ランニングタイトルリハビリテーション科学 東北文化学園大学リハビリテーション学科紀要第 10 巻 11 巻合併巻第 1 号 2015 年 3 月 [ 原著 ] 股関節内転運動時における大殿筋の筋活動 鈴木博人 1,2) 吉木大海 3) 山口恵未 4) 渡邊彩 5) 和田唯 6) 藤澤宏幸 2) 1) 東北文化学園大学医療福祉学部リハビリテーション学科理学療法学専攻 2) 東北文化学園大学大学院健康社会システム研究科 3) 札幌スポーツクリニックリハビリテーション課 4) 船橋総合病院リハビリテーション科 5) 医療法人ひまわり会札樽病院リハビリテーション療法部 6) 仙台北部整形外科スポーツクリニックリハビリテーション科 要旨 目的 本研究では股関節内転運動時における大殿筋の筋活動を明らかにすることとした. 対象と方法 対象を健常青年男性 25 名とした. 大殿筋 ( 上部線維 下部線維 ) を被検筋とし, 筋力発揮率条件 ( 最大筋力の 20,40,60,80 %) に従って 3 秒間の股関節内転運動 ( 等尺性収縮 ) を行わせ, 筋活動量を表面筋電にて導出した. 結果 大殿筋上部線維, 下部線維ともに筋力発揮率の増加に伴う筋活動量の増加は認められなかった. 結語 本研究の結果より, 股関節内転運動時における大殿筋の筋活動量は筋力発揮率にかかわらず低く, その活動は同時収縮によるものと推察された. これは, 大殿筋に対する治療 評価を行う際の基礎データの一つと捉えている. キーワード 大殿筋股関節内転運動筋活動 Ⅰ. はじめに股関節伸展 外旋運動の主動筋として知られる大殿筋は, 解剖学的 運動学的違いにより上部線維 ( 股関節中心より上 1/3) 下部線維( 股関節中心より下 2/3) に分けられ, 上部線維は股関節外転運動時に, 下部線維は股関節内転運動時に機能すると報告されている 1-3). また, 筋の走行とモーメントアームの関係をストレートモデルによって検討した研究において, 大殿筋の走行は股関節中心の下方にあることから股関節内転作用を有すると推定されている 4). 先行研究において, 股関節外転運動時における上部線維の活動に関する報告 3,5) は散見されるが, 股関節内転運動時における下部線維の筋活動に関 する研究は不足している. 池添ら 6) は, 大殿筋を上部線維と下部線維に分けて股関節内転運動時の筋活動を検討し, 大殿筋は上部線維 下部線維ともに筋活動は小さいことを報告しており, その活動は関節運動の安定性を高めるための同時収縮によるものと考察している. しかし, その測定は側臥位であり, 不安定な肢位で測定されている. しかし, その際の固定方法や運動方向の統一化について明示されていない. そのため, この点を考慮して実験を行う必要があると考える. そこで, 本研究の目的は股関節内転運動時における大殿筋の筋活動を明らかにすることとした. 3
ランニングタイトル股関節内転運動時における大殿筋の筋活動 Ⅱ. 対象と方法 1. 対象健常青年男性 25 名 ( 年齢 :21.5±1.3 歳, 身長 :172.6±5.1 cm, 体重 :64.6±3.9 kg) とした. 対象者に対して実験の目的と方法を詳細に説明し, 十分な理解のもと, 同意書への署名にて承諾を得た. なお, 本研究は東北文化学園大学研究倫理審査委員会にて承認を受け実施した ( 承認番号 ; 文大倫第 12-9 号 ). 2. 方法測定環境は一般的に生理学的反応に影響をきたさないとされる室温である 18~27, 湿度 30~60% とし, 無風で静かな室内とした 7). 測定項目は筋力および筋活動量とした. 筋力については徒手筋力計 (μtasmt-1,anima 社製 ) にて測定した. 筋活動量については表面電極 (Blue Sensor, メッツ社製 ) を用い, 双極誘導にて導出した (MT11, 日本 GE マルケット社製 ). 被検筋は, 右側の大殿筋とし, 上後腸骨棘から 2 横指下と大転子を結んだ線の上方を大殿筋上部線維, 下方を大殿筋下部線維とした 3,8) ( 図 1). また, 筋の位置をパーソナル デジタル超音波計 (viewbo,tanita) にて確認し, 電極貼付位置を決定した. 測定条件について, 股関節内転運動時における最大筋力 (maximum adduction strength; MAS) にて規定し,20,40,60,80%MAS の 4 種類とした. 筋活動量を測定するにあたり, 電気的皮膚抵抗を最小限にするため, 電極貼付位置の体毛と皮膚角質を処理した. その後, 電極間距離を 2.5cm とし筋腹に沿って表面電極を貼付した. 電極貼付後, 股関節内転運動時の等尺性最大筋力を徒手筋力計にて測定した. なお徒手筋力計のセンサーは右大腿骨内側上顆に固定した ( 図 2). 次に, 検者の徒手抵抗により最大随意収縮 (maximum voluntary contraction; MVC) 時の筋活動も導出した. その際, 測定肢位は MMT グレード 5 の肢位に準じ 9), 大殿筋分離の方法を用いた. また, 代償運動を防ぐために骨盤をベルトにてベッドに固定し, 股関節 膝関節 足関節中間位を取らせた. なお, 足関節には装具を装着させ底背屈 0 を保たせた. 