前十字靱帯手術を受けた人の反応時間、関節位置感覚、固有受容力感覚、バランスに対する認知ベースの神経筋エクササイズの効果

前十字靱帯 (ACL) 損傷は最も一般的な膝損傷の 1 つであり、突然の減速、方向転換、ジャンプ後の着地などの接触メカニズムと非接触メカニズムの両方によって発生し、膝の安定性と生体力学の混乱につながります。 米国では年間 100,000 ～ 200,000 件の症例が発生していると推定されていますが、世界の ACL 破裂の発生率は年間 200 万件に近づいています。 ACL損傷の治療には保存療法と外科療法があります。 保守的治療は、方向転換を必要とする活動に従事しないアスリート、膝に重大な不安定性がない人、活動レベルが低い人など、特定の集団にとって実行可能な選択肢と考えられます。 ACL損傷により、大腿四頭筋とハムストリングの筋力低下、膝関節の固有受容の低下、バランスの障害が生じます。

膝の解剖学的構造と生体力学を修復するために、膝を安定させ二次損傷を防ぐために関節鏡視下前十字靱帯再建術が行われており、英国では年間約 30,000 件の手術が行われています。 保存的治療であろうと外科的治療であろうと、包括的なリハビリテーションは ACL 損傷管理の重要な要素ですが、現在、このような広範な損傷に対するゴールドスタンダードのリハビリテーション アプローチはありません。

適用されるリハビリテーションプロトコルの種類は、ACL再建の結果に影響を与える最も重要な要素の1つです。 リハビリテーション プロトコルは過去数十年にわたって大幅に進化しており、従来のリハビリテーション、加速リハビリテーション、基準に基づいたリハビリテーション プロトコルが最も一般的に採用されています。 これらのプロトコルは、筋力を強化し、固有受容を改善し、膝の安定性を確保することを目的としており、運動のタイミングと種類は移植片の生物学的治癒および再構築期間によって決定されます。

比較的新しいアプローチである基準に基づくリハビリテーション プロトコルは、患者固有のリハビリテーションを提供し、最大限の進歩を目指すことを目的としています。 2016 年にオランダ王立理学療法協会 (KNGF) によって開発されたこのプロトコルは、初期、中期、後期の 3 つのフェーズに分かれています。 次の段階に進むには、患者は各段階の特定の目標を達成する必要があり、その目標は客観的および主観的なテストによって検証されます。 初期および中期のリハビリテーションの有効性と質は、長期的な結果に大きく影響します。 約 2 か月続く初期段階のリハビリテーションの目標には、滲出液の減少、関節可動域の回復、筋萎縮の最小限化などが含まれます。 生後 2 か月から 6 か月にわたる中期では、膝の伸展を完全に制御し、手術した四肢の筋力を健側と比較して 80% 回復し、ジャンプ能力を回復することに焦点が移ります。 このフェーズには、膝の屈筋と伸筋の強化、閉鎖運動連鎖エクササイズ、ファンクショナルエクササイズ、バランストレーニング、プライオメトリックエクササイズ、神経筋エクササイズなどのエクササイズが含まれます。

神経筋の制御は運動を開始するために不可欠であり、固有受容、運動感覚、視覚、前庭からの感覚情報と、皮質および脊髄の運動指令の統合が必要です。 このコントロールは、動きを効果的に実行するために重要です。 最近の研究では、ACL損傷は安定性や生体力学に影響を与えるだけの単独の関節損傷ではなく、ACL内に位置する機械受容体を介して膝の神経筋制御にも直接影響を与えることが示されています。 これらの損傷は、感覚運動制御に対する神経生理学的影響をもたらします。 ACL損傷後、これらの体性感覚の変化により、姿勢や運動制御に欠陥が生じ、下肢の反応時間が遅くなる可能性があります。 さらに、痛みや腫れに関連する侵害受容活動は、関節の位置感覚や運動感覚の低下と相まって、動きの質を損ないます。 機械受容器の損傷による神経筋制御障害、固有受容障害、体性感覚入力の中断は9～12か月続く可能性があり、中期リハビリテーションでの的を絞った運動の必要性が浮き彫りになっている。

状況認識、注意力の強化、注意リソースを選択する能力に必要な、前庭、視覚、体性感覚の入力の複雑な統合は、神経認知機能の発達を促進します。 認知ベースの神経筋運動は、運動制御と膝の安定性を高めながら、患者の反応時間、関節位置の感覚、固有受容強度、バランスなどの神経認知機能を改善することを目的としています。 認知ベースの神経筋運動の一例は、2007 年にドイツの Lutz によって開発された Life Kinetik (LK) メソッドです。 この方法は、神経学習を促進し、神経可塑性をサポートし、神経症状を軽減するために使用されます。 これらの演習では、集中力、問題解決スキル、反射神経、バランス力、調整力を高めることを目的として、視覚的または認知的タスクを身体活動と組み合わせて脳を鍛えます。 これらの演習には、動作中に積極的かつ継続的な思考を必要とする複数の複雑なタスクを実行することが含まれます。 研究者らは、これらのエクササイズに含まれる複雑な課題が、ACL再建後に損なわれる反応時間、関節位置感覚、固有受容強度、バランスにプラスの影響を与える可能性があると仮説を立てている。

