肩甲骨の基礎解剖学

タム
今回は肩甲骨の基礎解剖学を復習しましょうか

白タム(学生)
はーい

タム
肩甲骨の英語表記は"Scapula"です。

肩甲骨(Scapula)

[肩甲骨を外方から見た図]

タム
肩甲骨は三角形をした骨で、およそ第2~7肋骨を覆っています。

タム
より細かく言えば肩甲骨は3つの辺(内側/外側/上縁)と3つの角(上角/下角/外側角)、2つの面で構成されています。

タム
肩甲骨は傾いており、矢状面(sagittal plane)や前額面(frontal plane)とは別にスキャプラプレーン上で動作を表現されることがあります。
肩甲骨は性差が大きいのが特徴的で、縦幅も横幅も男性のほうが大きいです(Ref)(Ref)。
実際、男性と女性の骨格を区別する方法として、肩甲骨を見る方法があります。
男性は女性に比べて上腕骨頭の高さと幅が大きく、烏口突起が大きく、関節窩が大きくて丸いです(Ref)(Ref)(Ref)。
関節窩の解剖学的な違いは、肩の外科的介入に影響を与える可能性があります。

肩甲骨の部位名

肩甲棘(Spine of scapula)

タム
肩甲棘は肩甲骨の後面にある骨の隆起で棘上窩と棘下窩を分けます。
また三角筋の付着部でもあります。

肩峰(Acromion)

タム
肩峰は肩甲骨棘の外側の部分で、関節窩の上に突き出ている。
鎖骨の肩峰端と連結する。

タム
肩峰の形状は3つまたは4つに分類されます[Gagey N et al.,1993]。

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矛盾も報告されてますが、Type3の肩峰は腱板疾患(退行性変性や断裂)が2倍ほど生じやすいと報告されています[Sachin K et al.,2017][Epstein RE et al.,1993][Worland RL et al.,2003]。
男性にはType3の肩峰が多く(56.2%対43.7%)、女性にはType1の肩峰が多いです(56.5%対43.4%)(Ref)。

棘上窩(Supraspinous fossa)

タム
棘上窩は棘上筋が付着する部位で肩甲骨棘の上方にある凹状の窪みを指します。

棘下窩(Infraspinous fossa)

タム
棘下窩は棘下筋が付着する肩甲骨棘の下にある凹状の窪みを指します。

肩甲下窩(Subscapular fossa)

タム
肩甲下窩は肩甲下筋が付着する肩甲骨の前面にある凹状のくぼみを指します。

烏口突起(Coracoid process)

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烏口突起は鎖骨の外側端の下に位置する肩甲骨の上縁から生じた前方に突き出たカラスのクチバシのような突起です。
烏口突起には小胸筋、烏口腕筋、上腕二頭筋短頭が付着します。

肩甲切痕(Suprascapular notch)

タム
肩甲切痕は烏口突起と肩甲骨上縁の間にある深い溝を指します。
この部位の上縁は上肩甲横靭帯が付着し、suprascapular foramenを形成します。
この中には肩甲骨上神経が通過します。
男性は女性に比べて、肩甲上神経の損傷を起こす可能性が約3〜4倍高いと言われています。
肩甲切痕はタイプI(最大深さが横径より大きい)とタイプIV(肩甲骨に骨孔がある)の頻度は、女性よりも男性の方が高く、タイプIII(横径が最大深さより大きい)は、男性よりも女性の方が多いと報告されています(Ref)。
つまり男性は狭くて深い肩甲切痕によって神経を損傷しやすくなる可能性があります。

関節窩(Glenoid fossa)

タム
関節窩は肩甲上腕関節を形成する浅く凹んだ楕円形のくぼみを指します。
関節窩の上には関節上結節(supraglenoid tubercle)があります。

肩甲骨の役割

タム
肩甲骨は、解剖学的にも生体力学的にも、肩の機能と上腕の動きに関与しています[Kibler WB et al.,2003]

例えば、
肩関節の挙上は
・肩甲骨上方回旋・後傾・外旋
・鎖骨は挙上・後方移動
・上腕骨挙上・外旋
の複合運動です[Ebaugh DD et al.,2005][McClure PW et at.,2001][Ludewig PM et al.,1996]。


[肩甲骨上方回旋/下方回旋]


[肩甲骨前傾/後傾]

 

[肩甲骨内旋/外旋]

[鎖骨挙上/下制]

