腓腹筋

基本情報

起始内側頭:大腿骨内側上顆
外側頭:大腿骨外側上顆①
停止踵骨隆起①
支配神経腓骨神経①
髄節レベルL4~S2①
作用膝関節屈曲、距腿関節底屈、距骨下関節回内①

関連情報

・腓腹筋の筋腹は外側頭に比べ内側頭で発達している。立位時に加わる膝外反ストレスや足部回内ストレスに抗するための変化と考えられる。②

・腓腹筋は膝を屈曲させ足関節を底屈させる。②

・膝関節屈曲位での足関節の底屈にはヒラメ筋が作用する。②

・足部が固定された場合(立位)では、踵を挙げる。②

・腓腹筋は主に白筋より構成され、ヒラメ筋は主に赤筋により構成される。②

・アキレス腱断裂はスポーツ活動中に多発する急性外傷の一つである。③

・アキレス腱断裂例では、長腓骨筋後脛骨筋により底屈は一般的に可能であるがつま先立ちは不可能となる。②

・アキレス腱断裂を診る徒手検査として、トンプソンシモンスクイーズテストがある④

・関連疾患:アキレス腱断裂、アキレス周囲炎、腓腹筋肉離れなど。②

・アキレス腱は、下腿三頭筋の停止腱である。この腱の長さは平均20~25cm、断面積は中央部で約70~80mm²であり、1mm²あたり60~100N(換算すると6~10kg)の張力に耐えることができる。すなわち、この腱は健常ならば1t近くの張力に耐えられることになる。⑤

・アキレス腱は、人体において最大かつ最も強靭な腱である。その形態は、長さ約15cm、厚さ6cmである。アキレス腱は、腓腹筋の合同腱であり、腓腹筋外側頭および内側頭は、より深層にあるヒラメ筋と腱膜で合流し、最終的に踵骨付着部から近位5~6cm付近で1つの腱となり下行する。

・アキレス腱は走行中に回旋を伴って下行することがわかっており、内側線維はより後方へ向かい、後方の線維は外側へ約90°回旋する。このアキレス腱の回旋は、踵骨付着部より近位5~6cmでにおいて最も著明になる。⑦⑧⑨ 

・筋腱移行部においては外側に腓腹筋、内側にヒラメ筋が位置しているが、踵骨付近ではこの2筋が反転している。すなわち、アキレス腱は主に腱中央部における回旋を伴ってスパイラル状に下降する。⑦⑪ 

・アキレス腱の実質部には血管分布が疎になる部分があり、同部位での血流量低下が示唆されてきた。屍体下肢を用いたアキレス腱への血流供給路に関する研究において、Carrら⑩は主に腱骨移行部、腱間膜、筋腱移行部の3経路からの血流供給を確認した。これによると、特に腱付着部より近位4cmにて血流量が減少していることに加え、パラテノンからの血流供給路をアキレス腱ほぼ全長にわたり認めること、パラテノンの切離による血流の著名な現象を認めたことから、血流供給にパラテノンが重要な役割を果たしていることを示した。⑫ 

・Lagergrenらは、血管造影によってアキレス腱の血流を調査し、腱付着部より近位2~6cmで毛細血管分布が疎であったことから、この部位にて血流量が低下していると考察した。⑬

・膝関節伸展位での足関節背屈は背屈によって制限されるが、背屈10°以下は足部の代償による二次的にアライメント異常の原因とされる。⑭

・下腿三頭筋の構造は、筋線維と腱膜とが三次元的に重なりあう複雑な構造をしている。腓腹筋の起始腱膜は筋腹の表面(皮膚側面)を停止腱は筋腹の裏面(骨側面)を覆っている。腓腹筋内側頭のほうが腓腹筋外側頭に比べ筋腹は大きく、内側頭は半羽状構造、外側頭は羽状構造呈している。そして内側頭・外側頭、ヒラメ筋の停止が互いに捻じれながら融合してアキレス腱を形成している。⑮ そのため下腿三頭筋とアキレス腱は筋腱複合体として捉えている。

