距腿関節の解剖と運動:基本情報のまとめ

はじめに

距腿関節 talocrural joint 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。

距腿関節は足関節とも呼ばれます。
ただし,足関節には別の定義があり,距腿関節,距骨下関節,遠位脛腓関節の複合関節を足関節と呼ぶ場合22,24)があります。
距腿関節の別名として,上跳躍関節6)や上部踝関節8)もあります。

目次

距腿関節を構成する骨と関節面

  • 距骨滑車(凸面)
  • 果間関節窩(凹面)

距骨滑車の定義は曖昧です。
距骨体の上方への隆起全体を距骨滑車と呼んでいたり,上面のみを距骨滑車と呼び,内側面は内果面,外側面は外果面と呼んだりします1,5-7)

果間関節窩18,21-24)(距腿関節窩1),滑車関節面4),ankle mortise)は,脛骨の下関節面,脛骨の内果関節面,腓骨の外果関節面からなります。
脛骨の内果関節面は内果の外側関節面9)と呼ばれることがあり,腓骨の外果関節面は外果の内側関節面9)と呼ばれることがあります。

天蓋という用語は果間関節窩27)のことであったり,脛骨の下関節面25)のことであったりします。

凹凸の関係は,おおまかには距骨滑車が凸面,果間関節窩が凹面ですが,正確には鞍型です。
脛骨の下関節面は,内外側方向で凸面,前後方向で凹面です。
距骨滑車の上面は,内外側方向で凹面,前後方向で凸面です1,2,20)
距骨滑車上面の凹面は滑車溝とも呼ばれ,前後方向に走る溝とみることもできます。
滑車溝の走る方向は前外側に少し傾いています9)

距骨滑車上面の内外側方向の幅は,前方の方が後方よりも広くなっています。

距骨滑車の内側の関節面は,距骨体内面の上半分を占めます。
関節面は前方が大きく,コンマ形,あるいは巴形と表現されます12,18)(図 1)。

距骨滑車の外側の関節面は,上外方を向いた凹面で,前後方向と上下方向で凹面です。
内側の関節面よりも広く,距骨体外面の大部分を占めます。
形は扇形です(図 1)。
水平面でみると,矢状面に対して 15° 前外方に傾いています12)

距骨の側面
図 1: 距骨の側面

脛骨の下関節面には,滑車溝に対応して鈍角の隆起があります9)

内果関節面は,前額面では下内方に傾いていますが,ほぼ垂直に見えます。
水平面では内果関節面はほぼ矢状方向に走ります12)

外果関節面は下外方に傾いています。
前後方向にわずかに凸状,上下方向に明らかに凸状です12)

適合性のよい関節です。
接触面積が広く,関節面の曲率も一致しています4)
ただし,距骨滑車上面の曲率は脛骨の下関節面のそれよりも大きいとしている文献12)もあります。

遠位脛腓関節の靭帯である前脛腓靭帯と後脛腓靭帯の遠位部は,脛骨下端部よりはみ出して距骨滑車の外側部を覆っており9,12),距腿関節の関節窩を構成していると捉えることができます。

関節の分類

  • 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
  • 運動軸による分類:1 軸性
  • 骨数による分類:複関節

滑車溝が傾いていることから,蝶番関節の亜型であるらせん関節に分類することがあります6,11,14,23)

また,滑車溝があることから,鞍関節で 2 軸性であると捉えることもできます20)

距腿関節の靱帯

距腿関節の靭帯の分類や名称については文献による違いがかなりあります。

三角靭帯 deltoid ligament

内側靭帯 medial ligament5,6),あるいは内側側副靱帯2,7)とも呼ばれます。

内側にあるのはこの三角靭帯だけです。

三角靭帯全体をおおまかにみると,近位付着部は内果,遠位付着部は距骨,踵骨,舟状骨です。
遠位付着部が距骨の内側結節から舟状骨粗面にかけて広がっているので,全体的な形状は三角形です。
外がえしを制動します。

