腰椎分離症は.通常腰椎にある椎体の前方または後方への変位であり.中国で最も一般的な整形外科疾患の一つです。 現在では.形成不全(高異形成.低異形成を含む).等位性骨折.変性.外傷性.病的の6つに分類されています。 その中でも.虚血性骨折と退行性骨折が最も多い。
I. 腰椎分離症の疫学と病因
(腰椎分離症に関する疫学的データ
腰椎分離症の発症率は人種や地域によって異なり.ヨーロッパでは全人口の4~6%.中国では4~7~5%.イスムス骨折が約15%.変性腰椎分離症が約35%を占めるという。 中国における腰椎分離症の発症年齢は20~50歳で85%を占め.発症率は女性より男性に多く.男女比は29:1です。 腰椎分離症の好発部位はL4~L5とL5~S1で.そのうち腰部5椎の発症率は82~90%に達します。
(腰椎分離症の病因について
腰椎分離症の病因はまだあまりはっきりしていませんが.多くの研究から.先天性発達障害と慢性的な歪みやストレスによる損傷が重要な原因として考えられ.一般的には後者が主因であると考えられています。
1.外傷性
腰椎椎間関節は急性外傷.特に後方伸展性外傷で骨折することがあり.多くは運動量の多いスポーツ現場や屈強な労働者に見られます。
2.先天性遺伝要因
腰椎は生まれつき椎体と弓の骨化中心があり.弓の両側に2つの骨化中心があり.一方は上関節突起と弓根に.他方は下関節突起とプレートと棘突起の半分に発達する。 両者が治癒しない場合.先天性の峡部崩壊(脊椎分離症).別名峡部不連続が形成され.局所的に偽関節の変化が生じます。 歩行後.立位で上の脊椎が前にずれることがあり.これを脊椎すべり症といいます。また.仙骨上部やL5弓の異常発達により.臼蓋の崩壊を伴わない脊椎分離症が起こることもあります。
3.疲労骨折または慢性疲労損傷
生体力学的な観点から見ると.人体は立位で.腰椎下部には大きな荷重がかかっています。 前方変位につながる力は.骨が比較的弱いイスムスに作用し.長期的に繰り返される作用により.疲労骨折や慢性的な歪みによる怪我につながる可能性があるのです。
4.退行性因子
腰の不安定な状態が長く続いたり.ストレスが大きくなると.対応する小関節が摩耗して変性が起こり.関節が水平になり.椎間板変性.椎間不安定.前縦靭帯の緩和とともに.徐々にすべりが発生するが.峡部はそのままで.仮滑りとも呼ばれるようになります。 発症率は女性が男性の3倍で.ほとんどがL4.次いでL5椎骨で.すべり症の程度は概ね30%以内とされています。
5.病的骨折
椎弓.イスムス.上下のシナプスを含む全身または局所病変で.椎体後部の安定性が失われ.病的なすべり症が発生するものです。 骨の局所病変は.腫瘍や炎症性疾患であることがあります。
腰椎分離症に関するバイオメカニクス的解析
腰椎の臨床的なすべり症の多くは.L4とL5.あるいはL5とS1の間で起こるが.本稿ではこの2つのセグメントを例にして.その力学的なメカニズムを説明することにする。
背骨のどの部分にもせん断力は存在しますが.特に腰仙部では椎骨の傾きにより顕著になります。 その結果.上の椎骨が下の椎骨に対して滑りやすくなり.前方に回転しやすくなるのです。 生理的負荷がかかると.腰椎は滑膜関節.無傷の椎間板の線維輪.周囲の靭帯.背側伸筋の収縮力.通常の脊椎力線に依存して.互いの正常位置を維持するようになります。 これらのせん断抵抗機構が一つでも弱くなったり.失われたりすると.腰仙部の不安定性が生じ.やがてすべり症という病的な経過をたどることになる。
