変形性関節症の診断：関節鏡検査

今日、変形性関節症の治療は主に症状の改善、特に疼痛緩和を目的としています。現在、変形性関節症の経過を変化させる薬剤の開発が進められており、関節の変化を予防、遅延、さらには退縮させることさえ可能です。こうした研究では、治療効果を明確に評価するために、関節の変化に関する標準化された再現可能な評価が必要です。これは主に、関節軟骨の量、完全性、および/または質の評価に関係します。

近年、関節鏡検査は、変形性関節症の早期診断法として注目されています。これは、関節鏡検査では、X線画像上で疾患の徴候が認められない場合であっても、前述の軟骨の変化を検出できるためです。例えば、膝関節に適用した場合、この方法は関節の6つの表面を直接、拡大観察しながら観察することができ、軟骨損傷に関してX線検査やMRIよりも感度が高いことが知られています。関節鏡検査の利点により、この方法は関節軟骨の状態を評価するための「ゴールドスタンダード」とみなされています。これらの利点を考慮し、一部の研究者はこの手法を「軟骨鏡（chondroscopy）」と呼んでいます。直接観察により、滑膜や滑膜炎の重症度を評価することができ、また、変形性関節症の変化が断片的であることが多い膝関節前部において特に重要な標的生検も行うことができます。

今日の関節鏡検査の主な問題としては、侵襲性、変形性関節症の軟骨症に対する標準化された評価システムが十分に開発されていないこと、関節軟骨表面の視覚化の統一に関する推奨事項などが挙げられます。

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関節鏡検査技術

治療目的で行われる関節鏡検査は、多くの場合、全身麻酔または脊髄麻酔下で行われますが、診断用の関節鏡検査は、より安全で、よりアクセスしやすく、より安価な局所（皮下または関節内）麻酔下で行うことができます。E. Eriksson ら (1986) は、さまざまな関節鏡検査技術の結果を比較した際に、約 77% の患者が局所麻酔または脊髄麻酔下での検査に満足し、97% が全身麻酔下での検査に満足していることを発見しました。PM Blackburn ら (1994) は、検査した 16 人の患者全員において、局所麻酔下で行われた関節鏡検査の忍容性が膝関節の MRI に匹敵することを発見し、そのうち 8 人が関節鏡検査、2 人が MRI、6 人が両方の検査の忍容性が同等に良好であると報告しました。

X. Ayralら（1993年）による前向き研究では、84名の患者が局所麻酔下で軟骨鏡検査を受け、忍容性は患者の62%が「良好」、28%が「非常に良好」と評価されました。これらの患者のうち25%は全く痛みを感じず、75%は検査中または検査直後に軽度の痛みを訴えました。関節鏡検査後の日常的な運動活動は、患者の79%で困難でした（最大1日 - 44%、最大2日 - 55%、最大1週間 - 79%）。軟骨鏡検査後1ヶ月目までに、患者の82%が症状の改善を報告しました。

JB McGintyn RA Matza (1978) は、全身麻酔または局所麻酔下で実施された関節鏡検査の診断精度を、関節切開による関節鏡検査後の観察を用いて評価しました。その結果、局所麻酔下で実施された関節鏡検査の精度は、全身麻酔下（91%）よりも局所麻酔下（95%）でわずかに高いことが示されました。しかし、経験豊富な関節鏡医であっても、局所麻酔下での関節鏡検査にはより多くの訓練が必要であることを強調しておく必要があります。

小さなガラスレンズを備えた関節鏡

膝関節鏡検査は、4mmガラスレンズと5.5mmトロカールを備えた関節鏡を用いて行われることが多い。靭帯拘縮や局所麻酔による筋緊張が残存している患者の場合、標準的な関節鏡（4mm）では後脛骨大腿関節に到達できないことがある。2.7mmレンズを備えた関節鏡は、標準的な関節鏡と同等の視野を有し、ほとんどの場合、関節の全区画を検査することができる。2.7mm関節鏡による膝関節への持続的な灌流は、関節内の血液や様々な粒子を除去し、観察のための明瞭な視野を確保するのに十分である。技術的には、25～30°の視野であれば、より広く良好な視野が得られる。より細い直径（1.8mm）の光ファイバー関節鏡は、切開ではなく穿刺孔から関節内に挿入できますが、視野が狭いこと、ファイバーに沿った画像転送と灌流不良により画像が暗く粗くなっていること、光ファイバーが曲がったり破損したりしやすいため直接画像しか得られないことなど、いくつかの欠点があります。これらの著者らによると、このような関節鏡の感度は、標準的な関節鏡と比較して、軟骨欠損の検出において89%、滑膜欠損の検出においては71%です。