三角靭帯はさらに 6 つに分かれます。
表層部と深層部があり,表層部は 4 つ(脛舟靭帯,脛骨スプリング靭帯,脛踵靭帯,浅脛距靭帯)に,深層部は 2 つ(深後脛距靭帯,深前脛距靭帯)に分かれます23)
ただし,表層部,深層部ともに明確に分かれているわけではありません23)

表層部の浅脛距靭帯以外の線維は距骨に付着しておらず,距骨下関節や距舟関節の靭帯も兼ねています。

深層部は距腿関節の関節面に沿って距骨の内側面に付着します1)
また,関節包との癒合23)がありますので,深層部は関節包靭帯なのかもしれません。

脛舟靭帯 tibionavicular ligament(脛舟部線維)

  • 近位付着部:内果先端
  • 遠位付着部:舟状骨粗面の上部,距舟関節のすぐ遠位
  • 靱帯が緊張する動き:外がえし,外転,底屈とそれに伴う距骨の前方滑り1)

三角靭帯の表層部で,前方にある線維です。

距骨には付着しません。

この脛舟靭帯と次の脛骨スプリング靭帯とをあわせて脛舟部 tibionavicular part と呼んでいる文献5)があります。

脛骨スプリング靭帯 tibiospring ligament(脛スプリング部線維)

  • 近位付着部:内果先端
  • 遠位付着部:スプリング靭帯(底側踵舟靭帯)
  • 靱帯が緊張する動き:記載なし

三角靭帯の表層部です。
距骨には付着しません。

脛踵靭帯 tibiocalcaneal ligament(脛踵部線維)

  • 近位付着部:内果先端
  • 遠位付着部:踵骨載距突起
  • 靱帯が緊張する動き:外がえし1)

三角靭帯の表層部の中央部分です。
距骨には付着しません。

浅脛距靭帯 superficial posterior tibiotalar ligament(脛距部線維)

  • 近位付着部:内果先端
  • 遠位付着部:距骨後突起の内側結節(内側突起)の前方
  • 靱帯が緊張する動き:外がえし,背屈とそれに伴う距骨の後方滑り1)

三角靭帯の表層部で後方にある線維です。

深後脛距靭帯 deep posterior tibiotalar ligament(後脛距部線維 )

  • 近位付着部:内果先端
  • 遠位付着部:距骨内側面の後部,内側結節5,6)
  • 靱帯が緊張する動き:記載なし

三角靭帯の深層部で後方にある線維です。

深前脛距靭帯 deep anterior tibiotalar ligament(前脛距部線維)

  • 近位付着部:内果先端
  • 遠位付着部:距骨内側面の前部,距骨頸5,6)
  • 靱帯が緊張する動き:記載なし

三角靭帯の深層部で前方にある線維です。

三角靭帯の別の分類

脛舟靭帯(脛舟部),脛踵靭帯(脛踵部),前脛距靭帯(前脛距部),後脛距靭帯(後脛距部)の 4 つに分けている文献2,5-7,11)があります。
脛舟靭帯(脛舟部)と脛踵靭帯(脛踵部)が浅層で,前脛距靭帯(前脛距部)と後脛距靭帯(後脛距部)が深層です22)
脛舟部と脛踵部が浅層で前脛距部と後脛距部が浅層と逆になっている文献26)もありますが,これは誤りなのかもしれません。

3 つに分ける場合9,12)もあります。
深層は前脛距靭帯(前脛距部線維)と後脛距靭帯(後脛距部線維)の 2 つに分けます。
そして浅層のみを三角靭帯と呼びます。
この場合の三角靭帯は距骨には付着しない線維を指しています。

深層部を前後の 2 つに分けることは共通していますが,浅層部の分け方が異なります。
内側の靭帯を 3 つに分ける場合には,浅層部は分けずに 1 つの三角靭帯としています。
4 つに分ける場合では,浅層を脛舟靭帯と脛踵靭帯の 2 つに分けています。
そして,6 つに分ける場合,浅層は 4 つに分かれます。
脛舟靭帯がさらに分かれて脛舟靭帯と脛骨スプリング靭帯になり,浅脛距靭帯が加わります。
この浅脛距靭帯は,3 つに分ける場合と,4 つに分ける場合にはない靭帯です。
つまり,内側の靭帯の後方部分が浅層と深層に分かれるかどうかについての見解が異なるということになります。

