筋骨格系損傷の治療中の患者のリハビリテーションは、適切な機能回復と日常活動またはスポーツ活動への復帰に不可欠です。したがって、保存的治療中または手術後の患者の機能的進化をより適切に評価するために、リハビリテーションのプロセス全体にわたる筋力評価が一般的に行われます。この目的のゴールドスタンダードは、依然として等速性トルク測定であり、不等尺性収縮中に実行されます。ただし、他の評価方法は、より良いレベルの信頼性と効果に対する時間の比率で患者を評価するために、臨床医にとって大きな利点をもたらす可能性があります。

高度な医療機関や理学療法センターは、このような高レベルの測定装置にアクセスできますが、無関係な結果が得られるリスクがあり、依然として使用が困難です。実験環境におけるダイナモメーターの信頼性レベルは高いにもかかわらず、臨床現場での筋力測定の妥当性は、患者から最大随意収縮 (MVC) を得る実際の能力に依存します。最大随意トルク生成は、神経制御の異なる特異性を伴う収縮モード (等尺性、求心性、遠心性) に依存し、異なるレベルの患者のスキルを必要とすることに注意してください。このような制限に対抗するために、等尺性評価を実行して、最大強度測定の再現性と妥当性の両方を保証できます。この評価は動的ではありませんが、選択された角度で実行され、患者の痛みや生体力学的制限の影響が少ないという事実により、患者の MVC が大幅に促進されます。さらに、等速性評価が不可能だった時点（例、膝伸筋の前十字靱帯 [ACL] 再建直後）での筋力測定も可能になります。等角測定は、いくつかの角度で実行できます。伸筋 MVC 中に移植片を保護する目的7だけでなく、快適さを提供し、痛みを制限し、MVC の信頼性を高めるために 、膝屈曲位が推奨される場合もあります。

リハビリテーションのプロセスにおいて臨床医を導くために、関係する四肢の患者の筋力能力を評価し、対側の「健康な」側または公表されている標準値と比較することができます。最初のアプローチは、対側の四肢強度が関与する側の実際の目標であるべきであることを意味するため、潜在的に制限されます。2番目のアプローチは、関係する患者を代表する母集団で同じ選択された膝角度での強度規範値を必要とします。

この研究の目的は、膝屈曲 80°で測定した膝伸筋および屈筋の最大等尺性トルクの標準値を提供し、ACL 断裂の危険性のある活動を行っている健康な被験者の結果を特徴付けることです。私たちは、臨床実践で役立つはずの標準値を提供するだけでなく、健常者には下肢間にかなりの筋力の非対称性が存在し、体重で正規化した場合でも男性の方がより大きな等尺性トルクの最大値に達するだろうと仮説を立てました。

女性の場合、伸筋の最大等尺性トルクは143.5 ± 34.4 N・m (範囲、87.7～253.1 N・m)、屈筋の最大等尺トルクは66.8 ± 13.8 N・m (範囲、37.5～93.1 N・m)でした(図1、表2）。男性は、伸筋については199.8 ± 47.3 N・m（範囲、99.3～311.5 N・m）、伸筋については89.8 ± 21.0 N・m（範囲、51.8～137.2 N・m）と、有意に大きい（P < .001）最大等尺性トルクを示しました。屈筋用。臨床現場でより適切に使用できるよう、さまざまなレベルの絶対等尺性トルクが作成されています。

女性の場合、伸筋の正規化最大等尺性トルクは、2.20 ± 0.51 N・m.kg -1 (範囲、1.22～3.74 N・m.kg -1 ) および 1.04 ± 0.26 N・m.kg -1 (範囲、0.41 N・m.kg -1 ) でした。 -1.50 N・m.kg −1 ) 屈筋 (図2、表3）。男性は、伸筋については2.74 ± 0.58 N・m/kg (範囲、1.51-4.08 N・m/kg)、伸筋については1.24 ± 0.30 N・m/kg (範囲、屈筋の場合は0.64-2.05 N・m/kg)。臨床現場でより適切に使用できるように、さまざまなレベルの正規化された等尺性トルクが作成されました。

女性の69パーセント（69％）は利き側の伸筋、62％が屈筋の方が強かった。同様に、男性の 57% は利き側の伸筋が強く、60% は屈筋が強かった。
女性の場合、四肢間のトルクの非対称性は、伸筋で 14.1 ± 10.0% (範囲、1.2% ～ 35.7%)、屈筋で 15.4% ± 10.4% (範囲、0.4% ～ 40.7%) でした (図4）。男性は、伸筋で 14.8 ± 10.9% (範囲、1.0% ～ 41.0%)、屈筋で 19.1% ± 12.9% (範囲、0.1% ～ 45.2%) と同等の四肢間トルクの非対称性を示しました。

