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Kobe University Repository : Kernel Title 股関節伸展運動を同期させた大腿四頭筋等尺性運動の筋 電図学的検討(An Electromyographic study on the isometric exercise of the quadriceps femoris performed simultaneously with movement of hip extension) Author(s) 徳原, 尚人 / 宮川, 孝芳 / 北浜, 伸介 / 千知岩, 伸匡 / 武政, 誠一 / 嶋田, 智明 Citation 神戸大学医学部保健学科紀要,18:85-95 Issue date 2002-12-20 Resource Type Departmental Bulletin Paper / 紀要論文 Resource Version publisher DOI URL http://www.lib.kobe-u.ac.jp/handle_kernel/00332997 Create Date: 2017-03-31 神 大 医 保 健 紀 要 第1 8 巻 , 2 0 0 2 8 5 股関節伸展運動を同期させた 大腿四頭筋等尺性運動の筋電図学的検討 徳 原 尚 人 宮 川 孝 芳 北 浜 仲 介 九 千 知 岩 伸 匡 武 政 誠 一 七 嶋 田 智 明4 要 約 股関節伸展運動を同期させた大腿四頭筋等尺性運動 (QS) 時の筋活動を筋電図学的に検 討した。健常男性 1 7名、女性 1 2名の計2 9名を対象に以下の運動を最大努力にて 3秒間行わせ た 。 1)背臥位・股関節屈曲伸展中間位での QS、 2)背臥位・股関節目。伸展位での QS、 3)背臥位・股関節伸展運動と同時の QS、 4)腹臥位・股関節屈曲伸展中間位での QS、 5)腹臥位・股関節伸展運動と同時の QS。表面筋電図の測定には NOLAXON社製の MyoSystemMR8を使用し、各 QS時の大腿直筋、内側広筋、外側広筋、大殿筋、大腿二頭筋、半臆 様筋、半膜様筋の筋活動量を測定した。各筋の活動量をそれぞれ最大随意収縮時の筋活動 (MVC) から正規化して平均 %MVCを算定し、互いに比較検討した。その結果、背臥位・ 股関節伸展運動と同時の QSでの大腿直筋、内側広筋、外側広筋の活動量が有意に高い筋活 動を示したことから、その有効な筋力増強運動としての可能性が示唆された。 索引用語:大腿四頭筋,等尺性運動,筋電図,股関節伸展運動,同期収縮. 抵抗運動を推奨しているが、抵抗を用いた膝伸 緒 田 展運動は膝蓋大腿関節症などには不適切として 大腿四頭筋は下肢筋の中でも抗重力筋として いる O それは等張性収縮の場合、膝関節屈曲に 重要な役割を担い、従来から整形外科疾患に限 よる筋の伸張と大腿四頭筋の収縮による筋の短 らず理学療法の対象となる患者に対しその筋力 縮が膝蓋臆部での張力を高めるためである O 特 増強運動が広く行われている O 筋力増強運動の に膝蓋大腿部へ負担のかかる膝蓋大腿関節症な 1 ) 方法として古くから DeLorme の漸増抵抗運動 どに対しては、膝蓋骨と大腿骨に加わる圧が少 や M u l l e r )による等尺性運動が知られており、 ない運動として目、 M u l l e r )が強調している等 これらの運動効果について比較がなされてき 尺性運動が推奨される O このようなことから、 た。たとえば DeLateurら3) は、等尺性運動と等 臨床上では関節への負担を考慮し、関節を傷め 張性運動との 2つの運動効果には有意差は認め ることなく簡便に筋力強化が得られる方法とし られないとする研究が多かったとし、比較自体 て、等尺性運動が用いられることも多い。 が困難であることを指摘している O しかし、大 大腿四頭筋に対して一般的に行われている等 腿四頭筋の筋力回復に要した期間では、等張性 1e 尺性運動としては、膝関節伸展位での Musc 運動に比べ等尺'性運動が短かったという報告も S e t t i n gE x e r c i s e( Q u a d r i c e p sS e t t i n g :QS) や膝 みられるヘ一方、 DeLorme は、等張性での 関節伸展位で下肢を挙上する下肢伸展挙上運動 1 ) l.公立杜総合病院リハビリテーション科 2 . 神戸披済会病院リハビリテーション科 3 . 大阪リハビリテーション専門学校 4. 神戸大学医学部保健学科 8 6 ( S t r a i g h tL e gR a i s i n gE x e r c i s e: S L R ) があり、 運動の際、ハムストリングスや中殿筋に同時収 これらの運動の効果が筋電図学的に比較検討さ れてきた。 S o d e r b e r gら8) によると、 QSでは内 縮が生じることなどの利点も主張されてい る8)O 側広筋の筋活動が有意に大きく、最大抵抗時の 膝関節を伸展させる筋は、解剖学的には大腿 SLRでは大腿直筋の筋活動が有意に大きかっ LRとではそれぞれ大腿四頭筋 たとし、 QSと S 四頭筋であるが、足底接地時には股関節伸展筋 の筋活動は異なることが報告されている O しか m o n tらお)は、足が地面に固定された立位では、 し、市橋ら 9) は、最大抵抗時の S LRで さ え 大 ハムストリングは腔骨を後方に引くことで膝伸 腿四頭筋の筋活動量は小さく、筋力増強運動と 展に働き、 して S LRを行う利点は少ないと報告し、浦辺 10) べている O すなわち、ハムストリングスは足が もS LRは股関節屈筋に対する運動であり臨床 地面に国定された閉鎖連鎖運動では、大腿直筋 LR 的に膝伸展の運動としては不十分として、 S によって骨盤が固定されると、その収縮によっ の運動効果が否定されている O て股関節を伸展し、その結果、膝伸展の役割を も膝の機能的伸筋としての役割を担う o B l a i - o~60。