膝関節の概要
膝関節は人体で最も大きな関節であり、主に以下の2つの関節を合わせた複関節（複合関節）として構成されています。場合によっては「上脛腓関節」を含めることもありますが、狭義においては「脛骨大腿関節」を指します。
- 脛骨大腿関節（脛骨と大腿骨）
- 膝蓋大腿関節（膝蓋骨と大腿骨）
- 上脛腓関節（脛骨と腓骨）
① 脛骨大腿関節
膝関節の中心であり、屈曲・伸展を主体とする関節です。
- 構造的特徴: 大腿骨の丸い関節頭と、比較的平坦な脛骨の関節面からなります。骨同士の噛み合わせが浅く、骨性の安定性に乏しいため、半月板による適合性の補完や、十字靱帯・側副靱帯などの強靭な靱帯、そして大腿四頭筋をはじめとする筋肉による支持が不可欠です。
- リスク: この構造上、スポーツなどで急激な外力が加わると、靱帯損傷や脱臼、動揺性を引き起こしやすい関節です。
② 膝蓋大腿関節
大腿骨の膝蓋面（くぼみ）と、人体最大の種子骨である膝蓋骨の後面で構成されます。
- 軟骨による保護: 膝蓋骨の裏側には厚い軟骨（中央部の高まりを境に内側面と外側面に分かれる）があり、摩擦を軽減しています。
- 膝蓋骨の役割: 大腿四頭筋の腱のなかに存在し、大腿四頭筋の「レバーアーム（てこの腕）」を延長させることで、少ない筋収縮力で効率よく大きな膝伸展力を発揮させるという極めて重要な役割（滑車のような役割）を担っています。
- 動き: 膝関節の屈伸に伴い、膝蓋骨は大腿骨の上を上下に滑るように移動（滑走）します。
③ 上脛腓関節
脛骨の外側顆と腓骨頭で構成される小さな平面関節です。可動域は極めて小さいですが、下腿の安定性に寄与しています。
膝関節の関節可動域と測定方法
膝関節の関節可動域は、主に脛骨大腿関節の動きを指します。基本姿勢は、仰臥位（仰向け）で股関節を屈曲させた状態で行います。 股関節伸展位で膝を屈曲させると、二関節筋である大腿直筋が引き伸ばされて緊張するため、股関節屈曲位と比較して膝の屈曲可動域が小さくなる（制限される）点に注意が必要です 。
- 屈曲: 参考角度 130° （基本軸：大腿骨、移動軸：腓骨）
- 伸展: 参考角度 0° （基本軸：大腿骨、移動軸：腓骨）
膝関節の動きに作用する筋肉
膝関節は主に屈曲と伸展に働きますが、わずかに下腿を捻る（内旋・外旋）動きも可能です。
- 【屈曲】に働く筋: 主働筋は太腿の裏側にあるハムストリングス（半膜様筋、半腱様筋、大腿二頭筋）です。これらは股関節と膝関節をまたぐ二関節筋です。これを補助する筋肉として、腓腹筋、縫工筋、薄筋、膝窩筋などがあります。
- 【伸展】に働く筋: 主働筋は太腿の前側にある人体で最も体積の大きい筋肉群、大腿四頭筋（中間広筋、外側広筋、内側広筋、大腿直筋）です。大腿直筋のみが二関節筋であり、広筋群は単関節筋です。
- 【内旋・外旋】に働く筋: 膝関節が屈曲した状態でのみ回旋が可能です。内旋には半腱様筋、半膜様筋、縫工筋、薄筋、膝窩筋が働き、外旋には大腿二頭筋や大腿筋膜張筋が働きます。
膝関節の屈曲・伸展の動態メカニズム
1) 転がり運動と滑り運動
膝の屈伸運動は、単なる蝶番のような動きではなく、大腿骨と脛骨の接点において**「転がり（rolling）」と「滑り（sliding）」**が複合した動き（rolling-sliding movement）をしています 。
- 屈曲初期: 大腿骨が脛骨の上を後方へ転がる「転がり運動（roll-back）」が主体です。
- 屈曲の進行: 屈曲角度が深くなるにつれて、徐々に「滑り運動」の割合が増加します。
2) 膝関節の内旋・外旋（Medial Pivot Motion）
大腿骨の内側と外側では形状が異なり、転がりと滑りの割合も異なります。屈曲時、内側面では滑り運動が中心で後方への移動が少ないのに対し、外側面では転がり運動が中心で大きく後方へ移動します 。このため、膝を曲げていくと脛骨は自動的に内側へ捻れる（下腿内旋）動きを伴います。これを「medial pivot motion」と呼びます 。
3) スクリューホームムーブメント（SHM）
膝関節を完全に伸ばしきる直前（伸展の最終域約15°〜0°）において、大腿骨に対して脛骨が外側に約7°捻れる（下腿外旋）現象をスクリューホームムーブメントと呼びます。
- 役割: これにより、関節面がネジを締めるようにカチッと固定（ロック）され、立位時の安定性が最大になります。