膝の伸筋と屈筋の強度の規範値は、多くの以前の研究で発表されています。ただし、研究対象となる集団や選択された関節角度などの測定の状況や条件は、収集されたデータに大きな影響を与えるため、臨床現場では異なる結果の比較が困難になる可能性があります。まず第一に、調査対象集団は筋力生産に大きな影響を与えます。これまでの研究では、特定の集団（運動選手、子供、高齢者など）に焦点を当てており、その他の研究では、参加者のより一般的なプロフィールについて測定を実施しました。対象が限定的すぎる、または大きすぎる母集団は、患者を比較することを目的とする臨床医にとって役に立たないデータにつながる可能性があります。基準値が存在しない場合、筋力テストの分析は四肢間の対称性の分析に帰着し、関連する膝機能を過大評価する可能性があります。臨床的状況における筋力評価は主にACL欠損患者またはACL再建患者に対して行われることを考えると、ACL損傷のリスクがある無傷のスポーツ人口を我々の研究に含めることはより適切であると思われる。この特定ではあるが異質な集団に関係する筋力値の分布の概要を臨床医に提供することを目的として、本研究は、規模が大きすぎず、特殊すぎないことを前提とした最も精細な包含基準を提案することを目的としています。第 2 に、強度評価に使用される収縮タイプによって、得られる値が大きく変化します。実際、生理学的トルクと角速度の関係により、測定角度が一定の場合、求心性収縮中の速度を上げるとトルクが減少することがわかっています。エキセントリック収縮の場合、被験者間でより大きなばらつきが観察されており、個人の特性や専門知識のレベルがトルク発生に影響を及ぼし、等尺性の値よりも大きくなったり小さくなったりする可能性があることがわかっています。臨床現場では、ダイナモメーターが等尺性収縮中に記録できる場合でも、等速性ダイナモメーターは主に等速性収縮で使用されます。これは、van Melickらの最近のスコーピングレビューで強調されているように、以前の研究で発表された基準値が主に等速性収縮中に記録される理由を説明する可能性があります。等速性ダイナモメーターを使用した等尺性評価は、(1) 高い信頼性、(2) 等速性収縮と比較して MVC を生成するための運動学習の観点から必要な患者の練習時間が少ない、(3) 筋力を実現できる可能性などの理由により、臨床医に大きな利点をもたらす可能性があります。動的 MVC が認可されていない時点での患者の評価、および (4) 等尺性収縮は、動きがないために患者に生じる関節痛や炎症反応が少ない可能性があるためです。さらに、例えば、ACL再建後、0°から38°の間で開放性運動連鎖で大腿四頭筋を収縮させることにより、移植片に剪断力が生じることが知られている。この理由は、手術後の最初の段階では、可動域全体での最大の等速性収縮が許可されていないことを意味します。この特定のケースでは、膝屈曲 80°で行われる等尺性測定が何の制限もなく実現され、リハビリテーションプロセスのより早い段階で患者を評価できるため、臨床医を指導し、治療戦略を最適化するのに役立つ情報が提供されます。

等尺性の規範値は、以前の出版物ですでに発表されています。現在の研究では同様の収縮タイプが使用されているにもかかわらず、いくつかの要素により研究間のデータを比較する能力が複雑になっています。まず、生理学的トルクと角度の関係により、トルクの生成は測定角度に依存します。私たちの知る限り、ACL損傷のリスクのある男性と女性の膝角度45°、70°、および90°については最大等尺性トルクデータがすでに提供されていますが、膝伸筋および屈筋については80°では提供されていません。411 件の研究からなる最近のメタ分析で、Sarabon et al.は、異なる膝角度範囲（例えば、伸展、中間範囲、および屈曲）による膝伸筋および屈筋の基準トルク値を示した。私たちの結果は、Sarabon et al. が報告した結果とよく匹敵します。伸筋トルク（女性、1.22-3.74 vs 2.04-2.71 N・m.kg -1 ; 男性、1.51-4.08 vs 2.50-3.06 N・m.kg -1）と屈筋トルク（女性、0.41-1.50 vs 0.46～1.69 N・m.kg -1、男性、0.64～2.05 vs 0.96～1.54 N・m.kg -1）。第二に、選択した測定ツールや単位のせいで、研究間の比較は困難です。強度値が記録され、力として表現されている企業もありますが、トルク値を公開している企業もあります。さらに、トルク測定については、一部の研究では N・m で表される絶対トルク値を公表していますが、他の研究では、特に不等尺性収縮中の、N・m.kg -1で表される重量による正規化されたトルク値も提示しています。この制限により、著者はこの出版物で同じデータセットに対して生のトルク値と正規化されたトルク値の両方を提供するようになりました。