屈曲位で強く作用すると述 大腿四頭筋の中で特に内側広筋が膝関節の安 担うようになる O したがって、機能的に膝伸展 定性と保護に関与する最も重要な筋肉であ 作用のあるハムストリングスと大腿四頭筋との りII)、この筋が膝蓋骨を内側に牽引して膝伸展 同期収縮が内側広筋のより高い筋活動をもたら 時の膝蓋骨外側偏位を抑制し、膝蓋大腿関節の すのではないかと考えられる D しかし、股関節 A n g l e 適合性と安定性を保つ役割を果たし、 Q と膝関節を同時に伸展させる等張性運動で内側 を減少させる作用があることが知られてい 広筋の高い活動を認めた報告が散見される程度 る12-附 o また、内側広筋は大腿四頭筋の中でも で34)、他の筋との同期収縮を伴う等尺性運動で 最も早く廃用性萎縮を生じやすく、しかも回復 の QSの筋活動を明らかにした報告はほとんど しにくい筋であると指摘され 17-19)、特に内側広 みられない。 筋の筋力増強運動に関心が寄せられてきた。筋 そこで、本研究では、股関節伸展運動と同期 LRより内側広筋 力増強運動の中でも QSは S させた実験的 QS運動において、股関節伸展筋 の筋活動量が大きいだけでなく、内側広筋の廃 の筋活動が大腿四頭筋に与える影響について筋 用性萎縮に対しても有効でありお)、関節を傷め 電図を用いて検討した。 ずに内側広筋に対し容易に筋力強化が得られる ことから 12}、最も適切な大腿四頭筋筋力増強運 対象と方法 動と思われる O 従来より、この QSを修正する様々な方法が 対象は、下肢に特記すべき既往のない健常男 開発され、その運動効果や機能特性を筋電図学 7名、女性 1 2名の計29名とした。対象者の平 性1 的に検討した研究が報告されてきた。たとえば 2 .9: t6 .3歳、平均身長は 1 6 7 . 4: t8.6 均年齢は 2 肢位による違いとして、下腿の回旋肢位を変え Sの比較 19.21-2ヘ 股 関 節 回 旋 肢 位 を 変 え ての Q c m、平均体重は 61 .4: t1 1 .2 k gで、あった。なお本 研究に先立ち、対象者にはその趣旨及び方法を ての QSの 比 較5,24-26) 、床に両足~l1:を付けての 十分に説明し同意を得た。 QSを検討した報告がある 27制。興味深いこと 表 面 筋 電 図 の 測 定 に は NOLAXON社 製 の は、等尺性収縮による筋電活動は他の筋との同 M y o S y s t e mMR8を使用した。測定筋は右下肢 期収縮によって増強する場合であり却)、たとえ の大腿直筋、内側広筋、外側広筋、大殿筋、大 ! O , 3 I }、股関節内転 ば、足関節背屈との同期 QS 腿二頭筋、半臆様筋、半膜様筋の 7筋とし、アー との同期 QSで内側広筋の筋活動が高まること は広く認められている 5,2,1 22,32)。またこれらの ス電極は排骨頭とした。また、それぞれの部位 に対し皮膚の電気抵抗を下げるためにあらかじ 8 7 めスキンピュアで十分皮膚を処理した後に表面 運動の施行順は無作為とし、運動ごとの聞には 電極を貼付した。電極には MEDICOTEST社製 0 秒以上とり、数回練習した後に測定し 休息を 1 の使い捨て型表面電極 ( B l u eS e n s o r ) を用い た 。 た 。 l.背臥位、股関節中間位での従来の なお、各実験的 QS運動の際の筋活動量を比 QS (従来型) 較するため、まずそれぞれの筋の最大随意収縮 2. 背臥位、股関節伸展位 ( 15 )での QS 0 時 の 筋 活 動 (MaximumVoluntary C o n t r a c t i o n : (股伸展位型) MVC) を測定した。 MVCの測定は、膝関節伸 3 .背臥位、股関節伸展運動と同期させた QS 展筋(大腿直筋、内側広筋、外側広筋)の各筋 (同期型) に対しては被験者を筋力測定機器である 4 . 腹臥位、股関節中間位での QS (腹臥位 Biodex System3 ( B i o d e x社)上で椅坐位とし、 型) 0 位での最大等尺性膝伸展筋 股関節・膝関節 9 0 5 .腹臥位、股関節伸展運動と同期させた QS 力を、股関節伸展筋の各筋に対しては、腹臥位 (腹臥位での同期型) での股関節最大等尺性伸展筋力をそれぞれ 3秒 間測定し、その中間の 2秒間の平均積分値を求 なお、同期型においては、股関節伸展運動を めることにより得た。 同時に行わせるため右大腿遠位下部に砂嚢を置 QS運動(図 1)は、股関節内外旋 中間位、足関節は任意として、最大努力にて 3 秒間行わせた。各被験者に対し、各実験的 QS き、対側下肢は右下肢と同様の挙上を行わせ 各実験的 従来型 た 。 各運動に要した積分筋電図から中間の 2秒間 股伸展位型 腹臥位型 同期型 腹臥位での同期型 図1 . 5種類の実験的 Q u a d r i c e p sS e t t i n g 8 8 の 平 均 積 分 値 を 正 規 化 の た め %MVCに 換 算 は大腿直筋、内側広筋、外側広筋の各筋とも同 し、各 QSでの筋活動を比較した。また、各実 期 型 で 最 大 値 を 示 し 、 そ れ ぞ れ 106.4: t 験的運動時の筋活動量から、大腿四頭筋の活動 48.9%、 1 31 .9: t7 6 .0%、 1 4 3 .5: t6 3 .8%であっ 総量(大腿直筋、内側広筋、外側広筋の各% た。股関節伸展筋では、腹臥位での同期型で最 MVCの総和)、内側広筋/外側広筋比率(外 大値を示し、大殿筋、大腿二頭筋、半膜様筋、 側 広 筋 に 対 す る 内 側 広 筋 の %MVC比率)、内 9 . 0士89.7%、5 7 . 1士 半臆様筋の各筋は、 9 側広筋/大腿四頭筋の活動総量比率(大腿四頭 28.6%、4 5 .7: t19.7%、5 2 .7: t3 6 .9%で あ っ 筋 の 活 動 総 量 に 対 す る 内 側 広 筋 の %MVC比 た 。 率)を算出し比較した。統計処理には統計ソフ 図 2-A、B、Cに各 QS運動時の大腿直筋、 ト (SPSSf o rWindows 1 0 . 0 1 ) を用いて、 5 内側広筋、外側広筋の平均筋活動量の多重比較 つ の 実 験 的 QS運 動 間 の 差 を Friedman検 定 の結果を示した。大腿直筋、内側広筋、外側広 し、その後各運動間の差を多重比較し、有意水 筋の平均筋活動量は、いずれも同期型が他の 準を 5%未満とした。 QS運動より有意に高い筋活動量を示した (p <0.05)0 また、外側広筋では、腹臥位での同 結 果 期 型 019.9士60.4%) が 従 来 型 ( 9 7 . 6士 4 0 . 1%)と比較して有意に高い筋活動量を示し 各実験的 QS運動時の各筋の平均筋活動量、 た (pく 0 . 0 5 ) 0 分散分析による p値を表 lに示した。内側広筋 大腿四頭筋の総平均筋活動量を図 2-Dに示 /外側広筋比率を除いた各実験的 QS運動によ した。