前十字靭帯（ACL）断裂は.世界中でよく見られる傷害である。 ACLの発症率は10万人あたり35人と推定され.女性アスリートは男性アスリートの2～8倍の発症率であることが分かっています。 この損傷は.膝の不安定性.関節の弛緩.可動性の制限につながるだけでなく.長期的には変形性膝関節症につながる。ACLの外科的再建は.特に若い.より活動的な患者さんがスポーツなどの日常活動に復帰できるように設計されています。
米国だけでも毎年30億ドルがACL再建手術に費やされているという統計もあり.ACL再建手術で満足のいく結果を得ることは.臨床医や研究者にとって大きな関心事である。 本稿では.18歳以上の成人患者におけるACL初回断裂の外科治療に関する文献をレビューし.臨床的意思決定の原則.臨床成績.運動機能回復のガイドラインに焦点を当てる。
解剖学と機能
ACLは脛骨停止部の位置によって前内側束と後外側束に分けられ.脛骨外側停止部は扇形.大腿骨外側停止部は楕円形で.大腿骨外側顆の内側壁に2つの骨隆起として見ることができます。 大腿骨停止部の前縁には研修医隆起とも呼ばれる外側顆間隆起があり.外側顆間隆起と直交するように.前内側束と後外側束の大腿骨停止部の間に外側分岐部隆起が存在します。
膝関節屈曲時には.ACLの前内側と後外側の束が同時に作用し.膝関節の前後方向と回転方向の安定性を提供します。 膝の屈曲・伸展時には.前内側束の長さは一定で.屈曲45〜60°で最大張力を得ます。 しかし.後外側束は伸展時に緊張し.屈曲時には弛緩するため.膝関節の軸回転が可能となる。 ACLの2つの機能的束の生体力学的挙動については.多くの研究が報告されている。
ACL損傷の治療には.ACLの解剖学と機能を十分に理解することが必須であり.ACLの部分断裂や全断裂の症例に対して最善の戦略を立てる際に.外科医にとって有益となる。
ACL損傷の治療法
ACLは.手術をしない方法と手術をする方法の両方で治療することができます。 急性ACL断裂に対する手術の決定は.患者の年齢.手術に対する期待.併存する傷害など.様々な影響因子を考慮して最終的な手術の選択肢を決定しなければなりません。 一般に.若くて活動的な患者さんでは.術前の可動性を回復するために手術が必要になる可能性があります。 後のセクションでは.ACL損傷の外科的管理のレビューに焦点を当てる。ACL再建の術後リハビリテーションも最終結果には重要であるが.この記事では取り上げない。
外科的治療
ACL断裂を外科的に治療することが決まったら.まず手術のタイミングを検討する必要があります。 手術の成功には.術前の可動域.腫れ.大腿四頭筋の筋力が重要な要素となります。 術前の関節の腫れや動きの制限により.術後に線維性関節癒着が生じることがあります。
自家骨-膝蓋腱-骨を用いたACL再建術の症例において.術前の大腿四頭筋の筋力が20％以上低下すると.術後2年目に機能が著しく低下することが判明した。 また.術前の患肢の大腿四頭筋の筋力が健側の90％以上になると.術後2年の筋力は術前の筋力が健側の75％以下である場合に比べて有意に向上することが報告されています。 そのため.術前の治療は.可動域の回復.腫れの軽減.大腿四頭筋の強化に重点を置く必要があります。
ACL断裂のタイプは.まず術中に明らかにする必要があります。 著しい一束の部分断裂がある場合は.強化手術を検討する必要があります。 ACLの1束断裂の発生率は5％～35％と報告されています。 一束強化手術の理論的な利点は.プロプリオセプション.バイオメカニクス.バイオプロテーゼの能力を維持することである。 慎重にデブリードメントを行い.元の靭帯停止部を保存することで.適切な骨路をさらに特定しやすくなります。
今日.ACL再建術を行う外科医の多くは.通常.一束の再建術を採用しています。 米国とは対照的に.ヨーロッパやアジアでは二重束再建がより一般的に行われています。 どのような再建方法をとるにせよ.外科医がACL対の解剖学的再建を行うためには.二重束の解剖学的構造を理解することが重要である。 二重ビーム再建法は比較的複雑であるため.一重ビーム再建法と二重ビーム再建法のどちらを使うかは.術者が二重ビーム再建法に慣れているかどうかに加えて.多くの要因によって決まります。