膝の伸筋と屈筋の両方について、本研究で得られた結果は、トルクが体重で正規化されている場合でも、有用な規範値を提供するには性別階層化が必要であることを確認しています。女性と比較して、男性はトルクの絶対値 (伸筋で +37.5%、屈筋で +30.8%) と正規化トルク値 (伸筋で +25.1%、屈筋で +20.0%) が大きかったことは、科学論文で広く報告されています。

70°の膝屈曲角度については、Dalgaard et al. 25 人は、若い女性の特定の集団について、正規化された膝伸筋トルクが 3.0 ± 0.17 N・m.kg -1であると報告しました。70°の膝屈曲角度は80°よりもピークトルクの角度に近いため、これらの値は我々の結果（2.20 ± 0.51 N・m.kg -1 ）よりも大きくなります。さらに、被験者は最大収縮時に 80° と比較して 70° でシートフォームを大きく変形させる可能性があり (垂直方向に加わる力が大きくなるため)、実験設定では膝の解剖学的屈曲角度が膝のピークトルク角度に向かって減少します。

Harboらの研究では、被験者の大規模なサンプル (n = 178) を含む21 人の最大等尺性トルクおよび等速性トルクが評価され、多くの筋肉グループの標準値が確立されました。残念ながら、報告されたデータは伸筋についてのみ絶対値 (N・m) として表現されており、体重によって正規化されておらず、測定のために選択された膝角度についての明確な説明もありません。それにもかかわらず、伸筋トルクについて報告された値は、男性 (246.6 ± 56.3 対 199.8 ± 47.3 N・m) と女性 (166.6 ± 38.2 対 143.5 ± 34.4 N・m) の両方について、わずかに大きいものの、同等の値であるようです。最後に、Spinoso et al. 26名が、一連の若い女性（18～25歳）を対象として、正規化された伸筋トルク（2.45 ± 0.52 vs 2.20 ± 0.51 N・m.kg -1）および屈筋トルク（1.09 ± 0.23 vs 1.04 ± 0.26 N・m.kg -1 ）の同等の値を取得しました。 m.kg -1 ) 60°膝屈曲時。総合すると、この研究で得られた結果は、すでに報告されているデータと一致しているように見え、研究対象集団の測定角度に独自性を示しています。現在のデータに対して性別層別化が行われている場合、臨床医に役立つ情報を提供するために他の基準がさらに説明されています。

本研究では、以前に下肢に損傷のない健康な被験者のみを対象とし、両側の筋力を評価することを目的としました。臨床実践における四肢の区別は古典的に損傷した四肢と損傷していない四肢で行われますが、健康な被験者についてはさまざまなアプローチが文献に記載されています。区別は、右対左、強い対弱いとして行われることがありますが、多くの場合、優性と非優性として説明されます。左右性の決定は、臨床現場、特に筋力評価の際に一般的に行われますが、利き手に関する自己申告の質問は、下肢の測定であっても臨床医が使用する唯一の要素であることがよくあります。筋力の規範値は優位性によって階層化される場合があるため、Schneiders らの推奨を使用し、有効で信頼できる臨床判定モデルを使用して足つきを判定することにしました。一般に利き手は強い側であると認識されており、これは左右の決定が強度データ分析に有用な情報を提供することを示唆している可能性があります。私たちの研究では、性別と筋肉グループに応じて、被験者の57％から69％のみで、利き側が最も強かった（＞SEmだけ他の側よりも強かった）。したがって、優位性によって階層化する正当な理由はないようです。さらに、損傷が利き側または非利き側でランダムに発生する可能性があることを考えると、強度テスト中に優位性を評価することは強度の対称性の解釈を改善するものではないと思われ、これは実践者によって考慮される可能性があります。負傷前のアスリートのスクリーニングは、基準値を正しく定義でき、リハビリテーションの目標を適切に決定できる唯一のケースです。残念ながら、損傷前の神経筋パフォーマンスレベルが分からないため、この理想的な状況がすべての患者に当てはまるわけではありません。ほとんどの患者の筋力検査の前に、臨床現場で強い側を決定することが不可能な場合でも、健常者にとっては四肢間の差異も重要である可能性があることに留意することが依然として重要です。

