ACLの怪我を予防する：運動が膝の動きを形成する

はじめに

前十字靭帯(ACL)損傷は、アスリートにおいて重大な懸念事項であり、運動ベースの傷害予防プログラム(IPP)は、膝関節の屈曲を増やし、膝関節の外反を減らすなど、膝関節の運動パターンを修正することにより、このリスクを軽減することを目的としている。このようなプログラムには、プライオメトリクスやコア・スタビリティのような神経筋トレーニングの要素がミックスされていることが多い。これまでの研究では、膝関節の運動パターンを修正し、ACL損傷のリスクをさらに軽減するためのマルチコンポーネントIPPの有効性については、相反するエビデンスが示されてきた。従来のメタアナリシスでは、複数の介入策を同時に分析することに限界があるため、異なるIPP構成要素の有効性を比較評価するのに苦労してきた。そこで著者らは、ベイジアンネットワークメタ分析（NMA）を用いて、ACL損傷のリスクを調べる一般的なテストである垂直跳びとカッティング動作の際の膝の運動パターンに対する様々なIPPの影響を評価し、ランク付けを行った。この研究は、ACL損傷予防戦略を最適化するための新たな知見を提供するものである。

方法

本研究は、システマティックレビューとメタアナリシスに関するPRISMA2020ガイドラインに従った。その目的は、膝関節の運動パターンを修正することによってACL損傷のリスクを軽減するために考案された、運動ベースの介入策を評価することであった。 PICOSの枠組みに基づいて、通常のスポーツトレーニングに参加している下肢損傷のない身体活動的なアスリートを含む研究が選択された。介入群はACL損傷予防を目的とした運動ベースのプログラムであり、対照群は通常のトレーニングに従った選手であった。

参加資格

ACL損傷予防を対象とした運動ベースの介入に関する研究。本研究の参加者はアスリートで、膝の屈曲と外反母趾の生体力学的測定は、ドロップ垂直跳び（DVJ）、シングルドロップ垂直跳び（SDVJ）、サイドステップカッティング（SSC）テストなどの動作分析システムを用いて評価された。

研究の選択とデータ収集

重複をスクリーニングし、フルテキストの論文を評価した後、あらかじめデザインされた書式を用いてデータを抽出した。この書式には、サンプルサイズ、介入の詳細、生体力学的転帰などの詳細が含まれていた。欠測データは著者に問い合わせた。バイアスのリスクが高い研究、データが不十分な研究、対照群を欠く研究は除外した。

バイアスのリスクと証拠の確実性

偏りのリスク（ROB）はコクランツールを用いて評価し、エビデンスの確実性はネットワークメタ解析（NMA）のGRADEアプローチで評価した。著者らは、TIDieRおよびCERTチェックリストを用いて報告の質を評価した。

データ分析

膝関節屈曲角と外反母趾角の平均差（MD）を算出するために、ランダム効果モデルを用いて一対のメタアナリシスを行った。ベイジアンネットワークメタ解析は、直接証拠と間接証拠の両方を組み込んで、異なるIPPを比較するために行われた。運動介入の潜在的有効性は、ある介入が最も有効であるとランク付けされる確率を定量化する累積順位曲線下表面（SUCRA）を用いて評価された。 SUCRAの値が高いほど有効性が高いことを示し、値が低いほど介入の有効性が低いことを示す。ネットワーク内の一貫性はノード分割法を用いて評価され、P値のしきい値0.05は、観察された一貫性が偶然かランダムな変動によるものかを示した。

ジャンプテストとカッティングテストについては、動作特有の違いを考慮して別々の分析を行った。感度分析では、サンプル数の少ない研究は除外し、3D動作解析システムを用いた研究を中心に行った。出版バイアスの評価にはファネルプロットを用いた。

結果

最初に同定された891件の記録のうち、22件のランダム化比較試験（RCT）が組み入れ基準を満たした。これらの試験では、878人の参加者を対象に、12種類の運動ベースの予防プログラム（IPP）が評価された。参加者は、サッカー、バスケットボール、バレーボール、体操など、さまざまなスポーツに従事しているアスリートであった。介入期間は1～10週間で、トレーニング頻度は週2～5回であった。

