20240604: 股関節インピンジメント・FAIS・動的関節剛性・性差

股関節関連痛（HRP）は、活動的な若年および中年成人によく見られる運動関連の臨床症状です。HRPは、歩行やしゃがむなどの日常的な動作から運動能力の低下まで、幅広い活動に痛みや障害を引き起こします。近年、アスリートにおけるHRPの認知度が高まっています。若い成人のサッカー選手では30～40％の発生率である。HRP 症例で観察される個々の病態には、大腿寛骨臼インピンジメント症候群 (FAIS)、寛骨臼形成不全、および関節唇損傷、軟骨損傷、および円錐靭帯損傷がる。 FAISは最も一般的に診断されるHRP疾患である。HRP患者の49％に明らかである股関節鏡検査と非手術的リハビリテーションはHRP患者の主な治療法ですが、最も効果的な選択肢は不明です。最近の系統的レビューとメタアナリシスでは、FAIS患者における手術後12か月の股関節鏡検査は、標的を絞ったリハビリテーションプログラムと比較して、股関節機能と生活の質に対する全体的な効果が優れていることがわかった。それでも、股関節鏡検査後に症状が許容できる状態に達した患者はわずか48％で、治療の期待に応えたと報告したのはわずか31％でした。同様に、股関節鏡手術後のアスリートの目標と実際のスポーツ復帰結果の間にもギャップがあります。最近の研究では、FAISの手術を受けたアスリートのうち、負傷前のレベルでスポーツに復帰できるのはわずか17～57%であることがわかっています。患者は一般的に、活動を続けるためにテクニックを変える必要性を感じていると述べています。また実験室での研究では、股関節痛のない人と比較して運動パターンが変化していることが示されています。注目すべきことに、HRP患者は歩行中に矢状面関節可動域が減少する、しゃがむ、ジャンプタスクで、下肢の関節が負荷にどのように反応しているかを調べることで、これらの運動パターンをさらに詳しく調べることができます。これを行う 1 つの方法は、タスク中の関節モーメントの変化とタスク中の関節角度の変化の関係を表す指標である動的関節剛性を使用することです。動的関節剛性は、高衝撃動作中の下肢の機械的制御を評価でき、特定のタスク中の関節の負荷プロファイルに基づいて、アスリートが使用する可能性のある運動制御パターンを表します 。高衝撃作業中の関節可動域の減少は、動的関節剛性の増加につながるため、HRP 患者はドロップジャンプ課題中に下肢全体の動的剛性値が高くなる可能性があります。動的関節剛性は関節疾患の進行を予測するためにも使用されている。膝関節の動的剛性の増加は、変形性関節症患者における膝蓋大腿軟骨損傷の悪化リスクの増加と関連しており、運動値や運動学値のみよりも軟骨疾患の悪化との関連性が高いようです。
研究によると、訓練を受けなくても関節の剛性の違いを視覚的に識別できることがわかっています。また、剛性は運動介入や言語および聴覚による指示によって修正可能であることもわかっています。したがって、動的関節剛性は、HRPリハビリテーションとスポーツへの復帰を成功させる上で重要でありながら十分に研究されていない要因である可能性がある。HRP患者の障害された運動パターンは、手術後も持続する。
そして多くのアスリートが運動機能障害を抱えたままスポーツへの復帰を試みている可能性が高い。これが、HRP患者が治療後に感じる痛みやパフォーマンスの制限の継続に寄与している可能性がある。その結果、高いレベルのスポーツパフォーマンスに復帰しようとしている多くのアスリートにとって満足のいく結果が得られていません。動的関節剛性を通じて運動パターンを評価し、治療することで、これらの個人にとってより良い結果が得られる可能性があります。
この研究の主な目的は、HRP 患者におけるドロップジャンプ課題中の動的関節剛性が股関節鏡手術後に変化するかどうかを理解することであった。副次的な目的は、HRP 患者の動的関節剛性を手術前と手術後の健常対照群 (HC) と比較することであった。このコホートにおける以前の研究 は、HRP の男性と女性の間で動作パターンに明確な違いがあることを示しているため、性別に関連したパターンをさらに理解するために、女性と男性で別々に剛性を調査しました。私たちは以下の仮説を検証しました。
1) HRP 患者の患肢の剛性は、術後、すべての関節で減少する、
2) HRP 患者の患肢の剛性は、術前と術後の両方で、HC の対照肢の剛性よりも大きい。

