2回以上の膝蓋骨脱臼を経験した慢性膝蓋骨外側不安定症の患者さんでは.小切開でin situ剥離を行い.内側膝蓋大腿靭帯を再建することが可能です。 膝蓋骨の不安定性を引き起こす要因を打ち消すために.再建の強度は元の靭帯の強度より高くする必要があります。 この20年間でかなり進化しましたが.手術手技はまだまだ改良が必要であり.関連する問題についてもさらなる研究が必要です。
膝蓋大腿靭帯内側再建術では.再建後の靭帯の張力を適切に保つことと.移植片の正確な位置決めが重要な課題となっています。 場合によっては.距骨形成不全.アライメント異常.高位膝蓋骨などの問題を解決するために.内側膝蓋大腿靭帯再建術を他の手術手技と組み合わせる必要があることもあります。
慢性膝蓋骨外側不安定症の手術療法は骨系と軟部組織に分けられ.前者は前脛骨結節の近位または遠位移動とグライド再建.後者は主に内側膝蓋大腿靭帯再建と内側支持帯短縮術が行われます。 多くの解剖学的.生体力学的研究により.内側膝蓋大腿靭帯は主に膝関節屈曲0～30度時の膝蓋骨の外側への転位を制限する役割を担っていることが明らかになっています。
また.内側膝蓋大腿靭帯欠損は慢性的な外側膝蓋骨不安定性の最も重要な危険因子であることが示されている。 したがって.理論的には.慢性的な膝蓋骨外側不安定症の主な治療法は.内側膝蓋大腿靭帯の再建です。 1990年代に内側膝蓋大腿靭帯再建術が台頭して以来.現在では少なくとも2回の膝蓋骨脱臼の既往がある症例に選択される治療法になっています。
膝蓋骨不安定症の治療は.この20年間でかなり進歩しましたが.手術手技はまだまだ改良の余地があります。 さらに.内側膝蓋大腿靭帯再建術後の合併症の発生率が26％と高く.外科医にとって大きな関心事となっています。 この記事のガイドラインに従うことで.内側膝蓋大腿靭帯再建術後の予後を改善することができます。
内側膝蓋大腿靭帯の解剖学的再建と非解剖学的再建の比較
靭帯再建後の機能回復には挿入位置が重要であり.膝蓋大腿靭帯内側再建術の場合も同様です。 しかし.インサートの最適な配置に関する研究は不十分であり.内側膝蓋大腿靭帯の解剖学的再建の必要性については議論があるところです。 内側膝蓋大腿靭帯再建術における非解剖学的大腿骨トンネルの臨床的意義についても議論のあるところです。
大腿骨の正常な靭帯付着部の再建
Eliasらは.膝蓋大腿相互作用力と圧力分布に対する再建の効果を調べるために.コンピュータ化された膝モデルを用いた生体力学的実験を行った。 Bollierらは.大腿骨トンネルの前方位置が膝蓋骨内側の軟骨に過負荷を与え.変形性膝関節症や疼痛につながる可能性があることを明らかにした。 Campらは.画像診断で確認された解剖学的でない大腿骨癒着異常が手術失敗の危険因子であることを明らかにした。 研究者らは.大腿骨端へのグラフトの付着に異常がある患者では.術後4年以内に脱臼するリスクが80％であることを発見した。
ThaunatとErasmusは.大腿骨トンネルが四肢の近位端に近すぎる場合.四肢の伸展によりグラフトの弛緩が起こりやすく.四肢の屈曲によりグラフトの緊張が起こり.膝前面の痛みと四肢の屈曲制限として現れると述べています。 内側膝蓋大腿靭帯再建術に用いる移植片は.正常な靭帯よりも強いのですが.膝の屈曲により移植片の張力が過度に増加すると.固定がうまくいかず.膝蓋骨脱臼を再発することもあります。