その結果、大腿四頭筋の総平均筋活動量 る各筋の平均筋活動量には統計学的に有意な差 においても同期型は他の QS運動と比較して有 があった。各筋の平均活動量は、大腿四頭筋で 意 に 高 い 筋 活 動 量 を 示 し た (pく 0.01)0 しか 表1 .各Q u a d r i c e p sS e t t i n g時の平均 %MVCと標準偏差(%)及び分散分析による p値 従来型 股伸展位型 同期型 腹臥位型 腹臥位での 同期型 p 値 大 腿 直 筋 8 0 . 9士 3 2 . 3 7 t3 4 . 4 1 0 6 . 4士 4 8 . 9 8 5 . 8: t3 6 . 2 7 8 . 5: 5 . 6 6 . 9土 3 <0.001** 内 1~1j 広 筋 8 2 . 0士 3 8 . 1 8 3 . 1 1 31 .9士 7 6 . 0 81 .5: t3 9 . 6 9 5 .7士 4 t4 0 . 3 3 . 4: <0.001 ト タ f 則 広 筋 9 7 . 6: t4 0 . 1 9 8 . 0 1 4 3 . 5: t6 3 . 8 1 01 .1 士 4 5 . 2 1 1 9 . 9: t6 0 . 4 6 . 4士 3 <0.001** 大 殿 筋 9 . 9: t1 2 . 7 7 . 6土 6 . 5 7 2 . 3士 5 0 . 1 t1 0 . 2 9 9 . 0土 8 9 .7 8 . 5: 掌ホ <0.001 ホ* 大 腿 二 頭 筋 1 4 . 2: t 8 . 3 2 4 . 0: t1 6 . 8 3 4 . 7: t2 3 . 9 1 t 8 . 2 5 7 . 1: t2 8 .6 2 . 6: <0.001 半 臆 葉 ホ 筋 1 O. 8: t 8 . 2 2 0 . 4: t1 5 . 6 2 7 .1 士 2 2 . 0 8 . 7: t 4 . 6 4 t1 9 . 7 5 . 7: <0.001* 半 膜 様 筋 1 5 . 2: t 8 . 7 2 4 . 3士 1 5 .1 31 .9: t2 5 . 4 1 3 . 3士 7 . 5 5 2 . 7士 3 6 . 9 <0.001 市場 本 *寧 大腿四頭筋活動総量 6 0 . 6: t9 7 . 9 3 2 6 0 . 5士 9 2 . 8 2 .8土 1 4 9 . 4 2 6 8 .5: t1 01 .1 2 9 0 . 3: t1 1 4 . 1 81 <0.001** 内側広筋/外側広筋 8 8 . 7: t3 9 . 4 9 0 .7士 3 7 . 9 9 7 . 2士 4 6 . 8 8 6 . 9: t3 9 . 5 9 0 . 2士 4 3 . 0 0 . 5 6 1 内側広筋活/ 大腿四頭筋動総量 31 .O: t 8 . 2 31 .9士 8 . 4 3 3 .7士 9 . 2 3 0 . 2土 0 . 0 1 8 8. 4 3 3 . 0: t 8 . 9 本 p<0.05, ホ 事事 p<O.01 . 8 9 z μ * * * * 従来型 i 1 : ,叫三 三芯 主忠 主 山 ぶ 芯い 山三-目三三三山三三三三 股伸展位型圃園圃圃圃闇一一→ * * * 腹臥位型 o i 100 50 1 5 0 * , - , * * 山:三日卜→ I . j * * 同期型│ 50 * * * 腹臥位型 腹臥位での田園圃圃画一→ 同期型 1 0 0 150 - 200 i ポ ミ ト→ , * * 股伸展位型圃圏圃骨→ →** 従来型 ト→ 同期型│ 腹臥位型 o →** B) 内側広筋 股伸展位型圃圃園田置園圃匝ト一一寸 腹臥位での 同期型 , * * ト→ 股伸展位型圃圃圃臨t-→ A) 大腿直筋 従来型 ι 同期型│ 同期型│ 腹臥位での 同期型 従来型 100 1 5 0 200 * * * * 腹臥位型 腹臥位での園田園田園-→ 同期型 ・ o * * * * 1 0 0 200 300 400 500 D ) 大腿四頭筋の活動総量筋 C) 外側広筋 型型型型の 来位期位で 従展開臥位型 伸腹臥期 股腹同 型型型の 位期位で 展開臥位型 伸腹臥期 股腹同 * 町 E 1 2 5 E ) 内側広筋/外側広筋 F ) 内側広筋/大腿四頭筋の活動総量筋 図2 . 実験的運動時の大腿四頭筋各筋の平均筋活動量(%) *p<O.05,**p<O.Ol . し、内側広筋/外側広筋比率には有意差は認め 関節中間位で、行った従来型、腹臥位型と比較し らず(図 2-E)、内側広筋/大腿四頭筋の活動 て有意に高い筋活動量を示した (p<O.01 )o 総量比率においても、腹臥位での同期型 ( 3 3 . 0 : : 1 :8 .9%) と従来型 ( 3l .0: : 1 :8 .2%、 p<0.05) 考 察 との聞に有意に大きな値を示しただけで、それ 以外の QS運動には有意差は認められなかった ( 図 2-F)。 本 研 究 で 実 施 し た 実 験 的 QS運 動 は 、 体 位 (背臥位と腹臥位)、股関節肢位(中間位と伸 大殿筋、大腿二頭筋、半臆様筋、半膜様筋の 展位)に股関節伸展筋の同期収縮の構成要素を 平均筋活動量の多重比較の結果を図 3-A、B、 組み合わせた 5種類であるが、大腿四頭筋の筋 C、 Dに示した。各筋の平均筋活動量は、腹臥 活動には背臥位型と腹臥位型との聞に差は認め 位での同期型が高い筋活動量を示し、大殿筋に られなかった。また、背臥位で行った 3つの運 おいて同期型との間には有意差は認めらなかっ 動(従来型、股伸展位型、同期型)をそれぞれ たものの、他の QSと比較して有意に高い筋活 比較してみると、従来型と股伸展位型との聞に . 0 1 ) 0一方、同期型は股 動 量 を 示 し た (pく 0 差はみられなかったものの、同期型はこれら 2 同期型 腹臥位型 F E 仁二子→ *** 股伸展位型 *** *** 寸│寸│町﹂ 従来型 *** ﹁ ↓↓ 90 * * * * * * * * 骨 腹臥位での 同期型 腹臥位での瞳盟醒麗璽圏一→ 同期型 R Z 、 75 o f 25 50 B) 大腿二頭筋 A) 大腿筋 股伸展位型 l* *l * *l* * 従来型 1 , : : : , } 1 従来型 圃圃圃圃 l 創 │ 叶** 股伸展位型冨置 ! 同期型仁二ト→│ 同期型 │ ← → │ 吋 → * * 腹臥位型瞳→ 腹臥位型 腹臥位での 同期型 腹臥位での画面麗冨盟--→ 同期型 ・ 圃 . 40 6 0 Eニ 5 │ 町 州 寸** 寸** J**--l**→** D ) 半膜様筋 C) 半臆様筋 図3 . 