術前の意思決定を支援するための包括的なフローチャートが報告されています。 脛骨ストップの解剖学的なばらつきは考慮しなければならない要素の一つであり（図1）.顕微鏡で測定したときにACLの脛骨ストップが14mm以下であれば.二束再建を行うことは困難であるとされています。 これに加えて.関節炎性変化.多発性靭帯損傷.重度の骨挫傷.閉鎖していない骨端板.狭い顆間窩幅などは.すべて単束再建の適応とされています。 顆間窩自体の形状の違いも.二束再建時の二重大腿骨トンネルの掘削の安全性に影響を与える可能性があります。
図1
関節鏡スケールを用いて矢状位での脛骨停止部の大きさを測定し.ACLの脛骨印象部を慎重に分離し.標準的な関節鏡下高周波焼灼装置を用いて前内側（AM）束と後外側（PL）束をマークする。
ACL再建によく使われる移植片には.自家骨-膝蓋腱-骨移植片.自家Nコード筋移植片.自家大腿四頭筋腱移植片.同種移植片がある（表Ⅰ）。 このうち.骨-膝蓋腱-骨移植は二重束再建には適さないため.術前計画時に膝蓋骨と大腿四頭筋腱の矢状面の厚さをMRIで測定し.移植片の厚さの目安をつける必要があります。 ある研究では.MRIでN cord muscleの大きさを測定し.MRIでのN cord muscleの断面積は術中に得られたグラフトの大きさと正の相関があったが.グラフトの直径はそうではなかった。magnussenらは.自家N cordグラフトが直径8mm以下だった症例の術後早期再置換率は8mmより大きい症例より有意に高いと結論づけている。 ドナー部の症状や審美的な要求が気になる初診の患者さんには.アロングラフトの使用が検討されることもあるようです。 新鮮凍結の同種移植片は.通常.保存前に放射線や化学的な処理が必要ですが.自家移植片と同じ結果を得ることができます。 しかし.最近の研究では.ACL再建に同種移植片を使用すると.スポーツ活動への早期復帰を希望する若い患者の失敗率が高くなる可能性が示唆されているものもある。
表I 現在ACL再建に使用されているグラフトの長所と短所
最後に.患者さんの日常生活やライフスタイルも.ACLを再建する際の個々の選択に影響を与える可能性があります。 例えば.自家骨-膝蓋腱-骨移植の場合.膝前方の痛みが生じやすいため.レスリングや宗教活動などで日常生活で膝をつく必要がある患者様には不向きです。
ACLの解剖学的再建には.トンネルの正確な位置決めが重要である。 これまでの研究で.解剖学的に配置されていない骨トンネルは.膝の動きを制限し.動的荷重時に異常な膝の回転を可能にすることが示されています。 最近の研究では.12人の外科医が選んだACL骨トンネルの位置を評価し.ACL一束再建骨トンネルの理想的な位置に大きな違いがあることを発見しました。 術中・術後の骨トンネルの位置の評価には様々な方法があります。 Illingworthらは.オルソパントモグラムの大腿骨の長軸をもとに大腿骨トンネルの角度を測定し.その角度が32.7度以下であれば非解剖学的である可能性が高いとする方法を紹介しています（図2）。 また.術前と術後のMRIを比較することで.靭帯の停止位置.骨洞の角度.ACLの長さを評価することができる（図3）。 3DCTスキャンは.Meuffelらにより.大腿骨および脛骨の管位評価において最も信頼性が高く.最終的に再手術が必要となる膝に特に有用であることが示されています。
図2 ACL単孔式再建術1年後の膝関節45度屈曲時の標準体重負荷整形外科写真。大腿骨トンネルが大腿骨の長軸に対して45度の角度にあり.骨路の解剖学的位置が示唆されている。
図3 A-C 自家骨-膝蓋腱-骨を用いたACL再建術の磁気共鳴画像。 図3A ACL長を含むメトリクスの初期測定のための術前画像.図3B