• 股関節鏡検査前後の動的関節剛性の変化は性別によって異なります。

• 股関節関連の痛みがある男性は、関節鏡検査後に股関節の動的剛性が増加することがわかります。

• 股関節関連の痛みがある女性は、関節鏡検査後に足関節の動的剛性が低下することが示されています。

• 多くの患者は、関節鏡検査後 6 か月経っても目標の活動に戻ることができません。

HRPの参加者全員がレベル1または2のスポーツ（カット、ジャンプ、ピボット、横方向の動きを伴うスポーツ）に参加しました。ベースラインの術前検査の時点で、参加者の 24%（女性 3 人、男性 3 人）がこの活動レベルを維持し、76%（女性 9 人、男性 10 人）は活動レベルを低下させた。ベースラインでは、すべての参加者が術後の目標は症状発現前の活動レベルに戻ることだと回答した。6 か月後の診察では、28%（女性 3 人、男性 4 人）が活動目標に戻り、8%（女性 2 人、男性 0 人）は術後に活動を増やしたものの活動目標はまだ達成しておらず、64%（女性 8 人、男性 8 人）は活動が全く増加していなかった。ベースライン検査で症状発現前の活動レベルを維持した参加者のうち、6 か月後の診察でこのレベルに戻ったのは 1 人だけだった。

動的関節剛性

HRPベースラインとHRP6か月
最初の仮説を部分的に裏付けるように、HRP を受けた女性は、ベースラインから術後 6 ヵ月までの足関節の動的剛性が減少しました ( p = .005) 。
ベースラインから術後 6 ヵ月までの女性の股関節または膝関節、または男性の股関節、膝関節、足関節に差はありませんでした ( p ≥ .06)。動的股関節剛性について、HRP を受けた女性 1 名と男性 2 名で、四分位範囲 (IQR) の 3 倍を超える値 (第 1 四分位より下または第 3 四分位より上) として定義される 3 つの極端な統計的外れ値がありました 。これらの外れ値を除くと、ベースラインから術後 6 ヵ月までの男性の股関節の動的剛性も 有意に増加しました

HRP 参加者全員の股関節、膝関節、足関節のベースラインから術後 6 日以内に動的剛性 (Nm/度) の変化。女性は赤線、男性は黒線で受け取る。破線は統計的外れ値を与える

ベースラインと6か月間のHCの比較
2 番目の仮説とは反対に、ベースライン ( p ≥ .099) または術後 6 か月 ( p ≥ .114) で HRP を受けた女性と男性の股関節、膝、足関節の動的剛性は、HC と比較して差がありませんでした。この結果は、極端な股関節剛性の外れ値を除外しても変わりませんでした。

股関節、膝、足関節の動的剛性 (Nm/度) を切り捨てたバイオリン プロット。女性と男性それぞれについて、極端な統計的外れが生じています。バイオリン プロット内の水平線は四分位数を表し、実線はグループの中央値となります。

この研究の主な目的は、HRP 患者におけるドロップジャンプ課題中の動的関節剛性が股関節鏡検査後に変化するかどうかを理解することでした。次に、ベースラインと術後 6 か月の両方で HRP 患者の動的関節剛性を HC と比較しました。仮説を部分的に裏付けるように、HRP 女性の足関節剛性はベースラインから術後 6 か月まで減少しました。仮説に反して、HRP 男性の股関節剛性はベースラインから術後 6 か月まで増加し、どちらの時点でも性別を一致させた HC と HRP の男性または女性の間に違いはありませんでした。

HRP の女性患者で術後に足関節の動的関節剛性が低下したことは、足関節から始まる着地メカニクスの変化への進行を示している可能性がある。股関節鏡検査後に足関節の動的関節剛性のみが変化する理由は明らかではないが、足と足関節は着地時に衝撃を吸収する最初の関節であるため、メカニクスの初期適応はここで現れる可能性がある。このデータに基づくと、この変化がメカニクスの改善を示しているのか、術後の機能低下を示しているのかは不明である。股関節や膝の動的関節剛性の他の変化は、回復の過程で後になって現れる可能性がある。歩行の動作パターンは術後 1 年で変化を示しているが、動作回復のタイミングはよくわかっていない 。
したがって、HRP 患者を対象とした今後の研究では、着地メカニクスに関するより長期にわたる縦断的研究に重点を置くべきである。

