膝関節 屈曲/伸展

1.意義と例

股関節の伸展制限に伴い、立脚終期の股関節伸展が減少する。その影響で、Double Knee Action(二重膝屈曲作用)のうち、後半の膝関節伸展を認めない場合がある。

2. グラフや基準値

a. 正常歩行周期のグラフ

出典: Riglet, L., et al. "3D motion analysis dataset of healthy young adult volunteers walking and running on overground and treadmill." Scientific Data, 2024, 11:556. のデータに基づき作成。 / CC BY 4.0 ライセンス(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ja)に基づき利用。 (論文リンク: https://doi.org/10.1038/s41597-024-03420-y)

Double Knee Action:荷重応答期で最初の屈曲ピーク(約15°)があり、立脚中期から立脚終期にかけて0°近くになり、前遊脚期から遊脚中期にかけて第二の屈曲ピーク(約60°)が生じる。

b. 変形性股関節症(以下、股関節OA)患者の歩行周期のグラフ 1)

出典: Porta M., et al. "Lower Limb Kinematics in Individuals with Hip Osteoarthritis during Gait: A Focus on Adaptative Strategies and Interlimb Symmetry." Bioengineering, 2021, 8(4), 48. / CC BY 4.0 ライセンス(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ja)に基づき利用。 (論文リンク: https://doi.org/10.3390/bioengineering8040047)
  • 股関節OA患者の患側の荷重応答期における膝関節屈曲は、健側と比較して減少している。
  • 股関節OA患者は患側の立脚中期~後期において、膝関節軽度屈曲位を呈する。患側の股関節伸展不足に伴い膝関節を軽度屈曲せざるを得ず、蹴り出しを早めることで前方への推進力を得ようとするためであると考えられる。
  • 患側の遊脚期において、膝関節の最大屈曲角度は健常者や健側と比べて減少する。また、健側は遊脚終期の最大伸展角度が健常者や患側と比べて少ない(より屈曲している)。

c. 基準値

i. 歩行中の膝関節屈曲のピーク角度
対象
平均値
参考文献
健常者
56.5 ± 4.7°
2)Tateuchi et al., 2014
股関節OA患者(初期)
52.0 ± 6.4°
2)Tateuchi et al., 2014
ii. 歩行中の膝関節伸展のピーク角度
対象
平均値
参考文献
健常者
-0.6 ± 3.8° 
2)Tateuchi et al., 2014
股関節OA患者(初期)
-1.9 ± 3.8°
2)Tateuchi et al., 2014

3. 膝関節屈伸が基準値と異なる場合に考えられる原因と追加評価の提示

歩行周期中の項目の特徴

a. 異常歩行例

i.立脚期の膝関節屈曲の歩行
股関節屈曲拘縮(伸展の不足)に伴う膝関節屈曲

ii.膝関節屈曲の不足する歩行

荷重応答期における膝関節屈曲の消失
遊脚初期の膝関節屈曲の消失

4.考えられる原因と追加評価の提示

a. 原因 

  • 疼痛
  • 股関節伸展制限:股関節伸展不足により骨盤前傾や膝関節屈曲で代償する必要がある。
  • 大腿四頭筋の筋力低下:長期の痛みによる活動量の低下などに起因して起こる。
  • ハムストリングスや下腿三頭筋の過緊張:股関節痛で前傾姿勢が続くとハムストリングスが短縮しやすくなり、膝関節伸展を阻害する。
  • 協調性の障害

b. 追加評価

  • ROMテスト:膝関節屈曲・伸展、足関節背屈・底屈
  • MMT:大腿四頭筋
  • 膝の不安定性評価

5.参考文献

1. Porta M, Pau M, Leban B, Deidda M, Sorrentino M, ArippaF, Marongiu G. Lower Limb Kinematics in Individuals with Hip Osteoarthritisduring Gait: A Focus on Adaptative Strategies and Interlimb Symmetry.Bioengineering (Basel). 2021 Apr 13;8(4):47. doi: 10.3390/bioengineering8040047.PMID: 33924515; PMCID: PMC8069064. 

2. Tateuchi H., Tsukagoshi R., Fukumoto Y., Akiyama H., So K., Kuroda Y., Ichihashi N.Compensatory turning strategies while walking in patients with hiposteoarthritis. Gait Posture. 2014;39:1133–1137. doi:10.1016/j.gaitpost.2014.01.021.