実験的運動時の股関節伸展筋各筋の平均筋活動量(%) ホ p<O.05, **p<O.Ol . つの型より有意に筋活動が高かった。同様に、 位にて膝関節の伸展運動を行わせた結果、大腿 腹臥位で、行った 2つの運動(腹臥位型、腹臥位 直筋、内側広筋、外側広筋の筋活動は減少した での同期型)を比較した結果、両者には有意差 と述べ、これは等尺性の伸展動作でもほぼ同様 はみられなかったものの、腹臥位での同期型で の 結 果 を も た ら し た と 報 告 し て い る 3九 F吋1- は腹臥位型に比べて、高い筋活動を認める傾向 w a r aらと日 o r a n t aらの報告では内側広筋の筋 にあった。以上のことから、背臥位での同期型 活動に違いがある O その違いとして、膝関節を で高い筋活動を示した要因が単に QS運動を股 F u j i w a r aらは完全伸展位まで、 E l o r a n t aらは 関節伸展位で、行ったという股関節肢位によるも 1 0 屈曲位までの伸展とし、その測定範囲の違 のではなく、大腿四頭筋と股関節伸展筋との同 いが内側広筋の筋活動の違いを生じたものと思 期収縮によるものと推測される O なお、本研究 われる O 一方、股関節と膝関節の同期した伸展 では、背臥位にて股関節伸展をさせた同期型に 時の等尺性運動における筋活動について、 おいて、大腿直筋だけでなく内側広筋と外側広 38 Y a m a s h i t a ) は、大殿筋、半膜様筋、および大 筋においても高い筋活動を示した。 腿直筋は抑制されるが、内側広筋の筋活動は逆 0 Lombard は、下肢の二関節筋である大腿直 に促進されると報告している O これらの報告 筋とハムストリングスの同期収縮は、股関節と は、股関節と膝関節との同期収縮が内側広筋の 膝関節を同時に伸展させるとしている O 股関節 筋活動を高め、大腿直筋の筋活動を抑制すると と膝関節を同時に伸展する等張性運動での筋活 いうものであり、本研究結果での同期型が内側 u j i w a r aら34) は、背臥位で股関節 動に関して、 F 広筋の活動を特に高めたことを支持するもの 0。屈曲位からの同時伸展で内側広筋 ・膝関節 9 の、大腿直筋の活動に関しては逆の見解を示す 3 5 ) の筋活動が高く、逆に大腿直筋および内側ハム ストリングスの活動が抑制されるとしている。 しかし、 E l o r a n t aらお)は、坐位、半臥位、背臥 ものである O 同期型では膝関節伸展筋と股関節伸展筋との 同期収縮に加え、骨盤挙上に股関節周囲筋が固 9 1 定筋として活動する O この同期型ではなぜ内側 ことがわかっている 411。 そ の た め 、 股 伸 展 位 広筋の筋活動が高かったのだろうか?その理由 型、同期型、腹臥位での同期型の場合、股関節 として第一に、膝関節伸展筋と股関節伸展筋と が伸展位をとっているため、大腿直筋が伸張さ の同期収縮の影響として、単関節筋である外側 れて、筋長が長くなり張力が低下する O その結 広筋と内側広筋が膝関節伸展位を保持するとと 果、筋効率が低下し、股伸展位型、腹臥位での もにその措抗筋であるハムストリングスへの桔 同期型での結果のように、大腿直筋の筋活動は 抗的筋活動を抑制したものと考えられる 低い値を示すと考えられる C しかし、なぜ同期 O 第二 に、骨盤挙上時の股関節周囲筋の活動として、 型で高い筋活動を示したのであろうか?考えら 内側広筋の斜頭部 れる要因は、同期型の運動様式にあると思われ 分が大内転筋健膜に起始していることによ るO つまり、大腿遠位下部にある砂嚢を支点と り141、大内転筋の収縮が内側広筋を伸張し内側 して股関節を伸展することにある O その際の体 広筋の活動性を高めるとした報告やヘ股関節 重負荷が抗重力的に股関節屈筋としての大腿直 内転筋の収縮が内側側副靭帯や関節包にストレ 筋を効率ょくさせたものと推測される O した スを与え内側広筋や内側ハムストリングスの活 がって、同期型において、二関節筋である大腿 動を高めるという研究からも理解できる則。さ 直筋には、股関節と膝関節の両方で抗重力的な らには、体重負荷のような強い筋収縮を要求さ 作用が発生したものと考えられる O 内転筋の関与が考えられる O れる活動では、大内転筋が大殿筋と共同的に働 これまで同期型での内側広筋、外側広筋、大 いて股関節伸筋として機能することから 1:!i、同 腿直筋の筋活動が高かったことを説明してきた 期型では、骨盤挙上によって大殿筋と大内転筋 が、腹臥位での同期型では、同期型より股関節 との共同収縮を促進し、その結果、内側広筋の 伸展筋の活動が大きかったにもかかわらず、大 筋活動をより一層高めたものと推測される O 腿四頭筋の筋活動には有意な差がみられなかっ 一方、同期型での大腿直筋は膝関節と股関節 たのはなぜだろうか?その理由として、同期型 との同期収縮で抑制されずに逆に高い筋活動を と腹臥位での同期型との差異には、骨盤が挙上 示した。その理由を大腿直筋が二関節筋である されるか下肢が挙上されるかという運動方法の という解剖学的特性をふまえ、まず運動体位と 違いが考えられる O 腹臥位での同期型では、膝 股関節肢位による影響から考察してみる O 関節伸展が重力によって介助されるため膝関節 QSの 運 動 体 位 に お け る 筋 活 動 の 違 い と し 伸展筋の筋活動をさほど必要としない反面、股 て、沖田ら 401 ,土、二関節筋である大腿直筋は端 関節伸展筋は抗重力的に高い筋活動を要求され 坐位より股関節が伸展位となる背臥位が有効で るO したがって、その措抗筋としての大腿直筋、 あったが、単関節筋である内側広筋、外側広筋 内側広筋、外側広筋の筋活動には反射的に抑制 には有意差は認められなかったと報告としてい がかかるものと考えられる。そのため、同時収 るO 羽崎ら泊)も背臥位、腹臥位、半坐位、立位 縮の型をとってもハムストリングスが抗重力的 で比較して、内側広筋と外側広筋には肢位によ に働く条件の場合、大腿四頭筋の活動には相反 る影響は認められなかったが、二関節筋の大腿 的に抑制がかかるものと推察される O なお、本 直筋では、股関節が伸展位をとると大腿直筋が 研究で実施した同期型では砂嚢の位置が大腿遠 伸張され、その結果、筋効率が増すと報告して 位下部であった。しかし、これが腫骨下部であっ いる O このように二関節筋である大腿直筋は股 たならば、骨盤挙上は瞳骨を支点として膝関節 関節肢位による影響を受け、股関節伸展位での がロックされた状態で行われ、股関節伸展筋が 活動が有意に高くなる 活発に活動をもたらしたかもしれない。 