最大筋力 MVC 測定後, 徒手筋力計のセンサーを右大腿骨内側上顆に非伸縮性ベルトにて固定し, 各条件にて股関節内転運動時の等尺性収縮を 3 秒間行わせた. その際, 徒手筋力計のモニターを提示し,%MAS を調節させた. 筋電波形はサンプリング周波数 1kHz にて 16 ビット A/D 変換機 (PowerLab,ADInstruments 社製 ) よりパーソナルコンピュータに取り込んだ. a b 図 1 大殿筋上部線維, 下部線維の電極貼付位置上後腸骨棘から 2 横指下と大腿骨大転子を結ぶ線を, 大殿筋上部線維 (a) と下部線維 (b) をわける指標とした 図 2 測定肢位徒手筋力計のセンサーを大腿骨内側上顆に非伸縮性ベルトにて固定した. 4
鈴木博人 吉木大海 山口恵未 渡邊彩 和田唯 藤澤宏幸ランニングタイトル 表 1 股関節内転運動時における大殿筋の筋活動量 20%MAS 40%MAS 60%MAS 80%MAS 大殿筋 上部線維 下部線維 5.2 5.2 中央値 ( 四分位範囲 ) ( 3.4-9.8 ) 4.4 ( 3.1-7.6 ( 3.7-10.8 MAS:maximus adduction strength ) 4.6 ( 3.2-8.0 ) ) 7.0 ( 3.7 6.4-10.1 ) ( 4.7-8.6 ) 5.3 7.2 ( 4.1-10.4 ) ( 4.0-9.2 ) p<.05 単位 :%MVC 筋電図の解析には, 中間の 2 秒間を用いた. 得られた筋電波形に遮断周波数 10Hz の高域通過フィルタをかけ, 全波整流した後, 積分値を算出した. 筋活動量は MVC 時の積分値を 100% として基準化した (%MVC). 統計解析について,%MAS 毎の筋活動量の比較には,Wilcoxon の符号付順位検定を用いた Holm 法による多重比較検定を行った. 統計学的有意水準は危険率 5% 未満とした. なお, 統計解析には R for Windows(2.13.2) を用いた. Ⅲ. 結果多重比較検定の結果, 上部線維, 下部線維とともに,40%MAS と 60%MAS,80%MAS の間に有意な差が認められた. しかし,20%MAS から 80%MAS への段階的な筋活動量の増加は確認されなかった ( 表 1). Ⅳ. 考察本研究の結果より, 大殿筋上部線維, 下部線維ともに 60%MAS と 80%MAS に比し,40% MAS で低値を示した. しかし,20%MAS から 80%MAS への段階的な筋活動量の増加は確認されなかった.Fujisawa ら 10) は, 本実験と同様の測定方法にて股関節外転運動時における大殿筋の筋活動量を報告しており,%MAS の増加に伴う筋活動量の増加が確認されている. さらに, 股関節外転運動における等尺性最大筋力 の 80% で約 20~30%MVC を示しており, 本研究の結果はより低値であると考えられる. また, 大殿筋が股関節内転運動時に高い活動を示すという報告はなく, 伸展運動や外転運動への関与を支持する報告が多い 6,10). したがって, 本研究の結果も股関節内転運動時における大殿筋の同時収縮によるものと考えられ, 先行研究 6) を支持する結果となった. 本研究の結果は, ストレートモデルにより推定された結果 2,3) と異なっている. これは, ストレートモデルでは軟部組織や筋腹を表現できず, 人体における正確な筋の走行 機能を表現することが難しいためであると推察する. また, 下部線維の浅層は腸脛靭帯の下部に停止する 11) という解剖学的構造により股関節外転運動時に活動すると考えられた 10 ). 今回取り上げた大殿筋は, 歩行や立ち上がり動作などの日常生活動作へ強く関与する筋 12) であり, リハビリテーション場面において治療対象となる頻度が高い. したがって, 本研究の結果は, 大殿筋に対する評価 治療を行う際の基礎データの1つになると捉えている. Ⅴ. 文献 1) Kapandji IA. 関節の生理学 Ⅱ. 原著第 5 版. 東京 : 医歯薬出版株式会社 ; 1988. p.44-49. 2) Inman VT: Functional aspects of the 5
ランニングタイトル股関節内転運動時における大殿筋の筋活動 abductor muscles of the hip. The Journal of Bone and Joint Surgery 1947; 29(3): 607-619. 3) Lyons K, Perry J, Gronley JK, et al: Timing and Relative Intensity of Hip Extensor and Abductor Muscle Action During Level and Stair Ambulation, An EMG Study. Physical Therapy 1983; 63l: 1597-1605. 4) Dostal WF, Soderberg GL, Andrews JG: Actions of Hip Muscles. Physical Therapy 1986; 66(3): 351-359. 