前距腓靭帯 anterior talofibular ligament

外側の靭帯です。
腓骨外果から距骨に向かって前内側に向かってほぼ水平に走る靭帯です。
関節包と癒合しています23)

距腿関節外側の靭帯のなかで最も損傷頻度が高い靭帯です。

  • 近位付着部:外果前縁
  • 遠位付着部:距骨
  • 靱帯が緊張する動き:内がえし,内転,底屈とそれに伴う距骨の前方滑り1)

距骨への付着については,文献によって様々で,距骨頸1,4,7),距骨体部外側関節面と足根洞入口を分離している薄い帯状の骨12,9,23,27),距骨外側面5,22),距骨頭外側面6)などとなっています。

靭帯の中央部分は底屈 20° 弱で弛緩から緊張状態に移行し始めます27)
上方の線維は底屈で緊張しますが,下方の線維はすべての肢位で緊張します27)

踵腓靭帯 calcaneofibular ligament

外側の靭帯です。
腓骨外果から踵骨に向かって下後方に走ります。
関節包との癒合はありません23)
腓骨筋腱鞘の深層23,27)にあります。

距骨下関節もまたいでいます。

  • 近位付着部:外果
  • 遠位付着部:踵骨の外側面,腓骨筋滑車の上後方ににある隆起5)
  • 靱帯が緊張する動き:内がえし,内転,背屈とそれに伴う距骨の後方滑り1)

外果への付着については文献によって大きな違いがあり,外果先端1),外果の下縁4),外果の前縁12),前距腓靭帯付着部下方の腓骨前端22,27),外果頂点の前方の陥凹部9),腓骨外果前方部23,26),外果窩(外果後内側面にある)5,6)などとなっています。

靭帯が緊張する動きは,背屈と内がえし1,22,24),中間位での内がえし12),足部の外転(外旋)27)などとなっており,一定の見解は得られていません23,27)

後距腓靭帯 posterior talofibular ligament

外側の靭帯です。
距腿関節の後外側でほぼ水平に走ります。
関節包と癒合しています23)

  • 近位付着部:腓骨外果
  • 遠位付着部:距骨の外側結節
  • 靱帯が緊張する動き:外転,内がえし,背屈とそれに伴う距骨の後方滑り1)

外果への付着については文献によって大きな違いがあり,外果の後内側部1),外果内側面9,12),外果窩(外果後内側面にある)2,5,6,7),外果窩の近位22),外果の底部4),外果の小関節面の下方27),外果後縁18),腓骨外果前方部23)などとなっています。

遠位付着部には外側結節の外側に広がりながら付着しますので,水平面でみると三角形です27)

後距腓靭帯の近位側で分離して脛骨に向かう線維があり,下横靱帯と呼ばれています(後脛腓靭帯の一部とする場合もあります22))。
下腿と距骨をつなぐ靭帯ではありませんので,距腿関節の靭帯ではありませんが,距腿関節の凹面の後壁の一部1)をなしています。

前部靭帯

関節包が部分的に肥厚した靭帯(関節包靭帯)です。

  • 近位付着部:脛骨下端前縁
  • 遠位付着部:距骨頸の前方上面
  • 靱帯が緊張する動き:記載なし(おそらくは底屈)

後部靭帯

関節包が部分的に肥厚した靭帯(関節包靭帯)です。

  • 近位付着部:脛骨と腓骨
  • 遠位付着部:距骨の内側結節
  • 靱帯が緊張する動き:記載なし(おそらくは背屈)

前部靭帯と後部靭帯は,今回調べた文献では,「カパンディ 関節の生理学9)」のみに記載がありました。

距腿関節の関節包

関節包は関節面の縁に付着しています6,7,12)
距骨滑車の前方と後方では,関節包は軟骨の境界から 4 ~ 5 mm 離れて付着しています12)

