変形性膝関節症の成因と治療に関する研究
著者
杉田 健彦
雑誌名
東北医学雑誌
巻
129
号
2
ページ
175-180
発行年
2017-12
URL
http://hdl.handle.net/10097/00128765
―
髙橋記念賞受賞記念講演
― 2017年 5 月 20 日 : 勝山館変形性膝関節症の成因と治療に関する研究
本間記念東北整形外科・東北歯科 杉 田 健 彦 略 歴 1979年 3 月 東北大学医学部卒業 1979年 4 月 東北大学医学部整形外科研修医 1979年 10 月 秋田県厚生連由利組合総合病院整形外科 1981年 11 月 東北労災病院整形外科 1985年 9 月 東北大学医学部整形外科助手 1986年 2 月 東北労災病院整形外科 1989年 4 月 東北大学医学部整形外科講師 1989年 7 月 国立水戸病院整形外科医長 1992年 7 月 東北大学医学部整形外科講師1996年 8 月 Royal National Orthopaedic Hospital （London）留学 2002年 7 月 東北大学医学部整形外科助教授
2004年 9 月 仙台整形外科病院副院長 2005年 9 月 本間記念東北整形外科副院長 2006年 9 月 本間記念仙台北整形外科院長
176
―
髙橋記念賞受賞記念講演
―変形性膝関節症の成因と治療に関する研究
Pathogenesis and Treatment of Knee Osteoarthritis
杉 田 健 彦 本間記念東北整形外科・東北歯科 1. なぜ今，変形性膝関節症（OA）か 超高齢社会において，健康寿命の延伸ということが 国を挙げての大きな課題になっている．健康寿命を損 なう原因として，骨折，関節疾患などの整形外科疾患 が 4 人あるいは 5 人に 1 人になっており，この中の関 節疾患は，高齢者の場合はほとんどが膝 OA と考えら れることから，要支援あるいは要介護の 10 人に 1 人 は，膝 OA と言ってもいいと思われる．さらに，症状 を有する膝 OA 患者は約 800 万人と言われており，膝 OAはいまや国民病と言っても過言ではないという状 況になっている． 2. 変形性膝関節症の成因に関する研究 OAによる変形が高度になり，かつ疼痛が強い場合 には，最終的に人工膝関節置換術（TKA）が選択され る．自分で TKA を行うようになった昭和 60 年頃，膝 内側の関節軟骨が消失したために，レントゲンでは関 節裂隙は完全に閉じているにもかかわらず，内側半月 板は結構残存していることに気づいた（図 1）．この 現象を説明するには，内側半月板は関節の外側に逸脱 していると考えるしかないわけで，これを radial dis-placementとして記載し，さらに radial displacement が関節裂隙の狭小化に先行して起こっている可能性を 報告した1）．そこから，radial displacement の原因が分 かれば OA の成因にかなり迫れるのではないかと考え た．その後，radial displacement の原因として内側半 月板前角の付着形態が関与していると考えるようにな り，東北整形において，OA に対する 225 例の TKA 手術中に内側半月板前角付着位置を観察した．これを 当院の佐々木啓先生にまとめてもらい，OA の成因と 関連付けて報告した2）． OAのほとんどは内側の関節裂隙が狭小化する内側 型 OA である．外側関節裂隙は狭小化しておらず（図 1），TKA 時の切除骨矢状断面の軟 X 線像をみると， 関節軟骨は良く残存していることが多い．東北整形で の 34 例の TKA 時に採取した大腿骨外側顆部と外側脛 骨プラトーの観察から，約 20% の症例で関節軟骨内 に骨が形成されている所見がみられた（図 2）．骨形 成部の軟骨は当然薄くなっているので，荷重時には軟 骨変性は進みやすいと考えられる．また，内側の軟骨 残存部にも同様な骨形成がみられたことから，関節軟 骨内に形成された骨化も OA の成因の 1 つになり得る のではないかと考え報告した3）．さらに，10 歳男児の 大腿骨内側顆部の関節軟骨内にも骨形成がみられた症 例があり 1 例報告した4）． OAの成因とともに，現在の OA が進行性であるか 否かという予後を予測することも重要である．近年 図 1. 人工膝関節置換術を行うような内側型変形性膝 関節症では，内側関節裂隙は消失しているが内側半月 板は残存していた．外側関節裂隙は狭小化していない． 図 2. 関節軟骨内に骨形成がみられた．
OAの進行度を他覚的に評価するツールとして，MRI で見られる bone marrow lesion（骨髄病変）の有無（図 3）が広く用いられている．すなわち，bone marrow lesion のある症例では，症状あるいは痛みが強くかつ 進行しやすいと考えられている．しかしながら，bone marrow lesionの 組 織 学 的 研 究 は 驚 く ほ ど 少 な く， bone marrow lesionが骨髄内のどのような変化を反映 しているのかの詳細は不明であったため，bone mar-row lesionあり，なしでの組織像の違いを検討した5）．
関節軟骨が消失して軟骨下骨が露出していても，bone marrow lesionがみられない症例では，軟骨下骨板が 著明に肥厚し，脂肪髄と骨梁は正常に保たれていた（図 4）．一方 bone marrow lesion がみられる症例では，露 出した軟骨下骨板は薄いか連続性が絶たれており，骨 梁は肥厚し脂肪髄は fibrous あるいは fibrovascular tis-sueで置換されていた．さらに，硝子軟骨が表層ばか りでなく深部にまでみられるなど，組織学的には非常