通常の身体の重心は腰仙関節の前方にあり.一旦すべりが生じると前方荷重の重力腕が増加し.L5とS1間のせん断力が著しく増加し.椎間板変性を促進させ小関節変性や被膜靭帯断裂等を引き起こす。L5の重度のすべりはL5椎体の後方下部がS1椎体より前方にあり縦荷重の長期ストレスが狭い領域に集中し局部変形を起こすことになる。 これは.典型的には腰椎指数(腰椎後縁高/腰椎前縁高)の低下.L5椎体の楔状変化.S1椎体のドーム状変化により.腰椎の傾斜・回転が加速し.腰仙椎の前弯変形が増加することで現れます。 また.L5が仙骨近位端を圧迫するため.仙骨は徐々に垂直になり.仙骨の傾斜角は小さくなります。 起立時には.腰部前方凸が過大となりL4が後方に滑落し骨盤の屈曲を補う傾向があり.索状筋や腸腰筋の緊張により骨盤の垂直性が増悪し.L5-S1後弯変形は悪化します。
L4-L5は.腰椎の退行性すべり症の好発部位です。 加齢により椎間板の髄核が吸水し.線維輪が弛緩して隙間が狭くなり.椎間が不安定になり.小関節突起が変性して椎間板のクッション効果がなくなり.下部腰椎の回転軸が髄核から小椎間関節に移動して.立位での腰椎前方滑動力が大きくなり.椎間活動が活発になり.小関節突起が過度に作用してそこにかかる荷重が増えて.関節面が変形して関節隙が前進し.間に小関節軟骨がある 関節面が変形し.関節腔が前方に移動し.その間に関節結節の軟骨が剥がれ.軟骨下骨が露出するため.力に応じた海綿骨の配列異常.L5の関節突起後方の摩耗・吸収によるL4の前方滑り.異常回転力による関節結節・関節面の骨棘成長.関節突起の肥大.関節包の緩和.椎体の前方変位が発生します。 中立位ではまだ正常なアライメントを保つことができますが.過度の屈曲・伸展では徐々にある程度の前方変位や後方すべりが生じ.重症化すると椎間孔が狭くなり神経根を圧迫して坐骨神経痛が発生することがあります。
腰椎すべり症の病的変化について
椎骨すべり症の病態は.主に腰椎の解剖学的構造の破壊が神経を刺激または圧迫し.さまざまな臨床症状を引き起こすことを特徴とする。 病変の位置によっては.腰痛.下肢痛.下肢のしびれ.さらには排尿・排便機能障害などの症状が現れます。 腰椎分離症は.臨床で最も多く見られるのが.イスミック不連続性と変性腰椎分離症であるため.この2種類の病変を中心に解説します。
椎弓の峡部の崩壊:椎弓の崩壊は椎体滑走の前駆病変と考えられており.主に上下の椎弓の峡部に発生し.90%の症例でL5が関与していますが.椎弓の崩壊は必ずしも滑走と関連しておらず.若年性滑走の発症が最も多くなっています。 すべり症が脱臼した場合.局所の瘢痕化.痂皮化.線維性過形成により神経根が側方に圧迫されたり.脊柱管の彎曲により脊柱管の矢状径が狭くなり硬膜や馬尾が圧迫されることがあります。 下椎の後端が段差状に隆起している部分で.圧迫がより顕著になる。 重度のすべり症の場合.神経根が引き伸ばされますが.すべり症の程度に比例して症状が出るわけではありません。
腰椎変性症:腰椎変性症の経過は.腰椎不安定症(特にL4.L5)過活動保護過筋痙攣滑膜負荷増加骨棘関節弛緩(関節摩耗を伴う)前方変位に分けられる。 前方すべりはL4面に発生しやすく.L4面の方が前方すべりの応力が大きいためです。 上位腰椎は腰椎前弯下部に位置し.後方に移動する性質があるため.椎間板や小関節の変性.椎間不安定性があると後方にずれ.重症化すると椎間孔が狭くなり神経根を圧迫して坐骨神経痛を生じることがあります。 すべり症により脊柱管の矢状体積が減少し.靭帯肥厚.関節周囲の肥厚.骨の冗長性が形成され.脊柱管狭窄症を悪化させ.硬膜や神経根を圧迫することがあります。
変性すべり症は.隣接する2つの椎骨の間で椎体板と椎体板がずれるため.等位崩壊は緩衝材の1節以上がすべるため.変性すべり症の程度は小さいものの.下位崩壊すべり症よりも脊柱管狭窄症の程度ははるかに重くなるのだそうです。
IV.腰椎分離症の臨床症状と診断
(A) 腰椎分離症の臨床症状
