JP2015221202A - 中足趾節関節底屈筋力の測定方法及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1中足趾節関節(MTP関節)と第2ないし第5MTP関節における底屈筋力の機能の独立性に基づき、第1中足趾節関節(MTP関節)及び第2ないし第5MTP関節において、任意の足関節及びMTP関節角度でMTP関節を底屈させ、各筋力を測定するステップを含む足趾筋力測定方法並びにそのための測定装置及びシステム。
【選択図】図2
Description
(1)加齢及び神経疾患を有する者の第1MTP関節、及び第2ないし第5MTP関節同時底屈時の機能低下率。
(2)MTP関節底屈筋力、及び筋力比率と歩行時の荷重位置の関係。
(3)MTP関節底屈筋力、及び筋力比率とバランス能力の関係。
(4)MTP関節底屈筋力、及び筋力比率とジャンプパフォーマンスの関係。
(5)MTP関節底屈筋力、及び筋力比率と動作時の下肢アライメントの関係。
(6)MTP関節底屈筋力、筋力比率、及びその測定肢位と高齢者の転倒の関係。
第1MTP関節底屈筋群及び第2ないし第5MTP関節底屈筋群の機能の独立性及び同時の力発揮における相互影響の存在を本件発明の方法及び装置を用いて検討した。
材料及び方法
被験者の選定
研究の趣旨及び内容が十分に説明され、試験への協力についての文書による同意を得られた健常成人男性10名(年齢:23.2±1.9歳、身長:169.2±3.7 cm、体重: 58.4±8.1 kg)が被験者として選定された。いずれの被験者においても下肢に成形外科的疾患や疼痛などの既往はなく、前記被験者の10足が試験された。
前記被験者は、座位で、足関節中間位で足部をMTP関節底屈筋力測定装置に固定され、中足趾節関節の測定角度が調節された。その後、右足の第1中足趾節関節(以下、「第1〜第5MTP関節」と記載)、第2ないし第5中足趾節関節(以下、「第2〜第5MTP関節」と記載)、及び第1〜第5MTP関節の最大随意底屈によってフォースプレートに負荷された荷重が測定された。具体的には、第1〜第5MTP関節、第1MTP関節及び第2〜第5MTP関節における等尺性最大随意底屈トルク値がMTP関節背屈0°、25°、35°及び45°でそれぞれ測定された。測定はランダムに施行された。各施行間の休憩時間は、筋疲労を考慮して2分間以上設けられた。
MTP関節背屈45°での底屈トルク値が、同一の検者及び被験者に対して、異なる日に測定され、級内相関係数(ICC(1,1))が算出された。
各MTP関節角度、及び底屈トルク値の関係について、一元配置分散分析が行われた。また、第1MTP関節底屈トルク値と第2〜第5MTP関節底屈トルク値の和と、第1〜第5MTP関節底屈トルク値とが二元配置分散分析を用いて比較した。
MTP関節背屈0°、25°、35°及び45°での底屈トルク値の級内相関係数(ICC(1,1))は、0.77よりも高かった(表1)。したがって、日間の再現性を有することが確認された。
図6は、第1〜第5MTP関節背屈0°、25°、35°及び45°での底屈トルク値を示すグラフである。各実験条件の誤差棒は同一条件で10回繰り返した実験結果の計算値の標準偏差を示す。アスタリスク(*)は危険率p値が5%未満であることを示す。背屈25°及び35°での第1〜第5MTP関節底屈トルク値は、背屈0°での第1〜第5MTP関節底屈トルク値と比較して統計学的に有意に高かった。
図8は、第1MTP関節底屈トルク値と第2〜第5MTP関節底屈トルク値の和と、第1〜第5MTP関節底屈トルク値とを示すグラフである。各実験条件の誤差棒は同一条件で10回繰り返した実験結果の計算値の標準偏差を示す。アスタリスク(*)は危険率p値が5%未満であることを示す。第1MTP関節底屈トルク値と第2〜第5MTP関節底屈トルク値の和は、第1〜第5MTP関節底屈トルク値と比較して統計学的に有意に高かった。
