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膝関節の構造と機能

機能解剖

膝関節は、大腿脛骨関節と膝蓋大腿関節の2つの関節構成されます。

主な運動として矢状面状において、屈曲/伸展運動が行われるが、この運動に付随して、

脛骨の内旋/外旋という水平面上の運動が生じます。

 

膝関節に生じやすい機能障害

膝関節は、伸展0°から屈曲145°という大きな可動性を有します。特に日本人においては正座や床上運動

を行うことから、深屈曲と言われる可動域が求められます。

一方、体重を支える荷重関節であるため、高い安定性も求められます。

そのため、可動域制限と不安定性が問題になりやすいです。

この2つの機能障害は互いに関連しています。

大腿脛骨関節は、完全伸展位で側方安定性が高まるため、伸展制限が生じている膝では側副靭帯の適切

な緊張が得られず、不安定性が発生することになります。

また不安定性が生じている膝では安定性を高めるために、骨棘が生じることもあります。

このような場合は関節可動域(ROM)が制限されることになります。

膝関節は、大腿脛骨関節と膝蓋大腿関節の協調した運動によって成立します。

膝蓋大腿関節は膝関節屈曲位で安定性が高まります。

しかし、荷重下で膝関節を屈曲位に保持するには、強い大腿四頭筋の活動が必要になります。

大腿四頭筋の柔軟性の低下や筋力低下は、膝蓋大腿関節の正常な関節運動を阻害し、

膝蓋骨周囲に疼痛を惹起します。

 

膝関節の安定化機構

膝関節を安定させるために、静的安定化機構と動的安定化機構の2つが存在します。

静的安定化機構

・靭帯:側副靭帯:内側側副靭帯(関節包靭帯)、外側側副靭帯(関節外靭帯)

十字靭帯:前十字靭帯・後十字靭帯(関節内靭帯)

膝蓋大腿関節の靭帯:内側・外側膝蓋大腿靭帯、内側・外側膝蓋脛骨靭帯(関節包靭帯)

・半月板:内側と外側に位置する線維軟骨組織です。大腿脛骨関節の安定化に寄与しています。

 

動的安定化機構

・内側広筋:膝蓋大腿関節において、膝蓋骨を内側に引きつけるベクトルを有します。

・膝窩筋:膝関節屈曲位においては、脛骨関節面に対して垂直化し、求心位をとるベクトルを有します。

 

膝関節の運動

・大腿脛骨運動:膝関節屈曲:脛骨に対し大腿骨が後方に転がり、前方に滑ります。

伸展:脛骨に対して大腿骨が前方に転がり、後方に滑ります。

水平面状:膝関節伸展最終域では大腿骨に対して脛骨が外旋します。屈曲運動においては膝関節屈曲初期から脛骨が内旋します(スクリュー・ホーム・ムーブメント)。

・膝蓋大腿関節:膝関節屈曲:膝蓋骨の下降、前額面上での外旋(6.2°)、水平面上での内旋(11.4°)が生じます

 

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