X. Ayralら（1993年）による前向きオープン非対照試験の結果は、軟骨鏡検査後1ヶ月で患者の82%の健康状態の改善を示しました。検査中に行われる関節腔洗浄（通常は等張塩化ナトリウム溶液約1リットル）は、関節症候群の症状の臨床的改善をもたらすと考えられており、対照試験のデータによって確認されており、この侵襲的な処置による潜在的な有害性を排除します。

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変形性関節症における軟骨損傷の重症度の関節鏡評価

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伝統的な分類システム

変形性関節症における関節軟骨損傷の動態、特に治療の影響を評価するには、病変の深さ、大きさ、局在という3つの主要なパラメータを提供する定量的な評価システムが必要です。現在、様々な関節鏡検査による分類システムが知られています。

いくつかの分類システムでは、関節軟骨損傷の深さのみを考慮し、軟骨表面に関する定性的な情報を提供するものの、軟骨損傷の記録に関する定量的なアプローチは提供していません。他のシステムでは、最も重篤な関節表面軟骨症の深さと大きさの両方を単一の記述カテゴリーとして考慮していますが、多くの矛盾が見られます。以下に、これらの分類システムについて簡単に説明します。

RE Outerbridge (1961) が提唱した分類システムでは、軟骨損傷を次の程度に分類しています。

• グレード I - ひび割れのない軟骨の軟化と腫れ（真性軟骨軟化症）
• II - 軟骨の断片化および直径0.5インチ以下の亀裂の形成。
• III - 軟骨の断片化および直径0.5インチを超える亀裂の形成。
• IV - 軟骨下骨を含む軟骨の侵食。

グレードIIとグレードIIIは同じ深さで、その大きさも記載されているのに対し、グレードIとグレードIVは詳細な評価がされていないことは明らかです。さらに、グレードIIとグレードIIIのひび割れの大きさは一定ではありません。

RP Ficatら（1979）は、軟骨損傷を閉鎖性軟骨軟化症と開放性軟骨軟化症に分類しました。閉鎖性軟骨軟化症（グレードI）は真の軟骨軟化症（軟化と腫脹）を表し、開放性軟骨軟化症（グレードII）は開放性（亀裂を伴う）軟骨症を表します。この分類によれば、グレードIの損傷は1 cm2の^面積から始まり、徐々にあらゆる方向に広がります。この記述は、軟骨表面積の全体的影響に関する問題に矛盾を生じさせます。グレードIIには、浅裂、深裂、そして軟骨下骨への損傷という3つの異なる深さの軟骨症が含まれますが、その大きさは特定されていません。したがって、この分類では、関節軟骨の破壊の程度を正確に定量的に評価することはできません。

関節軟骨損傷の関節鏡評価における分類システムの特徴

G. ベントリー、J. ダウド、1984

著者	関節軟骨表面の説明	直径	ローカリゼーション
REアウターリッジ、1961年	I - 肥厚と腫れ	I - 説明なし	最も頻繁に膝蓋骨の内側表面から始まり、その後「鏡のように」大腿骨顆の顆間領域の外側表面、大腿骨の内側顆の上縁に広がります。
	II - 断片化と亀裂形成	II - 0.5インチ未満
	III - 破砕と亀裂形成	III - 0.5インチ以上
	IV - 軟骨および軟骨下骨の侵食	IV - 説明なし
SWカッセルズ、1978年	I - 軟骨の表層びらん	I-1cm以下	膝蓋骨と大腿骨の前面
	II - 軟骨のより深い侵食	II -1～2cm
	III - 軟骨が完全に侵食され、軟骨下骨が侵されている	III - 2～4 cm
	IV - 関節軟骨が完全に破壊される	IV - 「広域」
RPフロート他 1979	I - 閉鎖性軟骨軟化症。肉眼的には単純な肥厚（単純な水疱）、表面は無傷、重症度は単純な肥厚から「深部浮腫」まで様々、弾力性の低下	I - 1 cm、その後病変はあらゆる方向に徐々に広がる	側面
	II - 開放性軟骨軟化症： A) 亀裂 - 単一または複数、比較的浅いまたは軟骨下骨まで広がる B) 潰瘍 - 軟骨下骨を含む軟骨質の局所的な「喪失」。骨表面は「磨かれた」ように見える（骨の象牙化）。 軟骨硬化 - 軟骨が過度に圧縮され、圧縮不可能になる。	II - 説明なし	内側表面（関節関係の2°以上の違反）
	軟骨の「断片」の形成 - 複数の断片が、軟骨下骨まで達する深い亀裂によって互いに分離している。表面的な変化 - 軟骨の擦り切れ、関節運動の軸に沿って縦溝が明瞭に形成される。	局所的ではないが、接触領域全体が影響を受ける	内側表面と遠位表面を分ける隆起部を中心に
J. ベギン、B. ロッカー、1983	I - 軟化、膨張 II - 表面のひび割れ III - 軟骨下骨まで達する深い亀裂 IV - 軟骨下骨の障害	説明がありません	説明がありません
JNInsall、1984年	I - 軟骨の腫れと軟化（閉鎖性軟骨軟化症） II - 軟骨下骨まで達する深い亀裂 III - 剥離 IV - 軟骨下骨の侵食性変化および侵食（変形性関節症）	説明がありません	I-IV：膝蓋骨稜の中心が膝蓋骨の内側面と外側面に均等に広がる。IV：大腿骨の反対側または「鏡面」面も侵される。膝蓋骨の上部と下部の3分の1は軽度に損傷することが多く、大腿骨は軽度に侵される。
I - ほつれやひび割れ	I - 0.5 cm未満	膝蓋骨の内側と外側の接合部で最も多くみられる
II - ほつれまたはひび割れ	II - 0.5～1cm
III - ほつれまたはひび割れ	III -1～2 cm
IV - 軟骨下骨の関与の有無にかかわらず層状剥離	IV - 2cm以上

