人工関節

関節内人工関節は、リウマチ性疾患患者に対する最も効果的な外科的治療法の一つと考えられています。この手術は、疼痛を軽減するだけでなく、機能活動を回復させ、生活の質を向上させるため、リウマチ性疾患および筋骨格系疾患の患者のリハビリテーション治療において不可欠な要素となっています。

この外科的治療法の重要性は、関節損傷の頻度と性質にあります。リウマチ性疾患患者の60%以上において、下肢の関節が損傷過程に関与しています。関節リウマチ患者の36%において、股関節損傷の臨床的または放射線学的所見が認められ、手術時の平均年齢は42歳です。全身性エリテマトーデス患者においても、大腿骨頭の無菌性壊死（多くの場合、両側性）を呈する患者では、5～10%において人工関節が必要となります。この過程は通常、若年期に発症し、激しい疼痛、運動制限、機能的活動の低下を伴います。

米国では、毎年10万人の小児が若年性関節リウマチと診断されており、複数の研究者によると、これらの患者の30～60%が股関節に罹患しています。この病態に伴う機能活動の低下は、強制的な孤立と外部からの援助への依存により、小児および青年に深刻な精神・情緒的問題をもたらします。

この点で、関節リウマチ、若年性慢性関節炎、SLE、強直性脊椎炎は、関節内人工器官の適応症の中で主要な位置を占めています。

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手順の表示

関節内人工関節の目的は、患肢の機能を回復することです。これは、疼痛の軽減と可動域の拡大によって達成されます。患者の機能状態を回復させることで、関節内人工関節の主な目的である生活の質の向上が達成されます。これは特に、関節リウマチ（RA）、全身性エリテマトーデス（SLE）、若年性慢性関節リウマチ（JCL）の患者にとって重要です。なぜなら、患者の多くは就労年齢の若者であり、彼らにとって完全な活動的な生活への復帰が治療成功の鍵となるからです。

関節置換手術の適応と禁忌を決定する際には、以下の要素を評価する必要があります。

• 関節痛の強さ:
• 機能障害の重症度。
• X線検査データの変化
• 患者に関する情報（年齢、性別、以前の外科的治療の性質、身体的状態）。

治療方針を決定する際には、病理学的過程の段階が決定的に重要です。関節面損傷の主な臨床徴候は、疼痛の強さです。この場合、疼痛は対応する機能障害とX線画像所見を伴い、これらは病気の最終段階で最も顕著になります。患者を診察すると、臨床像とX線画像の変化の強さの間に矛盾が見つかることがよくあります。この場合、手術の必要性を正当化することははるかに困難です。このような状況では、関節内人工関節の適応を決定する主な基準は疼痛の強さです。しかし、RAでは、疼痛の増強は病気の増悪を示唆している可能性があります。これらすべてには、専門科での患者の包括的な検査が必要であり、手術は寛解段階で実施する必要があります。

関節面の損傷による四肢機能障害は、疼痛の重症度とともに、人工関節置換術の主な適応症の一つと考えられています。この点において、変化を点数で表すことができる定量評価システムが重要です。

股関節構造の機能を評価する最も一般的なシステムの一つは、ハリス評価システムです。スコアが70未満の場合は、人工股関節置換術（エンドプロテーゼ）が適応となります。

膝の状態を評価する最も一般的なシステムは、インサルによって記述されたシステムであり、疼痛症候群の特徴と歩行パラメータが含まれています。さらに、最も影響を受けている関節面の機能と四肢の変形の程度も評価されます。これらの方法は、手術前の機能評価だけでなく、術後早期および後期における人工関節置換術の結果、さらには筋骨格機能の回復と安定化のダイナミクスも評価できることに留意する必要があります。

上記に加えて、筋骨格系の状態を定量的に評価できるアプローチや方法は他にも存在します。より包括的な機能評価を行うためには、複数のアプローチを組み合わせることが推奨されます。

