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倍と言われています。 ACLの外科的再建は.特に若くて活動的な患者さんが.スポーツを含む日常生活に復帰できるようにするためのものです。
米国だけでもACL再建手術にかかる費用は年間30億ドルと推定されており.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原発性ACL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たものである。
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して.前内側と後外側束大腿骨停止部の間にあるのが外側分岐部隆起である。
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°で最大張力となる。 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.膝の軸回旋が可能となる。 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の解剖学的構造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.術者が最善の策を講じるための参考となる。
ACL損傷の治療法
ACLの治療には.非外科的治療と外科的治療の両方があります。 急性ACL断裂に対する手術の決定は.様々な影響因子を考慮する必要があり.最終的な手術の選択肢は.患者の年齢.手術への期待.併存する傷害によって決定されます。 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。 ACL再建術の術後リハビリテーションも最終的な結果には重要ですが.この記事の焦点ではありません。
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損なわれる。 また.術前の患肢の大腿四頭筋の筋力が健側の90％以上の場合.術前の筋力が健側の75％以下の場合に比べ.術後2年後の筋力が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.まず術中に特定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。 一束のACL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す。 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。 アメリカとは対照的に.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.二重束の解剖学的構造を理解することは.ACL対の解剖学的再建を行う外科医にとって重要である。 ダブルビーム再建術は比較的複雑なため.シングルビーム再建術とダブルビーム再建術のどちらを使うかは.術者がダブルビーム再建術に慣れているかどうかに加え.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。 脛骨停止の解剖学的なばらつきも考慮しなければならない要素の一つで.顕微鏡で測定したときに前十字靭帯の脛骨停止が14mm以下であれば.ダブルビーム再建を行うことは困難である。 このほか.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.一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。
関節鏡スケールを用いて矢状位での脛骨停止部のサイズを測定し.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再建によく用いられる移植片には.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以下の症例では.8mmより大きい症例に比べて術後の早期再置換率が著しく高いと結論付けている。 ドナー部の症状や審美的な要求を心配する初診の患者さんには.同種移植片の使用が検討されることがあります。 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.移植片を用いたACL再建は.早期スポーツ復帰を希望する若い患者の失敗率が高くなる可能性があることが示唆されているものもあります。
現在使用されている再建用ACL移植片の利点と欠点
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.レスリングスポーツ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.正確なトンネルの位置決めが不可欠です。 骨トンネルが解剖学的に配置されていない場合.膝の動きが制限され.動的荷重時に膝の異常な回転を許すことがあることが分かっています。 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のシングルビーム再建に理想的な骨トンネルの位置には大きな違いがあることがわかりました。 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上の大腿骨の長軸に基づいて大腿骨トンネルの角度を測定する方法を記載しており.その角度が32.7度未満であれば.非解剖学的である可能性が高いとされています。 また.術前術後のMRIとの比較により.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ます。 管路の位置を評価するためのゴールドスタンダードは.依然として3D CTスキャンです。Meuffelらは.大腿骨および脛骨の管路を評価するのに最も信頼できることを実証しましたが.最終的に再手術が必要となる膝には特に有用です。
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。 2年後のフォローアップでは.平均膝損傷および変形性関節症スコア（KOOS4）はACL早期再建群39.2.ACL遅延再建群39.4であった（p=0.96）。 再建手術遅延群では.半月板手術の実施割合が再建手術早期群に比べ有意に高いことが示された。 今回報告された最新の5年間の結果でも.同様の傾向が見られました。 再建遅延群では.合計30名（51％）がACL手術を受けた。 そのため.急性ACL断裂には.手術以外の治療が有効な選択肢に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よく知られており.Tiamklangらは.成人患者における単包再建と二重包再建の成績を比較した17の無作為化および半無作為化対照臨床試験のCochrane系統的レビューを行っている。 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関節運動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示した。 同時に.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。
