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膝蓋骨（複数形：patellaeまたはpatellas）は、膝蓋骨とも呼ばれ、大腿骨（太ももの骨）と関節を形成し、膝関節の前方の関節面を覆って保護する、平らで丸みを帯びた三角形の骨です。膝蓋骨は、ネズミ、ネコ、鳥、ヒト、イヌなどの多くの四足動物に見られますが、クジラやほとんどの爬虫類には見られません。
ヒトにおいて、膝蓋骨は体内で最大の種子骨（すなわち、腱または筋肉の中に埋め込まれている骨）である。
膝蓋骨は、ほぼ三角形の形をした種子骨で、膝蓋骨の頂点は下向きです。頂点は膝蓋骨の最も下（低い）部分です。尖った形をしており、膝蓋腱が付着します。
前面と背面は薄い縁でつながっており、中央に向かってはより厚い縁でつながっている。[ 1 ]大腿四頭筋の腱は膝蓋骨の基部に付着し、[ 1 ]中間広筋は基部自体に付着し、外側広筋と内側広筋はそれぞれ膝蓋骨の外側縁と内側縁に付着している。
前面の上部 3 分の 1 は粗く、平坦で、ざらざらしており、大腿四頭筋腱の付着部として機能し、しばしば骨棘があります。中央の 3 分の 1 には多数の血管小管があります。下部の 3 分の 1 は頂点に達し、膝蓋腱の起始部として機能します。[ 1 ]後面は 2 つの部分に分けられます。[ 1 ]
後面の上の4分の3は大腿骨と関節を形成し、垂直の隆起によって内側関節面と外側（より広い）関節面に分割されている。
成人では、関節面は約12cm²（2平方インチ）で、硝子軟骨で覆われており、中心部では約30歳で最大6mm （1/4インチ）の厚さに達することがあります。膝関節の屈曲に抵抗を加えると膝蓋大腿関節に大きなストレスがかかるため、膝蓋骨の関節軟骨は人体で最も厚い部類に入ります。
後面の下部には血管細管が充満しており、脂肪組織で満たされている。これはホッファ脂肪体と呼ばれるものである。
膝蓋骨の近位縁の外側には、エマージネーション（すなわち、膝蓋骨エマージナータ、「欠けた部分」）がよく見られます。[ 1 ]二分膝蓋骨は、エマージネーションの位置で2番目の軟骨層が骨化することによって生じます。以前は、二分膝蓋骨は複数の骨化中心が融合しなかったために説明されていましたが、この考えは否定されています。分節膝蓋骨はほぼ男性にのみ見られます。三分膝蓋骨や多分膝蓋骨も存在します。
膝蓋骨の上部4分の3は大腿骨と関節を形成し、形状の異なる垂直な隆起によって内側関節面と外側関節面に分割される。関節面は主に4つのタイプに分類できる。
ヒトの場合、膝蓋骨は胎生3ヶ月頃に軟骨性の突起として現れます。乳児は柔らかい軟骨でできた膝蓋骨を持って生まれますが、3歳頃になると単一の骨化中心によって骨化（すなわち骨への変化）が始まります。骨化は思春期頃に完了します。
膝蓋骨の主な機能は膝の伸展です。膝蓋骨は、大腿四頭筋腱が大腿骨に作用する角度を大きくすることで、大腿四頭筋腱が大腿骨に及ぼすてこの作用を増大させます。
膝蓋骨は、大腿四頭筋の腱に付着しており、この腱が収縮することで膝が伸展・伸長します。膝蓋骨は、内側広筋の水平線維の付着部と、大腿骨外側顆の突出部によって安定化されており、これにより屈曲時の外側脱臼が抑制されます。また、膝蓋骨の支持線維も運動中の膝蓋骨の安定化に寄与しています。
膝蓋骨脱臼は、特に若い女性アスリートにおいて、かなりの頻度で発生します。[ 2 ]これは、膝蓋骨が膝の正しい位置からずれる状態であり、多くの場合、外側にずれ、激しい痛みや腫れを伴うことがあります。[ 3 ]膝を伸ばすと膝蓋骨を溝に戻すことができるため、自然に正しい位置に戻ることもあります。[ 3 ]
膝蓋骨脱臼の再発や慢性的な不安定性がある場合、外科的介入が必要になることがあります。膝蓋骨安定化手術は、膝蓋骨の適切なトラッキングを回復し、将来の脱臼のリスクを軽減することを目的としています。[ 4 ]外科的選択肢には、内側膝蓋大腿靭帯（MPFL）の再建、骨切り術などの再整列手術、膝蓋骨周囲の軟部組織の調整などがあります。[ 4 ] MPFL再建では、通常、ハムストリング腱（一般的には薄筋）を採取して新しい靭帯を作成し、それを解剖学的に配置して縫合アンカーで固定します。[ 4 ]
膝蓋骨安定化手術からの回復には通常6～8週間かかり、その間、患者は最初は松葉杖を使用し、可動域を取り戻し周囲の筋肉を強化するために体系的な理学療法プログラムに従う必要がある場合があります。[ 4 ]
高位膝蓋骨とは、膝蓋骨が関節よりも高い位置にある状態を指します。狭小高位膝蓋骨とは、膝蓋骨が関節から突出して上方に発達する、異常に小さな膝蓋骨のことです。
膝蓋骨低位とは、膝蓋骨の位置が低い状態を指します。長期間続く膝蓋骨低位は、伸筋機能障害を引き起こす可能性があります。[ 6 ]
インサル・サルバティ比は、側面X線写真で膝蓋骨低位を示すのに役立ち、膝蓋腱の長さを膝蓋骨の長さで割った値として計算されます。インサル・サルバティ比が0.8未満の場合、膝蓋骨低位を示します。[ 7 ]
膝蓋骨は特に露出した位置にあるため損傷を受けやすく、膝蓋骨骨折は膝への直接的な外傷の結果としてよく発生します。これらの骨折は通常、その部位の腫れと痛み、関節内出血（関節血腫）、および膝を伸ばせない状態を引き起こします。膝蓋骨骨折は、損傷が軽微で伸展機構が無傷である場合を除き、通常は手術で治療されます。[ 8 ]
骨外骨腫とは、カルシウムの過剰蓄積によって骨の上に新たな骨が形成される状態です。膝蓋骨に形成されると、慢性的な痛みの原因となることがあります。
膝蓋骨は胎盤哺乳類と鳥類に見られます。ほとんどの有袋類は痕跡的で骨化していない膝蓋骨しか持っていませんが、いくつかの種は骨性の膝蓋骨を持っています。 [ 9 ]膝蓋骨は、現生の単孔類であるカモノハシとハリモグラにも存在します。現生の両生類やほとんどの爬虫類（一部の鱗竜類を除く）を含む他の四足動物では、大腿部の筋肉腱が脛骨に直接付着しており、膝蓋骨は存在しません。[ 10 ] 2017年に、一部のカエル種が、以前の考えとは異なり、膝蓋骨である可能性のある軟骨構造を持っていることが発見されました。これは、四足動物が最初に現れた3億5000万年前に膝蓋骨が出現したが、一部の動物ではそれが消滅した可能性を示唆しています。[ 11 ] [ 12 ]
patellaという単語は、17 世紀後半にラテン語のpatinaまたはpatenaまたはpatenの縮小形から派生したもので、浅い皿を意味します。[ 13 ] [ 14 ]