・腓腹筋はtype Ⅱb線維が多く、ダッシュやジャンプなどの推進力を生み出す役割が強い。一方、ヒラメ筋のtype Ⅰ線維が多く、安静保持筋としての役割が大きい。⑯ 足関節底屈筋群は7つの筋で構成されるが、足関節底屈モーメントの約93%を下腿三頭筋が担い、他の5筋(後脛骨筋長腓骨筋短腓骨筋長母趾屈筋長趾屈筋)はわずか7%の底屈モーメントを生じるのみである。⑰ さらに下腿三頭筋のなかでもヒラメ筋が最も筋重量や断面積が大きい。⑱

・足底腱膜は、踵骨を介して筋腱複合体(下腿三頭筋-アキレス腱)を連結する。筋腱複合体の張力は、踵骨を介して足底腱膜に影響し、足底腱膜の張力は踵骨を介して筋腱複合体に影響を与える。肉眼解剖学的研究では、8~25%の割合で腓腹筋内側頭の停止腱と足底腱膜との線維連結との線維連絡があることを明らかにされている。⑲⑳ また足底腱膜炎患者に対する筋膜切開法の術後成績が良好であることも報告されている。㉑ したがって、下腿三頭筋のなかで腓腹筋内側頭(内側頭の停止腱)の過緊張や伸張性が、足底腱膜の伸張性に影響を及ぼすといえる。

・下腿三頭筋の機能不全

カーフレイズでは下腿三頭筋だけでなく足関節底屈筋群による後足部の動的安定性の評価として有用である。MMTでは、足関節底屈筋力評価として「片脚立位で25回の過か持ち上げ動作が可能であれば段階5と評価する」と定義されている。正常歩行では最大筋力の約25%が必要とされ、これはカーフレイズでは5~10回程度繰り返す運動(MMT段階4)に相当する。この程度の回数しか行えない症例では、一歩ごとに最大筋力を振り絞らなければいけないため、正常歩行を持続することが困難となる。⑰

・筋腱複合体の力学的特性(スティフネス・ストレイン)の改善

近年、アキレス腱障害の治療として遠心性収縮トレーニングが有用であると数多くの研究にて報告されている。㉒ 詳細なメカニズムは不明であるが、遠心性収縮トレーニング後に超音波画像上でのコラーゲン線維配列の正常化や新生血管の消失を認めている。遠心性収縮トレーニングにより腱のが改善するかは不明であるが、コラーゲン配列などへの影響があることから腱の材料特性(ヤング率)を改善させている可能性があり、腱スティフネスの改善に有用なトレーニングであると考えられる。回数や頻度については、Alfredsonらのプロトコル㉓が有名である。膝伸展位と膝屈曲位の2種類をそれぞれ3セット(15回×3セット)、2回/日、7日/週、12週間、痛みのない範囲で実施する。

・ウインドラス効果

歩行や走行動作において、踵離地から足趾離地にかけてMTP関節は背屈位となる。その際に、足底腱膜は趾骨に付着するため、MTP関節の背屈運動によって足底腱膜の緊張は増加することになる。この足底腱膜の緊張を増加して足部剛性を高め、推進期の力伝達効率を上げる役割をもつ。さらに、立脚後期には下腿三頭筋の活動が高まる。この下腿三頭筋の筋活動は踵骨に対して底屈方向のモーメントを加える。踵骨底屈はアーチを低下させる運動であるが、足底腱膜の起始と停止の距離はより延長するため、足底腱膜の緊張もさらに増加する。㉔ アキレス腱の腱傍組織(パラテノン)と足底腱膜は組織的に連続性があるため、下腿三頭筋の収縮が直接足底腱膜を緊張させる可能性もある。㉕ 荷重時には足部アーチを低下させる力が加わるが、これらの作用によって足底腱膜の緊張が増加することで、足部アーチを挙上させる力が発生し、アーチを低下を防ぐことができる。㉖

