膝蓋骨 Patella
膝蓋骨は、解剖学的にも臨床的にも重要な意味を持つ特殊な骨です(Gray and Williams, 1989; Standring, 2015):
膝関節の前面に位置する最大の種子骨で、扁平な三角形または楕円形の形状をしています(Moore et al., 2018)。
大きさは縦約5cm、横約4.5cm、厚さ約2.5cmで、成人男性では女性よりやや大きい傾向があります(Agur and Dalley, 2017)。
形態学的特徴:
- 上端は広く厚い底部(膝蓋骨底 base of patella)を形成し、大腿四頭筋腱の付着部となります(Netter, 2019)。
- 下端は尖った頂点(膝蓋骨尖 apex of patella)となり、膝蓋靭帯(膝蓋腱)が付着します。
- 前面(前方表面 anterior surface)は皮下にあり、粗面で大腿筋膜張筋などが付着します。
- 後面(後方表面 posterior surface)は関節面と非関節面に分かれます。関節面は大腿骨顆の膝蓋面と関節を形成します(Standring, 2015)。
発生学的特徴:
- 大腿四頭筋腱内に発生した種子骨で、膝関節の伸展機構に組み込まれています(Carlson, 2019)。
- 骨化は通常生後3〜6歳頃に始まり、思春期に完成します(Scheuer and Black, 2004)。
主な生体力学的機能:
- 膝関節の保護:関節前面の外力から関節構造を保護します(Dye, 1996)。
- 力のモーメントアーム増大:大腿四頭筋の力の支点からの距離を増加させ、膝伸展時の力学的効率を約30%向上させます(Powers et al., 2016)。
- 力の分散:大腿四頭筋の収縮力を広い面積に分散させ、膝蓋靭帯への応力集中を防ぎます。
- 膝関節の安定性向上:特に終末伸展位での膝関節の前後安定性に貢献します(Fulkerson and Shea, 1990)。
- 膝関節可動域の増加:膝関節屈曲時に大腿四頭筋腱の可動性を高めます(Amis et al., 2006)。
臨床的意義:
- 膝蓋骨骨折:転倒などによる直接的な外力や、大腿四頭筋の急激な収縮による間接的な力で生じます。横骨折が最も一般的です(Melvin and Mehta, 2011)。
- 膝蓋骨脱臼:外側方向への脱臼が多く、解剖学的素因(大腿骨顆間溝の浅さ、膝蓋骨高位など)が関与します(Fithian et al., 2004)。
- 膝蓋大腿関節症:膝蓋骨と大腿骨顆間の不適合による軟骨変性で、前膝部痛の主要な原因となります(Crossley et al., 2016)。
- オスグッド・シュラッター病:成長期に膝蓋靭帯付着部の脛骨粗面に生じる牽引性骨端症です(Gholve et al., 2007)。
特殊解剖学的所見:
- 前面は凸面状で、表層には平行に走行する粗い線維(大腿四頭筋腱の延長)と小血管孔が多数存在します(Platzer, 2004)。
- 後面は2/3が関節軟骨で覆われた関節面で、中央の縦稜により内側・外側面に分かれます。外側面はやや大きく、より凹面です(Gray and Williams, 1989)。
- 下方1/3は非関節面で、膝蓋下脂肪体に接し、膝蓋靭帯付着部となります(Moore et al., 2018)。
膝蓋骨の名称はラテン語の"patella"(小さな皿)に由来し、形状が浅い皿に似ていることから命名されました。英語では"kneecap"とも呼ばれます。古代ギリシャの医師ガレノスは膝蓋骨を「膝の盾」と表現し、その防御的役割を強調しました(Pećina and Bojanić, 1993)。
参考文献
書籍:
- Agur, A.M.R. and Dalley, A.F. (2017) Grant's Atlas of Anatomy (14th ed.). Wolters Kluwer. — 膝蓋骨の詳細な図解と解剖学的変異を示す。
- Carlson, B.M. (2019) Human Embryology and Developmental Biology (6th ed.). Elsevier. — 膝蓋骨の発生学的側面を詳しく解説。
- Gray, H. and Williams, P.L. (1989) Gray's Anatomy (37th ed.). Churchill Livingstone. — 解剖学の古典的教科書で、膝蓋骨の詳細な解剖学的記述を含む。
- Moore, K.L., Dalley, A.F. and Agur, A.M.R. (2018) Clinically Oriented Anatomy (8th ed.). Wolters Kluwer. — 臨床的視点から膝蓋骨の機能解剖学を詳述。
- Netter, F.H. (2019) Atlas of Human Anatomy (7th ed.). Elsevier. — 膝蓋骨とその周囲構造の優れた図解を含む。
- Pećina, M. and Bojanić, I. (1993) Overuse Injuries of the Musculoskeletal System. CRC Press. — 膝蓋骨障害の病態生理学と治療法を解説。
- Platzer, W. (2004) Color Atlas of Human Anatomy, Vol. 1: Locomotor System (6th ed.). Thieme. — 膝蓋骨の形態学的特徴と変異を図解。