O しかし、一般的に筋の 張力と長さの関係は、自然長で張力はピークを 以上の結果から、背臥位での同期型は大腿四 迎え、自然長より長くなるとかえって低下する 頭筋の高い筋活動を示し、その有効な筋力増強 92 運動としての可能性が示唆された。 文 献 一方、外側広筋に対する内側広筋の筋活動比 として、内側広筋/外側広筋比で運動効果を比 較 し た 報 告 も 数 多 い が21 .2 3 .2 1 .3 2 .3 9 .1 2 1、 股 関 節 内 転運動との同期運動でさえも内側広筋/外側広 1 . DeLormeTL .R e s t o r a t i o no fm u s c l epowerby h e a v y r e s i s t a n c ee x e r c i s e s .JBoneJ o i n tS u r g 9 4 5 . 27:645-667, 1 筋比を高めるという結論には至っていない。本 2. M u l l e rEA.I n f l u e n c eo ft r a i n i n gandi n a c t i v i t y 研究における同期型での内側広筋の筋活動には on m u s c l es t r e n g t h . Arch PhysMedR e h a b i l 有意な差がみられたにもかかわらず、内側広筋 9 7 0 . 5 1:449-462, 1 /外側広筋比率には有意な差がみられなかった ,S t o n e b r i d g eJ ,e ta . l 3. DeLateurB,LehmannJ ことは、これらの報告と同様であっ I s o t o n i cv e r s u si s o m e t r i ce x e r c i s e : Ad o u b l e - た212432,39U)O し か し 、 閉 鎖 連 鎖 運 動 に お け る s h i f tt r a n s f e r o f t r a i n i n gs t u d y, Arch Phys 股関節内転運動を組み合わせたスクワットで内 9 7 2 . MedR e h a b i l 53:212-216, 1 側広筋/外側広筋比が高かったという報告から 4. ZohnDV,LeachRE,S t r y k e rWS.A c o m p a r i - 考えて制、同期型のみでなく閉鎖連鎖運動での s o no fi s o m e t r i candi s o t o n i ce x e r c i s eo ft h e 運動と平行して行うことが臨床的には必要と思 q u a d r i c e p sa f t e ri n j u r i e st ot h ek n e e,Arch われる O PhysMedR e h a b i l 45:571-574, 1 9 6 4 . 本研究では、内転筋の筋電図を測定していな f f e c to fe x e r 5. D o u c e t t eSA,GobleEM.Thee いため、各 QSに 内 転 筋 が ど の 程 度 活 動 し て い c i s e on p a t e l l a rt r a c k i n gi nl a t e r a lp a t e l l a r るのかを明確には出来なかった。内転筋の関与 c o m p r e s s i o ns y n d r o m e . Am J S p o r t s Med を考慮すると、同期型においても外転位をとる 9 9 2 . 20:434-440, 1 ことにより内転筋を伸張させることで、より一 層内側広筋の筋活動を高める可能性もある O さ 6.I n s a l lJ .C u r r e n tc o n c e p tr e v i e w :p a t e l l a rp a i n . 9 8 2 . JBoneJ o i n tS u r g 64-A:147-152, 1 らに、足関節背屈との同期収縮との組み合わせ 7. N i s e lR,EkholmJ .P a t e l l a rf o r c e sd u r i n gk n e e も今後検討していくべき課題であろう。しかし e x t e n s i o n .ScandJR e h a b i lMed 17:63-74, ながら、本研究は健常者が対象であるが、同期 1 9 8 5 . 型で大腿四頭筋の筋活動が高まることが確認さ 8. S o d e r b e r g GL, Cook T恥1 . An E l e c t r o - れた c したがって、同期型は有効な筋力増強運 myographic a n a l y s i so fq u a d r i c e p sf e m o r i s 動としての可能性が示唆された。今後の課題と m u s c l es e t t i n g and s t r a i g h tl e gr a i s i n g . Phys して、膝蓋大腿関節症をはじめ様々な膝疾患を 9 8 3 . Ther 63:1434-1438, 1 有する患者に対する有効性があげられ、臨床応 9 . 市橋則明,羽崎完,池添冬芽,他.下肢 伸 展 挙 上 (SLR) 訓 練 時 の 大 腿 四 頭 筋 の 筋 用について検討したい。 活動量.運動・物理療法 謝 辞 1 0:141-146, 1 9 9 9 . 1 0 . 浦辺幸夫.膝関節疾患におけるトレーニン 最後に本稿を終えるにあたり、筋電図装置に ご協力頂きました酒井医療株式会社の方々、快 グ方法の解析.理学療法学 1 5:149-154, 1 9 8 8 . く研究に参加して下さった大阪リハビリテー 1 1 .S m i l l i eI S . Theq u a d r i c e p si nr e l a t i o nt or e - ション専門学校理学療法学科 I部 の 学 生 に 深 謝 サo i nt . c o v e r y from i n j u r i e s o f t h e k n e e いたします。 P h y s i o t h e r a p y 35:53-57, 1 9 4 9 . 