臨床実践における強度評価は、古典的に 2 つの異なるアプローチに基づいています。それは、絶対値と参照基準データとの比較と、対称性指数の分析です。さまざまな方法論的プロセスが文献で報告されており、四肢間の強度の対称性を推定するためにさまざまな指標が計算されています。非対称性は基準肢のパーセンテージとして計算でき、通常、片側膝損傷のリハビリテーションの目標は、損傷を受けていない側と同様のレベルの強度を回復することであると考えられていましかし、この標的が臨床的に関連していると考える証拠はありません。さらに、手足間の強さの違いが将来の怪我のリスクの増加と関連しているとしても、相反する証拠は、非対称が常に機能不全につながるわけではなく、場合によってはスポーツのパフォーマンスに必要であることさえ示唆しています。したがって、非対称スコアの解釈には疑問があり、異常な四肢間の差異を特定するために 10% から 15% の間の閾値を考慮することが臨床現場や文献において非常に一般的です。私たちの研究で計算された四肢間の対称性指数は、平均 14% ～ 19% の範囲でした (信頼区間は 0% ～ 45%)。これは、運動選手についてはすでに報告されているように、健康な集団における四肢間のかなりの差異と、調査対象集団における大きなばらつきを強調している。損傷前に対称性が欠如している可能性を考慮すると、臨床医は対側との比較に注意する必要があります。臨床現場における損傷した四肢と損傷していない四肢間の四肢間の差は、受傷前の既存の四肢間の差が原因で過大評価されたり、過小評価されたりする可能性があり、これは知られていないことが多いようです。これらの要素は、パーキンソンらの研究によって裏付けられています2。これは、「正常」と「異常」の非対称性スコアを区別するための事前に設定された任意のしきい値、特に一般的に使用される 10% から 15% の間のしきい値の使用が文献によってしっかりと裏付けられていないこと、および次のような使用を考慮した個別のアプローチが必要であることを示唆しています。サンプル固有の閾値と個人差が必要です。これらのさまざまな要素を考慮して、臨床医は(1)おそらく標準値との比較をより重視し、対称性指数との比較を少し重視すべきであると示唆しています。(2) リハビリテーションの初期段階では対称的なアプローチを、後期段階では絶対的な規範的なアプローチを好む可能性があります。(3) 損傷を受けていない四肢が参照データと比較して低い値を示す場合、対称性指数の解釈を控える。(4) 患者が受傷する前に記録されたデータがない場合には、必要な四肢間の対称性を再検討する必要がある可能性があります。

まとめ

膝屈曲 80°で測定した膝伸筋と屈筋の最大等尺性トルクの標準値を提供し、前十字靱帯断裂の危険性がある活動を行っている健康な被験者の結果を特徴付けること。
18歳から41歳までの訓練を受けたボランティア74人（男性35人、女性39人）が募集された。彼らは、膝の伸展と屈曲の最大随意等尺性収縮を3回交互に実行しました。最大随意等尺性収縮正味トルクは、3 回の試行にわたって記録されたピーク トルクの平均値として計算されました。
女性の場合、伸筋の絶対トルクは 143.5 ± 34.4 N・m (範囲、87.7～253.1 N・m)、屈筋の絶対トルクは 66.8 ± 13.8 N・m (範囲、37.5～93.1) でした。男性の場合、伸筋の絶対トルクは199.8 ± 47.3 N・m (範囲、99.3～311.5 N・m)、屈筋の絶対トルクは89.8 ± 21.0 N・m (範囲、51.8～137.2 N・m)でした。女性の場合、伸筋の体重正規化トルクは 2.20 ± 0.51 N・m.kg -1 (範囲、1.22 ～ 3.74 N・m.kg -1 ) および 1.04 ± 0.26 N・m.kg -1 (範囲、0.41 -1.50 N⋅m.kg −1 ) 屈筋の場合。男性の場合、伸筋の正規化トルクは 2.74 ± 0.58 N・m.kg -1 (範囲、1.51～4.08 N・m.kg -1 ) および 1.24 ± 0.30 N・m.kg -1 (範囲、0.64～2.05)でした。 N⋅m.kg −1 ) 屈筋の場合。
この研究は、前十字靱帯断裂の危険性のある活動を練習している一連の健康な訓練を受けた被験者の伸筋と屈筋について、膝屈曲80°で測定された最大等尺性トルクの絶対的および正規化された規範値を提供します。損傷を受けていない被験者で観察されるかなりのレベルの四肢間の非対称性と、優位性と筋力の間の弱い関連性は、損傷した患者の基準として反対側を古典的に使用することに疑問を投げかけています。