ACLR後の大腿四頭筋筋力を評価する片脚挙上テスト

はじめに

前十字靭帯損傷後のリハビリテーションの基本は、外科的治療であれ、非手術的治療（ACLR）であれ、大腿四頭筋の筋力回復である。等尺性筋力や等張性筋力の測定など、いくつかの測定方法があるが、後者がゴールドスタンダードである。こうした金字塔的な測定法の限界は、専門的でしばしば高価な装置を必要とすることだ。ホップテストは大腿四頭筋の筋力と関連性があることが以前に判明しているが、ACL損傷の初期段階では、これらを使用するのは不適切である。反復最大値検査やダイナモメトリーも使用できるが、専用の器具が必要である。リハビリの文脈では、このようなテストは必ずしも利用しやすいものではないため、強度を確実に測定できるフィールドテストを開発することは興味深い。片脚挙上テストは、ACLR後の大腿四頭筋の筋力を評価するために開発されたフィールドテストであるが、これが本当にその人の大腿四頭筋の筋力を反映しているかどうかを知るために、この研究が設定された。

方法

今回の研究は、現在進行中のSUPER-Knee無作為化比較試験から派生したものである。女性50人、男性50人の最初の参加者のベースライン・データの横断的分析が用いられた。過去9～36ヵ月間にACLR手術を受け、手術歴のない健康な対側の膝を有していた。

現在進行中のSUPER-Knee RCTでは、ACLR後の症状が進行している若年成人の疼痛、機能、QOLの改善において、SUPER運動療法と患者教育リハビリテーション（SUPER）が最小介入対照群よりも優れているかどうかを調査している。参加者はACLR手術を受けた時点で18歳から40歳で、膝に症状があると報告され、疼痛、症状、スポーツ/レクリエーションにおける機能、生活の質（KOOS4）の各領域の平均KOOSスコアが80/100以下と定義された。

対象者は、ACLR後の大腿四頭筋の筋力を評価するために片脚挙上テストを行った。高さ調節可能な台座に座り、足のかかとを台座の端から10cm前に出して、膝の角度が90°になるようにした。

骨折後の大腿四頭筋筋力を評価する — からだ： West et al., Physr Ther Sport. (2023)

彼らは立って立ち上がり、台座に軽く触れるまでしゃがむよう指示を受けた。彼らはそれを何度でも繰り返さなければならなかった。繰り返しの速度は、1分間に45拍（1拍上げて1拍下げる）に設定されたメトロノームのビートに従った。 3つのプロトコール違反（反対の足で地面に触れる、メトロノームとのペースが狂う、台座に無秩序に接触する）が発生した場合、または参加者が停止した場合、テストは終了した。繰り返した回数が記録され、それ以上繰り返さなかった理由は何かと質問された。テストは反対側でも繰り返された。 ACLR膝の反復回数を対側膝で割り、100をかけることで四肢対称性指数を算出し、両者を比較した。

その後、参加者は等速性ダイナモメータで、脚を膝屈曲60°の位置に置いてテストを受けた。参加者は、非試験脚と体幹を椅子に固定し、試験脚を上外側踝のすぐ近位の固定腕に固定した状態で座った。参加者にテストに慣れてもらうため、最大努力の50%でウォーミングアップを行った後、できるだけ強く、できるだけ速く脚を蹴り出すよう指示した。 3回の試行が終了し、1分間の休憩を挟んだ。最高ピークトルクを記録し、体重で正規化した。また、ここでは四肢の対称性指数も算出した。

アクラー2後の大腿四頭筋筋力を評価する — からだ： West et al., Physr Ther Sport. (2023)

結果

本研究には、合計100名（男性50名、女性50名）が参加した。平均年齢は30歳で、平均BMIは27kg/m2であった。サンプルの中央値はACLR後31ヵ月（四分位範囲IQR24-35）であった。

アクラー3後の大腿四頭筋筋力を評価する — からだ： West et al., Physr Ther Sport. (2023)

ACLRと無傷肢の片脚挙上テストの反復回数は、それぞれ中央値で13回（IQR9～20）、17回（11～24）であった。 ACLR後の大腿四頭筋筋力を評価するための等速性筋力測定では、ACLRと無傷の脚の平均筋力はそれぞれ2.09Nm/kgと2.33Nm/kgであった。

