Development of exercise therapy for jumper's knee using eccentric loads

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K10840
• Research Institution: Kansai University of Welfare Sciences
• Principal Investigator: 三谷 保弘 関西福祉科学大学, 保健医療学部, 教授 (50567071)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小柳 磨毅 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (20269848) ; 森 禎章 関西福祉科学大学, 保健医療学部, 教授 (70268192) ; 境 隆弘 大阪保健医療大学, 大阪保健医療大学 保健医療学部, 教授 (60353009) ; 松尾 高行 大阪行岡医療大学, 医療学部, 教授 (80643593) ; 木村 佳記 大阪大学, 医学部附属病院, 理学療法士 (00571829)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 膝蓋腱 / ジャンパー膝 / 超音波画像診断装置 / 超音波エラストグラフィ / 大腿四頭筋 / スクワット

Outline of Annual Research Achievements

前方傾斜台上で行う片脚遠心性スクワット（eccentric decline squat: EDS）は、慢性の膝蓋腱付着部症（ジャンパー膝）の運動療法として有用であるとされている。遠心性運動は腱の修復に関与する小径の膠原原線維を増大するとされており、損傷腱に対する適度な伸張負荷が損傷の治癒を促進すると考えられる。EDSは平地での片脚遠心性スクワットに比べて膝関節屈曲角と大腿四頭筋の筋活動が増大すると報告されていることから、これらが膝蓋腱を伸張する要因であると考えられる。しかし、膝関節屈曲角と大腿四頭筋の筋活動が膝蓋腱の伸張に及ぼす影響については十分に検討されていない。本研究では、膝蓋腱の硬さを伸張の程度の指標とし、膝関節屈曲角と大腿四頭筋の筋活動との関係性について検討した。膝蓋腱の硬さは、超音波エラストグラフィのstrain imaging法により計測した。なお、スクワット中の安定した計測は困難であるため、膝関節屈曲角と膝伸展トルク値を設定し、各条件下での計測を行った。筋力測定装置のシート上にリラックスした端座位をとり、非利き脚の膝関節屈曲角を30°、60°、90°に設定し、各膝関節屈曲角の膝伸展トルクを最大トルク値の0％（安静）、40％、70％に設定した。安静状態では、膝関節屈曲90°において膝蓋腱の硬さが高値を示したことから、膝関節屈曲角の増大が膝蓋腱の硬さを増大すると示唆された。また、膝伸展トルク値の増大に伴い各膝関節屈曲角での膝蓋腱の硬さがさらに増大したが、膝関節屈曲角の影響は軽減した。これらのことから、大腿四頭筋の筋活動の増大が膝蓋腱を伸張させる主な要因であることが示唆された。EDSは平地でのスクワットに比べて大腿四頭筋の筋活動が増大することから、膝蓋腱を伸張させる有用な手段であると考えられた。