介入

IPPには、神経筋トレーニング、コア・スタビリティ・エクササイズ、プライオメトリック・トレーニング、自己視覚・専門家による視覚フィードバック、外的・内的注意集中、アジリティ・トレーニング、その他スポーツに特化した傷害予防プログラムが含まれていた。

ACL損傷予防 — からだ： Wangら、Journal Of Orthopaedic And Sports Physical Therapy誌（2024年）

バイアスのリスクと報道の質

22の研究すべてが十分な無作為化の詳細を提供していたが、ほとんどの研究は参加者や担当者に盲検化を行っていなかった。報告の質は高かった（TIDieRチェックリスト：20の研究で9/12以上の項目が報告された）。 CERTの得点は9点から14/16点の範囲であったが、運動以外の取り決めや管理戦略は過少報告であった。

主な調査結果

ジャンプテスト

外的注意の指示（MD=26、CrI=7.5～44）と内的注意の指示（MD=19、CrI=0.19～37）は、対照群と比べて膝の屈曲を有意に改善した。コア・スタビリティ・トレーニングは、膝関節外反を有意に減少させた（MD=-4.40、CrI=-7.7～-1.1）。他のIPPは統計的に有意な効果を示さなかった。

カッティングテスト

いずれの介入も、切断動作中の膝関節屈曲や膝関節外反に有意な影響を与えなかった。

介入策のランキング（SUCRA）

膝の屈伸（ジャンプ）：外的注意の指示が最も高く（SUCRA=0.94）、次いで内的注意の指示（SUCRA=0.81）であった。
膝のバルジス（ジャンプ）：コア・スタビリティ・トレーニングが最も効果的であった（SUCRA=0.96）。
カッティングテスト：注意の内的集中（SUCRA=0.66）は膝関節屈曲を改善し、コア・スタビリティ・トレーニング（SUCRA=0.88）は膝関節外反を減少させる効果が最も高かった。

不均質性とバイアス

実質的な異質性や出版バイアスは検出されなかった。エビデンスの確実性は、ジャンプ試験で上位にランクされた介入については中程度であったが、バイアスと間接性のリスクにより格下げされた。

感度分析

この結果は、ジャンプテストでは一貫していたが、カッティングテストでは有意ではなかった。

証拠の確実性

運動ベースの予防プログラム、特に外的集中の指示、内的集中の注意、コア・スタビリティ・トレーニングを組み込んだプログラムは、ジャンプテスト中の膝のメカニクス（膝関節屈曲と外反）を効果的に改善する。しかし、こうした介入はテストカットにはあまり効果がない。報告の質は高かったが、盲検化や対照戦略の詳細が欠けていることが多かった。エビデンスの確実性は、ジャンプテストにおける上位の介入については中程度であった。

質問と感想

ACL損傷リスクの評価には、片脚ジャンプテスト、両脚ジャンプテスト、カッティング動作が一般的に用いられている。この研究は、特定の構造に過剰な力が加わるとどのように傷害につながるかに焦点を当てたメカニズム論的なアプローチをとっているが、これは運動能力に関わる複雑な相互作用を単純化しすぎている可能性がある。傷害は様々な要因に影響され、生物心理社会的、環境的影響への関心が高まっている。 ACL予防プログラムの有効性に関する一貫性のない知見を説明するのに役立つかもしれない。トレーニングの頻度や量にばらつきがあることも、こうした矛盾に拍車をかけている。

これらの介入策について議論すると、いくつかの興味深い発見が浮かび上がる。外的および内的な注意集中を強調する指示は、ジャンプテスト中の膝の屈曲を有意に増加させることが示されている。しかし、外的な焦点はフィードバックに依存することが多く、管理された環境での改善が実際のスポーツパフォーマンスに反映されるかどうかという疑問が生じる。外的な集中は運動制御を高めると考えられているが、その利点が実際の運動タスクに反映されるかどうかを判断するのは難しい。