術後3ヶ月の矢状面スキャンに示された脛骨停止部の大きさと靭帯の傾斜角度；図3C
術後3ヶ月の冠状斜視図。顆間の最高点にあるBlumensaat線から始まるACLの長軸を示している。 この画像シーケンスは.ACL再建後の画像評価に使用することができます。
図4 ACLの1束解剖学的再建における骨路の位置を示す大腿骨と脛骨の3次元CT再建図
図5 大腿骨と脛骨の3次元CT再構成による顆間ACLダブルビーム解剖学的再構成における骨路の位置づけ
ACL再建術の臨床成績
Frobellらは.活動的な成人患者121名を対象に.ACL早期再建と遅延再建のリハビリテーション成果を比較するクラスI臨床試験を行った。 術後2年の追跡調査において.平均膝損傷・変形性関節症スコア（KOOS4）はACL早期再建群で39.2.ACL遅延再建群で39.4だった（P=0.96）。 半月板手術の実施割合は.早期再建手術群に比べ.遅延再建手術群で有意に高かった。 今回報告された最新の5年間の結果も.同様の傾向を示しています。 再建遅延群では.合計30名（51％）がACL手術を受けた。 このように.急性ACL断裂には.手術以外の治療が有効な選択肢となる可能性があります。
単包再建と二重包再建の臨床成績は.以前より広く報告されている（図6.7）。 Tiamklangらは.成人患者における単包再建と二重包再建の手術成績を比較した17の無作為化および半無作為化対照試験のCochrane系統樹レビューを実施した。 著者らは.術後5年の時点で.2つのグループ間で患者の自己評価結果に有意な差はなかったと結論づけた。
術後2年から5年の間に.国際膝関節文献委員会（IKDC）膝関節検査.軸方向移動試験.KT-1000関節動態チェッカーで測定した膝関節弛緩度では.二重束再建群の方が良好な結果を得た。 また.1本のビームで再建した場合.新鮮な半月板損傷の割合が高くなった。 ただし.このシステマティックレビューに含まれるすべての臨床試験には方法論的な欠点があるため.これらの知見は慎重に見る必要があることは言うまでもありません。
図6A-B 術中顕微鏡によるACL一束の解剖学的再建.大腿骨トンネルと脛骨トンネルの位置関係。 図6A ダイレーターによる脛骨トンネルの拡大.図6B 自家Nコード腱の伸展と解剖学的位置での固定。
図7A-B 大腿骨トンネルと脛骨トンネルの位置関係を示す術中顕微鏡ACLダブルビームによる解剖学的再構成図。 図7A ダイレーターを用いた脛骨トンネルの拡大図.図7B
前内側（AM）束と後外側（PL）束を.解剖学的位置で伸展・固定した移植片を用いて再建する。
Hussein 氏らは最近.281 名の患者を対象に.自家 N cord tendon を用いた ACL の解剖学的二重束再建と解剖学的一重束再建および従来の一重束再建の結果を平均 51.5 ヶ月の前向きの追跡調査で比較した Class I無作為化対照試験を発表しました。 解剖学的二重束再建は解剖学的一重束再建と比較して.前後弛緩（KT-1000関節動態試験）と回転弛緩（軸方向移動試験）を有意に改善し.この2つの領域では解剖学的一重束再建も従来の一重束再建より優れていました。
解剖学的二重束再建群は従来の一重束再建群に比べLysholm scoreのみが高く.解剖学的二重束再建群の患者の自己評価結果には解剖学的一重束再建群との有意差はなかった。 自家N腱を用いた解剖学的1本束再建と解剖学的2本束再建の結果を比較した別の前向き比較研究では.ACL脛骨停止部の測定サイズに基づいて術中に手術アプローチを決定した。 術後平均30ヶ月のフォローアップでは.Lysholmスコア.IKDC主観的膝スコア.KT-1000測定および軸方向移動試験のいずれにおいても.群間差は見られなかった。
これまでに発表された研究の大半は.ACL解剖学的一本化再建と二本化再建の間に患者の自己評価結果に差はないと結論付けているが.二つの手術方法の間には膝の弛緩の測定値に多少の差があるかもしれないが.二本化再建が優れた結果をもたらすと述べている。 また.患者さんの状態に応じて個別に選択すれば.一束再建でも二束再建でも.どちらの術式でも詳細な臨床結果が得られるという臨床的なエビデンスもあります。
