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棘上筋の機能解剖に基づく評価と治療(プレゼント企画)

みなさんこんにちは
肩関節機能研究会の柳沢です。

今回は記事執筆の機会を郷間先生からいただきまして私が執筆させていただきます。
Instagramにて運動器理学療法の評価・介入に関して情報発信を行っていますので、もし良ければ下記のアカウントをチェックしていただけると幸いです。
Instagram:@ryo_kataken701

それでは内容に入っていきたいと思います。
今回は、”棘上筋の機能解剖学的特徴に基づいた評価・介入”についてまとめさせていただきました。

普段肩関節の臨床を行う際に棘上筋由来の制限や棘上筋の機能低下に対して、アプローチすることが多いのではないでしょうか?

私自身、普段肩関節疾患の患者様を担当させていただく機会が多く、棘下筋への評価や介入をすることが多いなと感じています。

また、私自身腱板筋の中でも介入に1番難渋した筋は棘上筋でした。
そのため、棘上筋の解剖学的特徴を理解し、棘上筋の介入や評価もう一度学び直そうと思い執筆させていただきました。

棘上筋単独での制限になることは少ないかもしれません。
しかし、下記のような患者様は肩関節の臨床をしている方は多いと感じているのではないでしょうか?

  • 下垂位外旋(1st外旋)

  • 結帯動作

  • 肩甲骨下方回旋マルアライメント

上記のような現象は私自身多く経験しています。

今回は棘上筋がなぜ上記のような症状につながっているのか?というところにも触れていきたいと思います。

その上で棘上筋への介入を行う際の介入の一助として、棘上筋の機能解剖学的特徴を基に評価方法や治療方法の一案をまとめていきたいと思います。


棘上筋の機能解剖(基礎編)

棘上筋は、棘下筋・小円筋・肩甲下筋とともに回旋筋腱板(Rotator cuff)を構成する筋の一つです。

回旋筋腱板には下記のような作用があると言われています。

”前方と後方の腱板筋が共同して骨頭を関節窩へ引きつける作用”(force couple)がある。

編集 佐志隆士ほか:改訂第2版 肩関節のMRI読影ポイントのすべて;MEDICAL VIEW,35頁,2011

また肩関節は構造的特徴から”骨性の支持”を得られにくいため、腱板は下記のような働きを担っています。

腱板が機能することによって”上腕骨頭の前後方向の安定性”を高めている。

Crockett HC et al: Osseous adaptation and range of motion at the glenohumeral joint in professional baseball pitchers.Am J Sports Med(2002):30(1);20-26

特に棘上筋に関しては竹村が下記のように報告しています。

棘上筋は関節を動かすよりも上腕骨頭に安定性を与えるのに適している。

竹村通雄:肩関節腱板を構成する筋の内部構造.Dokkyo Journal of Medical Science(1999): 26(1);123-131

このように、棘上筋は上腕骨頭を関節窩内に収めて安定性を与えることに適した筋であることが分かります。

では起始停止についておさらいしていきましょう。

起始:肩甲骨棘上窩
停止:上腕骨大結節
支配神経:肩甲上神経(C5-6)
作用:肩関節外転

養成校時代は上記のように勉強をしているかと思います。

私自身もその1人でした。
しかし、臨床に出てからはこの知識だけでは太刀打ちできない症例を何例も経験したことから、棘上筋の機能解剖を一から学び直しました。

その学んでことを基に評価や介入に繋げていけるようにまとめさせていただきます。

棘上筋の機能解剖(臨床編)

先ほどは養成校時代に学んだ棘上筋の解剖についてお話させていただきました。

ここからは、臨床編として更に詳しく棘上筋について深ぼっていこうと思います。

1.棘上筋2つの線維

棘上筋の線維について下記のように報告されています。

棘上筋の最前縁には強い腱性部が存在し、棘上窩ならびに肩甲棘の上面に起始する筋線維の多くはこの腱に合していた。
その他の筋線維は、後方の薄い筋性部として大結節の内側に停止していた。