5) Basmajian JV, Deluca CJ. Muscles Alive, Their Functions Revealed by Electromyography. 5th ed. Baltimore: Williams & Wilkins; 1985. p. 315-317. 6) 池添冬芽, 市橋則明, 羽崎完 : 大殿筋 中殿筋の作用に関する筋電図学的分析. 京都大学医療技術短期大学部紀要 1997; 17: 11-16. 7) 山地啓司 : 最大酸素摂取量の化学. 東京 : 杏林書院 ; 2001. p. 3-97 8) 松木儀浩, 大西秀明, 他 : 股関節肢位の違いによる股関節外転筋群の筋電図学的解析. 理学療法学. 2004; 31: 9-14. 9) Helen J.Hislop, 津山直一 ( 訳 ), 他. 新 徒手筋力検査法. 第 8 版. 東京 : 協同医書出版社 ;2011. p. 191-206. 10) Fujisawa H, Suzuki H, Yamaguchi E, et al: Hip Muscle Activity during Isometric Contraction of Hip Abduction. Journal of Physical Therapy Science 2014; 26: 187-190. 11) Richard LD, Wayne V, Adam WMM. グレイ解剖学. 原著第 1 版. 東京 : エルゼビア ジャパン株式会社 ; 2007. p. 507. 12) 藤澤宏幸編. 日常生活活動の分析, 身体運動学的アプローチ. 第 1 版. 東京 : 医歯薬出版株式会社 ; 2012. 6
鈴木博人 吉木大海 山口恵未 渡邊彩 和田唯 藤澤宏幸 Gluteus maximus muscle activity during isometric contraction on hip adduction Hiroto Suzuki 1,2),Hiromi Yoshiki 3),Megumi Yamaguchi 4), Aya Watanabe 5),Yui Wada 6),Hiroyuki Fujisawa 2) 1) Faculty of Medical Science and Welfare, Tohoku Bunka Gakuen University 2) Garduate School of Health and Environment Science, Tohoku Bunka Gakuen University 3) Department of Rehabilitation, Sapporo Sports Clinc 4) Department of Rehabilitation, Funabashi General Hosptal 5) Department of Rehabilitation, Sasson Hosptal 6) Department of Rehabilitation, North Sendai Orthopaedic Clinic Abstract [Purpose] This study specifically examined gluteus maximus muscle activity during isometric contraction on hip adduction. [Methods] This study examined 25 young adult men. Surface electromyography of the gluteus maximus (GM) was recorded at the upper GM (UGM) and the lower GM (LGM) during isometric contraction under measurement conditions to ascertain the strength of hip adduction (20, 40, 60, and 80% maximum strength). Integrated EMG (IEMG) was calculated and standardized to the value obtained during maximum voluntary contraction. [Results] The IEMG results of both UGM and LGM during isometric contraction on hip adduction were lower independently of the hip adduction strength. [Conclusion] Results show that gluteus maximus muscle activity was lower during isometric contraction on hip adduction. Key words gluteus maximus muscle,hip adduction,muscle activity 7