- 異常: 前十字靱帯（ACL）損傷などがあると、このロック機構が破綻し、膝の不安定感が生じる原因となります。
膝関節周囲の靱帯
膝関節は骨の適合性が低いため、靱帯による制動が非常に重要です。
- 前十字靱帯（ACL）: 関節内で大腿骨と脛骨をクロスして結び、脛骨が前方にズレるのを防ぎます。また下腿の内旋や膝の過伸展も制限します。
- 後十字靱帯（PCL）: ACLよりも太く強靭で、脛骨が後方にズレるのを防ぎます。
- 内側側副靱帯（MCL）: 膝の内側にあり、膝が外反（X脚方向へ折れ曲がる動き）するのを防ぎます。深層の線維は内側半月板と強く結合しています。
- 外側側副靱帯（LCL）: 膝の外側にあり、膝が内反（O脚方向へ折れ曲がる動き）するのを防ぎます。
| 1．膝関節の靱帯（前面） |
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| 2．膝関節の靱帯（後面） |
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| 3．膝関節の靱帯（内側面） |
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| 4．膝関節の靱帯（外側面） |
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| 5．膝関節の靱帯（深部前面） |
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| 6．膝関節の靱帯（深部後面） |
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膝関節周囲の組織
- 関節軟骨: 骨の表面を覆う組織で、関節液の潤滑により摩擦係数は氷の上を滑るよりも低い（0.02以下）とされています。血管がないため、一度すり減ったり損傷したりすると自然修復が困難です。
- 半月板: 大腿骨と脛骨の間にある線維軟骨です。内側半月板は「C字型」、外側半月板は「O字型」をしています。関節にかかる荷重の分散、衝撃吸収、関節の適合性向上などの役割を持ちます。血流があるのは外側の辺縁部のみ（全体の1/3程度）であるため、損傷部位によっては治癒しにくい組織です。
- 膝蓋下脂肪体: 膝蓋骨の下に広がる脂肪組織で、関節の動きに合わせて形態を変え、関節の隙間を埋めて滑らかな動きをサポートします。しかし、感覚神経が豊富で、炎症や硬さ（拘縮）が生じると強い痛みの原因となります。
- 関節液（滑液）と関節包: 関節全体を包む袋（関節包）の中には関節液があり、軟骨への栄養供給と潤滑油の役割を果たします。炎症が起きると関節液が過剰に分泌され、いわゆる「膝に水がたまる」状態になります。
よくある質問（Q&A）
Q. なぜ膝はケガをしやすいのですか？
A. 股関節のように骨同士が深くハマり込んだ構造（球関節）ではなく、浅いお皿の上に丸い骨が乗っているような構造だからです 。骨の適合性による安定性が低いため、体重を支えたり衝撃を吸収したりする役割の多くを靱帯や半月板、筋肉に依存しています 。そのため、スポーツの着地や急な方向転換で強い捻りや衝撃が加わると、それらの軟部組織が限界を超えて損傷しやすいのです 。
Q. 正座は本当に膝に悪いの？
A. 膝を深く曲げる（深屈曲）と、関節内の圧力が高まり、大腿骨の転がりによって半月板が後方に強く押し込まれます 。特に内側半月板は可動性が低いため、長時間の正座やしゃがみ込みを繰り返すと、半月板や軟骨に局所的な負担が集中し、摩耗や損傷、炎症（変形性膝関節症など）のリスクを高める要因となります 。
Q. 半月板は切除しても大丈夫？
A. 半月板には体重の負荷を分散させる重要な役割があります。過去には損傷した半月板を全て切除する手術も行われていましたが、全切除すると軟骨への圧力が直接加わり、将来的に高確率で変形性膝関節症を進行させてしまうことが分かっています 。現在では、可能な限り半月板を残す（縫合して温存する）か、損傷した部分のみを最小限切除する方法が推奨されています 。
Q. 前十字靭帯（ACL）を切るとどうなる？
A. 脛骨が前方にズレやすくなり、膝の安定性が失われます 。
最終更新：2026-07-17