1 2 .B a s m a j i a nJ V .R e e d u c a t i o no fv a s t u s med i a l i s : am i s c o n c e p t i o n .ArchPhysMedR e - 9 3 h a b i l 5 1:2 4 5 2 4 7, 1 9 7 0 . s o no ff i v ei s o m e t r i ce x e r c i s e si nt h er e c r u i t - . The t h r e e 1 3 . Van Kampen A, Huiskes R ment o ft h ev a s t u sm e d i a l i so b l i q u ei np e r - d i m e n s i o n a lt r a c k i n gp a t t e mo ft h ehumanp a - s o n sw i t h and w i t h o u tp a t e l l o f e m o r a lp a i n 7 2 3 8 2, 1 9 9 0 . t e l l a .JOrthopRes 8:3 p o r t sPhysTher 2 7: syndrome,JOrthopS 1 4 . BoseK,KanagasuntheramR,Osman MBH: 1 9 7 2 0 4 .1 9 9 8 . V a s t u sm e d i a l i so b l i q u e : a na n a t o m i ca n d 2 4 . Cemy K .V a s t u sm e d i a l i so b l i q u u s/v a s t u s 8 0 8 8 3, p h y s i o l o g i cs t u d y .O r t h o p e d i c s 3:8 l a t e r a l i sm u s c l ea c t i v i t yr a t i o sf o rs e l e c t e de x - 1 9 8 0 . e r c i s ei np e r s o n sw i t h and w i t h o u tp a t e l - J .B i o m e c h a n i c so fp a t e l l o f e m o r a l 1 5 . Hehne H j o i n t and i t sc l i n i c a lr e l e v a n c e .C l i nO r t h o p 2 5 8:7 3 8 5, 1 9 9 0 . 5: l o f e m o r a lp a i ns y n d r o m e . Phys Ther 7 9 9 5 . 6 7 2 6 8 3, 1 2 5 . Bos RR,BlosserTG. An electromyographic e r r yJ .Q u a d r i c e p sf u n c t i o n -An 1 6 . Lieb FJ,P s t u d yo ft h ev a s t u sm e d i a l i sandv a s t u sl a t e r - a n a t o m i c a landm e c h a n i c a ls t u d yu s i n gampu- a l i sd u r i n gs e l e c t e di s o m e t r i ce x e r c i s e s . Med 0 -A :1 5 3 5 t a t e dl i m b s .JBoneJ o i n tS u r g 5 1 8 2 2 3, 1 9 7 0 . S c iS p o r t sE x e r c 2:2 9 6 8 . 1 5 4 8, 1 l e c t r o 2 6 . Wheatley M D, Jahnke WD. E h eq u a d r i c e p smecha1 7 . FoxTA.Dysplasiaoft myographics t u d yo ft h es u p e r f i c i a lt h i g hand nism: H y p o p l a s i ao ft h ev a s t u sm e d i a l i s h i pm u s c l e si nn o r m a li n d i v i d u a l s .ArchPhys m u s c l ea sr e l a t e dt ot h eh y p e r m o b i l ep a t e l l a 2:5 0 8 5 1 5 .1 9 51 . MedR e h a b i l 3 s y n d r o m e .S u r gC l i nN o r t h Am 5 5:1 9 9 9 7 5 . 2 2 6, 1 1 8 . Reynolds L,Levin TA,Medeiros JM,e ta . l EMG a c t i v i t yo ft h ev a s t u sm e d i a l i so b l i q u e andt h ev a s t u sl a t e r a l i si nt h e i rr o l ei np a t e l l a r 2 7 . RichardLD.Terminale x t e n s i o ne x e r c i s e sf o r t h ek n e e .PhysTher 5 2 :4 5 4 6, 1 9 7 2 . 2 8 . 中山彰一.変形性膝関節症と理学療法.理 学療法 9:1 5 9 1 6 4, 1 9 9 2 . 2 9 . 羽崎完,市橋則明.大腿四頭筋の Muscle a l i g n m e n t .A mJPhysMedR e h a b i l 6 2:6 1 S e t t i n gの 肢 位 が 大 腿 四 頭 筋 に 与 え る 影 7 0, 1 9 8 3 . 響.理学療法科学 i g n o r i l eJF,K a c s i kD,P e r r yA,e ta l .Thee f 1 9 .S 1 1:8 1 8 4, 1 9 9 6 . 