現在、患者の年齢は人工関節置換術の可否を判断する基準とはみなされていません。より重要なのは、患者の身体的状態、活動性、ライフスタイル、ニーズ、そして活動的な生活を送りたいという意欲を評価することです。

したがって、関節内人工器官の適応症は次の通りであると特定できます。

• 保存的治療が効果がなく、放射線学的変化が検出された場合の、四肢機能障害を伴う重度の疼痛症候群。
• 変形性関節症の放射線学的ステージIII-IV。
• 関節リウマチ、若年性慢性関節リウマチ、AS、および放射線学的に検出可能な骨破壊性変化を伴うその他のリウマチ性疾患による股関節または膝関節の損傷。
• 大腿骨頭の無菌性壊死により頭部変形が進行する。
• 四肢の進行性外反または内反変形を伴う脛骨または大腿骨顆の無菌性壊死。
• 寛骨臼底突出のレントゲン所見を伴う股関節の変化。
• レントゲン写真の変化と併せて、患部の関節面側の四肢の短縮が臨床的に検出された。
• 放射線学的に検出可能な骨破壊性変化によって引き起こされる拘縮。
• 線維性および骨性の強直。
• 支持機能の障害および疼痛症候群の発症を引き起こす外傷後変化。

中手指節関節の人工関節の適応症は次のとおりです。

• 保存的治療に反応しない関節痛;
• 中手指節関節の変形：
• 基節骨の亜脱臼または脱臼;
• 自動伸展時にも持続する尺骨偏位;
• 放射線検査中にラーセン分類による第2度以上の破壊が検出された場合
• 機能的に不利な位置での拘縮または強直の形成;
• 機能的に不利な運動弧;
• ブラシの見た目が満足できない。

準備

リウマチ性疾患の患者の術前準備および術後ケアにおいて、整形外科医は次のような多くの問題に直面します。

• 基礎疾患の全身症状;
• DMARDを服用している
• 麻酔学的困難;
• 技術的な問題:
• 同時性骨粗鬆症;
• 多くの関節面への同時損傷。

リウマチ性疾患の全身症状の一つに貧血があります。術前の長期治療を行っても、目に見える効果が得られない場合があります。人工関節置換術では、術中および術後に十分な量の血漿と赤血球を輸血し、さらに自己血を再輸血することが不可欠です。

関節リウマチ患者は、変形性関節症患者よりも心血管疾患を患うことが多いため、手術リスクを判断し、適切な術前準備を行うために、より徹底した心血管系の検査が必要となります。

外科的介入を計画する際には、患者が服用している薬剤を考慮する必要があります。メトトレキサート、レフルノミド、TNF-α阻害薬などのDMARD（非定型抗レトロウイルス薬）が術後の経過に悪影響を及ぼすという確固たるデータはありません。しかし、これらの薬剤の毒性と感染性合併症のリスク軽減のため、ほとんどの場合、手術の1週間前から創傷治癒期間中は服用を中止します。

グルココルチコステロイドの長期使用により副腎皮質の萎縮が認められるため、このような患者は手術中および術後早期に綿密なモニタリングが必要です。必要に応じてパルス療法が行われます。

麻酔の困難は、リウマチ性疾患の経過の特殊性と関連しています。例えば、若年性関節リウマチでは、顎関節の損傷と小顎症の組み合わせにより、挿管が著しく困難になり、挿管後の呼吸回復が妨げられる可能性があります。関節リウマチの症例の30～40％は頸椎に影響を及ぼします。通常、この過程は無症状ですが、頸椎の硬直により、挿管が困難になることがよくあります。C1-C2の不安定性がある患者では、挿管中に頸部を操作する際に呼吸中枢が損傷するリスクがあります。強直性脊椎炎の患者では、脊椎の損傷や椎間板の骨化などにより、脊髄麻酔の実施が困難になる場合があります。

