日常生活では、股関節機能が様々な動作に不可欠です。この動作による股関節への負荷（力学的負荷）について様々な研究が行われてきています。嚆矢となったのは股関節へ掛かる負荷（合力）を梃の原理で解析したFriedrich Pauwels(1885~1980)の理論です。図１は右片足立ちの時の説明図で、右股関節の中心oが梃の支点です。右下肢だけで立つために働く外転筋力Mの力点はcです。右脚の重さを除いたKが掛かっている作用点bは体の中心より少し左側に偏り、coとboの比はほぼ1対３です。そこで梃の原理によりM×１= K×３となり、支点である右股関節に掛かる合力は、外転筋力M（３K）とKの合計４Kです。片脚の重さは体重のほぼ1/6で、体重をWとするとK=5/6Wとなります。右股関節には4K,すなわち20/6W、体重の3倍以上の力学的負荷が掛かっていることになります。この図より、右手に杖を使用し、体を右側に傾けるとMの減少とboの短縮により右股関節への負荷が激減することも解ります。

　実際に生体で股関節に掛かる負荷（接触応力）を最初に測定したのは、Nils W. Rydellです（1966）。彼は、大腿骨頸部骨折を受傷した51歳の男性と56歳の女性の2症例にひずみゲージを組み込んだ人工骨頭置換術を行い(図２)、術後に片足立ちでは体重の2.3～2.9倍、歩行時には体重の1.6～3.3倍の負荷が股関節へ掛かることを証明しています。この方法ではデータを記録するための体外への導線が必要でした。1990年代になるとGeorg Bergmannらが無線ひずみゲージを組み込んだ人工骨頭置換術を行い、術後に様々な日常生活動作による股関節への負荷が体重の何倍になるかを計測しています(1993~2004)。即ち、椅子から立ち上がる時に1.8～2.2倍、座る時に1.5～2.0倍、ゆっくりした歩行では1.6～4.1倍、通常歩行（4km/h）では2.1～3.3倍、速歩では1.8～4.3倍、ジョギングでは4.3～5.0倍、階段を昇る時に1.5～5.5倍、階段と降りる時に1.6～5.1倍であり、最も負荷が大きかったのは躓いた時（stumbling）で7.2～8.7倍でした。躓いた時に股関節に激痛が起こって倒れ、大腿骨頸部骨折で運ばれてきた患者を経験していますが、その発生メカニズムを説明できるデータだと思います。

図の説明

図１
Biomechanics of the Normal and Diseased Hip. Theoretical Foundation, Technique and Results of Treatment Atlas. Springer-Verlag, 1976より改変


図２
Rydell NW. Forces acting on the femoral head-prosthesis. A study on strain gauge supplied prostheses in living persons. Acta Orthop Scand 1966; 37(Suppl 88):1-132のp48より引用.