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原 著
手 関節 の 運 動 解 析
―シ ネ ラ ジオ グ ラ フ ィー に よ る観 察―
大阪市立大学 整形外科
山 田 純 司,楠 正 敬,香 月 憲 一 浅 田 莞 爾,島 津 晃
大阪市立大学 放射線科
工 藤 弘 明,奥 山 和 夫
Cineradiographic Study of Wrist Motion
Junji YAMADA et al.
Department of Orthopaedic Surgery, Osaka City University Medical School
Abstract
In order to make clear the movement of the carpal bones during active flexion-extension and radial-ulnar deviation of the wrist, a cineradiographic analysis of 60 normal wrists of 30 normal volunteers was carried out. The forearm was fixed in the neutral position with a specially- designed supporting device.
The radio-lunate angle, radio-scaphoid angle and scapho-lunate angle were all measured during flexion-extension of the wrist in the lateral view. The radio-lunate angle showed a large change in
the first half of flexion and extension of the wrist from the neutral position to the maximal flexion and extension. The same tendency was observed in the radio-scaphoid angle.
In the antero-posterior view, the lunate angle formed by the ulnar tangent line of the lunate and the longitudinal axis of the radius, the perpendicular distance from the ulnar edge of the lunate to the line parallel to the longitudinal axis of the radius at the ulnar edge of the radius, and the height of the scaphoid were measured, respectively. When the wrist deviated from the radial side to the ulnar side, the height of the scaphoid increased in accordance with the dorsal flexion of the sca- phoid. While the lunate was found only to slightly flex ulnarly in the same position from the radial
key words : cineradiography, wrist, kinesiology
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deviation to about 20•‹ of the ulnar deviation of the wrist, the lunate not only flexed ulnarly but slide radially in the remaining ulnar deviation.
The center of rotation described by Youm was also examined and the following result was
obtained: The center of rotation existed from maximal radial deviation to 20° of the ulnar devia- tion. However, in maximal ulnar deviation, the center of rotation moved to the radio-distal dire- ction, coordinating with the radial slide of the lunate bone.
Many authors have reported kinesiological analyses of the wrist based on various methods.
