中手指節関節の解剖と運動:基本情報のまとめ

はじめに

中手指節関節(metacarpophalangeal joint : MP 関節,MCP 関節)の解剖(構造)と運動について基本的なところをまとめます。

中手骨と基節骨で構成される関節です。

第 1 中手指節関節と第 2 〜 5 中手指節関節では構造などに違いがあるのですが,この記事では両方とも扱います。

目次

中手指節関節を構成する骨と関節面

  • 中手骨頭(凸面)
  • 基節骨底,側副靭帯1),掌側板1)(凹面)

関節面は背側から見れば,おおむね半球状ですが,末梢側から見ると凸面が 2 つのやや複雑な形です。

中手骨頭の関節軟骨は掌側でより中枢側に広がります。
掌側に傾いているとも言えます。

基節骨底の関節面は中手骨頭よりも狭くて浅い関節面です。
2 つの凹面があります。

骨同士の接触面積が小さく,適合性が悪いのですが,掌側板や側副靭帯によって接触面積を大きくしています。

関節の分類

第 2 〜 5 中手指節関節

  • 可動性による分類:滑膜性関節(可動結合)
  • 関節面の形状と動きによる分類:顆状関節2,8,9,10)
  • 運動軸による分類:2 軸性
  • 骨数による分類:単関節

球関節4,6,7)または楕円関節5)としている文献もあります。

第 1 中手指節関節

  • 可動性による分類:滑膜性関節(可動結合)
  • 関節面の形状と動きによる分類:蝶番関節8)
  • 運動軸による分類:1 軸性
  • 骨数による分類:単関節

顆状関節としている文献9,10)もあります。

運動軸については,3 軸性としている文献9)もありますが,副運動の捉え方の違いのようです。

中手指節関節の靱帯

中手指節関節の靱帯
図 1: 中手指節関節の靱帯1)

側副靭帯索状部

  • 近位付着部:中手骨頭外側結節9)
  • 遠位付着部:基節骨近位端側面の掌側
  • 靱帯が緊張する動き:屈曲

橈側(外側)と尺側(内側)にありますが,構造は同じです。

関節包を補強する5)とありますので,おそらくは関節包靱帯です。

外側結節とは,中手骨頭側面の背側にある突起のようですが,詳しい説明はありません。

中手骨の背側から基節骨の掌側へ斜めに走ります。

中手骨頭での付着部は,運動軸よりも背側です。
屈曲すると付着部間の距離が増えて靱帯は緊張します(図 2)。

側副靭帯の緊張1)
図 2: 側副靭帯の緊張1)

側副靭帯扇状部(掌側靱帯4-7) ,副靱帯15,16)

掌側靱帯や副靱帯という名称を使う場合は,側副靭帯索状部はたんに側副靭帯と呼びます。

  • 近位付着部:中手骨頭外側結節9)
  • 遠位付着部:掌側板外縁16)
  • 靱帯が緊張する動き:伸展15)

関節包を補強する5)とありますので,おそらくは関節包靱帯です。

中手骨から掌側方向に走行します。

掌側板に付着しますので,掌側板を固定することになります。
そして,掌側板には靱帯性腱鞘が付着し,深指屈筋や浅指屈筋の腱が通っていますので,これらの腱を間接的に固定していることになります。

深横中手靱帯

  • 付着部:隣接する掌側板
  • 靱帯が緊張する動き:記載なし

第 2 〜 5 中手骨頭の間で 3 つあります。

中手骨頭間が広がるのを抑制します。
中手骨頭間が広がるとすれば,それは手根中手関節の運動ですので,深横中手靱帯には手根中手関節の靱帯という側面もありそうです。

指背腱膜の矢状索が付着します9)

第 1 中手指節関節の靱帯

文献には詳しく書かれていないことが多いのですが,第 2 〜 5 中手指節関節の靱帯と基本的には同じであるようです。

種子骨があることと関連して,以下のような第 1 中手指節関節に固有の靱帯9)があります。

  • 種子骨間靱帯
  • 指節種子骨靱帯直達線維
  • 指節種子骨靱帯交差線維

関節周囲の結合組織(靱帯以外)

関節包

掌側と背側の関節包にはたるみがあり,陥凹と呼ばれています(図 3)。
このたるみによって大きな滑り運動が可能となります。

中手指節関節の関節包
図 3: 中手指節関節の関節包9)

関節包の付着部についての詳しい説明は,教科書等にはありません。

掌側板

中手指節関節の掌側にある線維軟骨の板です。

遠位端は基節骨底に付着しており,そこから近位に向かって伸びているような構造です。
近位端は膜様組織15)となり,中手骨頭に付着します。

関節包を介して中手骨に付着するようなのですが,膜様組織と関節包の関係は不明です。

掌側板の形状についての正確な記述もなさそうです。

中手指節関節の過伸展を制限します。

基節骨の関節面を延長するような構造であり,関節面の接触面積を増やして関節の安定性を増す働きがあります。

もし仮に掌側板を骨で置き換えるとすると,骨同士の衝突による可動域の制限が生じます。
掌側板というある程度の柔らかさのある組織のおかげで大きな可動域を得ることができます9)

