da Re-Fit Clinic 胸部外科・肋骨リモデリング

Column 11

人の呼吸の仕組み：肋間筋、横隔膜、そして肋骨

吸気と呼気のプロセス、および横隔膜と肋間筋の連動した働きについて

心臓血管胸部外科専門医 · da Re-Fit Clinic 2026.10 更新されました 9 分で読めます

息を吸うと、横隔膜が収縮して下がり、肋間筋と肋骨が胸を拡張します。 圧力差により空気が肺に引き込まれます。 静かに息を吐き出す間、筋肉は弛緩し、肺と胸壁が反動して空気を外に送り出します。 肺自体は膨らみません。

術後の肺機能を直接測定する研究については、 肋骨改造後の呼吸と肺機能に関する記事。 この記事では、これらの結果を理解するために必要な呼吸の仕組みについて説明します。

肺は自然に拡張しない

まず肺が膨らみ、胸が膨らむのは容易に想像できます。 この順序は実際には逆です。

  1. 横隔膜が下がり、肋骨が上がり、胸腔が拡大します。
  2. 胸部の内部の圧力が外部の圧力を下回ります。
  3. その圧力差により空気が肺に引き込まれます。
「呼吸は、いくつかの構造が一緒に作成された動きである」というタイトルの概略図。 図1は、肋骨、肋間筋、横隔膜および肺を示している。 図 2 は吸入を示しています。横隔膜が下方に収縮し、肋骨が上方および外側に移動して胸部が拡大し、圧力が低下して空気が入ります。 息を吐き出すと、横隔膜が上向きに緩み、胸が狭くなり、空気が抜けます。 図3は、上部肋骨のポンプハンドルの動き、中部および下部肋骨のバケットハンドルの動き、および肋骨11および12のキャリパーの動きを示す。図4は、外側、内側、および最も内側の肋間筋を示す。 図 5 は、肋骨、横隔膜、肋間筋、肺を 1 つのシステムとしてまとめたものです。 原図内の表記は韓国語です。内容は日本語のキャプションで説明しています。

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フィギュア呼吸に関わる構造と動き。 1 主要な構造 2 吸気と呼気 3 位置別の 3 つの肋骨の動き 4 肋間筋の構造 5 1 つのシステムとして機能する 4 つの構造。 説明用の回路図。 縮尺どおりではありません。 わかりやすくするために動きは誇張してあります。 原図内の表記は韓国語です。内容は日本語のキャプションで説明しています。

肺にはそれ自体を動かすための筋肉がありません。 胸部が拡張するにつれて拡張します。 したがって、肺や単一の肋骨だけを観察しても呼吸機能を理解することはできません。

横隔膜は通常の呼吸の中心です

横隔膜は、胸部と腹部を隔てる大きなドーム状の筋肉です。 吸入すると収縮して下降し、胸腔の垂直方向の寸法が増加します。 息を吐き出すと、肺は弛緩して上昇し、引き伸ばされた肺と胸壁の反動で空気が排出されます。 座ったまま静かに息を吐くには、ほとんど力を必要としません。

ダイヤフラムのエッジが下部肋骨の内面に取り付けられます。 その収縮により、肋骨が下に移動するだけでなく、肋骨下部が上方および外側に持ち上げられます。 動物実験では、肋骨下部を持ち上げる力の約 60% が筋肉の直接的な牽引によるものでした。1

横隔膜と肋骨下部はこのように接続されているため、肋骨下部の手術が呼吸に影響を与えるかどうかを疑問視するのは当然です。 この疑問は研究されています。 調査結果については、以下で再度説明します。

肋間筋は肋骨の間にある

肋間筋は肋骨を動かし、胸壁を安定させます。 場所や向きによって役割が異なります。 外肋間筋と胸骨傍肋間筋は吸気時に作用し、内肋間筋は呼気時に作用します。2

健康な人の針電極を使用して筋活動を記録した研究では、首の胸骨傍肋間筋と斜角筋は、静かな呼吸中でも一貫して連動していた。 横隔膜だけを使って呼吸しようとすると、胸郭の上部が内側に引っ張られてしまいます。3 静かな呼吸でさえ、横隔膜だけの働きではありません。