Nevertheless, there has been controversy concerning the angular contribution of each carpal row to the total arc of the flexion-extension of the wrist. From our analysis, the mid-carpal joint had a share of 53% during flexion-extension and 59% during radial-ulnar deviation of the wrist, respective- ly.
Cineradiographic analysis was also made on a representative case with dynamic abnormality of the carpal alignment, showing the usefulness of cineradiography.
は じ め に
手 関 節 の運 動 解 析 に 関 して,こ れ まで 多 くの 研 究,報 告 が な さ れ て きた 。 しか し,そ の 方法 や 対 象 も異 な り,必 ず し も一 定 の 結 論 は得 られ て い な い。 そ こで,手 関 節 の 掌 背 屈 お よび 橈 尺 屈 運 動 時 の各 手 根 骨 の動 き につ い て,cineradio‑
graphyを 用 い た 解 析 を 行 った 。 対 象お よび方法
手 関 節 に な ん ら異 常 を認 め な い健康 成 人,男
図1 手 関 節 側 面 像 の 計 測 法:橈 骨 背 側 面 を 基 準 に ,lmateの 掌 側 と背 側 のhornを 結 ぶ 線 の 垂 線 を 代 用
し,scaphoidの 軸 に は,scaphoidの 掌 側 の 接 線 を 用 い た 。
図2 手 関 節 正 面 像 の 計 測 法:前 腕 の 長 軸 に は,ulnaの 軸 を代 用 し,こ れ とlunateの 尺 側 接 線 の な す 角 度 を1unate angleと し た 。 ま た,lunateの 尺 側 端 とra
‑ diusの 尺 側 端 と の 距 離 を 測 定 し,radiusの 幅 で 割 っ た もの をulnar shift ratio of lunate, scaphoid の 高 さ を 測 定 し,こ れ をradiusの 幅 で 割 っ た もの
をscaphoid height ratioと し た 。
図3 手 関 節掌 背 屈 運 動 の 側 面 像 に お け る 計 測 結果 lunateは,中 間位 でや や 掌 屈 して い る。
図4 手 関節 橈 尺 屈運 動 の 正 面像 に お け る計 測 結 果
15例,女15例,計30例60手 関 節 を正 常 の 対 象 と し,他 に手 関 節 の 動 的 異 常 を示 す 臨 床例 に つ い て も検 討 した 。 撮 影 に 際 して 肢 位 を一 定 に す る た め,わ れ わ れ が 作 製 した 架 台 を用 い て,前 腕
を回 旋 中 間位 に 固定 し,手 関 節 の最 大 掌 背 屈 運 動 の 側 面 像 お よ び最 大 橈 尺 屈 運 動 の 正 面 像 を撮 影 した。 撮 影 装 置 は,X線 発 生 装 置(東 芝 社 製 KXO1250)か ら被 写 体 まで を100cm,被 写 体 よ
り イ メ ー ジ イ ン テ ン シ フ ァ イ ヤ ー(東 芝 社 製 RTP‑9204FD‑G3)ま で を20cmと 一 定 に 保 ち, シ ネ カ メ ラ(西 ド イ ツARRITECHNO社 製 ARRITECHNO35)に て 撮 影 し た 。撮 影 条 件 は,
X線 管 電 圧50‑56kV,X線 管 電 流100mA,X線 照 射 時 間0.0010‑0.0012秒,撮 影 速 度30コ マ/秒 を 使 用 し た 。
側 面 像 に つ い て は,手 関 節 の 最 大 掌 屈 位 か ら,
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図5 症 例61歳,男,左 手 関 節 痛
a. 正 面 像:scaphoidの 遠 位 に 骨 硬 化 像 を 認 め る 。 b. 側 面 像:左 手 関 節 で は,1unateの 背 屈 を 認 め
る が,右 手 関 節 で は,lunateは 背 屈 して い な い 。
最 大 背 屈 位 ま で を 対 象 と し,橈 骨 の 長 軸 を 基.準 に,図1に 示 す 各angleを 計 測 し た 。
た だ し,lunateの 軸 は,lunateの 掌 側,背 側 の hornを 結 ぶ 線 の 垂 直二 等 分 線 と し,scaphoidの 軸 は,scaphoidの 掌 側 の 接 線 と し た 。角 度 は,末 梢 の 骨 が 基 準 線 に 対 し て 掌 屈 し て い る 場 合 を プ
ラ ス,背 屈 し て い る 場 合 を マ イ ナ ス と して.表示
し た 。