この研究では、サイドステップ・カッティング・テスト中の膝関節の屈曲や外反母趾を修正できる介入はなかった。研究者たちは、サイドステップやカッティングの動きには多方向の力と急速な方向転換が伴うため、これらのタスクはより複雑で、標準的な介入の影響を受けにくいからだと仮説を立てた。このことは、フィードバックによって強化され、運動そのものの質に焦点を当てた、特異性の高い運動制御練習の必要性を示唆している。カッティング・テストで結果が出なかったもう1つの理由は、参加者がこれらの作業中、関節の安全性よりもパフォーマンスを優先したため、膝への力学的ストレスが増大した可能性がある。

オタクな話をしよう

この研究で用いられたNMA、ベイズフレームワーク、SUCRAについて掘り下げてみよう。

ネットワーク・メタアナリシス（NMA）は、すべての介入策を正面から比較したものが存在しない場合でも、複数のACL予防プログラムを比較するために、この研究で使用された強力なツールである。従来のメタアナリシスとは異なり、NMAは直接的なエビデンス（例えば、プログラムA vs. プログラムB）の両方を組み合わせる。プログラムB）および間接的証拠（例：プログラムA対プログラムB）である。プログラムC、そしてプログラムC対プログラムCだ。プログラムB）は、介入の "ネットワーク "を構築するものである。これによって著者らは、コア・スタビリティ・エクササイズやフォーカスに基づく運動制御トレーニングなど、さまざまなプログラムが、さまざまな課題にわたって互いにどのような順位にあるかを評価することができた。

この研究では、NMAの中にベイズの枠組みを採用した。これは、事前の知識を取り入れ、各介入の有効性の確率を生成することで、従来の頻度論的アプローチを超えるものである。ベイズ分析は、信頼区間（信頼区間のようなもの）を提供し、結果のばらつきや不確実性を考慮する。これは、単一の推定値ではなく、起こりうる結果の範囲を反映しているためである。

SUCRA尺度（Surface Under the Cumulative Ranking）は、各介入がどの程度効果的かを0～100％の尺度で定量化することで、NMAの結果をさらに一歩進めたものである。 SUCRAスコアが高いほど、最も効果的な介入である可能性が高いことを示す。この研究では、コア・スタビリティ・エクササイズのような介入は、ジャンプ・テスト中の膝関節外反を減少させるという点で高く評価されたが、サイドステップ・カッティングの課題は低いスコアであり、これは現在のプログラムでは改善しにくいことを反映している。

持ち帰りメッセージ

この研究は、ACL損傷予防の複雑さと、ニュアンスの異なるエビデンスに基づいたアプローチの必要性を浮き彫りにしている。体幹を安定させるエクササイズや、集中力を高める注意戦略などの予防プログラムは、片足跳びや両足跳びなどのコントロールされた課題において、膝関節の外反や屈曲のバイオメカニクスを改善することができる。しかし、これらの介入は、サイドステップ・カットのような複雑なタスクにおける動作パターンの改善には限界がある。

このことは、臨床医にとって、選手のスポーツ特有の要求に合わせた介入の重要性を強調している。エクササイズは、アスリートが競技中に直面する多方向の、大きな負荷のかかる動きを再現するものでなければならない。さらに、外的な焦点の手がかりとフィードバックを統合することにも注意を払うべきである。外的な集中を統合すること、すなわち選手の注意を外的な合図に向けることは、コーンやスティックなどの器具を使って動きを誘導することで達成できる。例えば、箱からの片足跳びでは、着地地点の近くにコーンを置いて指示する：「着地の際、膝がコーンの下端に軽く触れるようにする。この外側への集中は、膝の正しいアライメントを促し、膝の外反を防ぐのに役立つ。

最後に、バイオメカニクスの改善は不可欠だが、ACL損傷の予防はメカニクスだけに頼ることはできない。理学療法士は、現実のパフォーマンスや傷害リスクは、生体力学的、心理学的、環境的要因の組み合わせによって影響されることを認識し、生態学的に全体的なアプローチを採用すべきである。