前田和彦ほか:棘上筋停止部に関する解剖学的検討.肩関節(2007):31(2);209-211



棘上筋は”前部線維”と”後部線維”の2つに分類されています。

なかでも前部線維が強い腱性部を有しているという特徴から、棘上筋の主な筋活動は前部線維が担っているのではないかと考えられます。

また、後部線維は大結節の内側に付着し線維が薄いという特徴があります。
腱板断裂を呈しやすいのは大結節の内側に付着する後部線維がこのような特徴を有しているからではないかと考えています。


2.棘上筋付着部の特徴

次に棘上筋の付着部についてです。
棘上筋の付着部も養成校時代に勉強した”大結節”のみではありませんでした。

従来では下記のように報告されています。

棘上筋は大結節の上面(Superior facet)に付着している。

二村昭元ほか:棘上筋と棘下筋の上腕骨付着部について-Foot printの計測-.肩関節(2008):32(2);229-232


従来では、棘上筋の付着部は上腕骨大結節の上面(Superior facet)であると報告されており、大結節のみの付着という解釈でした。

しかし、とても興味深いことに下記のように報告されました。

右肩は53側の14側(26.4%)、左肩は50側の8側(16%)
小結節に腱性部に付着していた。

前田和彦ほか:棘上筋停止部に関する解剖学的検討.肩関節(2007):31(2);209-211



従来の報告では大結節のSuperior facetに付着を持つ棘上筋でしたが、現在では約20〜25%の割合で小結節に付着を有している報告は私自身の臨床を大きく変えました。

小結節に付着していることにより、結節間溝を超えて付着することが考えられLHBの安定性にも関与するのではないかと考えています。

また、棘上筋が小結節に付着することにより肩関節外転作用のみではなく、その他の作用も有していると考えられます。

その作用については、次章にてまとめさせていただきます。


3.棘上筋作用の特徴

次に付着部から棘上筋の作用について考えていきたいと思います。

まずは棘上筋と言えば肩甲上腕関節外転作用を有する筋です。
しかし、肩甲上腕関節は球関節で3軸性の運動を行うため、回旋はどの肢位で行うとより働きやすいのか疑問に思いました。

そこで下記の報告を参考に考えました。

棘上筋の外転作用は、棘上筋収縮による合力が回旋軸に近づく上腕骨外旋位の方が強くなり、上腕骨内旋位の方が弱くなる。

前田和彦ほか:棘上筋停止部に関する解剖学的検討.肩関節(2007):31(2);209-211


小結節に付着を持つ報告により、筋の走行が1直線ではなく内側に曲がるように走行することがイメージできます。

そのため、上腕骨外旋位では上記のスライドのように筋の走行が、より真っ直ぐになり外転運動を行いやすい肢位になると考えられます。

外転運動による棘上筋への介入を行う際には、上腕骨外旋位にて行うとより棘上筋を促通しやすいと思います。


では、肩甲上腕関節外転以外の作用はないのでしょうか?

下記の報告を参考に棘上筋の作用について深ぼってみましょう!

棘上筋の腱性部は上腕骨の回旋軸より前方を通ることにより、筋収縮による合力が上腕骨回旋軸より前方に働き、肩関節の内旋および前方屈曲作用を担っている可能性があると示唆された。

前田和彦ほか:棘上筋停止部に関する解剖学的検討.肩関節(2007):31(2);209-211


一般的には肩甲上腕関節外転に作用する棘上筋ですが、新たな付着部の報告により新たな働きを担っていると考えられます。

小結節に付着していることにより、棘上筋の筋収縮は上腕骨を内側に引っ張るように行われます。
そのため、肩甲上腕関節の内旋や屈曲に作用する可能性があります。


4.棘上筋と烏口上腕靱帯との関係性

では、次に棘上筋と烏口上腕靱帯の関係についてです。

なぜ烏口上腕靱帯??と思った方もいると思います。

肩関節疾患を担当する方の多くは、肩関節周囲炎の症例を多く経験すると思います。

その際に患者様の主訴として

  • 腕が上がらない

  • 棚の上のものを取れない

など挙上制限が原因で生じるADL制限に対する課題が多く挙げられるのではないでしょうか?