正 面 像 で は,手 関 節 の 最 大 橈 屈 位 か ら,最 大 尺 屈 位 ま で を 対 象 と し て 計 測 し た 。 図2に 示 す ご と く橈 骨 の 長 軸 に は,尺 骨 の 軸 を 代 用 し,こ の 軸 と 第3中 手 骨 の な す 角 度 をwrist angle, lunateの 尺 側 接 線 と の な す 角 度 をlunate angle
と し た 。lunateが,橈 屈 し て い る 場 合 を プ ラ ス,
図6 左 手 関 節 のcineradiography
尺 屈 し て い る 場 合 を マ イ ナ ス と し た 。 ま た, lunateの 橈 尺 移 動 を み る た めlunateの 尺 側 縁 と, 橈 骨 の 尺 側 縁 に 立 て た 長 軸 と の 平 行 線 ま で の 距 離 を 測 定 し,こ れ を 橈 骨 の 巾 で 割 っ た も の を ulnar shift ratio of lunate (U.S.R.)と した 。同 様 に,scaphoidの 長 さ を橈 骨 の 巾 で 割 り,scaphoid height ratio (S.H.R)と し た 。
ま た,正 面 像 に お い て は,Youm7)の 報 告 し た center of rotationに つ い て も 調 べ,手 関 節 橈 尺 屈 運 動 に つ い て 検 討 を 加 え た 。
結 果
手 関 節 の 掌 背 屈 運 動 で は,平 均 可 動 域 は 掌 屈 で75.4度,背 屈 で72.8度 で あ っ た 。 手 関 節 の 掌 屈65度 か ら 背 屈65度 ま で のradio‑lunate angle
(R‑Langle),radio‑scaphoid angle(R‑Sangle), scapho‑lunate angle(S‑L angle)の 平 均 お よび 標 準 偏 差 を 図3に 示 す 。R‑L angleお よ びR‑S angleは,手 関 節 の 掌 屈 位 か ら 背 屈 位 ま で を 一 様
に 動 く の で は な く,特 に 手 関 節 中 間 位 付 近 で の 動 き が 大 き い 。 こ の 傾 向 はR‑L angleに お い て
よ り 著 明 で あ る 。 手 関 節 中 間 位 に お け るR‑L angle,R‑S angleお よ びS‑L angleは,そ れ ぞ
れ4.5度,54.5度 お よ び50.0度 で,lunateは 中 間 位 でや や 掌 屈 し て い る 。
橈 尺 屈 運 動 で は,手 関 節 の 平 均 可 動 域 は 橈 屈 で18.4度,尺 屈 で49.7度 で あ っ た 。 橈 屈15度 か ら,尺 屈45度 ま で のlunate angleとU.S.R.お よ びS.H.R.の 結 果 を 図4に 示 す 。lunate angleお
よ びU.S.R.は,尺 屈20度 を 越 え て,さ ら に 橈 屈
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図1 右 手 関 節 のcineradiography
左 手 関 節 と 同 じ よ う に,lunateの 背 屈 を 認 め る。
位 に 至 る 部 分 で の 動 き が 大 き く,橈 屈 位 か ら尺 屈20度 ま で の 問 で,lunate angleに は 軽 度 の 動 きが み ら れ る も の の,U.S.R.は ほ と ん ど 変 化 し て い な い 。.一 方,手 関 節 の 尺 屈 に 伴 っ てS.H.R.
は 増 加 し て い る が,尺 屈 の 途 中 か らS.H.R.の 増 加 は あ ま りみ ら れ な く な っ て い る 。
center of rotaionは,.手 関 節 の 最大 橈 屈 位 か ら 尺 屈20度 ま で は,Youmの 述 べ て い る ご とく 存 在 し て い る 。 し か し,尺 屈20度 か ら 最.大 尺 屈 に 至 る 運 動 で は,center of rotationは,遠 位 橈 側 方 向 へ 移 動 し て い る 。
手関節の動 的異常例
61歳,男,左 手 関 節 痛(図5)。cineradiogra‑
phyに よ る 観 察 で は,単 純 撮 影 で 正 常 と 思 わ れ た 右 手 関 節 のlunateが,左 手 関 節 と 同 様 に 終 始 背 屈 位 で 動 い て い る(図6,7,8)。 こ の 例 で は 手 根 骨 の 動 的 配 列 異 常 が,症 状 の な い 右 手 関 節 に も 存 在 し て い る こ と がcineradiographyに よ っ て あ き )かに な っ た 。
考 察
手 関 節 の 運 動 は,radio‑carpal joint (R‑C
図8 同 一 症 例 のcineradiographyの 計 測 結 果
左 右 手 関 節 のradio‑lunate angleの グ ラ フ を示 す 。 a.左 手 関 節b.右 手 関 節