逆に.大腿骨トンネルが四肢の遠位端に近すぎると.グラフトは伸展位で緊張し.屈曲位で弛緩します。 Smirkは.グラフト固定の開始点として転子節を避けることを推奨しています。転子節で固定すると.屈曲時にグラフトの張力が強くなりすぎたり.伸展時にグラフトが弛緩したりするからです。 以上の臨床的・実験的研究に基づいて.研究者たちは.大腿骨トンネルはできるだけ元の解剖学的構造に近いルートであるべきだと結論づけています。
Mrlegariらは.死体膝を用いた生体力学的な実験室研究を行い.異常な解剖学的付着点を使用することで.正常な解剖学的付着点と比較して.移植片が正常な解剖学的軌道に適合し.膝蓋大腿関節への圧力を正常に保つことも明らかにしました。 相関関係はありませんでした。 これは.実際の固定点と解剖学的固定点の差が小さかったため.臨床的に大きな差が生じなかったか.あるいは.追跡期間が短く.後日.変形性大腿関節症を発症した患者もいたことによるものと思われます。
Ostermeierらは.静的な内側膝蓋大腿靭帯再建と動的な非解剖学的再建（内側側副靭帯を滑車として使用）を比較し.動的再建は静的再建よりも膝蓋骨への影響が著しく少なく.グラフトのテンションも低いことを明らかにした。deieらは内側膝蓋大腿靭帯の動的非解剖学的再建が臨床上より有効で.転位の再発を防止することを明らかにした。
膝蓋骨付着部位の臨床的意義
膝蓋骨付着部である内側膝蓋大腿靭帯の解剖学的再建に関する研究は比較的少ないが.Kangらは膝蓋骨付着部を下側と上側の2束に分けるべきであると提案している。 Farrらは.内側膝蓋大腿靭帯の解剖学的な付着部を模倣するために.半腱様筋を移植片として使用することを提案しました。
望月は.半腱様筋の近位線維束は内側大腿筋に連結し.遠位線維は膝蓋骨に直接ではなく膝蓋靭帯の中間に付着しているため.内側膝蓋靭帯の完全な代替とはならないことを明らかにした。 内側大腿筋の収縮により内側膝蓋大腿側副靭帯の張力が増加し.膝屈曲時の膝蓋大腿の安定性が維持されます。 この場合.膝蓋骨の内側膝蓋大腿靭帯の再建は.非解剖学的再建となります。 解剖学的再建のために.存在しない靭帯の付着部を作るために膝蓋骨に穴を開けるのは不適切である。
取り付け位置の選択
Servienらは.内側膝蓋大腿靭帯の解剖学的再建は困難であると結論付けています。 研究者たちは29人の患者の大腿骨トンネルを分析し.プレーンフィルム分析で位置が良かったのは20人（69％）だけだった。
2007年の実験室研究で.Schottleらはまず.側面X線写真における大腿骨の解剖学的な付着点を特定した（大腿骨後部皮質の接線（基準線）より1mm前.大腿骨内側顆の初期部分にある垂直線より2.5mm遠位.ブルメンサート線の最も後方をなぞった垂直線より近位）。 Redfernらの研究において。
膝の側面レントゲン写真です。 青い点は.Schüttleらによって示された移植片の大腿骨への解剖学的な付着点であり.赤い線は大腿骨付着点の位置を特定するための基準として使用される。赤い点は.Barnettらによって示された移植片の膝蓋骨への付着点であり.黄色の線は膝蓋骨付着点を特定するための参考として使用される。 青い点は.Barnettらによって示された移植片の大腿骨への解剖学的な付着点である。 大腿骨内顆の前後距離を100％とすると（黄色の矢印で示す）.グラフトの取り付け位置は後方40％.遠位50％.前方60％に位置します。C 大腿骨トンネルの位置異常 内側膝蓋大腿靭帯再建術後の膝の側面図。 この患者は.術後.重度の膝前部痛と膝蓋骨内側の不安定性を発症した。