[鎖骨前方移動/後方移動]

タム
肩甲骨の上腕骨に対する役割は4つあります。
1つ目は肩甲上腕関節の構成要素であることです。

肩甲上腕関節として肩甲骨は上腕骨と協調して動きます。
肩の全可動域にわたって肩甲骨の動作の影響を受けます[Doukas WC et al.,2001][Poppen NK et al.,1976]

2つ目の役割は胸郭上の肩甲骨の動きです。
肩甲骨内転は、外転や挙上時に、手を伸ばしたり、押したり、引っ張ったりするような動作を行えるように、安定させます。

3つ目の役割は肩峰の挙上です
肩峰の挙上は、投球や腕の挙上の際に腱板と烏口肩峰アーチの距離を保ちます[Ludewig PM et al.,2000][Lukasiewicz AC et al.,1999]。

4つ目の役割は体幹と上肢つなぐ役割です。
肩甲骨は高いエネルギーを体幹から腕や手などに伝えます[Kibler WB et al.,1995]。
これらの4つの機能を適切に用いるために肩甲骨の運動システムをより良く使うことが重要です。

肩甲骨を安定させる上で特に重要視されている筋が、僧帽筋・前鋸筋・小胸筋の協調した運動です。
例えば、上肢の挙上に伴う肩甲骨の挙上は、前鋸筋・下部僧帽筋・上部僧帽筋・小胸筋によって達成されます[Bagg SD et al.,1986]。

前鋸筋は肩甲骨と胸郭をつなぐ他のどの筋よりも、肩甲骨上方回転と後傾を強く生じます[Dvir Z et al.,1978] また前鋸筋はプッシュアップ系の動作により高いEMG活動が生じます[Moseley JB Jr et al.,1992][Decker MJ et al.,1999]。実際には前鋸筋は様々な作用を持っており、肩甲骨の上方回旋、後傾、外旋、そして肩甲骨のWingingを防ぐことができます[Ludewig PM et al.,2004]。
より日常生活に準じた動作では特投球動作のコッキング期と腕の挙上の初期段階で強く作用します[Digiovine NM et al.,1992][Kibler WB et al.,2007][Glousman R et al.,1988]。

僧帽筋の下部線維は、前鋸筋によって肩甲骨が胸壁の外側に引き寄せられるのに抵抗するためこのフォースカップルは肩甲骨を安定させるために重要だと考えられます。

僧帽筋上部繊維の作用は不明瞭です。
僧帽筋上部繊維は上項線(Superior nuchal line)と項靭帯(Ligamentum nuchae)から起始します。
C7より上の筋繊維はすべて鎖骨外側1/3に向かいます[Johnson G et al.,1994]。
C7からの筋線維が肩甲骨に最初に付着し、肩峰の内縁に付着します。
上項線からの繊維が最も鎖骨内方に付着します。
上項線からの線維は、起始部から下外方に走行しますが、頸部の周りを一周した後、鎖骨にほぼ水平に近づき、わずかに下方に傾いており僧帽筋が肩甲骨に上向きの力をかけることはありません。
しかし肩甲骨の挙上時に僧帽筋の上部線維が強く活動することが明らかになっています。
これは僧帽筋が肩甲骨を上方に引っ張っていることを示していると解釈されるかもしれませんが、僧帽筋が鎖骨を内後方に引っ張り、胸鎖関節の圧縮荷重をかけ鎖骨に上方モーメントを作用させることで、肩甲骨の挙上を達成している可能性があります。
このように上肢からの圧縮荷重は頚椎ではなく胸鎖関節が負担することになります。

参考文献

・Gagey N, Ravaud E, Lassau JP. Anatomy of the acromial arch: correlation of anatomy and magnetic resonance imaging. Surg Radiol Anat. 1993;15(1):63-70. doi: 10.1007/BF01629865. PMID: 8488437.
・Sachin Kumar Yadav, Wen Hui Zhu. A systematic review: Of acromion types and its effect on degenerative rotator cuff tear. Int J Orthop Sci 2017;3(1):453-458.
・Epstein RE, Schweitzer ME, Frieman BG, Fenlin JM Jr, Mitchell DG. Hooked acromion: prevalence on MR images of painful shoulders. Radiology. 1993 May;187(2):479-81. doi: 10.1148/radiology.187.2.8475294. PMID: 8475294.
・Worland RL, Lee D, Orozco CG, SozaRex F, Keenan J. Correlation of age, acromial morphology, and rotator cuff tear pathology diagnosed by ultrasound in asymptomatic patients. J South Orthop Assoc. 2003 Spring;12(1):23-6. PMID: 12735621.