靱帯性腱鞘(線維鞘)

掌側板の掌面に付着しています。

浅指屈筋,深指屈筋,長母指屈筋の滑液鞘(腱)が通ります。

滑液包6)

  • 指の腱鞘
  • 指屈筋の総腱鞘:指の腱鞘とつながっている場合(第 5 指が多い)
  • 長母指屈筋の腱鞘
  • 背側中手指節皮下包:中手指節関節の背側皮下にある。欠けることが多い
  • 中手指節間包:隣接する中手指節関節の間にある

指背腱膜

指節間関節の記事で書いています。

中手指節関節の安定化に作用する筋

伸展位で側副靭帯が弛緩しているとき,骨間筋が関節の安定化に作用します9)

中手指節関節の運動

第 2 〜 5 中手指節関節では,屈曲・伸展と外転・内転が行われ,第 1 中手指節関節では屈曲・伸展のみが行われます。

第 2 〜 5 中手指節関節の屈曲と伸展

内側-外側方向の軸を中心にした矢状面での動きです。

運動軸は中手骨頭を通ります。

屈曲に伴い基節骨はわずかに外旋します4)

  • 屈曲の可動域(他動):90° 3)
  • 屈曲の制限因子:中手骨と基節骨の衝突あるいは背側の関節包と側副靭帯の緊張11)
  • 屈曲のエンドフィール:骨性あるいは結合組織性11)
  • 伸展の可動域(他動):45° 3)
  • 伸展の制限因子:掌側の関節包と掌側板の緊張11)
  • 伸展のエンドフィール:結合組織性11)

屈曲の可動域は 90° 前後ですが,全ての関節で同じではなく,第 2 中手指節関節から第 5 中手指節関節に向かって徐々に大きくなります。
第 2 中手指節関節は 90° もしくは 90° 弱で,第 5 中手指節関節は 110 〜 115° 1)です。

伸展は 90° に達することもあります2,9)

第 2 〜 5 中手指節関節の外転と内転

前後方向の軸を中心にした前額面での動きです。
第 2・4・5 指が第 3 指から離れる動きが外転,第 3 指に向かう動きが内転です。
第 3 中手指節関節の動きは,橈側外転・尺側外転とよびます。

まれに,橈屈・尺屈ということがあります。

運動軸は中手骨頭を通ります。

外転に伴い,第 1・2 基節骨は内旋し,第 4・5 基節骨は外旋します4)

屈曲位では内外転の可動域が小さくなります。
側副靭帯索状部が屈曲位で緊張するからです(前述)。
また,屈曲位では基節骨の関節面が中手骨頭の平らな部分と接します。
このことによっても内外転は制限されます1)

  • 外転の可動域:1,2)20°(他動・自動のどちらであるのかは不明)
  • 外転の制限因子:側副靭帯,指間の筋膜,掌側骨間筋の緊張11)
  • 外転のエンドフィール:結合組織性11)
  • 内転の可動域:20° 2)(他動・自動のどちらであるのかは不明)
  • 内転の制限因子:記載なし
  • 内転のエンドフィール:記載なし

可動域の数値は文献によって異なります。
第 2 〜 5 中手指節関節のなかでの外転の可動域は第 2 中手指節関節が最も大きく,その角度は 30° になるとしている文献9)があります。
また,第 2 ・4 中手指節関節は 45° 外転,第 5 中手指節関節は 50° 外転するという文献10)もあります。

副運動

大きな副運動が,特に軸回旋で生じます。
軸回旋があることで手の形を握っているものの形に合わせることができます。
第 4・5 中手指節関節では,30 〜 40°の軸回旋が生じます1)
60° まで可能としている文献9)もあります。

第 1 中手指節関節の屈曲と伸展

内外転の可動域はとても小さいため,第 1 中手指節関節は屈曲・伸展のみが生じる 1 軸性の関節であるとすることが多いようです。

関節面の形状により内外転は制限されます17)

母指全体は他の指に対し約 90° 回転しており,解剖学的肢位では,屈曲と伸展は前後方向の軸を中心にした前額面での動きです。

完全屈曲には外転と内旋が伴います9)
また,母指の対立では 24° の内旋が生じます9)