引用文献

①林典雄 監修,鵜飼建志 編著:セラピストのための機能解剖学的ストレッチング 下肢・体幹 第1版,2019

②林典雄 執筆:改訂第1版 運動療法のための機能解剖学的触診技術‐下肢・体幹,2007

③中山正一郎,高倉義典:スポーツとアキレス腱断裂.MB Orthop,16(4):8-15,2003

④福岡重雄:Thompson test.臨床スポーツ外科,7(臨時増刊号):127,1990

⑤監訳 坂井建雄,松村讓兒プロメテウス解剖学アトラス 解剖学総論/運動器系,2007

⑥福林徹 蒲田和芳 監修:下肢のスポーツ疾患治療の科学的基礎 筋・腱・骨・筋膜,第1版,2015

⑦cummins ej,ansonbj,carr bw,wright rr:the structure of the calcaneal tendon(of achilles)in relationtooethopedicsurgery,,with additional observations on the plantaris muscle.surg gynecol obstet.1946;83:107-16.

⑧schepsis aa,jones h,haas al:achilles tendon disordets in athletes.am j sports med.2002;30:287-305.

⑨harris ca,Peduto aj:achillestendon imaging.australas radiol.2006;50:513-25.

⑩sartoris dj,Resnick d:magnetic resonance oimaging of tendons in the foot and ankle.j foot surg.1989;28:370-7.

⑪soila k,Karjalainen pt,aromen hj,pihlajamaki hk,tirman pj:high-resolution mr imaging of the asymptomatic achilles tendo:new observations.ajr am j roentgenal.1999:173:323-8.

⑫carr aj,Norris sh:the blood supply of the calcaneal tendon.j bone joint surg br.1989;71:100-1.

⑬lagergren c,Lindholm a:vascular distribution on the achilles tendon:an angiogreaphic and microangiographic study.acta chiy scabd.1959;166:491-5.

⑭edama m,et al:effectiveandselectivestretching of the medeal head of the gastrocnemius.scand j med sci sports,25(2):242-250.2015.

⑮sahmann sa,et al.足部と足関節の運動系症候群 続 運動機能障害症候群のマネジメントー頸椎・胸椎・肘・手・膝・足ー(竹井仁.ほか監訳).p511-590.医歯薬出版.2013.

⑯schepsis aa.et al:achilles tendon disorders in athletes.am j sports med.30(2):287-305/2002.

⑰perry.ほか gait analysis:ペリー 歩行分析正常歩行と異常歩行.原著第2版(武田 功,ほか監訳).p32-56.医歯薬出版.

⑱Samuel cs.et al:the effect of relaxin on collagen metabolism in the nonpregnamt rat pubiv sumpsis:the influence of estrogen and progesterpne in regulationg relaxin activity.endocrinolory.137(9):3884-3890.1996.

⑲bellal ms.et al.the anatomical footprint of the achilles tendon:a cadaveric study bone joint j.96-b(10):1344-1348.2014.

⑳kim pj.et al:the cariability of the achilles tendon insertion a vadaberiv examination,j fooy ankle surg.49(5):417-420.2010.

㉑addassian a.et al:proximal medeal gastrocnemius release in the treatment of recalcitrant plantar fasclitis.foot ankle int.33(1)14-19.2019.

㉒sussmilch-leitch sp.et al:physical therapies for achilles tendinopathy:systematic review and metaanalisus.j foot ankle res.5(1).15.2012.

㉓alfredson h.et al:a treatment algorithm for managing achilles tendinopathy:new treatment options.br j sports med.41(4):211-216.2007.

㉔hicks jh:the mechanics of the gastrocnemius on the plantar fascia.foot ankle clin.19(4):701-718.2014.

㉕stecco c.et al:plantar fascia anatomy and its relationship with achilles tendon and paratenon.j anat.223(6):665-676.2013.

㉖編集 小林匠 三木貴弘:足部・足関節理学療法マネジメント 機能障害の原因を探るための臨床思考を紐解く,2021

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