膝の屈曲に重要な役割を果たすメディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)って？

どうも。

管理人のKnee-studyです。

前回は、膝関節の伸展運動時に生じる”スクリューホームムーブメント”について記事にしていきました。

膝関節は屈伸運動中に関節内では若干の回旋運動が生じています。この回旋運動のことをスクリューホームムーブメントといい、膝関節を完全に伸ばし切るためには必要な機能と言われています。このSHMが破綻することで、膝の伸展制限が生じるようになり、膝oaの場合でもSHMの破綻による膝の伸展制限が問題として挙げられるケースが多いです。

今回はその反対の、

膝屈曲時の関節内に生じる”メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)”について記事にしていきたいと思います。

膝の屈曲・伸展共にただ単に膝が伸びたり曲がったりしているわけではありません。

伸展に伴う脛骨の外旋運動はスクリューホームムーブメントという用語でよく耳にすると思われます。

しかし膝の屈曲時には回旋運動は出ているのか？あまり聞いたことないけど・・・？

そんな声が聞こえてきそうですが、膝屈曲運動時にはメディアル・ピボット・モーションという動きをもとに膝の屈曲運動が起こっています。

簡単にいうと、膝の屈曲運動時は膝の内側を軸にして曲がっていくとうことです。

今回はこのメディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)についてまとめていきます。

１．メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)について
1. ①メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)とは？
2. ②膝関節屈曲運動に欠かせないもう一つの機能
２．メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)の原理
1. ①脛骨の関節面の特徴から考えるメディアル・ピボット・モーションが生じる理由
2. ②内側と外側の半月板の特徴から考えるメディアル・ピボット・モーションが生じる理由
３．まとめ

１．メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)について

メディアル・ピボット・モーションは膝関節の屈曲運動には欠かせない機能になります。

この機能は人工膝関節のデザインにも取り込まれており、インプラントやインサートの形状も内側と外側で違っています。

このように、メディアル・ピボット・モーションは人工膝関節術後のリハビリに携わるセラピストにも理解必須の知識であることがわかります。

①メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)とは？

膝関節の屈曲運動に伴って、大腿骨は内側顆を中心とした回旋運動が生じます。

この動きのことをメディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)と言います。

●Medial⇒内側

●Pivot⇒旋回・枢軸

●Motion⇒動き

つまり、Medial Pivot Motionとは内側を軸とした回旋運動という意味になります。

メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)
⇒膝関節屈曲時に起こる(大腿骨に対する)脛骨の内旋方向への動きの事
⇒膝関節屈曲時に起こる(脛骨に対する)大腿骨の外旋方向の動きの事
※荷重位・非荷重位で動く軸が変わってきます

このメディアル・ピボット・モーションは、膝伸展時に生じるスクリューホームムーブメントと反対方向の動きになります。

※スクリューホームムーブメント⇒膝伸展に伴う脛骨の外旋運動

スクリューホームムーブメントの記事はこちらです。

膝oaの膝伸展制限に大きな影響を及ぼすスクリューホームムーブメントについて

②膝関節屈曲運動に欠かせないもう一つの機能

膝関節の屈曲に伴う重要な動きはメディアル・ピボット・モーションともう一つあります。

それは「ロールバック機構」になります。

この2つの働きが正常に作動することで膝の屈曲運動が完成します。

ロールバック機構について詳しく知りたい方はこちらの記事をご覧ください。

膝関節のロールバック機構とは？～膝の屈曲を正常に行うために必要な機能～

今回は、膝関節のロールバック機構についてまとめていきます。このロールバック機構は後十字靭帯(以下、PCL)の機能により生じる膝の正常な動きのことを指します。ロールバック機構が機能することで、膝の屈曲がスムーズに行えるわけです。正常の膝だけでなく、TKAにもこの機構を生かした機種が多く使われており、術後のリハビリを行う上で重要なチェックポイントになります。

このロールバック機構は膝関節屈曲の最終域でPCLが大腿骨を後方に引っ張るような印象です。

そのため、屈曲初期はこのメディアル・ピボット・モーションが重要な働きをしています。

※膝関節の屈曲80°付近までは”メディアル・ピボット・モーション”が主体となり、それ以降はロールバック機構により膝が屈曲される

２．メディアル・ピボット・モーション(Medial pivot motion)の原理

メディアル・ピボット・モーションの機能が膝関節屈曲に大事であることは分かってきたと思います。

では、次はこのメディアル・ピボット・モーションがどのようにして生じているのかについて考えていきましょう。

①脛骨の関節面の特徴から考えるメディアル・ピボット・モーションが生じる理由

脛骨の関節面は、内側と外側でその形状が異なっています。

内側は中央がくぼんだ凹面を呈しており、ここでの大腿骨内側顆部の複合運動は滑りの割合が大きくなります。

一方外側は平坦で、しかも後方に向かうにつれ下方に傾斜しているため、大腿後外側下部は転がり運動の割合が多くなります。

図：脛骨関節面の構造から考えるメディアル・ピボット・モーションが生じる理由

この解剖学的な動きを裏付ける研究があります。

MRIを使って膝の動きを研究した文献では以下のような報告があります。(若干言葉を変えています)

膝の内側顆は前後に移動せず(ロールバックしない)、外側顆はロールバックする傾向があり、屈曲を伴う脛骨内旋を引き起こす
引用文献：Freeman, M. et al. “The Movement of the Knee Studied by Magnetic Resonance Imaging.” Clinical Orthopaedics and Related Research. 410: 35–43, 2003

このことから、膝関節のロールバック機構は、膝の関節全体で起こっているのではなく、膝の内側部分を軸にして外側部分で生じていることがわかります。

言い換えると、メディアル・ピボット・モーション+ロールバック機構の2つの機能によって膝関節が正常に屈曲しているということがわかります。