G. Bently、J. Dowd (1984) が提唱した分類では、I度、II度、III度はいずれも同じ特徴（線維化または亀裂形成）を示し、病変の直径に基づいて分類されています。真の軟骨軟化症については言及されていません。IV度は、軟骨軟化症の深さの異なる2つの段階、すなわち線維化の有無（軟骨下骨への浸潤の有無）に対応し、その大きさは2cm以上です。そこで当然の疑問が生じます。直径2cm未満の軟骨下骨への浸潤は、どの段階の病変に該当するのでしょうか？

SW Cassels (1978) は、病変の直径（センチメートル）と相対的な深さを評価しました。当初、病変の深さが小さいほど直径も小さいと仮定しました。この場合、関節面全体にわたる浅い病変はどの程度に相当するのでしょうか？

したがって、上記のシステムでは、軟骨損傷の深さ、大きさ、および位置に関する十分な情報が得られません。さらに、スコアリングシステムは、膝関節全体と、膝蓋大腿骨、内側、外側脛骨大腿骨の3つのコンパートメントそれぞれに適用できる必要があります。しかしながら、定量的な関節マッピングがなければ、特定の関節面外における軟骨症の位置の記述は定性的なものにとどまります。

現代の分類システム

1989 年に、FR Noyes と CL Stabler は、関節軟骨損傷の独自の等級分けシステムを提案しました。彼らは、関節面 (軟骨/軟骨下骨)、損傷の深さ、損傷の直径と位置の説明を分けました。著者らは、関節面損傷の 3 つの程度を区別しています。グレード 1 - 関節面は無傷です。グレード 2 - 関節面が損傷しており、開放性損傷です。グレード 3 - 骨の関与があります。これらの各程度は、損傷の深さに応じてタイプ A または B に分けられます。グレード 1 は軟骨軟化症を意味します。タイプ 1A は、関節軟骨の中程度の軟化に相当します。タイプ 1B - 関節面の腫脹を伴う著しい軟化です。グレード 2 は、目に見える骨の関与のない関節面の破壊が特徴です。タイプ 2A の病変には、表面の亀裂 (軟骨の厚さの半分未満) が含まれます。タイプ2B - 厚さの半分以上（骨に達する深い亀裂）。グレード3は骨への侵食を示します。タイプ3Aは正常な骨の輪郭が保たれていることを示唆し、タイプ3Bは骨表面の空洞化または侵食を示します。検出されたすべての病変は膝関節図に印が付けられ、検査者は専用の目盛り付き「フック」を用いてそれぞれの直径をミリメートル単位で推定します。病変の直径と深さに応じて、ポイントスケールを用いて各関節部位の軟骨症の重症度を定量化し、最終的に総関節数を算出します。