3 0 . AndriacchiTP,AnderssonGB,OrtengrenR, f e c to fk n e eandf o o tp o s i t i o nont h ee l e c t r o - a ta l .A s t u d yo ff a c t o r si n f l u e n c i n gm u s c l e m y o g r a p h i c a la c t i v i t yo ft h es u p e r f i c i a lq u a d - . JO rthop Res a c t i v i t ya b o u tt h ek n e ej o i nt 2:2 9, r i c e p s .JOrthopS p o r t sPhysTher 2 1:2 6 6 2 7 5, 1 9 8 4 . 1 9 9 5 . 2 0 .大塚和俊.内側広筋における Quadricepss e t 3:4 2 3 t i n g e x e r c i s eの効果. リハ医学 3 9 9 6 . 4 2 8, 1 31 . Gough JV,Ladley G. An i n v e s t i g a t i o ni n t o t h ee f f e c t i v e n e s so fv a r i o u sf o r m so fq u a d r i - 7:3 5 6 3 6 1, c e p se x e r c i s e s .P h y s i o t h e r p y 5 1 9 7 1 . 21 . HantenW P,S c h u l t h i e sS S .E x e r c i s ee f f e c ton n f l u e n c eo f 3 2 . HodgesPW,RichardsonCA.Thei e l e c t r o m y o g r a p h i ca c t i v i t yo ft h ev a s t u s me- i s o m e t r i ch i pa d d u c t i o nonq u a d r i c e p sf e m o r i s d i a l i so b l i q u e and v a s t u sl a t e r a l i sm u s c l e s . 5:5 7 6 2, a c t i v i t y . Scand J R e h a b i l Med 2 0:5 6 1 5 6 5, 1 9 9 0 . PhysTher 7 1 9 9 3 . 2 2 . McConnell J . The management o fc h o n d r o - . A p a t h o g e n i c h y p o t h e s i s o f 3 3 . Blaimont P m a l a c i ap a t e l l a e : Al o n gt e r ms o l u t i o n .A u s t r f e m o r o p a t e l l a ro s t e o a r t h r i t i s .S u r g e r y& A 2:2 1 5 2 2 3, 1 9 8 6 . JP h y s i o t h e r 3 p r i n g e r -V e r l a g,B e r t h r o s c o p yo ft h ek n e e,S u l t 】amE ,BrouwerB . Compari2 3 . LapradeJ,C p .5 6 5 7, 1 9 8 8 . l i n, p 9 4 3 4 .F u j i w a r aM,B a s m a j i a nJ V .E l e c t r o m y o g r a p h i c s t u d yo ft w o j o i n tm u s c l e s . AmJP h y sMed 5 4:234-242, 1 9 7 5 . 3 5 . LombardWP. The a c t i o no ft w o j o i n tm u s c l e s . Am P h y s Educ Rev 9:1 4 1 1 4 5, 1 9 0 3 . 3 6 .E l o r a n t aV,KomiPV.P o s t u r a le f f e c t so nt h e f u n c t i o no ft h eq u a d r i c e p sf e m o r i sm u s c l eu n d e rc o n c e n t r i cc o n t r a c t i o n .E l e c t r o m y o g rC l i n 9 81 . N e u r o p h y s i o l 21:555-567, 1 3 7 .E l o r a n t aV .C o o r d i n a t i o no ft h et h i g hm u s c l e s i ns t a t i cl e ge x t e n s i o n .E l e c t r o m y o g rC l i n l 29:2 27-233, 1 9 8 9 . N e u r o p h y s i o. 3 8 .Y a m a s h i t aN .EMGa c t i v i t i e si nmono-andb i a r t i c u l a rt h i g hm u s c l e si ncombined h i pa n d k n e ee x t e n s i o n .E u rJA p p lP h y s i o l 58:2 7 4 -277, 1 9 8 8 . 3 9 . 沖田実,東登志夫,井口茂,他.膝伸 展位における大腿四頭筋の等尺性収縮運動 に関する一考察-運動肢位の違いが筋出 力、および筋疲労に及ぼす影響理学療 法科学 1 1:2 7 3 1, 1 9 9 6 . e w e t t P D . E l e c t o m y o g r a p h i c 4 0 .K a r s t G M, J a n a l y s i so fe x e r c i s e sp r o p o s e df o rd i f f e r e n t i a l a c t i v a t i o no fm e d i a la n dl a t e r a lq u a d r i c e p s f e m o r i s m u s c l e c o m p o n e n t s . P h y s T h e r 9 9 3 . 73:286-295, 1 41 . 中 村 隆 一 , 斎 藤 宏 . 