Husseinらは最近.自家N腱を用いた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比較するクラスI無作為化比較試験を発表し.合計281名の患者を平均51.5ヶ月間前向きに追跡調査しました。 解剖学的二重束再建は解剖学的単束再建と比較して.前後弛緩（KT-1000関節運動学的試験）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単束再建も従来の単束再建より優れていることが示された。
解剖学的二重束再建群ではLysholmスコアのみが従来の一重束再建群より高く.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。 別の前向き比較研究では.自家N腱の解剖学的1本束再建と.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解剖学的2本束再建の結果が比較されました。 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測定値.軸方向移動試験において.群間差は認められなかった。
これまでに発表された研究の大半は.ACL解剖学的一包化再建とbundle再建の間で患者の自己評価結果に差はないと結論付けているが.2つの手術アプローチ間で膝の弛緩の測定値に多少の差があり.bundle再建が優れた結果をもたらす可能性があるとしている。 また.1束再建.2束再建にかかわらず.患者さんに合わせた選択をすれば.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位置の認識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
生体内での膝のバイオメカニクスは.in vitroのタイムゼロの制限を受けず.ACL再建後の機能回復を連続的に研究することも可能で.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まれます。
Georgoulisらは.表面マーカーと従来のビデオ動作解析を用いて.再建されたACLと健常な膝を比較した。 その結果.再建膝の外旋は健常肢に比べ.ACLで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類似している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の運動学的特性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達成でき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.合計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.動作の改善は82％.損傷前のレベルへの復帰は63％.損傷前のレベルへの復帰はわずか44％という結果であった。 競技スポーツに参加できたのは44%に過ぎなかった。 回復しない最大の理由は.再起不能の恐怖にあった。
Brophyらは.スポーツに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戻っていることを明らかにした。 今後は.スポーツからの回復の割合について.運動の種類.頻度.強度.持続時間などによる研究も必要です。
ACL再建後のグラフト不全
ACL再建術と対側膝ACL損傷後のグラフト不全を分析した研究がある。 Danish Knee Ligament Registryのデータでは.ACL再建術の際に大腿骨トンネルの前内側へのドリリングと経脛骨へのドリリングを比較し.前者では後者（3.20%）よりも術後の再手術率が高く.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らは.自家骨-膝蓋腱-骨によるACL再建を行った1415人の患者を5年以上追跡調査し.若年で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.18歳未満の患者は術後の活動復帰に平均4.6ヶ月を要した。 van Eckらによる同種移植ACL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）の患者に再断裂が見られたという。 今後.ACL移植片の失敗に影響を与える要因のさらなる分析が必要である。 現在までに得られている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
シングルビームACL非解剖学的再建後の変形性関節症の予測因子に関するレトロスペクティブ分析において.Li氏らは.変形性関節症を.少なくとも1区画でKellgren and Lawrenceグレード2.または少なくとも2区画でKellgren and Lawrenceグレード1という放射線学的提示と定義した。 変形性関節症.平均追跡期間7.86年.全罹患率39%（96/249）。
変形性関節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。 7年間の追跡調査において.骨-膝蓋腱-骨移植群の変形性関節症の発生率は45％（24/53）であったのに対し.N-cord筋移植群では14％（7/51）であった（p=0.002)。
Oiestadらは.ACL再建単独群と半月板・軟骨の複合病変を有する患者を対象に.10～15年にわたり.KellgrenとLawrenceによる放射線学的評価を用いて膝の機能を前向きに検討し.複合病変群の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.再建群のみの62％より有意に高かったが（p＝0.008）.変形性関節症の症状に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.脛骨大腿関節炎の重症度.膝の機能制限と関連していた。
また.Salmonらは.自家骨-膝蓋腱-骨移植によるACL再建術の13年後に.膝の弛緩と関節運動の制限が有意に増加し.退行性関節変化と半月板切除の関係について報告しています。 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％としたが.Lebelらの同様の研究では8％とした。
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ということです。 ダブルビームとシングルビームによる再建では.患者の自己評価による結果に有意差はない。 患者の年齢と活動レベルは.スポーツ復帰と再受傷の有効な予測因子である。 現在入手可能なデータによると.スポーツ復帰までの時間は再建したACLの再損傷とは関係ない可能性がある。ACL再建時に検出された半月板や軟骨の病的変化.術後の膝の動きの制限.将来の骨関節の進行は関連している。 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。