これらの画像ランドマークは再現性が高いが.大腿骨後部外側皮質のカーブは体重負荷の状況により変化する。 したがって.Stephenは.大腿骨後部皮質曲線は.大腿骨へのグラフトの正確な付着部位を一貫して予測することはできないと結論づけた。 これらの限界を避けるため.Stephenらは.関節形態の正規化された寸法を用いて.移植片の取り付け位置と大腿骨内顆の寸法を関連付けました。大腿骨内顆の前後距離を100％とすると.移植片の取り付け位置は後方40％.遠位50％.前方60％に位置します。
これらの画像ランドマークは.術中に装着位置を正確に特定するための補助として.また術後の患者さんの継続的な痛みや機能障害を評価するためのツールとして使用することができます。 しかし.術中のCアーム上のグラフト装着位置はあくまで目安であり.グラフト装着位置の唯一の判断基準とはなりえない。 その最終的な位置は.関連する解剖学的構造を正確に理解することに基づいています。 その解剖学的構造を把握するための準備として.再び外科的切開を大きめに行うのです。 そうして初めて.移植片の解剖学的な付着部位を正確に把握し.確実な処置を行うことができるのです。
Bbarnettらは.膝蓋骨へのグラフトの解剖学的位置決めのために.解剖学的画像ランドマークを使用することを提案しています。 移植片の取り付け部位は.膝蓋骨の全長の33％を占め.膝蓋骨の長手軸の近位1/3と遠位2/3の交点に位置しています。
また.内側膝蓋大腿側副靭帯は.大腿骨の起始部と膝蓋骨への付着部に個体差があることも注目すべき点です。 Sieboldは.大腿骨の膝蓋骨への移植片の取り付け位置を.膝関節からの関節外アプローチで関節鏡的に決定できることを提案しています。 これにより.グラフトの取り付け位置に対する個人差の影響を排除し.術後の合併症を理論的に防ぐことができます。
理想的な非等尺性内側膝蓋大腿側副靱帯のあり方
アイソメトリックの概念は.1960年代のACL手術に関連する文献から導き出されたものです。 これは.膝の正常な可動域では靭帯は大きく伸びない.つまり長さは基本的に変わらないので.伸びすぎによる固定不良は起こらないという考えに基づいていましたが.この考え方は臨床では正しくないことが分かっています。 現在.ACL再建はアイソメトリックな再建ではなく.靭帯の解剖学的構造と正常な機能を回復させることが重要視されています。 ACL再建で得た経験を内側膝蓋大腿靭帯再建に応用するならば.絶対的な等尺性よりも.解剖学的構造と正常な機能の回復を目標とすべきです。 そのため.内側膝蓋大腿靭帯の解剖学的構造と正常な機能に関する知識は不可欠です。
内側膝蓋大腿靭帯は.膝の可動域内では等尺性であると考えられており.Smirkらは.25体の防腐処理した死体標本を用いた解剖学的研究において.0°から120°の屈曲における膝の等張性を評価しています。 研究者たちは.5mm以下の靭帯の変化を等尺性と定義し.内側膝蓋大腿靭帯は0°から70°までしか等尺性を保てないことを示した。 等尺性を評価した別の研究では.Steensenらは.膝関節の屈曲0°から90°までの運動で膝蓋大腿靭帯長の変化の幅を5.4mm.0°から120°までの変化で7.2mmとしました。
Victorは.内側膝蓋大腿靭帯が2つの束の間で等尺性でないことを発見しました。近位束は膝を伸展させたときに緊張し.遠位束は膝を30°屈曲させたときに緊張しました。 一方.Stephenは.正常な内側膝蓋大腿靭帯は膝の0°から110°まで等尺性であることを発見した。 これらの研究結果のばらつきは.すべての実験が正常な死体膝関節標本を用いて行われているため.その実験手法に起因している可能性がある。
