以前、外勤先に向かう通勤電車の中で、多くの中高生が

バックパックのベルトを緩めて持っており、それを見て

"腰を痛めそうだな・・・"と内心で思っておりました。

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そこで 今回は、バックパックはやはり腰に悪影響を及ぼすのか

について、文献的に調べてみました。






1. 小児における腰痛とバックパックとの関連


小学生から中学生 (具体的には11から14歳)における腰痛の発生率は,

およそ3割前後と言われているようです。(Watson KD, et al. Pain 2002.)



児童の腰痛のリスクとしては、過去の報告だと、

女児・健康状態の悪化・身体活動レベルが高いこと・

座る時間が長いこと・腰痛の家族歴

そして、バックパック が挙げられています。(Mackenzie WG, et al. CORR 2003)


子どものバックパックの重さは、自分の体重を基準にして考えると

アメリカでは92%以上の児童が10〜22%の重さのバックパックを持っており、

腰痛のある児童のうち82%はバックパックを使っていた!

という報告もあるようです。(Sheir-Neiss GI, et al. Spine 2003)



Neushwander らは, 立位で撮影できるMRIを使用して、特に腰痛のない

11-14歳の子どもたちを集め、撮影したところ、

バックパックの負荷(重さ)と、痛みの強さが相関関係にあったこと、

そして、その痛みの原因は、

腰椎椎間板が負荷により高さが減弱し 、

負荷により非対称性に椎間板に負荷がかかること

によると報告しています。(Neuschwander TB, et al. Spine 2010.)



さらにShymonらは、その正常データと特発性腰痛 (明らかな器質的原因の

ない腰痛) をもつ子どもたちとで立位MRIで比較したところ、

腰痛を有する子どもたちではL5/S1椎間板にのみ圧縮力がかかっていましたが、

正常の子どもたちよりも椎間板に対する圧縮力は少ない分、

腰椎前弯が失われ


バックパック負荷増大による痛みがより強くなる傾向があったということです。 
(Shymon SJ, et al. Spine 2014.)


痛みを有する子どもたちでは、バックパック負荷に対して椎間板への負荷を避ける

ために、腰椎前弯を減弱させることなどで対応している
と考察しています。 




やはり、小児におけるバックパックは腰痛への負荷は避けられないようです。



最近では、小学校などの"置き勉"なども問題になっていましたが、

できるだけ小児に対してはバックパックの負荷を減らすのが重要かも知れません。





 2. 成人におけるバックパックと腰痛の関連
 
ここまでは、小児について文献的に見ていきましたが、

では成人ではどうなのでしょうか?


上記でご紹介したShymonらは、成人でも立位MRIを撮影し、

バックパック負荷による影響を調査しています。(Shymon SJ, et al. Eur Spine J. 2014.)


この論文によると、 6人の成人ボランティア (平均年齢 45歳)が体重の10%に

あたる重量の バックパックを着用した上でMRIを撮影しています。


その結果、バックパック着用により、仰向けと比較して、

L4/5とL5/Sの中央部の椎間高が有意に減弱し、

L5/S1 椎間板では前方の高さも減弱していましたが、

腰部の長さや腰椎前弯は仰向け時と比較しても有意差はなかった

という結果でした。


面白いのは、バックパックでは特に椎間板前方の圧縮が出てくるという点と、

(やはり)下位腰椎部での椎間板レベルに負荷は最もかかりやすいという点

かなと思いました。



 
さらに、この結果をFEA (有限要素解析)を用いて研究しているstudyもあります。
(Hansraj KK, et al. Surg Technol Int. 2018.)


これによると、成人男性のデータを用いてシミュレーションstudyを行ったところ、

追加重量として 0.45〜45.36 kg (1〜100ポンド)をかけていますが、

脊椎にかかる荷重は、その重量の7.2倍にもなっており、

骨盤を20度前傾させて腰椎を前方に引き出したようなシミュレーションでは

その荷重は、重量の11.6倍に上昇したということです。 




いかにバックパックの荷重が腰椎負荷を上げてしまうかが分かるかと思います。


ただ、成人では筋力や椎間板の耐荷重も小児よりは大きいと考えられる為、

腰椎前弯はバックパック負荷でもほとんど変わらない点は初めて知りました。