に多彩な像を呈していた（図 5）．これらのことから， 「bone marrow lesion のある症例では，症状あるいは痛
みが強くかつ進行しやすい」という知見は，露出した 軟骨下骨板が薄いか連続性が絶たれ脆弱になってい る，ということで説明できるのではないかと考えてい る． 3. 変形性膝関節症の治療，特に人工膝関節 置換術（TKA）に関する研究 全国的に TKA 症例は右肩上がりに増えており，今 では年間約 8 万例行われている．当院では年間 200 -250例で，宮城県内では最も多い症例数になっている． ここでは TKA に関する臨床研究について述べる． 膝窩筋腱に関して述べる．膝窩筋腱は，外側側副靭 帯とともに膝の後外側支持機構として重要であるが， TKA手術においてはほとんど注目されていなかった． 以前から，TKA 時に膝窩筋腱大腿骨付着部が切離さ
図 4. Bone marrow lesion がみられない症例では，軟 骨下骨が露出していても，軟骨下骨板が著明に肥厚し， 脂肪髄と骨梁は正常に保たれていた．
図 3. MRI で見られる bone marrow lesion （BML）（骨 髄病変）の有無．
図 5. Bone marrow lesion がみられる症例では，露出 した軟骨下骨板は薄いか連続性が絶たれており，骨梁 は肥厚し脂肪髄は fibrous あるいは fibrovascular tissue で置換されていた．硝子軟骨が表層ばかりでなく深部 にまでみられた．
178 杉田 ─ 変形性膝関節症の成因と治療に関する研究 れることが気になっていたので，実際の手術時に 50 例についてまとめて報告した6）．大腿骨遠位の骨切り の際に，約半数 （44.0%）の症例で部分的に，あるい は完全に切離されていた．次に東北大学の高橋敦先生 が，21 例の cadaver knee を用いた観察から，30-40% の膝で膝窩筋腱大腿骨付着部は手術手技に関わりなく 切れてしまうものがあるということを明らかにしてく れた7）．さらに，当院の 275 TKA のデータを東北大 学大学院の秋貴史先生にまとめてもらった．275 膝の うち 143 膝 （52.0%）で，部分的，あるいは完全に切 離されており（図 6），切離の危険因子は低身長，大 腿骨遠位骨切り厚であることを示すことができた8）． 今後の課題として，膝窩筋腱切離が術後成績に影響を 与えるか否かを臨床的に示すことが必要であると考え ており，現在経過観察を継続している． TKAの際には脛骨関節面を脛骨骨軸に直角に骨切 りし，その骨切り面に脛骨のコンポーネントを設置す る．この骨切り面は決して内外対称ではないのである が，実際のコンポーネントはほとんどが内外対称に作 られている（図 7）．そこで，どの程度非対称である のかを知るために術中に骨切り面を計測した．この データを当院の宮武尚久先生にまとめてもらい報告し た9）．内側前後径が外側前後径より有意に長く（内外 前後径の差は平均 4.8 mm），脛骨骨切り面は内外非対 称であることを示すことができた．現在使われている 人工関節はほとんどが外国製であり，将来日本人に 合った人工関節デザインを考える場合の基礎データに はなるだろうと考えている． 変形が高度な症例に TKA を行う時に，脛骨内側に 図 6. 人工膝関節置換術が行われた 275 膝のうち 143 膝 （52.0%）で，膝窩筋腱大腿骨付着部は，部分的ある いは完全に切離されていた． 図 7. 人工膝関節置換術時の脛骨骨切り面は内外対称 ではないが，実際の脛骨コンポーネントはほとんどが 内外対称に作られている．
大きな骨欠損が生ずる場合がある．教科書的には，10 mm以上の欠損に対しては金属部品で補填することが 推奨されており，世界的にも一般に行われている．こ れに対し，将来的な再置換術に備えて可能な限り骨を 温存する必要があると考え，自家骨移植で対処するこ とにこだわってきた（図 8）．1997 年以降 10 mm 以上 の骨欠損例だけでも 74 例あり，これを 2 度にわたっ て報告してきた10,11）．骨移植後に懸念される移植骨の 圧壊はなく，脛骨コンポーネントの緩みも生じていな い．レントゲンでは 1-2年のうちに移植部に骨梁を認 め，生着も確認できている．本法は，骨を温存できる ばかりでなく，特別な器具の必要もないため簡便でか つ経済的であるという利点も有している． TKA術後には患者の QOL を評価することも必要で ある．QOL 評価の報告は国内外で数多くみられるが， ほとんどすべてが片側 TKA 症例を対象にしたもので ある．これに対し私たちは，両側性に罹患することが 多 い OA に 対 す る TKA 術 後 の QOL 評 価 は， 両 側 TKA後の方がより適していると考え，両側 TKA 後の 症例に注目して評価を行ってきた．QOL は片側 TKA 後にも有意に改善するが，両側 TKA 後 1 年ではさら に有意に改善し，その改善は両側 TKA 後 3 年まで維 持されていた12）．最近の検討で QOL の改善は 5 年後 も維持されており，さらに，5 年後に 80 歳を超える 群でも，平均年齢で 8.3 歳の差があるにもかかわらず， 80歳以下の群と同様に QOL の改善は維持されている ことが明らかになった． 最後に稿を終えるにあたり，これまでご指導いただ いた諸先輩，そして一緒に膝に関わってくれた仲間た ちに深謝する． 文 献