  • 屈曲の可動域(他動):60° 3)
  • 屈曲の制限因子:基節骨と第 1 中手骨の衝突,または背側の関節包,側副靭帯,短母指伸筋の緊張11)
  • 屈曲のエンドフィール:骨性または結合組織性11)
  • 伸展の可動域(他動):10° 3)
  • 伸展の制限因子:掌側の関節包,掌側板,種子骨間靱帯,短母指屈筋の緊張11)
  • 伸展のエンドフィール:結合組織性11)

屈曲(他動)の可動域を 80 〜 90° としている文献9)があります。
また,伸展の可動域を 0 〜 20° としている文献2)もあります。

しまりの肢位(CPP)と最大ゆるみの肢位(LPP)

第 2 〜 5 中手指節関節

  • CPP:最大屈曲位4,8)
  • LPP:軽度屈曲位 + 尺屈4,8)

尺屈の程度は不明です。

第 1 中手指節関節

  • CPP:最大伸展位8)
  • LPP:軽度屈曲位 + 尺屈8)

尺屈の程度は不明です。

関節内圧

教科書等には記載がありません。

作用する筋

主動作筋と補助動筋に分けていますが,その区別の基準は決まっていないようです。
ここでは基礎運動学11)や徒手筋力テスト14)などを参考にして分けています。
はっきりしないものは補助動筋にしました。

第 2 〜 5 中手指節関節の屈曲に作用する筋

  • 主動作筋
    • 虫様筋
    • 短小指屈筋
  • 補助動筋
    • 浅指屈筋
    • 深指屈筋
    • 掌側骨間筋
    • 背側骨間筋
    • 小指外転筋
    • 小指対立筋

掌側骨間筋は第 3 中手指節関節には作用しません。
背側骨間筋は第 2 〜 4 中手指節関節に作用します。

第 2 〜 5 中手指節関節の伸展に作用する筋

  • 主動作筋
    • 指伸筋
    • 示指伸筋
    • 小指伸筋
  • 補助動筋
    • なし

第 2 〜 5 中手指節関節の外転に作用する筋

  • 主動作筋
    • 背側骨間筋
    • 小指外転筋
  • 補助動筋
    • 指伸筋(第 3 中手指節関節以外)14)
    • 小指伸筋14)

第 3 中手指節関節に対しては,第 2 背側骨間筋が橈側外転に,第 3 背側骨間筋が尺側外転に作用します。

第 2 〜 5 中手指節関節の内転に作用する筋

  • 主動作筋
    • 掌側骨間筋
  • 補助動筋
    • 示指伸筋14)

掌側骨間筋は第 3 中手指節関節には作用しません。

第 1 中手指節関節の屈曲に作用する筋

  • 主動作筋
    • 長母指屈筋
    • 短母指屈筋
  • 補助動筋
    • 短母指外転筋
    • 母指内転筋

第 1 中手指節関節の伸展に作用する筋

  • 主動作筋
    • 長母指伸筋
    • 短母指伸筋
  • 補助動筋
    • なし

尺骨と橈骨に付着する筋はこちら
手根骨に付着する筋はこちら
中手骨に付着する筋はこちら
指骨に付着する筋はこちら

主な血液供給

中手指節関節の関節包や靱帯に分布する動脈についての明確な記述は見つけられていません。

手への血液供給は以下の動脈からです。

  • 橈骨動脈
  • 尺骨動脈

これらの動脈の枝である,背側中手動脈,総掌側指動脈,掌側中手動脈,母指主動脈などが中手指節関節のそばを走ります。

関節の感覚神経支配1)

ほとんどの場合,手の関節はその表面にある皮膚感覚髄節に分布する感覚神経線維から感覚支配を受けます。
その原則どおりならおおむね以下のようになるはずです。

  • 第 1 中手指節関節:橈骨神経(背側),正中神経(掌側),C6
  • 第 2 中手指節関節:橈骨神経(背側),正中神経(掌側),C6
  • 第 3 中手指節関節:橈骨神経(背側),正中神経(掌側),C7
  • 第 4 中手指節関節:橈骨神経(背側の橈側),正中神経(掌側の橈側),尺骨神経(掌背側の尺側),C8
  • 第 5 中手指節関節:尺骨神経,C8

その他の特徴

種子骨

第 1 中手指節関節の掌側に 2 つあります。
また,第 2,5 中手指節関節にもそれぞれ 1 つずつあります。

第 1 中手指節関節では,2 つの種子骨が掌側板に付着し,種子骨に筋が付着します。
「種子骨のメカニズムは,精緻つまみのための母指の動的な回旋を生成する2)」とありますが,詳しい解説はありません。

第 2,5 中手指節関節の種子骨については情報がありません。

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関節運動学(関節包内運動)における関節面の動き
しまりの肢位とゆるみの肢位

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参考文献

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5)秋田恵一(訳): グレイ解剖学(原著第4版). エルゼビア・ジャパン, 2019, pp644-663.
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2022年1月16日

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