高齢化に伴い.変形性膝関節症の患者さんが増えています。 変形性膝関節症の後期では.関節軟骨の損傷が激しく.関節腔が狭くなり.関節の拘縮.変形が起こり.非常に高い確率で障害が残ります。 人工膝関節全置換術（TKA）は.重度の変形性膝関節症[1]に対して有効な治療法であり.痛みの緩和や関節機能の改善に効果的であることから.広く用いられています。 2002年12月から2011年8月までに.115例の変形性膝関節症に対して人工膝関節全置換術を行い.満足のいく臨床結果を得たので.以下に報告する。
1 データと方法
1.1 一般データ
2002年12月から2011年8月までに当院でTKAを施行した変形性膝関節症115例（男性46例，女性69例，うち両膝19例）において，術前に変形性関節症114例と痛風関節症1例の診断がなされた． 術前の平均機能スコアは62±14（51-71）であった。 術前の膝関節可動域は平均89°（25°～125°）であった。 すべての患者は.手術前に重度の膝の痛み.変形.可動域制限を有していた。 手術に選ばれたプロテーゼは.後方安定型プロテーゼでした。
1.2 術前準備
(1) 術前の総合的な身体検査.合併症（高血圧.糖尿病.慢性閉塞性肺気腫など）の治療とコントロール。 (2) 手術の必要性を理解させ.手術に対する心の準備をさせるための患者への術前教育。 (3)予防薬.手術30分前.術後5～7日目に抗生物質の点滴静注を行う。 (4) 体重をかけた膝関節の正面と側面のX線写真と軸足の膝蓋骨を撮影する。 (5) 術前の心肺機能検査。 (6) 下肢の動脈および静脈のカラー超音波検査。
2.実績
このグループの患者さんは全員.無事に手術を終えることができました。 術中の出血量は.止血バンド装着後.平均100～500mlであった。機能スコアの平均は89±11（80-96）であった。 術後の膝関節可動域は平均103°（85°～125°）であった。
術後の膝関節可動域は平均103°（85°～125°）であった。 術前と術後のKSS関節スコア.機能スコア.膝関節可動域スコアの差は統計的に有意であった（p＜0.05）。
3.ディスカッション
人工膝関節置換術は.改良と改善が続けられ.徐々に臨床的有効性が証明された膝関節疾患の治療の古典的な方法として発展してきました。 現在.人工膝関節全置換術は.末期または重度の変形性膝関節症の治療において.最も効果的で成功した手術のひとつと考えられています[2]。 人工膝関節全置換術の臨床的長期成績に影響を与えるのは.3次元空間における骨切りと人工関節の正確な位置決めと.靭帯を含む膝関節の伸展・屈曲時の等尺性ギャップと軟組織のバランスと安定性の2点である[3]。 人工膝関節全置換術には標準的な手術方法がありますが.実際の手術方法は決して固定されていないことがわかりました。 患者さん一人ひとりに合わせた綿密な手術計画があってこそ.満足のいく結果を得ることができるのです。 変形性膝関節症の進行期には.倒立変形や屈曲変形がよく見られるため.例として膝の倒立変形を以下に説明します。
3.1 手術適応の把握
膝は大腿骨顆部.脛骨プラトー.膝蓋骨からなる複雑な関節であり.その複雑な構造のため.痛みに対する適応と禁忌が厳密に定められている[4]。tKAの適応は.1. 活動制限.不安定性および変形を伴う膝痛.典型的には体重負荷痛で.保存療法が無効または効果のない場合 2. 変性関節症 3. 手術年齢は65-70歳以上なら妥当 4. 心肺機能がない場合 となっています。 生殖器疾患など 相対的禁忌：若年.肥満.膝への負荷が大きい職業.膝関節の感染歴など。 絶対禁忌は.全身状態が悪く.手術に耐えられない患者.重度の糖尿病.心肺機能不全.膝関節の感染性炎症.再建不可能な膝伸展機能喪失などです[5]。 また.両膝同時手術の患者さんでは出血量が多く.手術時間が長く.リスクが高いことも考慮し.毎回片側の人工膝関節全置換術のみを行っています。