1） Sugita, T., Kawamata, T., Ohnuma, M., et al. （2001）
Radial displacement of the medial meniscus in varus osteoarthritis of the knee. Clin. Orthop., 387, 171 -177.
2） Sasaki, A., Sugita, T., Aizawa, T., et al. （2017） Evalu-ation of the size and position of the insertion of the anterior medial meniscus root in varus osteoarthritic knees. Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc., 25, 362-367.
3） Sugita, T., Aizawa, T., Kawamata, T., et al. （2013） Bone formation within the articular cartilage of the lat-eral compartment of varus osteoarthritic knees. J.
Orthop. Sci., 18, 543-546.
4） Hatta, T., Sugita, T., Aizawa, T., et al. （2011） Bone island within the articular cartilage of the knee in a child : a rare condition for early
osteoarthritis. Ortho-pedic. Reviews, 3, e5.
5） Sugita, T., Kawamata, T., Aizawa, T., et al. （2014） Histological Findings of Bone Marrow Lesions on Mag-netic Resonance Images in Patients with Varus Knee Osteoarthritis. Open Journal of Orthopedics, 4, 327 -334.
6） 杉田健彦，日下 仁，小暮敦史ほか（2010） 人工 膝関節置換術における膝窩筋腱切離例の検討．東日 本整災会誌，22, 29-32.
7） Takahashi, A., Sugita, T., Aizawa, T., et al. （2015） Potential risk of excising the femoral insertion of the popliteus tendon during primary total knee arthr-oplasty : a biometric study. J. Orthop. Sci., 20, 1030 -1035.
8） Aki, T., Sugita, T., Takahashi, A., et al. （2016） Femo-ral footprint of the popliteus tendon may be at the risk of damage during total knee arthroplasty. Knee Surg.
Sports Traumatol. Arthrosc., Doi : 10.1007/s00167-016 -4177-z.
9） Miyatake, N., Sugita, T., Aizawa, T., et al. （2016） Comparison of intraoperative anthropometric measure-ments of the proximal tibia and tibial component in total knee arthroplasty. J. Orthop. Sci., 21, 635-639. 10） Sugita, T., Aizawa, T., Sasaki, A., et al.
（2015） Autolo-gous morselised bone grafting for medial tibial defects in total knee arthroplasty. J. Orthop. Surg., 23, 185 -189.
180 杉田 ─ 変形性膝関節症の成因と治療に関する研究
11） Sugita, T., Aizawa, T., Miyatake, N., et al. （2017） Pre-liminary results of managing large medial tibial defects in primary total knee arthroplasty : autogenous morselized bone graft. Int. Orthop., 41, 931-937. 12） Sugita, T., Kikuchi, Y., Aizawa, T., et al.
（2015） Qual-ity of life after bilateral total knee arthroplasty deter-mined by a 3-year longitudinal evaluation using the Japanese Knee Osteoarthritis Measure. J. Orthop.