症状
すべてのすべり症に臨床症状があるわけではなく.脊椎の周辺構造の代償能力に加え.関節滑膜症.脊柱管狭窄症.馬尾.神経根の圧迫などの二次的損傷の程度にもよりますが.すべり症になったからといって症状が消えるわけではありません。 腰椎分離症の主な症状には.以下のようなものがあります。
腰仙痛:腰仙部の痛みで.ほとんどが鈍痛ですが.ごく少数に強い尾骨の痛みが発生します。 労作後に徐々に痛みが出てくる場合と.一度の捻挫で痛みが持続する場合があります。 立ったり曲げたりすると悪化し.ベッドで安静にしていると軽減または消失します。
坐骨神経の関与:峡部断端の線維性結合組織や過形成骨痂皮が神経根を圧迫し.すべり症の際に腰部5または仙部1の神経根が引き伸ばされ.下肢に放散痛やしびれを生じ.直下挙上テストはほぼ陽性.Kemp徴候は陽性となります。 痛みやしびれが両側に出ることもありますが.腰椎の障害に伴うねじれ側弯症では.左右の障害の程度が異なり.症状が軽い場合や重い場合.片側だけに出る場合などもあるようです。
間欠性跛行:神経が圧迫されていたり.腰部脊柱管狭窄症と合併している場合は.間欠性跛行がみられることが多いようです。
馬尾の緊張・圧迫の兆候:すべり症の重症例では.馬尾の病変により.下肢の脱力.鞍部のしびれ.腸・尿路機能障害などを生じることがある。
フィジカルサイン
腰椎の検査では.腰椎の前方凸と腰の後屈が増加し.さらに神経根の圧迫による腰椎の伸展が認められます。 腰椎の動きが制限され.前屈で痛みが悪化することが多い。 罹患した椎骨の棘突起の圧迫痛は.最後の棘突起の前方変位を伴って触知され.局所的な段差感をもたらすことがあります。 坐骨神経損傷の徴候は.しばしば決定的なものではありません。 慎重な神経学的検査では.ほとんどの患者は.外反母趾の背屈弱勢.足背部痛の減少.アキレス腱反射の減少など.神経根の関与の程度の差はあっても.その存在を示すことができます。 滑りがひどい場合は.馬尾の病変により膀胱や直腸の括約筋障害が起こることがあります。
(腰椎分離症の画像変化
レントゲン写真所見
腰椎分離症の診断や治療計画の立案には.X線写真の所見が重要である。 疑わしい症例には.立位での前後・左右の斜位・側面・パワーX線写真をルーチンに撮影すること。
前後方向のフィルム:峡部病変を示しにくい。 滑走が著しい患者では.滑走した椎体が下方の椎体と重なって高さが減少し.椎体が傾き.下縁が不明瞭で密になって.Brailsford アーチと呼ばれる左右の横突起や仙骨影と重なることが示されています。 すべり腰椎の棘突起は.上方に盛り上がる場合と.下方の椎骨の棘突起に接触して正中線から逸脱する場合があります。
側面図:椎弓の崩壊パターンがよくわかる。 裂け目は弓の後下方にあり,上下のシナプスの間にあり,後方から前方に向かって斜めになっており,しばしば縁が硬化している。 側面図では.病変の片側では不完全または不明瞭な亀裂が.両側ではより鮮明な視野が得られる。
側方フィルムは腰椎分離症の兆候を示し.分離症のグラデーションと分類を測定することができます。
a.等級判定:中国ではMeyerdingが一般的で.すなわち下椎体上縁を4等分し.下椎体に対する椎体の前方滑りの程度によりI~IV度に分ける。
I:椎体の正中径の1/4以下しか前方にスライドしないもの。
II:1/4を超え.2/4以下のもの。
III:2/4を超え.3/4を超えないもの。
Ⅳ:椎体の矢状方向の直径の3/4以上であること。
b. ニューマン式等級法:第一仙椎の上端を10等分し.次いで仙骨の前面を同じ寸法で区分する。 腰椎上部の前縁の位置を基準として.例えば.Ⅰ=3+0.Ⅱ=8+6.Ⅲ=10+10というように等級付けされている。
