（#44）受動的肩関節運動における上腕骨頭の関節窩に対する移動
是非こんな方に読んでほしい
この研究は、肩関節の動きや肩の痛みに関する治療やリハビリテーションに関心のある整形外科医、理学療法士、スポーツ医療の専門家、および肩関節の運動力学を理解したいと考えている研究者にとって有用です。特に肩関節の外傷、術後リハビリ、または関節の可動域改善を目指す治療に関連する情報を探している方々に役立つ内容です。
論文内の肯定的な意見
・研究の再現性の高さ
研究で使用された計測手法により、肩関節の受動的な動きに伴う上腕骨頭の移動が再現可能であることが示された。
・臨床的な重要性
関節の可動域制限や肩関節の不安定性に関する診断と治療に役立つ発見がなされている。
論文内の肯定的な意見
・サンプルサイズの制限
実験に使用された肩関節の数は限られており、結果が一般化できるかどうかには限界がある。
・生体実験での制約
本研究は死体の肩関節で行われており、生体での反応を完全に再現することは難しい。
論文の要約
Background
肩関節は、非常に複雑な動きを持つ関節であり、特に上腕骨頭の移動が受動的な肩関節運動に与える影響については、十分な理解が進んでいない。
【過去の報告】
- 肩の外転時に上腕骨頭が上方へ移動することを報告（Poppen NK & Walker PS, 1976）。
- 肩関節の異常な運動が、肩の痛みや外傷の原因となる可能性が示唆されている （Poppen NK & Walker PS, 1976）。
- 正常な肩では、上腕骨頭が伸展および外旋時に約4ミリメートル後方に移動し、不安定性のある肩ではこの移動が失われることを発見（Howell SM et al.,1988）。
- 肩関節の運動メカニズムについての理論を展開し、上腕骨頭と関節窩の半径の不一致が移動に寄与していると報告（Saha AK.,1961, 1971）。
Ｍethod
・対象
8つの新鮮な死体の肩関節（平均年齢: 77歳）を使用。肩関節の可動域が正常であることを確認したうえで、受動的な肩関節運動を行った。
・計測方法
6自由度の位置センサーおよび6軸の力とトルクを計測する装置を使用して、上腕骨頭の動きを記録。
・条件
研究では、肩関節を様々な方向に動かした際に生じる上腕骨頭の移動を、関節包が正常、空気抜き、手術による後部の関節包の締め付けの3つの状態で調べた。
Results
上腕骨頭は、肩関節の屈曲に伴い前方に、伸展では後方に移動することが観察された。
特に、後部の関節包が手術で締め付けられると、屈曲および横方向の動きに伴う前方への移動が増加し、より早い段階で発生することが確認された。
強制的に上腕骨頭の移動を抑制しようとする試みは、30ニュートン以上の力をかけても効果がないことが判明した。
この研究では、受動的な肩関節の運動における上腕骨頭の移動が計測されました。7つの肩関節標本を用いて、以下の5つの運動（屈曲、伸展、外旋、内旋、横方向の動き）に伴う上腕骨頭の前後方向の移動が評価されました。
・屈曲
肩関節を屈曲させた場合、上腕骨頭は前方に移動し、その移動距離は3.79 ± 3.8 mmから7.27 ± 3.17 mmの範囲でした。この移動は強制的（「オブリゲート」）であり、逆方向の力を加えても抑えることはできませんでした。具体的には、30ニュートンから40ニュートンの力を加えても前方への移動を防ぐことはできませんでした。
・伸展
伸展時には、上腕骨頭は後方に移動し、その範囲は-4.92 ± 2.63 mmから-2.75 ± 1.68 mmの範囲で後方移動が観察されました。
・外旋
肩関節を外旋させた場合には、後方方向への移動が観察されましたが、その移動距離は比較的小さく、-1.68 ± 1.86 mmから-1.23 ± 2.01 mmでした。
・内旋
内旋時には、前方への移動が見られ、その移動距離は1.01 ± 2.4 mmから2.19 ± 1.3 mmの範囲でした。
・横方向の動き
横方向の動きに伴う上腕骨頭の移動は、初期の状態では前方への移動が比較的小さかったものの、後部関節包の締め付け手術後では、6.63 ± 4.01 mmまで増加しました。
・上腕骨頭の上下方向の移動（垂直移動）
は比較的小さく、屈曲時の上方向への移動は平均で2.13 ± 1.68 mmでした。また、横方向の動きでは上腕骨頭は1.02 ± 1.85 mm移動しました。