3.2 軟部組織のバランスへの術中の配慮
膝関節屈曲拘縮時には屈曲ギャップが伸展ギャップより有意に大きくなる。 膝関節の伸展ギャップと屈曲ギャップの対称性は.関節包後方などの軟部組織をリリースしたり.大腿骨遠位部の骨切り量を増やして伸展ギャップを大きくすることでバランスを取ることができる[6]。
過剰な骨除去は.術後に関節線の上方変位を引き起こし.関節運動学が変化し.膝蓋骨の軌道に影響を与える可能性があります[7]。 研究により[8].膝関節の内反・外反ストレス下では内側側副靭帯が一次安定化構造であり.後嚢と十字靭帯が二次安定化構造であること.膝関節の屈曲時には内反・外反ストレス下では内側側副靭帯が一次安定化構造で.十字靭帯は二次安定化構造であること.側副靭帯が一次安定化構造で十字靭帯とN腱は二次安定化構造であることがわかっていることです 二次的な安定化構造としては.十字靭帯とN腱がある。 内反・外反のストレス下で膝が伸展・屈曲して安定するためには.内側・外側側副靭帯が膝を安定させる第一の役割を果たし.第二の安定化構造は第二の役割を果たす必要があります。 術中に屈曲変形が完全に矯正されない場合や.総腓骨神経の過伸展損傷を避けるために5～10°の屈曲変形の残存を許容する場合もある[9]。 屈曲拘縮変形の矯正の原則は.正しい骨切り術に基づき.主に膝周囲の軟部組織の解放とバランス調整によって達成されるものである。
3.2.1 オステオトミー
内反膝の患者に対する人工膝関節全置換術において.屈曲変形を矯正することは.術後の膝の機能を良好に保つために最も重要な条件の1つです[10]。
大腿骨と脛骨の正しい骨切りは.屈曲変形の効果的な矯正のための重要なステップです[11]。
変形や膝の隙間の狭さにもよりますが.まず大腿骨は通常より2mm.脛骨は重傷の外側プラトーより2mm骨切りし.初期リリースと骨切りで8mmの隙間トライアル型で膝伸展隙間をテストすべきと考えています。 大腿骨後顆を骨切りしておらず.後方解放も行っていないため.脛骨骨切りの総厚は12mmまでとする。 ここで注意しなければならないのは.骨切り量を増やすだけでは膝伸展の問題は解決しないということです。 過剰な骨切りは膝伸展装置が比較的長引き.大腿四頭筋の衰えから術後の膝伸展力が低下し.脛骨関節面から離れるほど骨の強度が低下し術後の人工関節の緩みを生じやすく.過剰な脛骨骨切りは術後の膝屈曲不安定性の原因となるのです。 また.大腿骨遠位部を過度に切除すると.術後の膝の伸展は容易になりますが.屈曲が制限される場合があります。 屈曲変形を完全に矯正するために.不適切に多量の骨を切除してはならない[12]。 術中に膝が5°過伸展し.安定した内反・外反の検査ができることが理想と考えますが.これは膝関節の安定性と可動機能に悪影響を及ぼすため.広範囲に骨を削って達成するべきではありません。
3.2.2 軟組織リリース
膝関節内反変形は進行した変形性膝関節症の主な症状の一つです。 膝関節内反変形に対する人工関節置換術では.正確な骨切り術に加え.正しい靭帯リリースと軟部組織のバランス調整が重要であると考えています。 人工膝関節全置換術の目的は.屈曲変形をできるだけ矯正することですが.術後に著しい屈曲変形が残っていると.歩行に影響を及ぼします。 歩行機能の面では.関節の可動域を広げることよりも.まっすぐにすることの方が重要なのです。