FR Noyes、CL Stabler システムは、研究者が軟骨症を定量化する最初の試みであったため、欠点がないわけではありません。

• 膝の図では、すべての軟骨損傷は完全な円で表され、その直径は目盛り付きの「フック」で示されます。しかし、これはサイズを推定する客観的な方法とは言えません。なぜなら、ほとんどの軟骨損傷は厳密には円形ではなく、楕円形であったり、明確な形状をしていないことが多いからです。さらに、軟骨の変性変化は、最も深い損傷が中央にあり、その周囲を浅い軟骨損傷領域が取り囲むような形状を呈することがよくあります。この「周囲の損傷」は冠状であるため、直径を当てはめることはできません。
• 直径10mm未満の病変は臨床的に重要とはみなされず、この技術の感度が低下します。塩基性薬剤の効果をモニタリングする際には、たとえ小さな病変であっても、すべて記録する必要があります。
• 軟骨病変の深さと直径の両方を評価するためのポイントスケールは恣意的であり、統計的手法や臨床評価、およびこれらの病変の重症度の考慮に基づいていません。

軟骨症の関節鏡評価の最新の提案方法は、H. Auga1 と共著者 (1993、1994)、M. Dougados と共著者 (1994) によって提案されました。

最初の方法は、検者による軟骨症の主観的全体的評価に基づいています。これは100mmの視覚的アナログスケール（VAS）に基づいており、「0」は軟骨症なし、「100」は最も重度の軟骨症を表します。膝関節面（膝蓋骨、滑車、内側顆と外側顆、内側脛骨プラトーと外側脛骨プラトー）ごとに1つのVASが使用されます。膝関節の3つのコンパートメントごとにVASスコアが得られ、関節コンパートメントの対応する2つの関節面のVASスコアの平均値が算出されます。

2 番目の方法はより客観的であり、既存のすべての軟骨損傷の位置、深さ、および大きさの段階分けを示す膝関節の関節図を含む分析的アプローチに基づいています。

ローカリゼーション

この手法には、膝蓋骨、ブロック（顆間窩）、内側顆と外側顆（個別）、脛骨の内側プラトーと外側プラトー（個別）の 6 つの判定ゾーンが含まれます。

深さ

このシステムは、フランスの関節鏡専門医 J. Beguin、B. Locker (1983) が提唱した軟骨症の分類に基づいており、軟骨損傷の程度を 4 つに分類しています。

• グレード 0 - 正常な軟骨;
• グレード I - 軟化を伴うまたは伴わない浮腫を含む軟化軟化症。FR Noyes、CL Stabler (1989) によればグレード 1、タイプ A およびタイプ B に相当する可能性がある。
• グレードII - 軟骨に単発または複数の表層亀裂があり、表面が「ベルベットのような」外観を呈しています。このグレードには表層びらんも含まれます。亀裂やびらんは軟骨下骨の表面には達していません。グレード2Apo FR Noyes, CL Stabler, 1989（すなわち、病変が軟骨の厚さの半分未満を占める）に相当する可能性があります。
• グレードIII - 軟骨表面に深い亀裂があり、軟骨下骨まで達しています。直接観察することはできませんが、関節鏡プローブで確認することができます。グレードIIIは、「サメの口」のような形状、または単一の深い亀裂によって形成された軟骨片、複数の深い裂傷によって形成された「カニの肉」のような形状を呈する場合があります。グレードIIIには、軟骨の深い潰瘍も含まれ、薄い軟骨層で覆われたクレーターを形成します。FR Noyes、CL Stabler（1989）によれば、グレード2Bに相当する場合があります（つまり、病変が軟骨の厚さの半分以上を占める）。

膝関節の変形性関節症では、関節軟骨の破壊がさまざまな重症度の組み合わせとして現れることが多く、最も重度の損傷領域がそれほど重度ではない損傷領域に囲まれています。

統一された軟骨症スコアを作成するために、ロジスティック重回帰を用いた多変量解析が行われた。この解析では、従属変数としてVASを用いた調査員による軟骨症の総合評価、独立変数として病変の深度と大きさが用いられた。こうして、SFAスコアリングシステムとSFAグレーディングシステムという2つの軟骨症スコアリングシステムが作成された。

SFAスコアは「0」から「100」までの値を持つ変数であり、各関節セクションごとに次の式を使用して取得されます。

SFAスコア = A + B + C + D、

ここで、A = 第 1 度の損傷の大きさ (%) x 0.14。

B = グレード II の損傷の大きさ (%) x 0.34;

C = グレード III の損傷の大きさ (%) x 0.65;

D = グレード IV の損傷の大きさ (%) x 1.00。

サイズ (%) = 内側大腿骨顆と内側脛骨プラトー (内側脛骨大腿骨コンパートメント - TFC)、外側大腿骨顆と外側脛骨プラトー (外側 TFC)、または滑車と膝蓋骨 (膝蓋大腿骨コンパートメント - PFC) の表面積の平均割合。