アクラー4後の大腿四頭筋筋力を評価する — からだ： West et al., Physr Ther Sport. (2023)

片脚挙上テストと等速性筋力測定との関係を調べたところ、両測定値には関連性が認められた。この関連はACLRと無傷の脚の両方で観察された。

骨折後の大腿四頭筋の筋力を評価する 5 — からだ： West et al., Physr Ther Sport. (2023)

質問と感想

注目すべき重要な点は、測定方法の違いである。この研究では、ACLR後の大腿四頭筋の筋力を評価するために、大腿四頭筋の筋力の測定値が異なっていた。ゴールドスタンダードの測定では、膝屈曲60°で力を出す必要があるが、片脚挙上テストは膝屈曲90°から行う。また、ゴールドスタンダードの測定はオープンキネティックチェーン運動であり、クローズドキネティックチェーンテストと比較された。この違いは関節のバイオメカニクスに影響を与える可能性があるため、直接比較できない可能性がある。一方、移植片の弛緩を増加させないことが判明しているため、このような運動連鎖を開く動きを行わないことに問題はない（Forelli et al. 2023).

筋力の定量化には、3回の平均値ではなく、等速性バイオデックス・マシンの最高ピークトルクが用いられた。恐怖心やためらいは筋力生成に影響を与える可能性があるため、記録された筋力の最大値をできるだけ代表的なものにするために使用していると理解している。筋力を測定する他の研究では、平均値を用いることが多いので、このような研究で結果を比較する場合には、この点に留意しなければならない。

この研究で興味深かったのは、片脚挙上テストの結果から大腿四頭筋の筋力を予測したことである。この表を使えば、片脚挙上テストを繰り返すごとに、大腿四頭筋の筋力をACLRまたは無傷の肢で推定できることがわかる。

大腿四頭筋の筋力をアクラー6後に評価する — からだ： West et al., Physr Ther Sport. (2023)

大腿四頭筋の筋力増加率は、片脚立ち上がりパフォーマンスの値が高いほど低下した。つまり、片脚挙上テストの反復回数から大腿四頭筋の筋力を予測することは、反復回数が少ない場合に特に有効である。このことは、片脚挙上テストの成績が、特に機能が低下している人において、大腿四頭筋の筋力を示す有意義な指標となりうることを示唆している。

オタクな話をしよう

上の表は、片脚挙上テストの反復回数から大腿四頭筋の筋力を推定したものである。著者らは、片脚挙上テストの成績は、大腿四頭筋の筋力のばらつきの約40～50％を説明すると述べている。その他、バランス、モチベーション、筋持久力など、アイソキネティック・バイオデックス・マシンでの5秒間の素早い単独の動きと比較すると、長時間に及ぶ。重要なことは、片脚挙上テストと大腿四頭筋の筋力との関連は、膝の損傷や手術歴（半月板手術の有無）、膝の症状の有無に関係なく認められたことである。

著者らは片脚挙上テストを35回以上繰り返したデータは持っていない。したがって、シーリング効果があるかどうかはわからない。しかし、年齢、性別、BMI、ベースラインの痛みでコントロールした場合でも、反復練習の回数が多いほど、5年後の膝OAの発症に対して膝が有意に保護されることに注意することが重要である。 Thorstenssonら (2004).

片脚挙上テストのパフォーマンスは、大腿四頭筋だけでなく臀筋の疲労によっても制限されることが報告されている。これはまた、タスクを完了するために別の移動戦略が使われていることを表しているのかもしれない。しかし、痛みも同様に制限要因となりうる。このテストでのパフォーマンスを高めるためには、膝を使うだけでなく、股関節に重点を置いたエクササイズも推奨される。

持ち帰りメッセージ

片脚挙上テストは、この若年成人のサンプルにおいて、ACLR後の大腿四頭筋の筋力を評価することができた。このテストは、ゴールドスタンダードのアイソキネティック・バイオデックスで測定された力の結果と関連している。）こうすることで、特別な器具を使うことなく、その人の筋力を推定することができる。片脚挙上テストの反復回数から大腿四頭筋の筋力を予測する場合、反復回数が少ないほど正確であったため、この方法は特に低機能者に適していた。