これらの患者さんの術中管理では.一般的に脛骨結節上縁から脛骨プラトーまで内側側副靭帯と軟部組織を内側骨膜下に沿って内側脛骨稜まで剥離し.内側冗長部を完全に除去する方法をとっています。 これにより.体重の中心への不正確な配置による脛骨人工関節の早期緩みを防ぐことができます[13]。 膝の内反変形がある患者さんでは.次に内側と後方の軟部組織のリリースを行います。 特に.内側軟部組織のリリースは.外側脛骨骨膜下で行う必要があり.内側側副靭帯の表層線維は膝蓋や鵞足炎腱組織と絡み合っており.表層を剥がしても膝関節内側の安定性にほとんど影響がないため.注意が必要である。 内側靭帯と外側靭帯の張力をリリース中に何度も確認し.リリースが適切であったかどうかを判断する必要があります。
内側被膜と靭帯を完全にリリースした後.反転変形を矯正することができます[14]。
屈曲変形を矯正するためには.後嚢のリリースと後嚢の再建が重要なステップとなります。 後方関節包のリリースは.後方の神経血管を傷つけないように.また膝内側の後斜靭帯や膝外側のN腱を切断しないように.大腿顆と顆間窩.後脛骨プラトーに近いところで行う必要があります [15]．
軟部組織の解放の規模は.膝の屈曲と伸展のバランスをとり.人工関節置換術後の関節の安定性を向上させるために.手術中に厳密にコントロールする必要があります。
3.2.3 膝蓋大腿関節の軌跡
膝を完全に曲げた状態では.膝蓋大腿関節の応力は体重の5～7倍に達することがあります[16]。 膝蓋大腿関節の軌道は複雑な生体力学的特性を持ち.膝蓋大腿関節間の接触応力.膝周囲の軟部組織の緊張.膝伸展装置のアライメントと密接に関係しており.TKA後の膝蓋大腿関節の軌道が良好であるかどうかは手術の成績に直接影響するものです。 内側と外側の膝蓋骨支持バンドの張力をバランスよく調整しても正常な膝蓋大腿軌道を回復できない場合は.人工脛骨の位置を調整することで膝蓋骨の外方脱臼の傾向を修正することができます。 まず.人工脛骨の回転アライメントは.セルフポジショニング法を用いて大腿骨人工関節の回転方向と回転度合いを決定し.脛骨の外旋変形を矯正しようとするものである。 それでも膝蓋骨の外転傾向がある場合は.人工脛骨を外側にして3～5°外旋させることで.脛骨結節の内転位に相当しQ角が小さくなり.膝蓋骨を外側に引っ張ってたわませる力が軽減されます。 同側の股関節が正常であれば.大腿骨および脛骨プラトーが3～5°外旋しても.同側の股関節の代償性内旋により術後下肢の力のラインが正しくなるため.術後下肢の外旋は起こりません[17]。
しかし.人工脛骨プラトーが外旋しすぎると.大腿骨と脛骨プラトーの回転度が著しく異なるため.術後の膝の屈伸運動時に両関節面の協調性が失われ.膝蓋大腿関節の正常なアライメントに影響を与え.人工関節の摩耗や損傷を促進させます［18］。
それでもごく一部の患者さんでは.膝関節のQ角が大きくなりすぎて.膝蓋骨脱臼を起こす傾向があります。 この場合.膝蓋靭帯脱臼が考えられ.膝蓋靭帯の外側半分の1/2が内側へ変位し.膝蓋靭帯停止部の再建が行われる。 その効果は脛骨結節の内転位に相当し.Q角を小さくすると同時に膝蓋骨を横方向に引っ張る力を弱め.膝蓋骨脱臼の傾向を矯正する。
膝蓋骨置換術を行うかどうかについては.現場でもかなり議論があり.いろいろなところで報告されていますが.私たちは膝蓋骨置換術を行わないことにしています。
4.プロテーゼのローテーションアライメント
人工膝関節置換術では.正面からの力線と軟組織のバランスが解決された後.人工関節の回転アライメントが第3の要素になる[19]。 人工膝関節全置換術後の脛骨大腿関節の回転アライメント不良は.脛骨大腿亜脱臼やポリエチレン半月板の早期摩耗や破裂を引き起こすだけでなく.膝蓋骨の軌道や機能にも影響を及ぼします[20]。
大腿骨外科上顆軸は.人工大腿骨の回転位置決めを決定するための信頼できるマーカーラインですが.人工脛骨大腿骨の回転位置決めの方法については.まだ議論の余地があります。 脛骨結節の内側端から内側内側1/3までの線を.人工脛骨の回転位置決めの間隔として使用することが提案されている[21]。