挙上制限に起因する因子を下記のように報告されています。

自動挙上角度に寄与する因子として、他動の1st外旋2nd内旋が抽出された。

辰田明紀ほか:凍結肩患者の挙上角度に影響を及ぼす要因.肩関節(2020):44(2);405-408

上記の報告から挙上制限に関わる因子として1st外旋が挙げられると言われています。

1st外旋の制限因子の一つとして烏口上腕靱帯が挙げられます。
そのその烏口上腕靭帯と棘上筋との関係性についてお話しさせていただきます。


烏口上腕靱帯は前方は肩甲下筋の前面と後面に広がり、後方は棘上筋の上面と下面に広がる。

R Arai et al:The anatomy of the coracohumeral ligament and its relation to the subscapularis muscle.J Shoulder Elbow Surg(2014):23;1575-1581

棘上筋腱と肩甲下筋腱の間の空間では、関節包内へとLHBを覆う構造として観察できた。

山口久美子ほか:烏口上腕靱帯の形態について.肩関節(2010):34(3);587-589


烏口上腕靱帯は棘上筋から肩甲下筋まで幅広く広がる構造をしていたと報告されています。

そのため、烏口上腕靱帯周囲の組織との拘縮や滑走障害などが生じると1st外旋制限にもなり得ると考えられます。

結果、肩甲下筋の上部線維のみならず、筋組織では棘上筋も1st外旋制限に関与し、挙上制限にも関係してくると考えています。


5.肩甲骨下方回旋アライメントとの関係性

肩関節疾患では肩甲骨マルアライメントを呈していることが多いです。
その多くは、肩甲骨前傾・外転・下方回旋位の方がみられると感じています。

夜間痛と肩甲骨アライメントの関連性を示した報告があります。


夜間痛群ではGHAが有意に増大し、肩甲骨下方回旋位が強くなる傾向がみられた。

赤羽根良和ほか:夜間痛を合併した肩関節周囲炎の臨床的特徴.理学療法学(2017):44(2);109-114

この報告では、夜間痛との関連性ですが肩甲骨下方回旋位を呈している傾向があることを踏まえると、肩甲骨マルアライメントは肩関節痛と関係していると考えられます。

棘上筋を含む上方組織の伸張性低下や肩峰下滑液包炎・棘上筋炎などにより、牽引ストレスや伸張ストレスを回避するため肩甲骨下方回旋位を呈すると考えられます。

そのため、肩甲骨下方回旋位を呈している方への介入では、炎症所見の確認だけでなく上方組織の伸張性を確認するため肩甲上腕関節内転制限の有無を確認する必要があると考えています。


6.棘上筋と挙上角度

棘上筋はどの角度で筋活動が高く行われているのでしょうか?

私自身ははじめsetting phaseと言われる挙上0°〜30°までの挙上初期での活動が高いと思っていました。

しかし、臨床の中でなかなか改善がみられずもう一度調べてみたところ、下記のように報告されていました。

挙上90°までは棘上筋の筋活動量が増大し、90°以降は徐々に低下していた。

Alan C et al:Regional activation of anterior and posterior supraspinatus differs by plane of elevation,hand load and elevation angle.Journal of Electromyography and Kinesiology(2018):43;14-20

挙上90°までは棘上筋の活動量が徐々に増加し、それ以降は徐々に低下しているとの報告から、挙上初期よりも挙上中期での活動が高いことがわかりました。

挙上中期はRotational glideと一致し、棘上筋の活動は肩峰下インピンジメントと関連がある可能性があると考えられます。

exを実施する際は、挙上初期のみならず90°まで挙上することで棘上筋の筋活動を促通することができると考えます。

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