関節包の前方部分は背屈筋群の腱とつながっており,背屈の際には関節包が上前方に引かれ,関節腔にはさまれるのを防いでいます12)

底背屈の動きを可能にするため,関節腔の前と後ろには滑膜ひだがあります2,7)

前脛腓靭帯(前下脛腓靭帯)の遠位部分は距腿関節包の一部を構成しています28)

滑液包6)

足部にある滑液包,滑液鞘は全てここにまとめます。
どの関節に属しているかを決めることが難しいものが多数あるためです。

  • 滑液包
    • 外果皮下包:外果の皮下
    • 内果皮下包:内果の皮下
    • 足根洞包:足根洞の中で距骨頸の外側
    • 踵骨皮下包:踵骨隆起の内側下方の皮下
    • 踵骨腱(アキレス腱)皮下包:踵骨腱と皮膚の間
    • 踵骨腱(アキレス腱)の滑液包:踵骨腱と踵骨結節の間
    • 前脛骨筋の腱下包:前脛骨筋の腱と舟状骨の間
    • 後脛骨筋の腱下包:後脛骨筋の腱と舟状骨の間
    • 中足指節間包:中足趾節関節の間の足底側
    • (足の)虫様筋(の滑液)包:各虫様筋の腱と横中足骨頭靭帯の間
  • 滑液鞘
    • 後脛骨筋の腱鞘:内果の後下方で最も上方にあり,長趾屈筋の腱鞘の前上方
    • 長趾屈筋の腱鞘:内果の後下方で後脛骨筋の腱鞘と長母趾屈筋の腱鞘の間,底側面では長母趾屈筋の腱鞘との交叉部の近くに終わる
    • 長母趾屈筋の腱鞘:内果の後下方で最も下方にあり,長趾屈筋の腱の後下方を走り,母趾の基部に至る
    • 腓骨筋の総腱鞘:外果の後下方で長・短腓骨筋の腱をともに通す
    • 長腓骨筋の足底腱鞘:足底で長足底靭帯の前方端を前内側方へ走る
    • 前脛骨筋の腱鞘:足背で最も内側
    • 長母趾伸筋の腱鞘:足背で前脛骨筋の腱鞘と長趾伸筋の腱鞘の間
    • 長趾伸筋の腱鞘:足背で最も外側にあり,長趾伸筋と第 3 腓骨筋の停止腱を包む
    • 足の指の滑液鞘7):母趾の底側面で長・短母趾屈筋の腱を包み,第 2 〜 第 5 趾の底側面で長・短趾屈筋の腱を包む

足の指の滑液鞘は線維鞘によって補強されています。
線維鞘には輪状部と十字部があります7)

踵骨腱の滑液包は踵骨後部滑液包10)とも呼ばれます。

距腿関節の運動

足部の運動を表す外がえし・内がえしと回内・回外という用語の定義は統一されていません。
この記事では,前額面運動を外がえし・内がえし,三平面運動を回内・回外としています。
詳しくは別の記事で解説しています。

距腿関節は底屈と背屈が可能です。
さらに外がえしと内がえしも可能であるとする文献20)があります。

距骨に付着する筋が存在しないため,距腿関節での自動運動は他の関節の運動と連動します。

底屈と背屈

屈曲と伸展という用語も使われますが,底屈を伸展,背屈を屈曲という場合2,9,12)と,逆に,底屈を屈曲,背屈を伸展という場合1,29)があります。

矢状面における内外側軸での動きです。

運動軸は内外果の先端を結んだ線とほぼ一致し,外側から内側に向かって上前方に傾くというのが定説ですが,異なる説もあります。
詳しくは別の記事でまとめています。

軸が傾いていると三平面での運動になり,背屈には外転と外がえしが含まれ,底屈には内転と内がえしが含まれます。
よって,距腿関節で行われる運動は,厳密には回内と回外ということになります。