赤木ら[22]は.日本人ボランティアの健康な右膝39個の伸展位でのCTスキャンを行い.脛骨投影線上の大腿骨外側斜上顆の軸に垂直な後十字靭帯の中点を通る垂直線が脛骨の前後軸とほぼ一致し.術中に人工関節の回転位置を確認する良い目印となると結論付けている。
松井ら［23］は.膝関節内反の患者のほとんどが外脛骨回転変形を併発しており.膝関節内反の増加とともに外脛骨回転が増加することを見出した。 人工脛骨の回転位置決めの基準として解剖学的ランドマークを使用することに加え.「フロートテスト」によって術中に人工脛骨を位置決めすることも可能です。 これは.まず大腿骨人工関節を固定し.次に固定せずに試験的に脛骨人工関節を装着し.膝を最大限に屈曲・伸展させた後に脛骨人工関節を本来の機能位置である伸展位に配置するものです。
池内ら［24］は.「フローティングテスト」による人工脛骨の位置決めが.人工脛骨の内旋を引き起こすことを示した。
脛骨の正しい回転位置をできるだけ回復させるためには.従来考えられていた脛骨結節の内側1/3線ではなく.脛骨結節のほぼ内側端から内側1/3線までの範囲で人工関節の回転を決めることが重要であると考えています。 例えば.倒立変形はMatsuiら[23]によると3つのグループに分けられ.軽度の膝関節倒立症患者では脛骨結節の内側縁を人工脛骨の回転位置とし.重症例では脛骨結節の内側1/3ライン.中等症ではこのゾーンの中央を位置とする[25]。
5.術後のケアとリハビリテーション
人工膝関節置換術（TKA）後の最大の関心事は.感染と血栓の予防です。 感染症は致命的であり.発症すれば手術の失敗を意味する。 術後の感染症の発生率は.1％～2％と報告されています[26]。 感染症に遭遇しなかったのは.術中骨切り時に無菌の透明保護フィルムを外傷に貼って骨片や血液が外傷に跳ね返らないようにしたことと.層流手術室での厳密な無菌状態を確保したためである。 術後は無菌的なドレッシング交換を大切にし.ドレッシングからの血液の漏れがあればすぐに交換します。 深部静脈は全身に発生しますが.下肢深部静脈が最も多く.近位下肢深部静脈血栓症は肺塞栓症の主な血栓塞栓源となるため.深部静脈血栓症の予防は肺動脈血栓塞栓症のリスクを低減させます。 人工膝関節置換術後の主な合併症として.感染症や下肢深部静脈血栓症（DVT）が挙げられます。 TKA後の感染症の発生率は.文献上では約2％～4％と報告されている[27]。 ひとたび感染症が発生すると.患者さんに悲惨な結果をもたらす可能性があるため.非常に深刻に受け止めなければならないのです。 下肢深部静脈血栓症（DVT）の発生を防ぐために.手術操作は繊細に.水分補給は適度に.圧迫止血帯の使用を標準化し.手術後は患肢を厳密に挙上して深部静脈還流障害を防ぎ.早期離床と深呼吸や咳払いの動作を励行します[28]。 低分子ヘパリンの静脈内投与とアスピリン腸溶錠の経口投与をルーチンとし.薬剤の副作用を注意深く観察し.凝固4項目の変化をダイナミックに観察した。 Rivaroxaban 10mgを経口投与し.術後6～10時間後（硬膜外カテーテル抜去後6～10時間後）から投与を開始しました。
人工膝関節全置換術の目的は.関節の痛みを取り除き.関節機能を改善することです。 術後のリハビリテーションは.人工関節手術の有効性を左右する重要な要素です。 術後の軟部組織の拘縮.機能回復.予防のためには.術後の積極的なリハビリテーションと疼痛コントロールが不可欠である[29]。 術後2日目には.患者へのリハビリ訓練を積極的に実施し.患者への個別リハビリ計画を策定し.できるだけ早期に大腿四頭筋の等尺性収縮と足関節の屈伸運動を行うよう促し.膝伸展位リフトをCPMマシントレーニング高訓練に変更.2週間以内に.患者の関節運動性は基本的に90°に達し.歩行器の補助で普通に歩行できるようになって.徐々に脱支援に移行し.その後に ウォーキングや階段の上り下り