のスペース上, パピー姿勢よりも大きな体幹伸展角度の肢位を設定できず検討ができなかったそのため, あくまで腹臥位からパピー姿勢までの範囲の検討であり, それ以上の体幹伸展位に関しては言及することができないまた対象者について, 今回は若年健常女性を対象としたが, 個人によるばらつきが大きかったサンプルサイズが小さいことからも, 性別や年齢の違いによってさらに個人差がでることが予想され, 知見の一般化には慎重に適応する必要がある今後, 男性や高齢者, さらには腰部疾患患者についても検証する必要がある結論健常女性を対象に, 腹臥位からの体幹伸展位における下部胸椎腰椎椎間関節, 腰仙関節, 仙腸関節の動きを解析し, 矢状面の可動域とその特徴が明らかになった軽度体幹伸展位ではおもに Th12/L1 ~ L3/4 までが伸展し, パピー姿勢まで体幹伸展程度が増加するとおもに Th12/L1 ~ L4/5 において伸展の動きが認められたまた, パピー姿勢では軽度体幹伸展位よりも Th12/L1 ~ L4/5 の伸展の動きが大きくなった文 1) 齋藤宏, 松村秩, 他 : 姿勢と動作 ADL その基礎から応用. メヂカルフレンド社, 東京,2000,p )Clare HA, Adams R, et al.: A systematic review of efficacy of McKenzie therapy for spinal pain. Aust J Physiother. 2004; 50: ) 酒井義人, 松山幸弘, 他 : 慢性腰痛患者に対する献 McKenzie 法の効果 Randomized controlled trial による検討. 日本腰痛学会雑誌.2006; 12: ) 鈴木信治, 青木一治 : 腰椎伸展運動療法による急性腰椎椎間板ヘルニアの治療. 骨関節靱帯.2004; 17: ) 石田和宏, 佐藤栄修, 他 : 腰椎椎間板障害に対する腰椎伸展運動効果的な症例の特徴に関する追加調査. 北海道理学療法.2008; 25: ) 菅原仁 : 非特異的腰痛における脊柱と股関節の可動域の特徴相対的な関節可動域からの検討.Professionalism in Physiotherapy.2007; 1: ) 坂光徹彦, 浦辺幸夫, 他 : 脊椎圧迫骨折による体幹伸展時の脊椎可動性の検討. 理学療法学.2006; 33: )Gak Hwang-Bo, So Hyun Park: Kinematic Analysis of Lumbar Spine Depending on Three McKenzie s Extension Exercises in Prone. Journal of physical therapy science. 2012; 24: )DA Neumann: 筋骨格系のキネシオロジー. 嶋田智明, 平田総一郎 ( 監訳 ), 医歯薬出版, 東京,2005,pp )RA McKenzie:McKenzie 腰痛治療法. 鈴木信治 ( 監訳 ), 愛知理学療法研究会 ( 訳 ), 医歯薬出版, 東京, )Brunner C, Kissling RO, et al.: The effects of morphology and histopathologic findings on the mobility of the sacroiliac joint. Spine. 1991; 16: )Jacob HA, Kissling RO: The mobility of the sacroiliac joints in healthy volunteers between 20 and 50 years of age. Clin Biomech. 1995; 10: )Kissling RO, Jacob HA: The mobility of the sacroiliac joint in healthy subjects. Bull Hosp Jt Dis. 1996; 54: ) 竹井仁, 根岸徹, 他 :MRI による股関節屈曲運動の解析. 理学療法学.2002; 29: ) 竹井仁, 宇佐英幸, 他 :MRI( 磁気共鳴画像 ) による背臥位での両側股関節屈曲運動の解析仙腸関節腰仙関節腰椎椎間関節の関与について. 理学療法学.2006; 33: ) 宇佐英幸, 竹井仁, 他 :MRI による背臥位での一側および両側股関節屈曲運動の解析股関節最大屈曲位での屈曲方向への加重の影響. 理学療法学.2010; 37: )Li G, Wang S, et al.: Segmental in vivo vertebral motion during functional human lumbar spine activities. Eur Supine J. 2009; 18: )Kanayama M, Abumi K, et al.: Phase lag of the intersegmental motion in flexion-extension of the lumbar and lumbosacral spine. An in vivo study. Spine. 1996; 21: )Pearcy M, Portek I, et al.: Three-dimensional X-ray analysis of normal movement in the lumbar spine. Spine. 1984; 9: ) 岡戸敦男, 金村朋直, 他 : 体幹伸展運動における腰椎腰仙椎関節股関節の運動分析. スポーツ医科学.2005; 17: )Kapandji IA: カパンジー機能解剖学 Ⅲ 脊椎体幹頭部 ( 原著第 6 版 ). 塩田悦仁 ( 監訳 ), 医歯薬出版, 東京, 2010,pp ) 宇佐英幸, 竹井仁, 他 :MRI による他動的一側股関節伸展時の腰椎骨盤股関節複合体を構成する関節の動きの解析. 日保学誌.2011; 14: ) 大久保雄, 金岡恒治, 他 : 立位体幹前後屈時の腰椎矢状面椎間挙動解析. 臨床整形外科.2008; 43: )Bogduk N: 腰椎骨盤領域の臨床解剖学 ( 原著第 4 版 ). 齋藤昭彦 ( 監訳 ), エルゼビアジャパン, 東京,2008, pp ) 竹井仁 : 触診機能解剖カラーアトラス上. 文光堂, 東京,2008,p. 111.