3 斜め撮影:峡部病変がよくわかる。 アーチが崩れた場合.帯状の亀裂が峡部に現れることがあり.スコッティドッグネックラプチャーサインまたはグレーハウンドサインと呼ばれる。 仙骨上関節突起の頂点から数ミリ前方および下方に位置することが多く.時には頂点よりやや前方に位置することもある。
(iv) パワーX線:すべり症の可動性を判断することができ.腰椎不安定性の有無の判断に高い価値を持つ。 腰椎不安定症のX線診断基準は.過伸展・過屈曲フィルムで前方または後方への変位が3mm以上.または内板角度の変化が15o以上.起立フィルムで側方変位が3mm以上.ディスクウェッジ変化が5o以上。 過屈曲では峡部の分離が見られ.診断に有用である。
2 CTスキャン.MRI.ミエログラフィー
CTは峡部病変の診断率が高い。 また.CTは椎体や椎間板の異常だけでなく.椎体後部の小さな関節構造.軟部組織の異常も鮮明に映し出すことができます。 腰椎分離症の主なCT所見は.(i)両側性徴候 (ii) 二重管徴候 (iii) 椎間板変形.すなわち滑落椎体レベルにおける線維性環状組織の変形で.前椎体の後下縁に対称性の軟組織影として現れ.次椎体の後下縁には椎間板組織が認められない。 椎弓下縁の平面上に現れる峡部裂は.進行方向が変化し.縁がギザギザになる。
三次元CTや矢状面マルチフレーム再構成により.椎間孔の変化やすべり症の程度を明らかにすることができます。
MRIは.腰椎の神経根の圧迫や椎間板の変性の程度を画像化し.除圧や癒合の程度を決定するのに役立ちます。
脊椎カナルグラフィーは侵襲的な検査であり.脊柱管内のヘルニアを検出する上でより大きな価値を持つ。 椎間板ヘルニアに伴うすべり症例は0~6%と非常に少ないため.神経症状が明らかな場合.腫瘍が否定できない場合.術中の再ポジショニングが予定されている場合にのみ使用されます。
(腰椎分離症の診断について
腰椎分離症の診断基準には.主に次のようなものがあります。
1.臨床症状・徴候は1項に記載のとおりです。
2.レントゲンは.正面.側面.左右の斜視図に加え.必要に応じてパワービューを含むこと。
3.CT.MRIは.重度の神経症状と組み合わせて.ディスクの変性を確認してください
4.鮮明なレントゲン写真で診断できるが.併発する病変に注意が必要である。
V. 腰椎分離症に対する治療法
(a)腰椎分離症の治療原則
腰椎分離症の治療の原則は以下の通りです。 実際.腰椎分離症患者の中には.生涯にわたって腰痛の症状がなく.治療を受けていない人がかなりの割合でいます。最新の研究成果により.後天性腰椎分離症患者の慢性腰痛の程度や種類は.健常者と大きな違いはないことが確認されています。 (2)腰痛を伴う腰椎分離症の全てが手術を必要とするわけではありません。 腰椎症で腰痛の症状がある患者さんでは.腰痛の原因として.腰椎症に隣接する椎間板の変性.小さな関節の病変.軟部組織の損傷などが考えられるため.まず痛みの部位や性質を明らかにし.原因に対して対症療法やブレーキ.理学療法などの実験的治療を行い.保存療法が有効でない場合や腰椎症との関連性があると診断されたら手術を検討する必要があります。 保存療法がうまくいかない場合や.痛みがすべり症に関係していると判断される場合は.手術を検討する必要があります。 (iii) 滑走の程度に応じて適切な手術方法を選択する。 手術前に患者さんの年齢.すべり症の種類.すべり症の程度.椎間板や脊柱管の状態などを総合的に判断し.目的の結果を得るために適切な手術方法を選択することが重要です。 手術治療の最終目標は.すべり症の椎骨の癒合である。 腰椎分離症では.圧迫された神経組織の減圧.すべり症の椎体の再置換と内固定.すべり症の椎体と隣接する椎体との癒合などが理想的な手術とされています。