- Scheuer, L. and Black, S. (2004) The Juvenile Skeleton. Academic Press. — 膝蓋骨の骨化過程と年齢推定への応用を詳述。
- Standring, S. (2015) Gray's Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice (41st ed.). Elsevier. — 現代の臨床解剖学における最も包括的な参考文献。
雑誌論文:
- Amis, A.A., Firer, P., Mountney, J., Senavongse, W. and Thomas, N.P. (2006) Anatomy and biomechanics of the medial patellofemoral ligament. The Knee, 13(5), pp.379-386. — 膝蓋骨の安定性における内側膝蓋大腿靭帯の役割を検証。
- Crossley, K.M., Stefanik, J.J., Selfe, J., Collins, N.J., Davis, I.S., Powers, C.M., McConnell, J., Vicenzino, B., Bazett-Jones, D.M., Esculier, J.F. and Morrissey, D. (2016) 2016 Patellofemoral pain consensus statement from the 4th International Patellofemoral Pain Research Retreat. British Journal of Sports Medicine, 50(14), pp.839-843. — 膝蓋大腿関節症の最新のコンセンサス。
- Dye, S.F. (1996) The knee as a biologic transmission with an envelope of function. Clinical Orthopaedics and Related Research, 325, pp.10-18. — 膝関節の生体力学的概念を提唱した画期的論文。
- Fithian, D.C., Paxton, E.W., Stone, M.L., Silva, P., Davis, D.K., Elias, D.A. and White, L.M. (2004) Epidemiology and natural history of acute patellar dislocation. The American Journal of Sports Medicine, 32(5), pp.1114-1121. — 膝蓋骨脱臼の疫学と自然経過に関する研究。
- Fulkerson, J.P. and Shea, K.P. (1990) Disorders of patellofemoral alignment. The Journal of Bone and Joint Surgery, 72(9), pp.1424-1429. — 膝蓋骨の配列異常と臨床症状の関連を解説。
- Gholve, P.A., Scher, D.M., Khakharia, S., Widmann, R.F. and Green, D.W. (2007) Osgood Schlatter syndrome. Current Opinion in Pediatrics, 19(1), pp.44-50. — オスグッド・シュラッター病の病態と治療法についての最新の見解。
- Melvin, J.S. and Mehta, S. (2011) Patellar fractures in adults. Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons, 19(4), pp.198-207. — 成人における膝蓋骨骨折の分類と治療法を概説。
- Powers, C.M., Witvrouw, E., Davis, I.S. and Crossley, K.M. (2016) Evidence-based framework for a pathomechanical model of patellofemoral pain. British Journal of Sports Medicine, 51(24), pp.1713-1723. — 膝蓋骨の生体力学と膝蓋大腿部痛の関連性を検証。

J0241 (右の膝蓋骨:前方からの図)

J0242 (右の膝蓋骨:後方からの図)

J0342 (右膝関節:大腿骨の外側顆を通る矢状断、側面からの正中矢状面)

J0343 (右の膝関節:側面からの図)

J0381 (右膝:伸ばされた、腹背方向からのX線像)

J0383 (右膝:伸ばして、外内側方向からのX線像)

J0384 (右膝:曲がり、外内側方向からのX線像)

J0496 (右大腿の筋:腹側からの図)

J0497 (右大腿の筋:腹側からの図)

J0498 (右大腿の筋:腹側図)

J0499 (右大腿の筋:腹側図)

J0507 (右膝の筋:脛側からの図)

J0508 (右膝の筋:腓側からの図)
日本人のからだ(平田和明 2000)によると