膝前十字靭帯に関する先行研究では.靭帯の起終点のわずかな変化が.膝関節運動中の靭帯長の大きな変化を構成することが分かっています。 Steensenらは.大腿骨起始部の膝蓋大腿靭帯を変化させると.膝関節運動時の長さに影響を与えることを発見しています。 膝蓋大腿靭帯の付着部を変えても.長さの変化への影響は少なかった。
Tateishiらは臨床研究において.膝蓋大腿靭帯再建時の大腿骨起始部の位置の変化が移植片の長さの変化に影響することを実証した。 さらに研究者たちは.大腿骨トンネルの中心の位置がグラフトの長さの変化のパターンを決定することを実証した。 大腿骨付着部の位置が移植片長さの変化パターンに強い影響を与え.移植片長さの変化パターンが予後と密接に関係しているとすれば.大腿骨トンネルの位置は術後良好な結果を得るために極めて重要であると考えられる。
Erasmusは.膝蓋骨の高さが内側膝蓋大腿靭帯の等尺性に重要な役割を果たし.膝蓋骨の位置が高いほど非等尺性が顕著になることを示唆しています。 膝蓋骨が著しく高い患者では.脛骨結節を四肢の遠位に移動させる必要があります。 こうすることで.非アイソメトリックな膝蓋大腿内側靭帯の程度を抑え.移植片の張力を正確に管理できることが.立石氏の臨床研究で示され.移植片のアイソメトリック度と膝蓋骨高位の程度に相関があることが明らかになりました。
Triantafillopoulosらは.半腱様筋をグラフトとして使用し.大腿骨の動的固定に2種類のグライド（内側間隔と内側側副靭帯の後3分の1）を使用しました。 屈曲0°から90°までのグラフト長の平均変化は.内側中隔をグライドとした場合4mm.内側膝蓋大腿靭帯をグライドとした場合1mmであった。内側中隔はグライドとしての等尺性は低いものの.比較的安定しており膝蓋大腿部の安定性を保つのに役立つと考えられた。
Parkerらは.解剖学的再建と等尺性再建を行った後の膝蓋大腿部ダイナミクスを.死体標本を用いて比較検討し.等尺性再建群の標本は.どの屈曲角度でも正常な膝蓋大腿部ダイナミクスに戻らなかったことを明らかにした。 一方.解剖学的に再建された膝は.0°から28°の屈曲まで正常と同じように膝蓋大腿運動の軌跡を示した。 どちらのアプローチも.膝を大きく曲げたときの膝蓋骨の軌道を正常に保つことはできません。 しかし.非アイソメトリックな膝蓋大腿内側靭帯再建術は.アイソメトリックな再建術よりも膝蓋大腿のダイナミクスを維持する上で効果的です。
移植片の非アイソメトリックな性質は.正常な内側膝蓋大腿靭帯のそれと類似している必要があります。 そのために.ThaunatとRrasmusは.膝の屈曲0°から30°までの等尺性グラフトを提案した。 これは.いわゆる理想的な非等方距離の両方です。 膝蓋骨脱臼の傾向は屈曲0°から30°までが最も大きいので.膝蓋骨脱臼の確率は低くなります。 グラフト弛緩の効果は.膝関節の屈曲が大きくなるにつれて減少します。
A～Eの順に.膝を0°.30°.60°90°.120°に屈曲した状態でのCT3D再構成を示す。 赤い点は.Stephenが示した.内側膝蓋大腿靭帯の大腿骨への解剖学的付着点である。 赤線は正常な内側膝蓋大腿靭帯.青線は移植再建後の内側膝蓋大腿靭帯の位置を示す。B 画像上の青い矢印は.再建後に重度の膝痛と内側膝蓋骨不安定性を示した患者の前大腿骨トンネル位置の異常を表す。 グラフトの長さは.大腿骨付着部と膝蓋骨付着部の間の距離である。Smirk and Morrisによる等尺性（長さの差が5mm以下）の定義によれば.右下の挿入図に示すように.正常な内側膝蓋大腿靭帯は膝屈曲0°から30°まで等尺性である。 しかし.膝の屈曲が大きくなると.グラフトは徐々に弛緩していきます。 グラフトは膝関節屈曲30°で最も長くなります。 そのため.解剖学的な付着点を起点として膝を30°屈曲させた状態で固定する必要があります。