(腰椎分離症に対する非外科的治療法
病歴が浅く.症状が軽く.明らかなすべり症がない患者さん.単純な峡部裂の患者さん.高齢で健康状態が悪く.手術に耐えられない患者さん向け。 手術以外の治療法としては.主に安静時理学療法.腰背部運動.腰帯・装具.対症療法などがあります。 標準的な保存療法を行った後.ほとんどの患者さんは症状を緩和することができます。
(腰椎分離症に対する外科的治療法
手術の適応:(1)症状がない.または症状がある.滑りが50%以上.成長発育期の青少年.(2)滑りが進行している.(3)手術以外の治療で脊椎変形や歩行異常が矯正できない.(4)手術以外の治療で痛みが取れない.(5)下肢で神経症状や馬尾圧迫症候群がある.などです。
すべり症の手術の原則は.脊椎の減圧.再ポジショニング.固定.安定化です。 手術の目的は患者さんの症状を和らげることなので.手術前に症状の原因.部位.程度を正確に把握し.減圧.固定.癒合などのステップを中心に.関連画像と組み合わせて合理的な手術計画を立てる必要があるのです。
1 減圧が主な症状緩和の手段です。 軽度の腰椎分離症に対する神経根減圧術の必要性については.議論がある。 重度のすべり症に対しては.ほとんどの著者が症状緩和のために神経減圧術を勧めています。 減圧は.靭帯フラバン.椎間板.拡大した滑膜突起.外側窩.そして脊柱管狭窄症の場合は椎弓形成術を行う必要があります。 減圧術は.硬膜や神経根の圧迫を和らげるだけでなく.すべり症の位置を変えることも容易にします。 減圧術は腰椎の後方構造を破壊し.脊椎の安定性を弱めるため.固定術を同時に行う必要があります。 椎間板は.椎骨間の安定性を保つ上で重要な構造物であり.手術前に椎間板に関連する症状かどうかを判断し.手術外傷や手術時間を軽減するために有用な椎間板をできるだけ多く保存することが重要である。
2 リセット これまで.椎間板ヘルニアはリセットする必要があるかどうか.かなり議論されてきました。 現在.中国の学者の多くは.原則的にディスクの再配置を試みるべきだが.完全に再配置できない場合は.部分的に再配置することができると考えています。 すべり症のリセットには.①腰仙椎の生理的湾曲と体重負荷曲線を回復させ.正常な体重負荷曲線は骨融合を促進する効果がある.などのメリットがあります。 (2) リセット後の骨移植床が比較的広く.骨移植の融着を助長する。 (3) 神経根への負担を軽減し.神経損傷の合併症を軽減することができる。 (4) 脊椎の正常な生体力学的関係を回復させ.すべり症の椎骨が下位の椎骨に及ぼすすべりせん断力を軽減し.脊椎を安定させ.関節包.靭帯.筋肉の病変の改善により.二次的腰痛を緩和させることができる。 手術による体位変換は.神経圧迫がなく.椎間構造の緩和により体位変換がより単純で容易になる.十分な除圧を前提に行う必要があります。 脊椎インスツルメンテーションの開発により.重度のすべり症でも再ポジショニングは問題なく行えるようになりました。
3 強力な内固定は変形の進行を防ぎ.早期・中期の臨床成績を向上させるだけでなく.脊柱管癒合率も向上させることができます。 しかし.前方手術は内固定を行わずに行うことができます。 アーチネイルは.3コラム固定.ブレース・リフト・リポジションが可能で.回転やせん断に対する耐性が高いことから.後期手術で主に使用される内固定具である。 30年前にRoy-Camilleがペディクルスクリューを発明して以来.ペディクルネイルの器具の材質.形状.ロッドの取り付け.固定.再配置など.大きな改良が加えられてきました。 最新のペディクルスクリューは.精度が高く.使い方が簡単で.構造的に健全で.再配置が容易で.摘出や疲労に対する耐性が高いという特徴があります。