  • 横隔膜が主に胸部を拡張します 垂直方向。
  • 肋骨と肋間筋は拡張に役立ちます 前後左右。

すべての肋骨が同じ方向に動くわけではありません

吸気中、肋骨は脊椎関節を中心に回転して上昇します。 位置によって方向が変わります。

上図の3は 3 つの動きを示しています。

  • ポンプハンドルの動き — 肋骨と胸骨の前端が上方および前方に上がり、胸部の前後の直径が増加します。 これは肋骨上部でより顕著です。
  • バケットハンドルの動き — 肋骨の側面が上がり、胸の幅が広がります。 これは肋骨の中央部と下部でより顕著です。
  • キャリパーの動き — 前端は後関節の周りで横に広がります。 これは、前端が胸骨に取り付けられていない肋骨 11 および 12 について説明しています。

健康な成人の肋骨3~7のCT検査では、完全吸入により肋骨3がポンプハンドル方向に11度、バケットハンドル方向に13度回転し、肋骨7がそれぞれ7度、10度回転した。4 肋骨の回転をこれら 3 つの方向に分けることは、呼吸力学の研究で使用される手法です。5 しかし、人間の肋骨 11 と 12 が呼吸中にどれだけ動くかを直接測定した研究は見つかりませんでした。

大切なのは名称ではなく、胸郭全体が同時に複数の方向へ動くことです。

静かな呼吸は運動とは異なります

安静時、呼吸はほとんど力を必要とせず、横隔膜を中心にします。 ランニング中や息切れの際には、胸鎖乳突筋などの筋肉が胸をさらに持ち上げるのに役立ち、腹筋は呼気に関与します。

肋骨の動きも変わります。 CT追跡研究では、静かな呼吸中のバケットハンドルの動きがわずかに多く、完全に吸入しているときのポンプハンドルの動きが約4倍大きいことがわかりました。6 体は換気の必要性に応じて筋肉と肋骨の動きを組み合わせます。

そうなると、肋骨一本は重要ではなくなりますか?

いいえ。各肋骨は胸壁に寄与し、筋肉の付着を提供し、臓器を保護し、呼吸中に動きます。 次のステートメントはどちらも単純化しすぎています。

  • 「肋骨は他にもたくさんあるから、一つなくなっても問題ないよ。」
  • 「肋骨に何らかの変化が生じると、必然的に肺機能の重大な損失が生じます。」

呼吸は、胸郭全体、横隔膜、肋間筋、肺が一体となって生成されます。 一部を変更した場合の効果は、推測するのではなく、測定する必要があります。

では、肋骨改造後も呼吸は維持されるのでしょうか?

これまでに測定された結果は次のとおりです。

  • 肋骨をそのままにして角度を変えた場合 — RIBXCARを受けている18〜38歳の女性294人を対象とした研究では、6か月および1年の肺活量とFEV1は術前の測定値と有意な差はありませんでした。7
  • 肋骨を除去した場合 — 肋骨11番と12番を切除した11人の女性と、手術群でFEV1および呼気筋力の低下が見られなかった11人の女性を比較した研究。8

根本的な仕組みが違いを説明するのに役立つかもしれません。 肋骨を除去すると、筋肉の付着部位も除去されます。 角度変更手術では、骨と横隔膜と腹筋の付着部位が維持されます。 ただし、これはメカニズム的な説明です。 2 つの操作を直接比較することはまだできません。

限界は明らかです。 RIBXCAR 研究は、この技術の開発者によって 1 つのセンターで実施され、対照群はなく、追跡調査は 1 年間に限定されました。 参加者は肺疾患のない若い女性でした。 運動中の呼吸や呼吸筋力は測定されなかった。 だからこそ、単純な安心感だけでは十分ではないのです。 どの肋骨が、どの程度広範囲に、どの方法で変更されるか答えを決定します。 → 研究結果の詳細