青線の軌道でグラフトを固定すると.膝の可動域全体にわたって等張性が保たれますが.臨床的な効果は低くなります。 この位置でグラフトを固定することで.不安定性に対抗するための局所強度を高めることができますが.過度の局所圧迫は膝蓋骨内側の軟骨形成不全を悪化させ.最終的に症状を悪化させる可能性もあります。 以上により.患者さんの術後の膝前部痛を説明することができます。 したがって.膝蓋骨の外側が安定している症例では.膝関節屈曲0°～30°の範囲でのみグラフトを等張に保つ必要があります。
グラフトテンションの重要性
膝蓋大腿靭帯再建術の成績に重要な役割を果たす大腿骨トンネルに加え.グラフトの張力も重要な要素です。 Thaunatらは.移植片の過度の張力により膝の動きが制限された2例を報告し.1例は膝をまっすぐにすることができず.もう1例は膝を曲げることができなかったと述べています。 移植片の張力が高すぎると.膝の固定時に膝蓋骨内側の亜脱臼を引き起こす可能性があります。
内側関節面の損傷を併発するリスクが高いため.再建中は内側膝蓋大腿関節面への過度の体重負荷は避けます。 さらに.グラフトの締め付けが強すぎると過度の張力がかかり.固定不良の原因になります。 特に外側靭帯のリリースを受けた患者では.移植片の過度の張力により.内科的な原因による膝蓋骨内側の亜脱臼を引き起こす可能性があります。 しかし.移植片の張力が弱すぎると.内側の制限が弱くなり.その結果.外側の不安定性が再発する可能性があります。
正常な内側膝蓋大腿靭帯は.膝蓋骨に外力が作用していない状態では緊張しないので.いわゆるグラフトの張力を概念的に分析することは不適切です。 グラフトに張りがあると.膝の動きが制限されます。 内側膝蓋大腿靭帯再建術の目的は.正常な靭帯と同様の張力を維持したまま.断裂した靭帯をより強い移植片で置き換えることです。 距骨の解剖学的構造が正常な場合.移植片に適切な張力をかけることが容易となります。 滑走不全の重症例では.術中に膝蓋骨の中心を特定する解剖学的ランドマークがないため.グラフトの張力を決定することが難しく.過度の張力をかける傾向があります。
膝の試験片を用いた生体力学的な対照研究において.Beckらは.低い移植片張力（2N）が.内側膝蓋大腿骨ユニットへの圧力を増加させずに.膝蓋骨を安定させることを発見しました。 過剰な張力は膝蓋骨の外側への動きを制限し.膝蓋骨の大腿骨内側への圧力を増加させました。 実用的な観点から移植片の最適な張力を得るには.対側の膝蓋骨を基準にするのが一つの方法です。 術中.膝蓋骨の変位の程度を左右で比較する。 両側に症状のある患者さんでは.膝蓋骨の横方向の変位が.膝蓋骨の幅の半分以下であれば正常と判断されます。
また.移植片を伸展させる際の膝の屈曲の度合いも.議論のある重要な問題です。 Thaunatは.膝を完全に曲げた状態でグラフトを締めることを推奨しており.そのために骨フックで膝蓋骨を近位に伸ばし.大腿四頭筋収縮時にグラフトよりも膝蓋靭帯に大きな張力がかかるようにしています。
Farrは膝関節屈曲30°でグラフトを締め付け.膝関節屈曲位では靭帯弛緩.膝関節伸展位では靭帯緊張をもたらした。Yooはグラフト固定の最適角度を30°としているが.LeGrandは膝蓋骨グライドアテラがトロクルに確実にかみ合うよう膝関節屈曲45°から60°で固定するよう勧めている。 膝の動きを制限することなく.膝の屈曲0°から30°までの膝蓋骨の外側への変位に悪影響はありません。 移植片は.膝蓋骨が側方に変位しているときだけ締めるようにします。