パラメトリック多変量解析により、軟骨症の重症度係数（0.14、0.34、0.65、1.00）が得られました。

SFAグレードは半定量的な値です。上記の値（グレードI～IVの病変の大きさ（％））を式に代入することで、各膝関節部位における総合グレード（または当該部位の軟骨症の重症度カテゴリー）が得られます。各部位の式は、回帰分析を用いたノンパラメトリック多変量解析によって得られ、PFO（0～V）は合計6カテゴリー、内側および外側TFO（0～IV）は合計5カテゴリーとなります。SFAスコアとSFAグレードの計算例を表20に示します。

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ACRシステム

1995年、ACR委員会は軟骨のスコアリングシステムを提案しました。このシステムは、軟骨損傷の深さ、大きさ、および位置を考慮し、データを膝の図に入力します。各損傷の深さは段階分けされ（Noyes FR、Stabler CL、1989年の分類）、損傷の大きさはパーセンテージで表されます。点数スケールを用いて総合スコア、いわゆる損傷スコアが算出されます。このスコアの信頼性は、D. Klashmanらによって評価されました。 (1995) の盲検研究では、10 回の関節鏡検査のビデオテープが 3 人のリウマチ専門医兼関節鏡検査医によって 2 回視聴され、2 つの研究における 1 人の専門家のデータに対して高い信頼性が実証されました (それぞれ r = 0.90、0.90、0.80、p < 0.01)。また、専門家間でも高い信頼性が実証されました (それぞれ r = 0.82、0.80、0.70、p < 0.05)。

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関節鏡下SFA、VASシステムの変化に対する信頼性、重要性、感度の比較分析

X. Ayral ら (1996) は、関節鏡による軟骨症の定量的評価と荷重負荷状態での関節スペース狭小化の放射線学的評価との間に密接な相関関係があることを発見しました。具体的には、次の指標が挙げられます。

1. 軟骨症の全体的評価（VAS）および関節内側部の放射線学的関節裂隙の狭小化（RSS）を％で表した（r＝0.646、p＜0.0001）。
2. SFAスコアと内側および外側TFOにおけるSRSFの狭小化（mm単位で表す、それぞれr = -0.59、p<0.01およびr = -0.39、p<0.01）。
3. SFAグレードおよび内側および外側TFO RSM狭小化（それぞれr = -0.48、p < 0.01およびr = -0.31、p < 0.01）をmm単位で表した。これらの結果にもかかわらず、関節鏡検査はX線検査よりも感度が高かった。深く広範囲の軟骨侵食は、荷重X線検査であってもX線写真では検出されない可能性がある。荷重X線検査で内側TFO RSM狭小化が25%未満であったACR確定診断の変形性関節症患者33名のうち、30名は関節鏡検査で軟骨症が認められ、平均VASスコアは21mm（2～82mm）で、そのうち24名は10mmを超えていた。

X. Ayralら（1996）は、膝関節の3つの部位（内側、外側、PFO）における関節軟骨損傷と患者の年齢、および関節の内側部位における関節軟骨損傷とBMIとの間に、統計的に有意な相関関係（p<0.05）があることを明らかにしました。1年後（41名の患者）に関節鏡検査を再度行ったところ、同じ著者らは、軟骨損傷の重症度の変化が、筋骨格系の機能不全（Lequesne指数：r = 0.34、p = 0.03）および生活の質（AIMS2：r = 0.35、p = 0.04）の変化と相関していることを示しました。同研究において、内側関節のVASスコアは研究開始時の45±28から1年後には55±31に変化し（p = 0.0002）、SFAスコアは31±21から37±24に変化しました（p = 0.0003）。軟骨の動的変化に対する関節鏡検査の高感度を示す同様の結果は、Y. Fujisawaら（1979）、T. Raatikainenら（1990）、V. Listratら（1997）によっても得られており、これらは軟骨保護療法（ヒアルロン酸）の影響下にある変形性関節症患者の関節軟骨の変化を動的関節鏡検査で評価した際に得られたものです。

顕微鏡技術の使用により、他の研究方法ではアクセスできない変化を関節鏡で視覚化できるようになります。

したがって、局所麻酔下で行う関節鏡検査は、変形性関節症の機器診断に適した方法であり、主に疾患修飾薬 (DMOAD) による治療の有効性をモニタリングするためにも使用できます。

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