手術後の呼吸について知っておくべきこと

  • 痛みにより呼吸が浅くなる場合があります。 手術後の痛みにより、呼吸が浅くなり、肺の拡張が不完全になる可能性があります。 これが、適切な痛みのコントロールと深呼吸の練習が重要である理由です。
  • 突然の胸痛や息切れが生じた場合は、直ちに医療チームに連絡してください。 気胸はまれですが可能性があり、胸部画像検査で評価されます。
  • この手術は喘息や COPD のある人には推奨されません。 呼吸予備量が限られているとリスクが増加します。

→ リスクと安全性 · → 手術が推奨されない場合

肋骨は単に除去するだけの構造ではない

肋骨は内臓を保護し、筋肉の付着を提供し、呼吸に関与します。 できるだけ多くの肋骨を変更することが目的ではありません。 それらの機能を理解し、体の輪郭に影響を与える構造を特定し、必要なものだけを変更します。

ウエストラインも単一の肋骨によって決まるわけではありません。 胸の幅、肋骨下部の方向、骨盤の幅、胸と骨盤の隙間、腹筋と脂肪がすべて影響します。 私の最初の質問は、どの構造がこの人の形を作っているのかということです。

相談で確認したいこと

  • 私の場合、どの肋骨がどの程度治療されるでしょうか?
  • 呼吸器疾患または喫煙歴があります。 手術は可能でしょうか?
  • 痛みはどのように管理されますか?その後、どのように呼吸を練習すればよいですか?
  • 息切れや胸の痛みが生じた場合、いつ、誰に連絡すればよいですか?

「どれだけ変えられるかではなく、どれだけ変える必要があるかだ。」

これは、胸郭の手術において私が最も重要だと考える原則です。

参考資料

  1. Wilson TA, De Troyer A. Effects of the insertional and appositional forces of the canine diaphragm on the lower ribs. J Physiol. 2013;591(14):3539-3548. doi:10.1113/jphysiol.2013.253286
  2. De Troyer A, Kirkwood PA, Wilson TA. Respiratory action of the intercostal muscles. Physiol Rev. 2005;85(2):717-756. doi:10.1152/physrev.00007.2004
  3. De Troyer A, Estenne M. Coordination between rib cage muscles and diaphragm during quiet breathing in humans. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 1984;57(3):899-906. doi:10.1152/jappl.1984.57.3.899
  4. Wilson TA, Rehder K, Krayer S, et al. Geometry and respiratory displacement of human ribs. J Appl Physiol (1985). 1987;62(5):1872-1877. doi:10.1152/jappl.1987.62.5.1872
  5. Capano JG, Moritz S, Cieri RL, Reveret L, Brainerd EL. Rib Motions Don't Completely Hinge on Joint Design: Costal Joint Anatomy and Ventilatory Kinematics in a Teiid Lizard, Salvator merianae. Integr Org Biol. 2019;1(1):oby004. doi:10.1093/iob/oby004
  6. Luu BL, McDonald RJ, Bolsterlee B, et al. Movement of the ribs in supine humans for small and large changes in lung volume. J Appl Physiol (1985). 2021;131(1):174-183. doi:10.1152/japplphysiol.01046.2020
  7. Manzaneda Cipriani RM, Adrianzen GA. Respiratory Function Assessment After Waist Reduction Through Scarless Ultrasound-Guided Monocortical Fracture (RibXcar) Surgery for Body Contouring. Aesthet Surg J Open Forum. 2026;8:ojag007. doi:10.1093/asjof/ojag007
  8. Aburub A, Darabseh MZ, Badran R, et al. Ant-waist surgery adversely affects lung function: a cross-sectional study. Multidiscip Respir Med. 2024;19(1):984. doi:10.5826/mrm.2024.984

肋骨の改造は選択的な美容手術です。 適合性と結果は個人の解剖学的構造と健康状態によって異なります。 決定は検査、検査、医療チームとの徹底的な議論を経て決定される必要があります。

→ 胸郭の解剖学の詳細
→ 合併症の可能性
→ 手順が推奨されない場合