脛骨大腿関節(膝関節)の関節運動学

本記事では、Donald A. Neumann先生の名著『Kinesiology of the Musculoskeletal System』をもとに、脛骨大腿関節の関節運動学をわかりやすく整理しました。

臨床推論に直結する要点をまとめていきますので、ぜひリハビリ指導や動作分析に役立ててください!

脛骨大腿関節(Tibiofemoral Joint)とは?

脛骨大腿関節は、脛骨(Tibia)と大腿骨(Femur)の間に形成される蝶番関節(hinge joint)です。

主な役割は、荷重支持と動作の柔軟性確保です。

関節面は楕円形かつ非対称な形状をしており、純粋な回転運動ではなく、回転+滑り(roll and glide)を組み合わせた複雑な運動が特徴です。

主な運動(運動面と軸)

運動運動面
屈曲(Flexion)矢状面(Sagittal plane)前額軸(Frontal axis)
伸展(Extension)矢状面(Sagittal plane)前額軸(Frontal axis)
内旋(Internal rotation)水平面(Transverse plane)垂直軸(Vertical axis)
外旋(External rotation)水平面(Transverse plane)垂直軸(Vertical axis)

特に屈曲時脛骨の回旋運動が発生する点は、臨床でも非常に重要です!

関節運動学(Arthrokinematics)

膝関節伸展時を例に

  • 脛骨固定・大腿骨が動く場合
    • 大腿骨は前方に転がりながら、後方に滑る
  • 大腿骨固定・脛骨が動く場合
    • 脛骨は前方に転がり・前方に滑る

大腿骨側が動くとき脛骨側が動くときで、滑りの方向が逆になるので注意!

特に臨床では、座位→立位(スクワットや立ち上がり)などでこの運動パターンを意識することが大切です。

スクリューホームムーブメント(Screw-home movement)

膝関節伸展の最終局面では、

  • 脛骨が外旋(open chain動作)
  • または大腿骨が内旋(closed chain動作)

することで、最大安定化が得られます。


これは脛骨と大腿骨の形状差(特に内側顆が長い)や、前十字靭帯(ACL)の緊張によって生じます。

Screw-home movementは、立位時の関節安定性を高め、筋活動量を減らす重要な現象です。

膝関節にかかる力学的負荷

  • 圧縮力(Compression):荷重時に関節面にかかる
  • せん断力(Shear):脛骨前方移動を促す力(特にACL損傷に関連)
  • 回旋力(Rotational force):ねじれに伴う負荷(半月板損傷リスク)

臨床で押さえたいポイント

  • 脛骨大腿関節は回転と滑りの組み合わせ運動
  • 屈曲・伸展だけでなく回旋運動も必須
  • 立ち上がり、歩行などの日常動作分析にScrew-home movementの知識は不可欠
  • 力学的負荷を意識してリハビリプログラムを構成する

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