足圧中心位置に着目した膝前十字靱帯再建術後の代償的運動制御メカニズムの解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K19477
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 石田 知也 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (30759642)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 膝前十字靱帯 / リハビリテーション / スクワット / 足圧中心 / 運動制御

研究実績の概要

最終年度は，研究課題3）膝前十字靱帯（anterior cruciate ligament; ACL）再建術後症例を対象として，スクワット動作中の足圧中心（center of pressure; COP）位置についての視覚的フィードバックを用いた動作練習が，膝関節伸展モーメントの対称性に与える効果を明らかにするための研究を進めた。ACL再建術後症例27例を対象として，COP位置の視覚的フィードバックを与えながら両脚スクワットの動作練習を行わせ，動作練習前後の三次元動作解析を行った。フィードバックトレーニング前にCOP位置の非対称性を示していた症例において，トレーニング後にCOP位置の対称性は有意に改善した（P < 0.05）。同様に，膝関節伸展モーメントの対称性もフィードバックトレーニングにより有意に改善していた（P < 0.05）。これらの結果より，COP前後位置の左右対称性についての視覚的フィードバックトレーニングは，ACL再建術後のスクワット動作における膝関節伸展モーメントの対称性改善に効果的なトレーニングであることが明らかとなった。
一連の研究課題により，COP前後位置の左右非対称性はACL再建術後のスクワット動作における代償的な運動制御に関連していることが明らかとなった。また，視覚的フィードバックを用いてCOP位置を左右対称的に保持するようなスクワットトレーニングが，ACL再建術後の左右対称的な運動制御の獲得に繋がる可能性を示すことができた。
ACL再建術後の非対称的な運動制御は，競技パフォーマンス低下や高い再受傷率との関連が報告されていることから，本研究の知見はACL再建術後の競技パフォーマンス向上や再受傷予防に繋がることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Pelvic Rotation Is Associated With Asymmetry in the Knee Extensor Moment During Double-Leg Squatting After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishida Tomoya、Samukawa Mina、Koshino Yuta、Ino Takumi、Kasahara Satoshi、Tohyama Harukazu
  • 雑誌名: Journal of Applied Biomechanics 巻: 39 ページ: 62～68
  • DOI: 10.1123/jab.2022-0204
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interlimb asymmetry in knee extension moment during double-leg squatting is associated with persistent quadriceps weakness following anterior cruciate ligament reconstruction (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishida Tomoya、Samukawa Mina、Koshino Yuta、Ino Takumi、Kasahara Satoshi、Tohyama Harukazu
  • 雑誌名: Orthopaedic Journal of Sports Medicine 巻: － ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of Changing Center of Pressure Position on Knee and Ankle Extensor Moments During Double-Leg Squatting (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishida Tomoya、Samukawa Mina、Endo Daisuke、Kasahara Satoshi、Tohyama Harukazu
  • 雑誌名: Journal of Sports Science and Medicine 巻: 21 ページ: 341～346
  • DOI: 10.52082/jssm.2022.341
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The center of pressure position in combination with ankle dorsiflexion and trunk flexion is useful in predicting the contribution of the knee extensor moment during double-leg squatting (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishida Tomoya、Samukawa Mina、Kasahara Satoshi、Tohyama Harukazu
  • 雑誌名: BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation 巻: 14 ページ: 127
  • DOI: 10.1186/s13102-022-00523-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ACL再建膝に対する運動動作の評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石田 知也、寒川 美奈、遠山 晴一
  • 雑誌名: 臨床スポーツ医学 巻: 39 ページ: 948～953
• [学会発表] The Relationship Between Center of Pressure Position and Knee Extensor Moment During Double-leg Squatting (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishida Tomoya、Ueno Ryo、Kitamura Yu、Yamakawa Yoshiki 、Samukawa Mina、Tohyama Harukazu
  • 学会等名: ISB/JSB 2023 Congress
  • 国際学会
• [学会発表] 両脚スクワット動作における足圧中心の前後方向における相対的位置が下肢関節モーメントの対称性に与える影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山川 由起、石田 知也、北村 優、寒川 美奈、遠山 晴一
  • 学会等名: 第25回日本体力医学会北海道地方会大会
• [学会発表] 膝前十字靭帯再建術後の大腿四頭筋筋力低下の残存と両脚スクワット動作における膝関節伸展モーメントの非対称性の関連 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石田 知也、寒川 美奈、越野 裕太、井野 拓実、笠原 敏史、遠山 晴一
  • 学会等名: 第9回日本スポーツ理学療法学会学術大会
• [学会発表] 膝前十字靱帯再建術後の両脚スクワット動作における膝関節伸展モーメントの非対称性と骨盤回旋の関連 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石田 知也、寒川 美奈、越野 裕太、井野 拓実、笠原 敏史、遠山 晴一
  • 学会等名: 第33回日本臨床スポーツ医学会学術集会
• [学会発表] 膝前十字靱帯再建術後の両脚スクワット動作における膝関節伸展モーメントの非対称性と足圧中心位置の関連 (2022)
  • 著者名/発表者名: 石田 知也、寒川 美奈、越野 裕太、井野 拓実、笠原 敏史、遠山 晴一
  • 学会等名: 第14回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会・第48回日本整形外科スポーツ医学会学術集会（JOSKAS-JOSSM 2022）
• [学会発表] 両脚スクワット動作中の足圧中心位置フィードバックによる下肢関節モーメントの変化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 大輔、石田 知也、寒川 美奈、笠原 敏史、遠山 晴一
  • 学会等名: 第24回日本体力医学会北海道地方会大会