この研究で術後に男性の動的股関節剛性が上昇したのは、参加者が術前よりも両側着地時に患肢に負荷をかけていることに部分的に起因している可能性がある。私たちの仮説は主に動的関節剛性の運動学的要素に基づいているが（すなわち、関節可動域が広いほど術後の「健康的な」運動戦略を示し、剛性が低下する）、男性の動的股関節剛性の上昇は術後の運動能力の向上にもつながる可能性がある。動的関節剛性が高いということは、着地の遠心性段階中に関節周辺の筋腱ユニットに蓄えられた潜在的エネルギーが多く、その後の垂直跳びで使用できることを示している。この研究では垂直跳びの高さは調査しなかったが、今後の研究では動的関節剛性に関連する機能的パフォーマンスをよりよく理解するために跳躍の高さを考慮に入れる必要がある。この知見は、男性が股関節優位のドロップジャンプ戦略をとり、術後にこの自然なパターンに戻ったことによる可能性もある。健康な男性と女性のアスリートをドロップ垂直ジャンプ中に比較した研究では、男性は女性と比較して股関節の動的関節剛性が高く、健康な男性アスリートはジャンプ着地タスク中に健康な女性アスリートと比較して股関節を優先したエネルギー貯蔵戦略を使用する傾向があることが示されました。
これは、男性アスリートは女性よりも術後のリハビリ中に股関節の動的関節剛性を比較的回復できる可能性があるという考えを裏付けています。

予想外にも、HRP 患者と HC 患者の間で、どちらの時点でも動的関節剛性値に違いは見られませんでした。これは、グループ内で観察された剛性値の範囲が広く、分析のサンプル数が限られていたことが一因である可能性があります。参加者全員がスポーツへの復帰を許可されましたが、多くは意図した活動参加レベルに達しておらず、6 か月では動的関節剛性の変化が現れるには十分ではなかった可能性があります。この集団では、手術後数か月から数年経っても運動パターンに変化がないことが以前に観察されています 。
これらの人々の着地メカニクスは、長期にわたる関節痛の経験に対する反応として学習された神経筋行動である可能性があります。したがって、これらのメカニクスを修正するには、長期間の時間とターゲットを絞ったリハビリテーショントレーニングが必要になる場合があります。動的関節剛性の理想的な範囲は不明であり、術後患者と健常者では異なる場合がありますが、動的タスク中の剛性が高いと、主に負荷率の増加を通じて、傷害リスクの増加に関連付けられています。軟骨疾患の進行リスクの増加、回復中の剛性の重要性を強調しています。

動的関節剛性は、術後であっても、DVJ タスク中は HRP の有無で患者間で差がない可能性があります。股関節鏡検査後の HRP 参加者のこのサンプルでは、​​動的関節剛性に若干の変化が見られました。男性は股関節で増加が見られ、女性は足関節で減少が見られました。ただし、術後 6 か月で患者を評価することは回復途中の評価となる可能性があり、この時点では生体力学的変化が明らかでない可能性があります。追加作業では、股関節剛性と患者が報告したアウトカムおよびスポーツに復帰する患者の能力との関係を調べ、追加の動作関連治療リハビリテーション目標を特定する必要があります。

まとめ

股関節関連の痛みがある患者は、股関節鏡手術後、望ましい活動レベルに戻れないことがよくあります。持続的な生体力学の変化が、考えられる理由の 1 つである可能性があります。動的関節剛性は、高衝撃運動中の下肢の機械的制御を評価するため、手術後の動きを改善し、活動への復帰を最適化するための貴重な臨床目標となる可能性があります。

股関節関連の痛みを持つ 25 人の参加者 (女性 13 人) が、手術前と手術後 6 か月のドロップジャンプ課題中に 3D モーション キャプチャを受けました。比較のために 19 人の健康な対照群 (女性 9 人) が集められました。矢状面の動的関節剛性は、最初の着地段階で計算されました。
1) 股関節関連の痛みを持つ男性と女性の間
2) 股関節関連の痛みを持つ個人と対照群の間
で比較されました。性別は個別に分析されました。

ベースラインから術後6か月まで、股関節関連痛のある女性は動的足関節剛性が低下し（2.26 Nm/度[0.61]から1.84 Nm/度[0.43]）（p = .005）、股関節関連痛のある男性は動的股関節剛性が増加した（2.73 [0.90]から3.88 [1.73]）（p = .013）ことが示されました。股関節関連痛のある個人と対照群とを比較した場合、どちらの時点でもどの関節でも動的剛性に差はありませんでした（p ≥ .099）。

股関節関連の痛みを持つ女性と男性は、手術後に動的関節剛性に独特の変化を示す可能性があり、活動への復帰は性別ごとに異なる軌道をたどる可能性があることを示唆しています。今後の研究では、股関節剛性と治療結果の関係を調べ、運動関連のリハビリテーションの目標をさらに特定する必要があります。