Bagg SD, Forrest WJ. Electromyographic study of the scapular rotators during arm abduction in the scapular plane. Am J Phys Med. 1986 Jun;65(3):111-24. PMID: 3717317.
・Dvir Z, Berme N. The shoulder complex in elevation of the arm: a mechanism approach. J Biomech. 1978;11(5):219-25. doi: 10.1016/0021-9290(78)90047-7. PMID: 711770.
・Decker MJ, Hintermeister RA, Faber KJ, Hawkins RJ. Serratus anterior muscle activity during selected rehabilitation exercises. Am J Sports Med. 1999 Nov-Dec;27(6):784-91. doi: 10.1177/03635465990270061601. PMID: 10569366.
Digiovine NM, Jobe FW, Pink M, Perry J. An electromyographic analysis of the upper extremity in pitching. J Shoulder Elbow Surg. 1992 Jan;1(1):15-25. doi: 10.1016/S1058-2746(09)80011-6. Epub 2009 Feb 2. PMID: 22958966.
Ebaugh DD, McClure PW, Karduna AR. Effects of shoulder muscle fatigue caused by repetitive overhead activities on scapulothoracic and glenohumeral kinematics. J Electromyogr Kinesiol. 2006 Jun;16(3):224-35. doi: 10.1016/j.jelekin.2005.06.015. Epub 2005 Aug 24. PMID: 16125416.
・Glousman R, Jobe F, Tibone J, Moynes D, Antonelli D, Perry J. Dynamic electromyographic analysis of the throwing shoulder with glenohumeral instability. J Bone Joint Surg Am. 1988 Feb;70(2):220-6. PMID: 3343266.
・Johnson G, Bogduk N, Nowitzke A, House D. Anatomy and actions of the trapezius muscle. Clin Biomech (Bristol, Avon). 1994 Jan;9(1):44-50. doi: 10.1016/0268-0033(94)90057-4. PMID: 23916077.
・Kibler WB. Biomechanical analysis of the shoulder during tennis activities. Clin Sports Med. 1995 Jan;14(1):79-85. PMID: 7712559.
・Kibler WB, Chandler TJ, Shapiro R, Conuel M. Muscle activation in coupled scapulohumeral motions in the high performance tennis serve. Br J Sports Med. 2007 Nov;41(11):745-9. doi: 10.1136/bjsm.2007.037333. PMID: 17957010; PMCID: PMC2465270.
・Ludewig PM, Cook TM, Nawoczenski DA. Three-dimensional scapular orientation and muscle activity at selected positions of humeral elevation. J Orthop Sports Phys Ther. 1996 Aug;24(2):57-65. doi: 10.2519/jospt.1996.24.2.57. PMID: 8832468.
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・Ludewig PM, Hoff MS, Osowski EE, Meschke SA, Rundquist PJ. Relative balance of serratus anterior and upper trapezius muscle activity during push-up exercises. Am J Sports Med. 2004 Mar;32(2):484-93. doi: 10.1177/0363546503258911. PMID: 14977678.
・Lukasiewicz AC, McClure P, Michener L, Pratt N, Sennett B. Comparison of 3-dimensional scapular position and orientation between subjects with and without shoulder impingement. J Orthop Sports Phys Ther. 1999 Oct;29(10):574-83; discussion 584-6. doi: 10.2519/jospt.1999.29.10.574. PMID: 10560066.
・McClure PW, Michener LA, Sennett BJ, Karduna AR. Direct 3-dimensional measurement of scapular kinematics during dynamic movements in vivo. J Shoulder Elbow Surg. 2001 May-Jun;10(3):269-77. doi: 10.1067/mse.2001.112954. PMID: 11408911.
・Moseley JB Jr, Jobe FW, Pink M, Perry J, Tibone J. EMG analysis of the scapular muscles during a shoulder rehabilitation program. Am J Sports Med. 1992 Mar-Apr;20(2):128-34. doi: 10.1177/036354659202000206. PMID: 1558238.
・Kibler WB, McMullen J. Scapular dyskinesis and its relation to shoulder pain. J Am Acad Orthop Surg. 2003 Mar-Apr;11(2):142-51. doi: 10.5435/00124635-200303000-00008. PMID: 12670140.

 

 

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