運 動 器 の 構 造 と 機 能 . 基 礎 運 動 学 . pp.71-73, 医 歯 薬 出 版. 1 9 9 0 . F .P r e f e r e n 4 2 .Z a k a z i aD,HarbumKL,KramerJ t i a la c t i v a t i o no ft h ev a s t u sm e d e i a l i so b l i q u e, v a s t u sl a t e r a l i s,a n da d d u c t o rm u s c l e sd u r i n g i s o m e t r i ce x e c i s e si nf e m a l e s .JO r t h o pS p o r t s 9 9 7 . P h y sT h e r 26:23-28, 1 4 3 . 市橋則明,羽崎完,森永敏博,他.股関 節内転動作が膝周囲筋活動に与える影響- c l o s e dk i n e t i cc h a i nにおける内側広筋斜頭 の選択的訓練の検討.運動・物理療法 8:70-75, 1 9 9 7 . 9 5 AnE l e c t r o m y o g r a p h i cs t u d yont h ei s o m e t r i ce x e r c i s e o ft h eq u a d r i c e p sf e m o r i sp e r f o r m e ds i m u l t a n e o u s l y w i t hmovemento fh i pe x t e n s i o n 3 2 NaotoTokuhara¥ TakayoshiMiyagawa , ShinsukeKitahama, 4 4 4 NobumasaC h i j i i w a ,S e i i c h iTakemasa andTomoakiShimada ABSTRACT:Thep u r p o s eo ft h i ss t u d yi st oi d e n t i f yt h emoste f f e c t i v ep剖 t e r no ft h ei s o m e t r i ce x e r c i s eo f t h eq u a d r i c e p sf e m o r i sbyu s i n ge l e c t r o m y o g r a p h y (EMG).T w e n t y n i n eh e a l t h yyounga d u l t s( 17men,1 2 women) v o l u n t e e r e da ss u b j e c t si nt h i ss t u d y .Thef o l l o w i n g5p a t t e r n so fQSwerep e r f o r m e df o r3s e c o n d s w i t hmaximume f f o r t s:1 )i ns u p i n e( St y p e ),2 )i ns u p i n ew i t h1 5d e g r e e so fh i pe x t e n s i o n( S 1 5t y p e ),3 ) i ns u p i n ew i t hmovemento fh i pe x t e n s i o n (SHEt y p e ),4 )i np r o n e ( pt y p e ),and5 )i np r o n ew i t hmovemento fh i pe x t e n s i o n (PHEt y p e ) .Thei n t e g r a t e dEMGa c t i v i t i e swerem e a s u r e df r o mt h er e c t u sf e m o r i s ( R F ),v a s t u sm e d i a l i s (VM),v a s t u sl a t e l a r i s (VL),g l u t e u smaximus (GM),b i c e p sf e m o r i s( B F ),s e m i t e n d i n o s u s( S T ),and semimembranosus (SM) a n ds t a n d a r d i z e da s % maximum v o l u n t a r yc o n t r a c t i o n (MVC).M u l t i p l ec o m p a r i s o na n a l y s e sr e v e a l e dt h a t%MVCo fRF,V M,VLd u r i n gSHEt y p eshoweds i g n i f i c a n t l yg r e a t e ra c t i v i t yt h a nt h eo t h e r4p a t t e r n s .Theser e s u l t sways u g g e s tt h a ts i m u l t a n e o u sQSw i t he x t e n s i o nmovemento ft h eh i pi sa ne f f e c t i v ee x e r c i s ep a t t e r nt oe l i c i tmaximuma c t i v i t i e so ft h eq u a d r i c e p s f e m o r i s . KeyWord:Q u a d r i c e p sf e m o r i s,I s o m e t r i ce x e r c i s e,E l e c t r o m y o g r a p h y (EMG),Hipe x t e n s i o n . 1 .T h eP u b l i cY a s h i r oG e n e r a lH o s p i t a l 2 .K o b e E k i s a i k a iH o s p i t a l 3 .O s a k aC o l l e g eo fR e h a b i l i t a t i o n 4. F a c u l t yo fH e a l t hS c i e n c e s,KobeU n i v e r s i t yS c h o o lo fM e d i c i n e