joint)とmid‑carpal joint(M‑C joint)の 合 成 運 動 と して 成 り立 っ て い る 。 手 関 節 の 掌 背 屈 運 動 に 対 す るR‑C jointとM‑C jointの 動 き の 比 率 に 関 し て は,こ れ ま で 多 数 の 報 告 が あ る 。 し か し,そ の 結 果 に 関 して は 表1に 示 す よ う に, 全 く相 反 す る 結 果 が 報 告 さ れ て い る 。 わ れ わ れ の 結 果 か ら,lunateの 角 度 の 変 化 をR‑C joint で の 動 き と仮 定 した 場 合,手 関 節 の 掌 屈 で は58 .9%をM‑C jointで 動 き,背 屈 で は53.6%をR‑
C jointで 動 き,掌 背 屈 の 合 計 で はM‑C jointが
優 位 で,そ の52.8%を 占 め て い た 。 手 関 節 の 橈 尺 屈 で は 共 にM‑C jointの 動 き が 優 位 で,橈 屈 で は そ の79.9%を,尺 屈 で は そ の50%を 占 め, 合 計 で も橈 尺 屈 全 体 の58.6%をM‑C jointで 動 い て い た 。
手 関 節 の 橈 尺 屈 運 動 に お い て,Youmはcapi‑
tateのheadの 中 に,center of rotationが 存 在 し,こ れ を 中 心 と し て 手 関 節 が 橈 尺 屈 運 動 を し て い る と述 べ た 。 しか し,わ れ わ れ の 結 果 か ら 手 関 節 の 橈 尺 屈 運 動 を み る と,手 関 節 が 最 大 橈
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図9 R‑C jointとM‑C jointで の 運 動 を 円 運 動 と み た て て,そ れ ぞ れ の 円 の 中 心 を 求 め た 。
表1 手 関 節 の 掌 背 屈 運 動 に 対 して,R‑C jointとM‑C jointの 運 動 が 占 め る割 合
屈 位 よ り尺 屈 方 向 へ 動 く時,尺 屈20度 に 達 す る ま でlunateに は ほ と ん ど動 き が み ら れ ず,手 関 節 が 尺 屈20度 を こ え て,さ ら に 最 大 尺 屈 に 至 る と きlunateの 橈 側 へ の 移 動 が み ら れ る 。 こ の lunateの 橈 側 へ の 移 動 と 一 致 し て,center of
rotationは 橈 骨 の 遠 位 関 節 面 に 沿 う よ う に 遠 位 橈 側 へ 移 動 す る。 手 関 節 はM‑C jointとR‑C joint か ら な っ て お り,手 関 節 の 橈 尺 屈 運 動 で は,そ れ ぞ れ の 運 動 を 円 運 動 と 考 え れ ば,中 心 と半 径 の 異 な る2つ の 円 の 合 成 運 動 と考 え る こ と が で き る 。 こ れ ら2つ の 円 の 中 心 を 求 め る と 図9の よ う に な る 。 手 関 節 の 尺 屈 運 動 に 際 して は,最 大 橈 屈 位 か ら 先 ずM‑C jointで,distal carpal rowの 尺 屈 運 動 が お こ り,手 関 節 が 尺 屈 約20度 に 達 す る ま で,proximal carpal rowは ほ と ん
ど動 か な い,圏 こ の と き運 動 の 中 心 はcapitateの headの 中 に あ る 。 尺 屈20度 を こ え て さ ら に 尺 屈 す る 時,手 根 骨 は 一 塊 と な っ て 中 心 をcapi‑
tateの 遠 位 尺 側 に 変 え な が ら,R‑C jointす な わ ち,橈 骨 の 遠 位 関 節 面 を 円 の 一 部 と す る 円 運 動 を 行 い な が ら,最:大 尺 屈 位 に 至 る と考 え ら れ た 。
ま と め
1) 正 常 人30例60手 関 節 の 運 動 解 折 をcineradio‑
graphyを 用 い て 行 っ た 。
2) 手 根 骨 の 運 動 をlunateとscaphoidを 中 心 に 観 察 し,こ れ ら の 運 動 状 態 の 標 準 曲 線 を 作 成
し た 。
3) 手 関 節 の 橈 尺 屈 運 動 を2つ の 円 運 動 の 合 成 と 考 え,こ の2つ の 円 運 動 が 中 心 と 位 相 を 異 に し て い る こ と を 明 ら か に し た 。
4) 実 際 の 臨 床 例 を 示 し,手 関 節 の 動 的 異 常 を 有 す る 例 にcineradiographyが 有 用 で あ る こ と を 述 べ た 。
文 献
1) Fisk,G.R.: Carpal instability and the fractured scaphoid. Ann.R. Cool. Surg. England, 46: 63- 76, 1970.
2) 今 村 宏 太 郎,平 野 英 二,長 谷 芳 文,他:Cineradio
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