前記のとおり、足部には内側縦アーチ、外側縦アーチ及び横アーチの3つのアーチ構造があり、荷重ストレスを分散して足底軟部組織に対し除圧する役目や、歩行時にスプリングとして力の伝達効率を向上する役目を果たす(金井秀作:足アーチの運動学.理学療法士のための足と靴のみかた(坂口顕 編),文光堂,東京, 2013,p25)。その中でも内側縦アーチは、頂点のランドマークとなる舟状骨が触知しやすく、軟部組織のずれが少ないことから、足部アーチの評価指標として臨床において頻回に評価される。内側縦アーチの計測方法には様々なものがあり、その中に、足部形態の指標となる、座位での舟状骨高と立位での舟状骨高の差を計測する舟状骨沈降度がある(Brody DM: Techniques in the evaluation and treatment of the injured runner. Orthop Clin North Am, 1982, 13: 541-58)。舟状骨沈降度は下肢障害と関係しており、足部障害を持つランナーの舟状骨沈降度は、健常ランナーよりも大きく(Bennett JE, ReinkingMF, Pluemer B et al.: Factors contributing to the development of medial tibial stress syndrome in high school runners. J Orthop Sports Phys Ther, 2001, 31: 504-10)、膝前十字靱帯損傷者の舟状骨沈降度は,健常者よりも大きい(Beckett ME, Massie DL, Bowers KD et al.: Incidence of Hyperpronationin the ACL Injured Knee: A clinical Perspective. J AthlTrain, 1992, 27: 58-62)。
第1及び第2〜第5中足趾節関節最大等尺性底屈トルク測定肢位と舟状骨沈降度の関係
足趾底屈筋は、片脚立位時の姿勢制御に関与し、足趾底屈筋のトレーニングによる動的な姿勢制御能力の改善や、片脚立位時の身体重心の軌跡の外周面積及び総軌跡長と足趾把持筋力の相関が報告されている(Lynn SK, Padilla RA,Tsang KKW: Differences in static- and dynamic-balance task performance after 4 weeks of intrinsic-foot-muscle training: the short-foot exercise versus the towel-curl exercise. J Sport Rehabil, 2012, 21(4): 327-33、及び、村田伸:開眼片足立ち位での重心動揺と足部機能との関連. 理学療法科学19(3), 2004,p245-249)。しかしながら、第1趾底屈筋と第2〜第5趾底屈筋それぞれが姿勢制御に及ぼす影響は明らかでなかった。
足趾底屈筋ウォーミングアップの介入効果
トレーニングには、運動の強度、運動の持続時間及び運動の頻度という条件があり、3条件が満たされてはじめてトレーニング効果が期待できる(市橋則明:運動療法学−障害別アプローチの理論と実際.文光堂,東京,2008)。しかし、従来より、足趾底屈筋力トレーニングにおいて、トレーニング強度を客観的に評価しながら行う方法はなく、そのような試みはなされていなかった。
本発明の測定方法並びに測定装置及びシステムを用いることにより、簡便かつ迅速に再現性及び精度の高い第1MTP関節底屈筋と第2〜第5MTP関節底屈筋の筋力を個別又は総合して測定できることが示された。さらに、第1MTP関節底屈筋と第2〜第5MTP関節底屈筋の筋力を個別又は総合して測定可能な本発明の測定方法、測定装置及びシステムを使用することにより、MTP関節底屈運動では、中間位よりも背屈位においてより高いパフォーマンスを発揮することが示された。また、第1MTP関節と第2〜第5MTP関節では、力発揮特性が異なることが明らかとなり、第1MTP関節と第2〜第5MTP関節では、その機能が独立することが示された。さらに、第1MTP関節と第2〜第5MTP関節の底屈筋群は、力発揮時に相互に影響し得ることが示された。また、立位の姿勢制御において、第1趾と第2〜第5趾底屈筋の機能が異なることが明らかとなり、第1MTP関節底屈筋と第2〜第5MTP関節底屈筋のトレーニングとその達成度の評価に対して、本発明の方法、装置及びシステムを用いることが可能であることが示された。