8 546 理学療法学第 42 巻第 7 号 Abstract MRI Analysis of the Range of Motion of Spinal Segments and the Sacroiliac Joint in the Sagittal Plane in the Prone Position with Trunk Extension Masafumi HATA, PT, MS, Kazuna ICHIKAWA, PT, MS Department of Physical Therapy, Senkawa-Shinoda Orthopedic Clinic Masafumi HATA, PT, MS, Kazuna ICHIKAWA, PT, MS, Sho MITOMO, PT, MS, Daisuke OGAWA, PT, MS Doctoral Course, Deparment of Physical Therapy, Graduate School of Human Health Sciences, Tokyo Metropolitan University Hideyuki USA, PT, PhD Division of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Tokyo Metropolitan University Sho MITOMO, PT, MS Department of Physical Therapy, Kawakita General Hospital Daisuke OGAWA, PT, MS Department of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Mejiro University Masashi MATSUMURA, PT, PhD Department of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Kyorin University Atsushi SENOO, RT, PhD Deparment of Radiological Sciences, Graduate School of Human Health Sciences, Tokyo Metropolitan University Hitoshi TAKEI, PT, PhD Deparment of Physical Therapy, Graduate School of Human Health Sciences, Tokyo Metropolitan University Purpose: The purpose of this study was to analyze the range of motion of spinal segments and the sacroiliac joint in the sagittal plane when the trunk moves from the prone to the extension position. Methods: Thirteen asymptomatic female volunteers participated in this study. The prone position with no trunk extension (prone), slight trunk extension, and moderate trunk extension (referred to as the puppy position) were analyzed using magnetic resonance imaging (MRI). The range of motion of the lower thoracic and lumbar zygapophysial joints (from Th11/12 to L4/5), the lumbosacral joint (L5/ S1), and the sacroiliac joint was investigated. Results: In the slight trunk extension position, Th12/L1 to L3/4 showed more extension than did L4/5 and L5/S1. In the puppy position, Th12/L1 to L4/5 showed more extension than did L5/ S1. Moreover, a larger angle was measured from Th12/L1 to L4/5 in the puppy position than was measured in the slight trunk extension position. There was almost no movement of the sacroiliac joint in either position. Conclusions: This study showed that the primary segments showing extension in the slight trunk extension position were Th12/L1 to L3/4, while those that showed extension in the puppy position were Th12/L1 to L4/5. In addition, Th12/L1 to L4/5 was more extended in the puppy position than in the slight trunk extension position. The sacroiliac joint showed almost no movement in either position. Key Words: Trunk extension position, Range of motion, Magnetic resonance imaging

Fig.2 5 Fig.3 Fig.4 7 cm Fig kyphosislordosis postureswayback posture flatback posturefig.3 lordosis posture Fig.4 3 VOL.27 NO.2201

Fig.2 5 Fig.3 Fig.4 7 cm Fig kyphosislordosis postureswayback posture flatback posturefig.3 lordosis posture Fig.4 3 VOL.27 NO.2201 Reviews and Opinions Key words posture alignment muscle imbalance mechanical stress fascia Spinal Surgery2721191242013 1 2 56 5556 2 23 cmfig.1 3035 40 45 5 40 1 35 2 Fig.1 3,4 0 4 7090 4 27 1168551 7210