膝蓋骨は大腿骨と膝蓋大腿関節を構成し、膝関節の機能に大きな影響を与えます。膝蓋骨周囲を取り囲む軟部組織は複雑に関係し、膝蓋骨の位置や動きのバランスを保っています。
膝蓋骨の位置や向きに問題が生じると、膝蓋大腿関節の特定の部分や、膝蓋骨に影響する特定の軟部組織に過度な負荷・ストレスが生じてしまい、膝関節周囲の痛み・不快感・違和感を引き起こす可能性があります。
膝蓋骨の動きは膝関節の安定性に大きく関与しています。特に大腿四頭筋の出力・筋力に影響しており、歩行・走行・しゃがみ動作・階段昇降などで症状を感じる可能性があります。
今回の記事では、膝蓋骨周囲の軟部組織について、特に大腿四頭筋の作用に着目しながらまとめていきます。
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膝蓋骨周囲の軟部組織
膝蓋骨の位置は、まず腱・靭帯・関節包によって影響を受けます。
次に、筋による影響を受けます。特に筋は動的な部分において影響してくると考えて良いでしょう。
膝蓋骨に起因する病態を理解するためには、膝蓋骨の位置・向きなどの静的アライメントを理解すること、さらに膝蓋骨の動き・動的アライメントを理解することが重要となります。
その前に、膝蓋骨に関与する軟部組織の関係性を理解しておく必要があります。この内容が理解できていれば、膝蓋骨の位置・向きや動きに関する理解が早まるでしょう。
腱・靭帯
腱は、大腿四頭筋腱（膝蓋骨上部）、膝蓋腱（膝蓋骨下部）になります。
内側の靭帯は、内側膝蓋大腿靭帯（MPFL）という大腿骨内側顆と内転筋結節の間から膝蓋骨内側縁に付着する靭帯があり、膝蓋骨の外側変位・脱臼を制御します。その他には、内側膝蓋支帯や内側膝蓋脛骨靭帯、内側膝蓋半月靭帯がありますが、膝蓋骨の外側変位を最も制動するのはMPFLになります。反復性膝蓋骨脱臼の手術としても、MPFL再建術が第一選択になってきます。
外側の靭帯は、外側膝蓋大腿靭帯、外側膝蓋支帯、腸脛靭帯、外側膝蓋脛骨靭帯、外側膝蓋半月靭帯があります。外側膝蓋支帯は、腸脛靭帯から膝蓋骨と大腿四頭筋まで伸びる表層と、外側広筋・膝蓋大腿靭帯・膝蓋脛骨靭帯と相互結合する厚い深層で構成されます。
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筋
大腿四頭筋、下腿三頭筋、大腿二頭筋が膝蓋骨のアライメントを維持するのに役立っています。
大腿四頭筋は、大腿直筋、中間広筋、外側広筋、内側広筋とそれぞれ考慮する必要があります。
大腿直筋は膝蓋骨上前面に付着し、中間広筋は膝蓋骨基部後面に付着します。どちらも膝蓋骨を上方へ滑らせる動きに作用しますが、大腿直筋が過剰に収縮・緊張する場合は大腿骨に対して膝蓋骨を圧縮するストレスに繋がると考えられます。
外側広筋は、外側広筋の筋膜と腸脛靭帯が合わさって外側膝蓋支帯（Superficial Oblique Retinaculum）に移行し、膝蓋骨の外側領域の動的安定性に貢献しています。
また、外側広筋と大腿二頭筋によって外側筋間中隔が構成され、姿勢・動作で外側での支持が高まると外側広筋＋大腿二頭筋の過剰収縮が引き起こされる可能性があります。その結果、膝蓋骨を外側へ変位させてしまう可能性が高まります。
内側広筋は、特に膝蓋骨の安定性にはとても重要です。
内側広筋は、内側広筋斜走線維（VMO）と内側広筋縦走線維（VML）に分けて考える必要があります。
VMLは膝蓋骨に対して約15度斜め内側に走行しているのに対し、VMOは約50度斜め内側に走行して膝蓋骨中間部に付着します。内側広筋は、この他にもMPFLや大内転筋腱にも付着しています。VMOは膝関節90度屈曲位では膝関節伸展の役割を果たしませんが、最終伸展域0〜15度の範囲では膝蓋骨を正中に誘導する役割を担っています。
大腿四頭筋に対するVMの貢献度は約10％とされており、VMOだけでは膝関節を伸展することができません。そのため、VMOの役割は膝蓋骨を中央に保持することで、膝関節を安定させる役割であるということです。VMOの機能低下は、膝蓋骨の外側変位・脱臼などに繋がる要因と考えることができます。
上記のことから、膝蓋骨の位置や向きに関して、外側広筋・内側広筋の活動バランスがとても大きな影響を与えることが考えられます。
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