膝蓋骨の不安定性が臨床結果に及ぼす影響
常習的な膝蓋骨外側脱臼は.内側膝蓋大腿靭帯再建術後の主要な合併症である。 これまでのところ.グラフト固定の失敗がグラフトの断裂や弛緩などの不安定要因によるものであることを確認することはできていない。 膝の外側不安定症は多因子性で.内側膝蓋大腿靭帯の固定不全に加え.グライドの発達不良や不整列（脛骨結節からグライドの落ち込み距離が20mm以上.膝蓋骨傾斜角20°以上など）.膝蓋骨高位などが挙げられます。 これらの危険因子がある場合.膝蓋大腿靭帯内側再建術では十分な臨床効果が得られないことがあるため.膝蓋大腿靭帯内側再建術を行う際にはこれらの危険因子を除去する必要があります。
Wagnerらは.距骨の高度な形成不全が臨床転帰の不良と強く関連していることを明らかにした。 Wagnerは.重度のグライド形成不全の患者には.グライド形成再建を検討すべきであると示唆した。 しかし.彼の結論は1つの症例報告（証拠レベルⅣ）に基づくものであり.別の症例報告においてSteinnerらは.滑膜形成不全と内側膝蓋大腿靭帯再建との間に有意な相関はないと結論づけている。
膝蓋骨不安定性の他の危険因子（内側軟部組織の欠損.高位膝蓋骨など）は.膝蓋骨距骨形成不全よりも内側膝蓋大腿靭帯再建術の方が重要です。 これらの危険因子を是正することで.距骨形成不全の危険性を減らし.安定性を高めることができます。 グライド再建術は合併症の発生率が高いため.重度のグライド形成不全の患者さんで.他の手術法では膝蓋大腿部の安定性が確保できない場合にのみ適応されます。 そのため.あくまで外科的処置の改善として使用する必要があります。
Wagnerは.約58％の患者に高位膝蓋骨が共存し.そのうちの70％は膝蓋骨指数が1.2～1.3であり.このことが臨床結果に影響しない主な理由である可能性を見いだしたのです。 高位膝蓋骨の遠位変位を必要とする脛骨結節の膝蓋骨指標は.現時点では不明である。
Wagnerは.脛骨結節とグライドディプレッションの距離の異常は臨床結果を悪くすると考え.脛骨結節の位置を変えて脛骨結節とグライドディプレッションの距離を正常にする（約12mm）ことを提案したのです。 最終的な目的は.グラフトの負荷を軽減することです。
内側膝蓋大腿靭帯再建術は.再発性膝蓋骨外側脱臼で脛骨結節から距骨陥没までの距離が20mm.膝屈曲30°後のapprehension testが陽性.膝蓋骨Caton-Deschamps indexが1.2未満.グレードAの距骨異形成が適応となります。
結論
再発性膝蓋骨外側脱臼に対する現在のアプローチは.膝蓋骨不安定性を引き起こす未矯正の危険因子に対抗するため.小切開で内側膝蓋大腿靭帯靭帯を再建し.より強固な移植片を使用することです。 内側膝蓋大腿靭帯再建術は複雑であり.大腿骨トンネルの位置異常や移植片の張力不足から生じる合併症を回避するためには.豊富な経験が必要です。 グラフトの大腿骨への適切な取り付け位置と適切な張力は.術後の結果を決定する。
さらに.場合によっては.膝蓋骨不安定性の他の危険因子（滑走不全.アライメント異常.高位膝蓋骨など）を排除するために.内側膝蓋大腿靭帯再建術を他の手術方法と併用する必要があります。 膝蓋大腿内側靭帯の解剖学的構造と機能を理解することは.手術後の長期的な良好な転帰を確保するために必要不可欠です。