  • 底屈の可動域(他動):45° 3)
  • 底屈の制限因子:関節包前面,三角靭帯前部,前距腓靭帯,前脛骨筋,長母趾伸筋,長趾伸筋の緊張,または距骨後突起(特に外側結節)と脛骨後縁の接触13,9)
  • 底屈のエンドフィール:結合組織性,または骨性13)

可動域は文献1,2,9,12,16)により 30 〜 60° の範囲で幅があります。

  • 背屈の可動域(他動):20° 3)
  • 背屈の制限因子:アキレス腱,三角靭帯後部,後距腓靭帯,距踵靭帯の緊張13),または距骨頸の上面と脛骨面前縁の衝突9)
  • 背屈のエンドフィール:結合組織性13)または骨性9)

可動域は文献1,2,9,12)により 15 〜 45° の範囲で幅があります。
しゃがんだときには45°以上12)になります。

距腿関節の可動域の数値には足部の他の関節の動きが含まれている可能性があります1)

底屈と背屈における関節包内運動

背屈するときは,距骨は後方に滑りながら前方に転がります。
底屈するときは,距骨は前方に滑りながら後方へ転がります。

しまりの肢位(CPP)と最大ゆるみの肢位(LPP)

  • CPP:最大背屈位1,2,8)
  • LPP:10° 底屈位2,8)

距骨滑車の横幅は前方の方がより広くなります。
最大背屈位がしまりの肢位になるのは,距骨滑車の幅の広い部分が果間関節窩と相対することになるからです。

最大ゆるみの肢位は中間位であるとしている文献4)があります。
最大底屈位がゆるみの肢位であるとしている文献1)もありますが,最大のゆるみの肢位であるのかどうかは明記されていません。

距骨の外果面と腓骨の外果関節面が接し始める角度は,底屈 27.5 ± 2.3° です。
また,長・短腓骨筋が踵腓靭帯を圧迫し,後脛骨筋と長趾屈筋が三角靭帯脛踵部を圧迫することで関節を安定させる角度は,底屈32.3 ± 2.3°です21)
これらのことから考えると,最大ゆるみの肢位は 10° 底屈位ではないのかもしれません。

関節内圧

今回調査した文献には距腿関節の関節内圧に関する記述はありませんでした。

距腿関節に作用する筋

解剖学的肢位で筋が求心性収縮をしたときの作用が主です。
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。
ここでは主に基礎運動学 11) 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。

距腿関節の底屈に作用する筋

  • 主動作筋
    • 腓腹筋
    • ヒラメ筋
  • 補助動筋
    • 足底筋
    • 長腓骨筋
    • 短腓骨筋
    • 後脛骨筋
    • 長趾屈筋
    • 長母趾屈筋

腓腹筋とヒラメ筋が距腿関節を底屈するトルクは,全底屈トルクの80% を担います1)
腓腹筋とヒラメ筋が麻痺した場合,その他の補助動筋が距腿関節底屈を代償する能力は,ほぼ無視できる程度です16)

距腿関節の背屈に作用する筋

  • 主動作筋
    • 前脛骨筋
    • 長趾伸筋
    • 第三腓骨筋
  • 補助動筋
    • 長母趾伸筋

脛骨に付着する筋はこちら
腓骨に付着する筋はこちら
足根骨に付着する筋はこちら
中足骨に付着する筋はこちら
足の指骨に付着する筋はこちら

主な血液供給30,31)

  • 前外果動脈(前脛骨動脈の枝)
  • 前内果動脈(前脛骨動脈の枝)
  • 外果枝(腓骨動脈の枝)
  • 内果枝(後脛骨動脈の枝)

ネッター解剖学アトラス30)には「malleolar branches of fibular, and anterior and posterior tibial arteries」とありますが,その枝の名前は書かれていません。
そこで,日本人体解剖学31)で,「malleolar branches」に相当するものを選んだのが上記の動脈です。

感覚神経支配30)

  • 脛骨神経
  • 深腓骨神経

髄節レベルは S1 と S2 です1)

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参考文献

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2023 年 1 月 22 日

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