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o(T□T)o膝関節と運動学の話


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(^O^)題名:膝関節と運動学の話

●はじめに

膝関節は、大腿骨内・外側顆、脛骨内・外側顆、膝蓋骨大腿骨関節面の三つの関節面で構成されている。

関節包の前面は薄く神経性に富み、後面は強靭で弾力性に乏しい靭帯組織で補強されている。

屈曲の可動性は自由度が大きく、過伸展や側方動揺は抑制される構造になっている。

膝関節には体重支持時の安定性保持、歩行・走行に伴う大きな可動性が要求される。

 

●大腿骨脛骨関節(Femoral Tibial Joint=F-Tjoint)

・身体のうちで最も大きい関節

・蝶番関節で自由度は2度(完全伸展位では軸回旋が不可能)

・生理的外反は170~175°(大腿骨体の軸と下腿軸)

⇒180°以上:内反膝、170°以下:外反膝

・Quadiceps angle(Q‐角):正常13~18°

⇒上前腸骨棘から膝蓋骨中央を結んだ直線と脛骨粗面と膝蓋骨中央を結んだ直線のなす角。

・大腿‐脛骨角(Femoral Tibial Angle=FTA):X‐線所見では約6°

 

1)屈曲・伸展

・可動域:屈曲(135°他動的には160°ぐらいまで可能)、伸展(0~5°)

・制限因子

屈曲:膝伸筋の緊張、大腿骨後面と下腿後面の接触

伸展:膝屈筋の緊張、前十字靭帯、内・外側側副靭帯、斜膝窩靭帯、後方関節方の緊張

・大腿脛骨関節の関節面の形状(凹凸の法則による)

凸:大腿骨内外側顆、凹:脛骨内外側顆

*脛骨を固定した際の大腿骨の動きにおける膝屈曲、伸展

⇒ころがり運動(Rolling)とすべり運動(Slidig)の複合運動

完全伸展位からの屈曲初期にはころがり運動のみであるが、徐々にすべり運動の要素が加わって屈曲最終段階ではすべり運動のみになる。

膝関節完全伸展位~屈曲20°→ころがり運動のみ

膝関節屈曲20°~→すべり運動ところがり運動の複合運動

膝関節屈曲最終域(正常可動域)→すべり運動のみ

*大腿骨を固定した際の脛骨の動きにおける膝関節の屈曲・伸展

⇒脛骨関節面は、骨体の運動方向と同方向へ滑る(凹の法則)

 

2)外旋・内旋

・可動域:外旋:20°、内旋:10°→膝関節屈曲位

・膝関節を伸展して完全伸展位になる直前、あるいは完全伸展位からの屈曲を始める最初の時期に起こる。

→完全伸展位からの屈曲初期:脛骨内旋

→屈曲医からの伸展:脛骨外旋

*完全伸展位に近づくと外旋運動は大きくなる。

→終末強制回旋運動(Screw Home Movent)

・随意的な外旋・内旋運動は膝関節完全伸展位では不可能であり、屈曲位で靭帯等の緊張が少ないときに起こる。

 

●膝蓋大腿関節(patello Femoral Joint)

・平面関節

・膝蓋骨は、身体のうちで最も厚い軟骨層を有している。

・膝の屈曲から伸展運動の際に、膝蓋骨の異なった部分が大腿骨顆部と接触する。

・大腿骨外側顆は内側顆より前方へ突出しており、膝蓋骨の外側脱臼を防いでいる。

・軽度屈曲位~完全伸展位で、大腿四頭筋により生じる膝蓋骨の外方ベクトルに対して内側広筋が内上方に引き付け固定する。

→膝蓋骨は上・下・内・外側方向へのなめらかな可動性が必要。

*膝蓋骨の役割

①膝の伸展効率を改善している。

②四頭筋メカニズムの摩擦を軽減

③大腿骨顆部軟骨の骨性保護体

 

●半月板

関節軟骨が特殊化したもの。

不完全な関節円板で線維軟骨性である。

内側は厚く、関節包の内面に付着し、内縁に向かって薄くなる。

機能:①関節の適合性を良好にする。②関節内圧を均等化する。③緩衝作用。④可動性を適性にする。⑤滑液を分散化させる。

内側半月板:C状で幅が広く、外側半月の端を挟んで前後顆間区に付着する。外側の全てが関節包と固く結合。内側側副靭帯に蜜に連絡しているので移動性が小さい。

外側半月板:O状でやや小さく、環状に近く、その端は顆間隆起の前後に付着。外側の一部で関節包に付着。移動性は大きい。

 

半月板の移動

脛骨上関節面での動き:膝関節屈曲時→内外側半月後退。

膝関節伸展時→内外側半月前進。

下腿外旋時→内側半月後退、外側半月前進。

下腿内旋時→内側半月前進、外側半月後退。

*最大屈曲位時に脛骨が外旋+膝関節伸展により内側半月板損傷。

*最大屈曲位時に脛骨が内旋+膝関節伸展により外側半月板損傷。

 

●膝関節の靭帯

1)前・後十字靭帯

・前十字靭帯:大腿骨顆間窩後外側から斜め前内方に走り、脛骨前顆間区に付着。脛骨の前方への滑り出しを防ぐ。

・後十字靭帯:大腿骨顆間窩内側から斜め後方に走り、脛骨後顆間区の外側に付着。脛骨の後方への逸脱を防ぐ。

→質関節の矢状面上での安定性に貢献する。

2)内・外側側副靭帯

・内側側副靭帯:大腿骨内側上顆から脛骨内側顆に付着し、外側側副靭帯に比べて幅が広く、内側半月と結合している。

・外側側副靭帯:大腿骨外側上顆から、腓骨頭に付着し、細い紐状で半月との連絡(結合)はない。

→膝関節の前額面上での安定性に貢献する。

3)前・後十字靭帯の膝関節屈伸運動に際しての変化

・前十字靭帯:伸展-30°(屈曲30°)より完全伸展位に近づくにつれて緊張が高ま り、最大伸展位にて緊張のピークに達する。

・後十字靭帯:完全伸展位より屈曲するにつれて緊張が徐々に高まる。90°で緊張のピークに達する。

4)膝関節の内外反の際の前・後十字靭帯、内・外側側副靭帯の状況

・前十字靭帯:内反時は緊張するような影響を受けない。外反時は脛骨付着部が外後方に移動し、緊張する。

・後十字靭帯:内外反時は緊張するような影響を受けにくい。

・内側側副靭帯:内反時は弛緩、外反時は緊張する。

・外側側副靭帯:内反時は緊張、外反時は弛緩する。

 

●関節裂隙を離開させる力

内側の靭帯機構は、外側の靭帯機構よりはるかに広範囲に存在し、より強力で屈曲位でも完全に弛緩しない。

内側がこのように補強されている主な理由の一つは、生理的外反が内側関節裂隙を離開させる力となり、内側の靭帯機構がこれを支えなければならないからである。

外反が大きくなるほど、内側の靭帯機構によって支えられる緊張はますます大きくなる。

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(〃∇〃)参考文献

医療学習レポート.膝関節と運動学


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