2025.11.10

膝OAで膝伸展制限があると何が起きる？―等尺性大腿四頭筋運動中の膝蓋下脂肪体（IFP）の硬さと血行動態の変化

taka

膝OA（変形性膝関節症）では、**膝蓋下脂肪体（infrapatellar fat pad: IFP）**の炎症・線維化が疼痛の一因とされています。
過去の研究で、IFPの硬さやヘモグロビン動態（血流反応）がOA患者では低下し、局所的な低酸素（hypoxia）状態が線維化を助長する可能性が示唆されていました。

しかし、その「低酸素化を引き起こす要因」は明確でなく、
ある研究で 膝関節伸展制限（ROM制限） がIFPの微小循環反応にどのように影響するかを検証されました。

Contents

🧪 研究デザイン
📊 主な結果
🧠 考察
💪 臨床応用：理学療法の実践ポイント
⚠️ 研究の限界
🩺 まとめ

🧪 研究デザイン

対象：50歳以上の女性膝OA患者29名
- 伸展制限群（ROM < 0°）：16例
- 非制限群（ROM > 0°）：13例
除外：K-L Grade IV、手術歴、外傷・神経疾患あり
測定項目：
1. IFP硬さ（SWE：シアーウェーブエラストグラフィ）
2. ヘモグロビン動態（NIRS：近赤外分光法）
  - 酸素化Hb（O₂Hb）
  - 脱酸素Hb（HHb）
  - 総Hb（cHb）
  - 酸素飽和指数（TOI）
運動課題：
長座位・膝屈曲20°で50％最大強度の等尺性大腿四頭筋運動（IQE）
10秒×10セット（各3秒休息）

📊 主な結果

指標	非制限群	伸展制限群	備考
IFP硬さ（SWE）	IQE中に有意に増加	変化なし	安静時は制限群の方が硬い
O₂Hb, cHb	IQE中に低下 → 終了後に上昇（反応性充血）	変化なし	IFP酸素化の反応が欠如
TOI	運動後に上昇	変化なし	血流回復が不十分
IFP硬さと酸素化の変化	正の関連	無反応	機械的圧縮刺激の有無が関係

➡ 伸展制限のある膝では、IQEによるIFPの機械的変形と酸素化反応が起きにくい。

🧠 考察

① 伸展制限がIFPの機械的刺激を阻害

膝蓋下脂肪体は、膝伸展時に膝蓋腱・大腿骨・脛骨により圧縮→解放を繰り返す構造。
この圧力変化が**毛細血管の拍動（血流刺激）**を生み出す。

伸展制限があると、膝伸展位の力学的圧縮が不足し、
→ IFP内部の血流拍動が乏しい
→ 慢性的な局所低酸素
→ **線維化（fibrosis）**へ進行するリスク。

② IQEによる「反応性充血」が生じる条件

非制限群では、IQE中に一時的なO₂Hb・cHb低下（圧迫による虚血）→運動後に上昇（再灌流）。
この反応は健常な微小循環応答を反映。

一方、伸展制限群ではこの変化がみられず、
IFPの循環反応が抑制されている＝線維化や硬化の進行状態が示唆される。

③ 臨床的意義

膝OAの伸展制限そのものがIFPの低酸素化要因
IFP線維化→膝伸展痛・伸展制限を悪化させる「悪循環」
したがって、可動域制限の改善＝IFP酸素化促進・線維化予防の第一歩

💪 臨床応用：理学療法の実践ポイント

フェーズ	目標	具体的介入
① 初期（炎症・疼痛）	圧迫軽減・滑走性確保	膝蓋骨・膝蓋腱下部の軽圧モビライゼーション、過伸展回避姿勢指導
② 可動域改善期	伸展終末域の再獲得	大腿四頭筋（特にVM）促通、ハムストリングス・腓腹筋ストレッチ、関節包前方の軽度リリース
③ 微小循環改善	IFPの酸素化促進	伸展位近くでの低負荷IQE（10秒×数セット）、痛みない範囲で拍動的収縮を繰り返す
④ 動作再教育	機械的圧迫リズムの再構築	歩行中の立脚後期伸展を強調、殿筋・股伸展筋の協調運動を組み込む

💡 重要ポイント：
「膝伸展可動域を確保した状態での大腿四頭筋収縮」こそが、
IFPの“酸素化ポンプ作用”を引き出す。

⚠️ 研究の限界

対象は女性のみ → 性差不明
負荷設定（50%最大IQE）は個体差あり
K-L重症度別の層別解析なし
横断研究のため因果関係は推定段階

🩺 まとめ

項目	結論
目的	膝OAにおける伸展制限がIFP血流反応に与える影響を検討
結果	伸展制限群はIFP硬さ・血流変化ともに乏しい
解釈	伸展制限によりIFPの機械的刺激・酸素化が阻害され、線維化促進の可能性
臨床意義	ROM回復→IFP酸素化→線維化予防、が治療連鎖の鍵