2 第1フォースプレート
3 第2フォースプレート
4 第3フォースプレート
5 足根部固定手段
6 足底部固定手段
7 下腿部固定手段
8 座位維持用椅子
9 第1ないし第3フォースプレートの角度調整手段
10 負荷荷重測定手段
11 体幹固定手段
12 足部固定手段
13 増幅及び/又はデジタル化手段
14 解析・記録・表示手段
15 足趾筋力測定システム
Claims (10)
- 第1中足趾節関節(MTP関節)及び第2ないし第5MTP関節において、任意の足関節及びMTP関節角度で底屈方向に力発揮させ、各筋力を測定するステップを含むことを特徴とする、足趾筋力測定方法。
- さらに、第1MTP関節、及び第2ないし第5MTP関節の各底屈筋力比率を算出するステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の足趾筋力測定方法。
- さらに、第1MTP関節、及び第2ないし第5MTP関節底屈筋群を同時に力発揮させた際の機能低下率を算出するステップを含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の足趾筋力測定方法。
- 前記第1、及び第2ないし第5MTP関節底屈筋力は、同時又は群ごとに測定されることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の足趾筋力測定方法。
- 左右両足の第1MTP関節の筋力を測定する第1フォースプレート、右足の第2ないし第5MTP関節の筋力を測定する第2フォースプレート、及び、左足の第2ないし第5MTP関節の筋力を測定する第3フォースプレートを備え、足部を固定する手段と、第1MTP関節、及び第2ないし第5MTP関節の中足趾節関節の計測角度を調整する手段と、各フォースプレートに負荷される荷重を測定する手段とを備えることを特徴とする、足趾筋力測定装置。
- 任意の足関節及びMTP関節角度で第1MTP関節の筋力の測定と第2ないし第5MTP関節の筋力の測定とが、同時又は群ごと測定されることを特徴とする、請求項5に記載の足趾筋力測定装置。
- 前記フォースプレートに負荷される荷重を測定する手段は、1台以上のシングルポイント型又はマルチポイント型ロードセルから選択されることを特徴とする、請求項5又は6に記載の足趾筋力測定装置。
- 左右両足の第1MTP関節の底屈筋力を測定する第1フォースプレート、右足の第2ないし第5MTP関節の底屈筋力を測定する第2フォースプレート、及び左足の第2ないし第5MTP関節の底屈筋力を測定する第3フォースプレートを備え、足部を固定する手段と、第1MTP関節、及び第2ないし第5MTP関節の計測角度を調整する手段と、各フォースプレートに負荷される荷重を測定する手段とを備えることを特徴とする、下肢運動器障害のリスク若しくは障害度の評価、神経機能低下若しくは転倒リスクの評価、運動トレーニングの達成度の評価、神経障害の診断若しくは早期診断又はそれらのための補助データの提供のための装置。
- 請求項5ないし7に記載の足趾筋力測定装置に、さらに、前記足趾筋力測定装置で測定した情報を増幅及び/又はデジタル化するための手段と、増幅及び/又はデジタル化された情報を解析し、表示し、記録する手段とを備えることを特徴とする、足趾筋力測定システム。
- 請求項8に記載の装置に、さらに、前記足趾筋力測定装置で測定した情報を増幅及び/又はデジタル化するための手段と、増幅及び/又はデジタル化された情報を解析し、表示し、記録する手段とを備えることを特徴とする、下肢運動器障害のリスク若しくは障害度の評価、神経機能低下若しくは転倒リスクの評価、運動トレーニングの達成度の評価又は神経障害を診断若しくは早期診断又はそれらのための補助データの提供のためのシステム。
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