文献をレビューすると、ACL再建を受ける患者の関節位置感覚、神経認知制御、反応時間を調査した研究は限られていることが明らかになった。 さらに、ACL損傷後の体性感覚入力の中断に起因する下肢の反応または検出時間を調査した研究も不足しています。 ACLリハビリテーションプログラムにおける神経筋運動に関する研究は行われているが、認知に基づく神経筋運動に焦点を当てた研究は確認されていない。 文献にACL再建のためのゴールドスタンダードなリハビリテーション方法が存在しないため、新しい治療法とその効果に関する研究が進行中です。 最近、認知能力、関節位置の感覚、知覚力、およびバランスを強化するための有望な方法として、認知に基づいた神経筋運動が浮上しています。

この研究は、前十字靱帯（ACL）再建後の患者に観察される、反応時間、関節位置感覚、固有受容力感覚、平衡感覚障害に対する認知ベースの神経筋運動の影響を調査することを目的としています。 この研究から得られた結果を用いて、研究者らは、ゴールドスタンダード治療法が存在しないACL再建におけるリハビリテーションアプローチに新たな視点を提供し、認知に基づく神経筋の効果に関する客観的かつ証拠に基づいたデータで文献に貢献することを目指している。感覚運動感覚、神経筋感覚、固有受容感覚の練習。

研究対象集団とサンプル この研究には、20～40歳の男女両方の個人が含まれます。 術後の患者は、McNeilらの説明に従って、最初に8週間の自宅ベースのリハビリテーションプログラムを受け、毎週モニタリングして進行状況を評価する。 8週目の終わりに、基準に基づくリハビリテーションアプローチの初期段階の基準を満たす患者が研究に含まれます。 これらの参加者は、中期の基準に基づいたリハビリテーション プロトコルに従い、週 2 回、8 週間のリハビリテーション プログラムに従います。 すべてのリハビリテーションセッションは、経験豊富な理学療法士の監督の下、対面で行われます。 測定はリハビリ前と8週間のプログラムの終了時に行われます。 サンプル サイズは G*Power 3.1 を使用して計算され、合計 27 人の参加者が 80% の検出力で決定されました。

データ収集ツール 年齢、性別、体重、身長、BMI、アルコールと喫煙の習慣、負傷した手足、負傷から手術までの時間、職業などの人口統計データが収集されます。

痛みの測定: 痛みの強度は数値痛みスケールを使用して評価されます (0 = 痛みなし、10 = 想像できる最悪の痛み)。

下肢反応時間の測定: 反応時間の測定には、ワイヤレス光センサー システムである FITLIGHT Corp が使用されます。 参加者は、影響を受けた下肢と影響を受けていない下肢を使用して、ランダムに点灯するセンサーを無効にします。 課題のバリエーションには、二重課題のパフォーマンスを評価するための認知的二重課題 (例: 5 つずつ逆に数える) と運動的二重課題 (例: ボールを投げてキャッチする) が含まれます。

関節位置感覚: 受動的な関節位置感覚は、スマートフォン アプリケーション「クリノメーター」を使用して測定された、15° および 45° の膝屈曲における関節位置変更タスクを使用して評価されます。 認知的および運動的タスクも組み込まれます。

固有受容力感覚: 固有受容力感覚は、StabilizerTM バイオフィードバック デバイスを使用して評価されます。 参加者は等尺性収縮を実行し、目標の力の値と実際の力の値の差が記録されます。 認知的および運動的な二重タスクも含まれます。

静的バランステスト: 片足スタンステストでは、開眼状態での静的バランスを評価します。 二重課題条件には、言語課題 (例: 特定の文字で始まる単語に名前を付ける) と運動課題 (例: 水の入ったトレイを保持する) が含まれます。

活動レベル: 負傷前の活動レベルは、活動を 0 (活動なし) から 10 (エリートレベルの競技) までスコア付けするテグナー活動スケールを使用して測定されます。

IKDC 主観的膝評価フォーム: 膝の症状、機能、および活動レベルは、国際膝文書化委員会 (IKDC) の主観的膝評価フォームを使用して評価されます。 合計スコアの範囲は 0 ～ 100 で、スコアが高いほど機能が優れていることを示します。

治療プロトコル

進行基準を満たす参加者は、8週間の中期リハビリテーションプログラム（週2回）を受けます。 患者はランダムに 2 つのグループに割り当てられます。

グループ 1: 二次的なタスクを行わずに実行される演習。 グループ 2: 認知または運動の二重課題を使用して実行される演習 (例: リズミカルな数え方、逆綴り、ボールの操作)。

演習の例 (第 8 週から第 16 週):

大腿四頭筋とハムストリングの強化エクササイズ、股関節、腰-骨盤、腓腹筋-ヒラメ筋の強化、閉鎖運動連鎖エクササイズ、ファンクショナルエクササイズ（例：スクワット、ランジ、レッグプレス）、バランストレーニング（例：タンデムウォーキング、オープン片脚立ち）そして目を閉じた）。

エクササイズには 3 セットで 8 ～ 12 回の繰り返しが含まれ、治癒中の組織に過剰なストレスを与えずに最適な負荷を確保します。 痛みや腫れを注意深く監視し、必要に応じて運動強度を調整します。 抵抗は、患者の機能状態に応じて、健側の四肢の能力の 40 ～ 50% から始まり、70 ～ 80% まで進みます。