ACL部分断裂に対する単包再建術の成績は.このページで頻繁に報告されています。 Adachiらは.ACL部分断裂に対する強化手術とACL完全断裂に対する再建手術を平均2.6年の追跡期間で比較し.強化手術の方が膝の安定性とポジションの認識性が優れていることを明らかにした。 最近のシステマティックレビューでは.強化手術を支持する現在の臨床エビデンスはやや弱いが.それでも有望であると結論づけています。
ACL再建後の生体内バイオメカニクス
In vivoでの膝のバイオメカニクスは.in vitroの「タイムゼロ」に制限されず.ACL再建後の機能回復を連続的に研究でき.ランニング.ジャンプ.階段昇降などの実際の体重を支える活動も含めることができます。
Georgoulisらは.従来のビデオモーション解析を用いて.表面マーカーを用いた再建ACLと健常膝を比較し.歩行時の両膝に有意差は見られなかったが.再建膝のみ脛骨内旋がより多く見られた。Tashmanらは.ダウンヒルランニング中のスタート段階における患者の膝の運動特性を.ダイナミックステレオラジオグラフィーアプローチを用いて評価した その結果.ACL再建膝は健常肢に比べ.外旋と内旋がより顕著であることがわかりました。
Abebeらは.biplane透視法とMRIを用いて.異なる静止位置での膝の機能を評価し.解剖学的位置での大腿骨トンネルの1束再建は.非解剖学的再建よりも膝の運動学に近いことを明らかにしました。 膝の運動特性は.より正常な膝に近いものとなった。
ACLアナトミカルダブルビーム再建膝と健常側脛骨大腿関節の走行初期および立位中間時の回転と変位をバイプレーンX線撮影法で比較した研究や.モデルベースのトラッキング手法で脛骨大腿関節の運動特性を評価した研究などがあります。 使用した方法にかかわらず.ACL解剖学的二重束再建後の運動指標には.健常側と比較して有意な差は見られなかった。 この結果は.膝の解剖学的二重束再建により.膝の機能を健常側と同程度に回復できる可能性を示唆していますが.解剖学的単束再建が解剖学的二重束再建と同様に正常な膝機能を得られるかどうかは.不明な点です。
ACL再建後の運動回復
ACL再建後の運動回復のタイミングは.様々な要因に影響されます。 Ardernらによる系統的レビューでは.5,770人の患者を含む48の研究を分析し.術後の平均追跡期間は41.5カ月で.その結果.82％の患者が運動レベルを改善し.63％が損傷前のレベルに戻り.44％のみが損傷前のレベルに戻った。 競技スポーツに参加できたのは44％に過ぎなかった。 運動レベルに戻れない主な理由は.患者さんが再負傷に対する恐怖心を抱いていることでした。
Brophyらは.スポーツ復帰したサッカー選手を調査し.高齢の女性選手よりも若い男性選手の方がスポーツ復帰しやすいことを明らかにした。 Smithらは.平均年齢21歳の77人の選手のスポーツ復帰を評価し.71％（55人）が術後12カ月で受傷前のスポーツレベルに復帰していることを明らかにした。 今後は.運動の種類.頻度.強度.持続時間によるスポーツからの回復の割合についても研究する必要があります。
ACL再建後のグラフト不全
ある研究では.ACL再建術と対側膝ACL損傷後のグラフト不全を分析しています。 Danish Knee Ligament Registryのデータでは.ACL再建術において大腿骨トンネルの前内側穿孔と経脛骨穿孔の使用が比較され.前者では後者（3.20%）より術後再置換率が高く.相対リスクは2.04（95%信頼区間1.39-2.99）であった。 ACL解剖学的再建は移植片の失敗のリスクが高く.移植片が解剖学的位置に近いほど失敗のリスクは高くなる可能性があります。