4 腰椎分離症固定術は.手術方法によって前方固定術.後方固定術.前方・後方複合手術に分けられ.骨移植部位によって.峡部修復.プレート移植固定.体間固定.外側および後方移植固定に分けられる。
腰椎の正常な生理的可動域をほとんど妨げず.手術による外傷も少なく.手術手技も簡単であるため.単純な椎間関節修復術と固定術で病変部の運動機能を温存することが可能である。 ただし.手術の適応は厳密に管理する必要があり.特に次の2点に注意する必要があります。 ①単純な骨梁骨折の患者に限る。 軽度であっても椎骨すべり症を併発している患者さんや.広範囲な除圧を必要とする椎間板ヘルニアや脊柱管狭窄症の患者さんには適応されません。 思春期の患者さんへ 30歳以上の方は.直接修復は難しいです。
後方層状固定術には.1911年にAlbeeとHibbによって開拓されたマッチ棒型インプラントや大型H型インプラントがあるが.偽関節の発生率が高いため.現在はあまり使用されていない。
インターボディフュージョンは.骨移植量が多い.融合が早い.融合率が高い.椎体の前方を支え.脊椎の安定性を保つことができるなどの利点があります。 生体力学的には.前中心柱を修復する方法として.体間固定術が理論的には理想的である。 主な椎間関節固定術には.前方アプローチ(ALIF).後方アプローチ(PLIF).経椎間孔アプローチ(TLIF)があります。
ALIFアプローチの利点は.骨移植の再配置と融合を直接視覚的に確認できることです。 デメリットとしては.術者への負担が大きい.傷害が大きい.性機能障害や術後癒着などの合併症のリスクがある.脊柱管後方圧迫による神経症状が緩和できない.などが挙げられます。
後方椎間体癒合術(PLIF)の利点は.(1)脊椎の安定性を保持または向上できる(2)骨移植の操作が簡単である(3)癒合後の脊椎の安定性を判断できる(4)除圧が完全である(5)術後合併症が少ない.などである。 しかし.硬膜や神経根を傷つけるリスクが高くなります。
経椎間孔アプローチ椎体癒合術(TLIF)は.近年登場した新しい術式で.徐々にPLIFに取って代わる傾向にある。 この術式の主な特徴は.(1)片側後外側からのアプローチにより.前柱に両側の椎間骨移植を支持できるため.PLIFの両側アプローチに比べて侵襲が少なく.手術時間や出血も少なくなることです。 (2)TLIF術では.椎体インプラントに緊張帯の効果を持つ棘上・棘間靭帯や後縦靭帯を温存し.インプラントを圧迫して癒合を促進すると同時に.インプラントが脊柱管内に後方落下しないようにすることができます。 (3) TLIF術では片側の小関節のみを切除し.反対側の薄板と小関節を温存する。 (4) 硬膜や神経根を牽引する必要がなく.神経根.馬尾.円椎に損傷を与えないこと。
外側後方固定術(PLF)の利点は.①除圧術を同時に行える②骨移植部位が腰椎の屈曲・伸展軸に近く.周囲の血液循環が豊富で骨の治癒を促す③術後のベッドレスト時間が比較的短い④体間骨移植やラメラ骨移植と同時に行い360°固定を行うことができることです。 しかし.外側後方インプラント癒合偽関節形成率は高く.術後外側インプラント部は強い張力を受けており.長期の繰り返しせん断応力の影響により.癒合部の伸長や疲労破壊が起こり.さらに腰椎分離症が進行してしまう可能性があります。
椎間関節用骨移植材は.従来の自家骨ブロックや同種骨ブロックから.10年前より急速に進化した各種CageやSpacerまで.様々な材料があります。 形状もネジのある円筒形から角型や箱型に.素材もチタンからカーボンファイバーや生体適合性の高いPEEKに変わり.様々なアプローチに対応した特殊な融合装置や.骨移植をせずに骨の成長を促すHAコーティングのスペーサーも登場しています。