舟状骨不安定症における筋力、固有受容および反応時間に対する運動とNMESの組み合わせの影響

上肢の外傷では手・手首の外傷が多く見られます。 手は、個人が日常生活活動を行うことを可能にする重要な器官です。 手や手首に問題があると、人の活動に制限が生じ、日常生活の役割を果たすことができなくなることがあります。 これは生活の質の低下につながる可能性があります。

生体力学的特性の観点から見ると、手首の外因性靱帯はより高い弾性を示しますが、牽引に対する抵抗力が低いため、ほとんどの内因性靱帯と比較して耐久性が低くなります。 その結果、外因性靱帯は内側部分で断裂しやすいのに対し、内因性靱帯は完全な断裂ではなく断裂損傷を起こしやすい(1)。

舟状骨 (SL) 関節関係は、いくつかの手根靱帯によって提供されます。 これらの中で最も重要なものは、舟状骨間靱帯 (SLIL; 舟状骨間靱帯) です (2)。 SLIL損傷は舟状骨関節の不安定性を引き起こします(3)。 舟状骨の不安定性は、最も一般的な手根骨の不安定性です (4)。 この不安定性を治療せずに放置すると、手根骨間の機械的関係が永久に破壊され、橈骨手根関節と手根中央関節に進行性の変性変化が生じます(5)。 これらの変性変化は、舟状骨高度虚脱 (SLAC) と呼ばれ、手首の変形性関節症の最も一般的な原因です (6)。 SL 不安定性では、通常、尺骨偏位による手の伸展と転倒が損傷のメカニズムを構成します。 手根骨の不安定性と変性関節炎の複合パターンは、舟状骨高度虚脱 (SLAC) と呼ばれます (7)。

舟状骨と月状骨は異なる関節構造を持っているため、手首の屈曲および伸展の動き中に異なる速度で回転できます。 さらに、SLIL の背側線維は短くて太く、掌側線維は緩くて弾力性があるため、屈曲および伸展運動中に舟状骨と月状骨の異なる回転が可能になります。 負荷がかかると舟状骨は屈曲し、月状骨は伸展する傾向があります。 舟状骨と月状骨のこれらの異なる運動パターンにより、SLIL 靱帯に高い位置エネルギーが蓄積されます。 靱帯断裂が起こると、このエネルギーにより手根骨が反対側に移動すると予想されます。 したがって、SLIL 断裂後、月三角骨間靱帯 (LTIL) を通る三角筋の牽引効果により、舟状骨が屈曲し、月状骨が伸展します。 この不安定パターンは、背側間節不安定性 (DISI) と呼ばれます (7)。

最近まで、ほとんどの生体力学理論では、手首の安定性は主に関節の形状と靱帯と関節包の相互作用によって決まると示唆されていました。 膝や肩などの他の関節の動的安定化メカニズムは広範囲に研究されています。 筋肉や腱が手首の安定性にどのように寄与するかを理解することはあまり重視されていません。 しかし、過去 15 年間で関心が高まり、研究がこのテーマに光を当て始めました。 実際、2011 年以来、手首の固有受容に関する 350 以上の記事が出版されています。 この事実のきっかけの 1 つは、Hagert らによる手首の靱帯の機械受容器の記述でした。 固有受容は関節の安定性に関連しています。 「手首の安定性」という用語は、負荷がかかった状態 (運動学的) および/または動作中 (運動学的) にバランスを維持する手首の能力を指し、ねじれや症状を引き起こすことなく強力に持続することができます。 安定した手首は、生理学的負荷がかかってもねじれず、内部の位置を調整して力を分散できる固体のブロックにすることができます。 手首の運動学的安定性には、骨の形態、堅牢な静的スタビライザー（靱帯）と強力な動的スタビライザー（手首を横切る前腕の筋肉と腱）、保存された関節表面、静的関節を接続する神経を含む有能な感覚および運動システムなど、多くの要因が必要です。そしてダイナミックスタビライザー。 これら 5 つの要素のいずれかが欠けると、手首が不安定になる可能性があります (13)。

SL の不安定性は、SLIL 靱帯の損傷による手首を形成する骨の正常な配置の破壊の結果として発生します。 他の手/手首の問題と関連している可能性があるため、見落とされることがよくあります (14,15)。 SL の不安定性は通常、荷重中に発生する手首の痛みによって特徴付けられます。 SL の不安定性により生じる痛みのパターンは、活動中に増加します。 痛みにより、正常な関節の動きが失われ、握力が低下する可能性があります。 これにより、日常生活活動やセルフケアが不能になり、機能レベルが低下します(16-18)。 SL の不安定性の問題の治療では、さまざまな要因が考慮されます。

近年、手根骨の動態、運動学、靱帯の特性に関する研究により、保存的治療アプローチが明らかになってきました(21-23)。 特に手根骨の安定性に寄与する靱帯と筋肉を研究することによって、さまざまなリハビリテーションのアプローチが開発されてきました(24,25)。 Hagertらによる研究では、 (26) によれば、手根骨の安定性に寄与する最も重要な要因の 1 つは、手首関節の固有受容と神経筋制御であると報告されています。 手首の靱帯の構造的および神経的特性を調査した研究の中で、彼らは、背側および三叉靱帯に付着している靱帯、特に舟状骨間靱帯（SLIL）に機械受容体が豊富であることに注目しました(27)。 さらに、SLIL の電気刺激の結果として前腕の筋肉に活動を引き起こす靱帯筋反射の存在が実証されています。