Boourkeらの最近の研究によると.ACL再建後の失敗率は骨-膝蓋腱-骨と自家製N-cord移植の両方で11％と高く.対側膝の二次性ACL断裂では最大13％であり.移植の種類は失敗率に影響しないことが判明した。 Shelbourne氏らは.自家骨-膝蓋腱-骨ACL再建術を受けた患者1415人を5年以上追跡調査し.若年齢と活動レベルが高いほど.両膝の損傷が増加することを明らかにした。
術後6ヶ月までの活動復帰は傷害のリスクを増加させず.術後の活動復帰までの平均期間は18歳未満の患者さんで4.6ヶ月であった。 インバン
Eckらの同型ACLの解剖学的再建の失敗率に関する前向き研究では.術後9ヶ月の時点で17％（13/27）が再断裂していた。 ACLグラフト不全に影響を与える要因について.今後さらなる分析が必要である。 現在入手可能なエビデンスに基づけば.スポーツ復帰までの時間とは無関係に.若年齢と高い活動レベルが再受傷の予測因子となる可能性があります。
ACL再建後の変形性関節症について
ACL再建後の変形性関節症の発症は.臨床的に大きな関心事である。liらは.シングルビームACLの非解剖学的再建後の変形性関節症の予測因子についてレトロスペクティブ分析を行い.少なくとも一つの間脳区画におけるKellgrenとLawrenceのX線学的症状を次のように分類している。
グレード2または少なくとも2つの間歇的なKellgrenとLawrenceのグレード1を変形性関節症と定義し.平均追跡期間は7.86年.全体の発生率は39%（96/249）であった。
変形性関節症発症の理想的な予測因子として.BMI.経過観察期間.半月板切除術の既往.グレード2以上の内側軟骨形成が挙げられた。 53）であったのに対し.N-cord muscle graft群では14％（7/51）であった（p=0.002）。
また.長期の追跡調査も数多く行われており.Oiestadらは.ACL再建単独群と半月板および／または軟骨の病変を合併した患者の膝の機能を10～15年にわたり.KellgrenとLawrenceによるX線評価で前向きに調査し.合併病変群の80％の患者において グレード2の関節腔狭窄は.複合病変群の80％に認められ.再建単独群の62％より有意に高い（p
= 0.008).
0.008）を示したが.変形性関節症の症状については両群間に有意差はなかった。 術後の膝蓋大腿関節炎は.これらの患者の26.5％（48/181）に認められ.高齢.症状の進行度.脛骨大腿関節炎の重症度.膝の機能制限の程度と関連していた。
また.Salmonらは.自家骨-膝蓋腱-骨移植によるACL再建術後13年目に.膝の弛緩と関節運動の制限が有意に増加し.関節の変性変化と半月板切除の関係について報告した。 ShelbourneとGrayは.手術時に他の膝の病変がなかった患者を10年以上追跡調査し.変形性膝関節症の発生率を2％としたのに対し.Lebelらによる同様の調査では8％であった。
術後に半月板や軟骨の損傷を受け.膝の動きが制限された症例では.変形性関節症の進行につながることが.現在では入手可能な証拠に基づいて一般的に認められているが.ACL再建時に他の関節病理がない症例の変形性関節症の発症率は.長期間のフォローアップを行っても低くなっている。 今後.ACL再建後の変形性関節症の原因や進行について.高度な画像診断法や関連バイオマーカーによる早期診断も含め.さらなる研究が必要である。
要約すると.急性ACL断裂の外科的治療は.若くて活動的な患者において非常に一般的であり.信頼性の高い結果をもたらす（表II）。 ダブルバンドルによる再建とシングルバンドルによる再建では.患者の自己評価による転帰に有意差はなかった。 患者の年齢と活動レベルは.スポーツ復帰と再受傷の効果的な予測因子であった。 また.ACL再建時に検出された半月板や軟骨の病理学的変化.術後の膝関節の運動制限.将来の骨関節の進行は相関していた。 ACL損傷の外科的管理について.患者関連の感度の高い指標を用いた.より説得力のある研究が今後必要である。