「double knee action（ダブルニーアクション）」という言葉を聞いたことがありますか。

ヒトの正常歩行では特徴的な膝関節の運動があり、これにより効率的な移動が可能となります。

今回はこの「ダブルニーアクション」について解説していきます。

ダブルニーアクションの「ダブル」とは？

「ダブルニーアクション」の「ダブル」とは、具体的に何が「2つ」なのか。

まずはそれを解説しましょう。

歩行は左右の足が代わる代わる地面につき、体を目的地まで運んでいきます。

このとき、片方の踵が地面についてからつま先が離れるまでを「立脚期」、つま先が地面から離れて再び踵が地面につく直前までを「遊脚期」と呼びます。

「立脚期」と「遊脚期」を合わせたもの、つまり片方の踵が地面についてから、また再び同じ側の踵が地面につく直前までを「歩行周期（＝gait cycle）」と呼び、歩行を相分けする際の基準となります。

膝関節は「立脚期」、「遊脚期」のそれぞれにおいて曲がる（＝屈曲）、伸びる（＝伸展）運動を行います。つまり1回の歩行周期において、膝関節は屈曲伸展運動を2回行います。

「ダブルニーアクション」のダブルは「膝関節の運動」が2回あるという意味です。

次に「立脚期」、「遊脚期」それぞれの運動を見ていきましょう。

立脚期における膝関節屈曲伸展運動

「立脚期」の主な役割は、体重を支持し、重心を高く持ち上げて位置エネルギーと呼ばれる力を蓄えることにあります。

このときの膝関節はどのように運動しているのでしょうか。

「立脚期」の相分けにはいくつか種類がありますが、代表的なものでは「荷重応答期」、「立脚中期」、「立脚終期」、「前遊脚期」の4相に分けることができます。

それぞれにおける膝関節運動を説明しています。

踵が地面につく（踵接地）前に、膝関節はほぼ完全に伸展した状態となります。

次に訪れる「荷重応答期」において、膝関節は文献にもよりますが15~20°程度屈曲します。この屈曲運動によって踵接地の強い衝撃を吸収しているとされています。

その後、膝関節は伸展し始め、「立脚中期」にはほぼ完全に伸展します。これにより重心を高く持ち上げ、位置エネルギーを獲得することができます。

「立脚終期」ではあまり大きな膝関節運動は観察されません。

「前遊脚期」は文字通り、「遊脚期」つまりは足が離れる前の準備を行います。

そのため、膝関節は再び屈曲し始めこの時期には40°程度屈曲すると言われています。

遊脚期における膝関節屈曲伸展運動

「遊脚期」では、足を前に運んで次の「立脚期」に備える必要があります。

このときの膝関節はどのように運動しているのでしょうか。

「前遊脚期」で40°ほど屈曲した膝は、「遊脚期」の開始とともにおよそ60°程度まで屈曲します。

この膝関節屈曲と足関節背屈（つま先が上に上がる）運動によって、振り出す足を地面に擦ることなく前に運ぶことができます。

続いて膝関節は足が前方に振り出されるのに合わせて振り子のように伸展し始め、踵接地の直前には再びほぼ完全に伸展された状態となります。

 「ダブルニーアクション」の消失する原因

以上のように、歩行中膝関節は2度の屈曲伸展運動を繰り返して円滑な移動をサポートしています。

しかし、この「ダブルニーアクション」が消失する場合があります。

代表的な原因として挙げられるのが皆さんも一度は耳にしたことがある「変形性膝関節症」です。

わが国においては40歳以上の男性で42.6%、女性で62.4%の有病率で多くの患者さんがいることがわかります。（※1）

変形性膝関節症を有する方は、大腿四頭筋に代表される膝関周囲筋の筋力低下や疼痛によってこれまで説明してきた歩行中の膝関節運動が小さくなる場合があります。（※2）

このような現象をダブルニーアクションの消失やstiff knee gait（スティフニーゲイト）と呼び、歩行がスムーズではなくなります。

変形性膝関節症を有する方のリハビリテーションの主な目的はこのダブルニーアクションの再獲得です。

まとめ

今回はDouble knee action（ダブルニーアクション）の解説を行いました。

ダブルニーアクションはスムーズに歩くためには重要な膝関節の動作です。

歩くのがスムーズでない場合のリハビリでは歩行のどの相で問題が起きているのかを分析し、それに対処することが大切です。

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参考文献：
※1　吉村．わが国における運動器疾患の疫学研究．化学と生物．５７（１１）．2019
※2　阿南．変形性膝関節症のバイオメカニクス．理学療法京都．46．2016

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