また、関節包が正常な状態、関節包離開、後部関節包の締め付けの3つの異なる条件で上腕骨頭の移動が比較されました。正常な関節包では比較的小さな移動が観察されましたが、関節包を離開した関節では前方への移動がわずかに増加しました（特に横方向の動きでは平均2.15 mmの前方移動）。一方で、後部関節包を手術で締め付けた場合、すべての運動で移動距離が大きくなり、特に屈曲と横方向の動きでの前方移動が顕著に増加しました。
Conculusion
この研究では、肩関節の受動的な動きに伴う上腕骨頭の前後方向への移動が観察されました。特に、肩関節の屈曲と伸展、横方向の動きにおいて、上腕骨頭の移動が顕著であり、これは肩関節が単純なボール・ソケット型の関節ではなく、関節包の緊張に応じて移動するメカニズムがあることを示しています。
上腕骨頭の移動は、関節包の締め付けが非対称になると発生することが明らかになった。これは、肩関節の診察やリハビリテーション中において、特定の運動時に関節が純粋なボール・ソケットの動きから逸脱する可能性があることを示唆している。
スポーツや日常生活における肩関節の動きにも、この移動が関与している可能性があり、特に投球動作などの競技者においては、肩の後方のラブラム損傷や関節包の石灰化がこの現象と関連している可能性がある。
・強制的な前方移動
屈曲時の上腕骨頭の前方移動は、逆方向の力（最大で40ニュートン）を加えても抑制できず、これは「強制的（オブリゲート）」な移動であることが確認されました。この現象は、臨床的に非常に重要であり、肩関節の診察や物理療法の際に、関節包の緊張を評価する際に考慮する必要があります。
・後部関節包の手術による影響
後部関節包の締め付け手術は、屈曲時および横方向の動きにおける上腕骨頭の前方移動を増加させ、移動の発生がより早い段階で起こることが確認されました。これは、手術後のリハビリテーションにおいて、関節包の緊張を考慮した運動療法が必要であることを示唆しています。
・スポーツとの関連性
特に野球のピッチング動作など、肩関節に負荷がかかるスポーツでは、肩の後方のラブラム損傷や関節包の石灰化が、この上腕骨頭の移動と関連している可能性があり、スポーツ選手における肩の外傷の予防や治療において、この現象を理解することが重要です。
・臨床的意義
この研究は、肩関節の可動域制限や関節包の異常緊張が関節の動きに与える影響を明らかにしており、臨床現場での肩関節診察、手術、リハビリテーションにおける診断と治療の指針となるものです。
限界点
生体ではなく死体を用いた研究であるため、実際の臨床状況での反応が完全に反映されていない。
サンプルサイズが小さいため、結果の一般化にはさらなる研究が必要。
読者が得られるポイント
肩関節の可動域制限や不安定性の診断に役立つ。
スポーツ選手や肩の痛みを抱える患者の治療戦略に影響を与える。
手術後のリハビリテーションにおける治療方針の決定に寄与する。
ブログの要約には間違いや個人的な解釈が含まれる可能性があります。
論文の詳細が気になる方、もっと詳しく知りたい方は、是非論文を一読ください。
論文情報
Harryman DT, Sidles JA, Clark JM, McQuade KJ, Gibb TD, Matsen FA III. Translation of the humeral head on the glenoid with passive glenohumeral motion. J Bone Joint Surg Am. 1990;72(9):1334-1343.
DOI: 10.2106/00004623-199072090-00009
引用論文
Poppen NK, Walker PS. Normal and abnormal motion of the shoulder. J Bone Joint Surg Am. 1976;58(2):195-201.
Howell SM, Galinat BJ, Renzi AJ, Marone PJ. Normal and abnormal mechanics of the glenohumeral joint in the horizontal plane. J Bone Joint Surg Am. 1988;70(2):227-232.
Saha AK. Theory of shoulder mechanism: Descriptive and applied. Springfield, IL: Charles C Thomas; 1961.
Saha AK. Dynamic stability of the glenohumeral joint. Acta Orthop Scand. 1971;42(5):491-505.