特に尺側手根屈筋（FCU）、橈側手根屈筋（FCR）、長橈側手根伸筋（ECRL）、尺側手根伸筋（ECU）、短橈側手根伸筋（ECRB）が動的運動において効果的な役割を果たすことが示されています。手首の安定化。 Garcia-Elliasらによる研究では、 (29) によれば、これらの筋肉は、手根骨を回内または回外させることによって、手根骨間の距離を変化させることが示されました。 これらの研究の結果、靱帯損傷後に適切な筋肉を活性化することでさらなる損傷を防止できるという考えが浮上しました(29)。

Salva-Coll らは、死体に関する研究で、彼らは、手根骨上の FCU、FCR、ECRL、ECU、および長母指外転筋 (APL) の運動パターンを調査しました。 FCU、ECRL、およびAPLの筋肉が両方の手根列の回外、特に近位手根列の屈曲を引き起こすことが注目されました(30)。 FCR筋が舟状骨を回外し、三方骨と頭状骨を回内することが観察されています。 ECU 筋肉は、遠位手根列と近位手根列の両方を大きく回内することが判明しました (31)。 手根回外は舟状骨間隔を狭くし、回内はそれを広げることが注目された。 したがって、SLL損傷後に「舟状骨に優しい」と定義されるECRL筋、APL筋、およびFCR筋は、舟状骨間隙を狭めるため、手根不安定性のリハビリテーションにおいて重要性を増している(32)。 ECU の動作は避けるべきであるとも報告されています。

研究では、ECR、FCR、FCU とそれらの筋肉を同時に興奮させると、手首関節の全体的な安定性が得られることが報告されています。 したがって、動的安定性を高めるために、共同活性化運動をリハビリテーションプログラムに組み込むことが推奨されます (7) 電気刺激は骨格筋の強化に広く使用されています。

神経筋電気刺激（NMES）は、中枢神経系を再編成し、筋線維に生化学的、生理学的、組織学的変化を引き起こし、筋萎縮を防止し、中枢神経系障害のある患者の筋力と機能の回復を促進する方法です(33)。 NMES を片側の四肢に適用すると筋力が増加することが研究で示されています (34)。

文献では、NMES がいくつかの生理学的プロセスの結果として筋肉のペネーション角度と生理的断面積 (PCSA) 値の増加を引き起こすことが報告されています (35,36)。 特に 50 Hz 未満の電流は、持続時間が長いため、繊維長が短く PCSA 値が高い筋肉に適しています。 言い換えれば、低周波数の長時間の選択は羽状筋に適しています。 PCSA が低く、繊維長の値が高い筋肉の場合、選択パラメーターは異なります。 これらの筋肉の場合、70 Hz を超える周波数と非常に短い持続時間 (約 200 マイクロ秒) が好ましく、刺激時間は短く保つ必要があります (35 ～ 37)。

シャルドンら。 (38) は、慢性腎不全患者における 8 週間の NMES 介入後に筋力が増加したが、筋肉 2 の厚さとペネーション角度は変化しなかったことを示しました。 NMES の効果に関するこれらの矛盾した結果の理由として、さまざまな NMES パラメーター (周波数、振幅、持続時間、電極の配置など) が示されています (39)。

Salva-Collらによって出版された最新の文献では、 2023年には、SLL損傷後のSLLから生じる靱帯筋反射機構の損傷により、前腕の筋肉の屈筋と伸筋のアンバランスが発生している可能性があると考えられています。 上記の ECRL、ECRB、APL、FCR 筋は、舟状骨間隙を狭めるため、手根不安定性のリハビリテーションに重要であり、ECU の活動は避けるべきであることが報告されています。 症例報告では「SL関節に優しい」と考えられるこの手首のダイナミックスタビライザーの神経筋リハビリテーションを適用したと記載されています。 ダーツ投げ動作と呼ばれる円弧動作の使用もリハビリテーションで普及しています。 SLIL への負荷を最小限に抑えることが証明されており、術後の SLIL リハビリテーションに広く使用されています (40)。 これらのアプローチは、基礎科学文献、他の解剖学的部位に利用可能なリハビリテーションの概念、および手首の生体力学的研究に基づいています。 ただし、これらの実践の有効性を説明する証拠は限られています。 SLIL 損傷に対する理想的な保存的リハビリテーション戦略を推奨するランダム化臨床試験やガイドラインは文献にありません。 文献が不足していることを考慮すると、リハビリテーション臨床医が SLIL 損傷患者に介入することは依然として避けられません。

舟状骨状患者における等速性筋力、握力、関節固有受容に対する NMES の効果は文献では知られていません。 患者にとってより効果的な治療結果を達成するには、SL 関節に優しい上記の筋肉に対する NMES の効果を理解することが重要です。

文献には、SL 不安定性患者の SL に優しい筋肉に NMES を適用した研究はありません。 既存の研究では、手術後の一般的な手首の運動トレーニングを含む研究があります。 これらの研究の中には、運動トレーニング後の手首の伸筋と屈筋の等速性筋力と持久力を調査した研究はありませんでした。 さらに、既存の研究では、上肢の反応時間、固有受容感覚、および手首の痛みの伝達力を測定するランダム化比較研究は、損傷後のSL患者では見つかりませんでした。 ただし、固有受容感覚、反応速度、反応時間は上肢の機能にとって非常に重要です。 さらに、等速性の測定により伸筋と屈筋の筋力についてのアイデアを得ることで、リハビリテーションのプロトコルが異なるものになることは明らかです。

この研究では、神経筋電気刺激と組み合わせた運動トレーニングが、舟状骨不安定症患者の筋力、固有受容感覚、反応時間、機能に及ぼす影響を調査することを目的としました。