リウマチ性疾患では関節面に複数の病変が生じるため、術後の追加サポートの可否を判断する上で、筋骨格系と機能状態の徹底的な検査が非常に重要です。肩関節、肘関節、または手関節の病変がある場合、松葉杖の使用に支障が生じる可能性があります。このような場合、まず上肢の関節の手術を行う必要がある場合が多くあります。肩関節や肘関節など、上肢の大きな関節面には、義肢が装着されることはあまりありません。肩関節に痛みがある場合は、患者が追加サポートを使用できるよう、痛みを可能な限り軽減する必要があります。

筋骨格系の多発性病変を有する患者は、病態そのものの結果としてだけでなく、可動域の制限や筋力低下によっても、上肢および下肢の筋に顕著な萎縮が見られることが多い。さらに、関節周囲の軟部組織も病態に関与することが多い。関節周囲組織の損傷は、手術を受けた関節の可動域や可動範囲が、この種の外科的治療で期待される範囲よりも狭いことを意味する。病態に多くの関節面が関与すると、拘縮、亜脱臼、硬直が生じることが多く、機能回復治療の実施を困難にする。この点において、経験豊富な理学療法士によるリハビリテーションへの参加は極めて重要である。

レントゲン写真の評価は、術前計画の必須段階と考えられています。関節要素のレントゲン写真に基づいて、人工関節の種類を選択し、その要素のサイズを決定し、手術介入の段階を計画します。さらに、レントゲン写真検査は、他の方法と併せて、セメント固定式またはセメントレス式の人工関節の適応を決定することができます。股関節のレントゲン写真を評価する際には、大腿骨の形状、大腿骨髄管、寛骨臼、寛骨臼底の突出度、関節面要素の形成異常の程度を考慮します。膝のレントゲン写真では、要素間の関係、顆の骨破壊の程度、変形の程度を考慮します。

技術 関節置換術

股関節置換術

外科的介入では、患者を仰向けまたは横向きに寝かせます。手術アプローチは様々ですが、最も一般的に使用され、最も典型的と考えられているのは、前方外向きアプローチと後方アプローチです。前方外向きアプローチでは、患者を仰向けまたは横向きに寝かせた状態で外科的介入を行うことができます。後方アプローチを使用する場合は、患者を横向きに寝かせます。

手術中は、基礎疾患の全身症状としての貧血のため、またこれらの患者に輸血を行うことが望ましくないため、慎重な止血が必要です。

手術の重要な段階の一つは、股関節の仮整復と人工関節ユニットの組み立てです。この段階では、人工関節を構成する全ての要素の相互適合性、安定性、要素同士および体軸に対する解剖学的配置の正確性、そして可動域を確認し、脱臼テストを実施します。その後、大腿骨コンポーネントと人工関節ヘッドの最終的な設置が行われます。

膝関節内人工関節

人工関節置換術は、股関節に空気圧式止血帯を装着して行います。膝蓋骨傍骨へのアクセス（外部アクセス、多くの場合内部アクセス）が用いられます。手術の重要な段階の一つは、病的に変化した滑膜の除去です。滑膜は関節面の炎症と骨破壊の進行を助長します。病的な滑膜組織が残存すると、人工関節コンポーネントの無菌性不安定性が生じる可能性があります。

切除テンプレートの設置方法、それに続くエンドプロテーゼの必要なコンポーネントの選択と配置は、この手術における典型的な手法と考えられています。エンドプロテーゼのモデルやタイプによって設計上の特徴が異なるため、手順は異なります。

人工関節手術においては、膝靭帯装置のバランスをとることが非常に重要です。関節リウマチに伴う外反変形は、膝内側靭帯複合体の機能不全につながります。そのため、手術中に良好な結果を得るためには、靭帯装置の状態を評価し、完全にバランスをとることが不可欠です。

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中手指節関節の人工関節

関節内インプラント手術では、ほとんどの患者が中手骨頭を投影する横断アプローチを採用しています。同時に、中手指節関節内インプラント手術において最も重要なのは、インプラント自体の設置ではなく、関節周囲の軟部組織への一連の介入です。滑膜炎を予防するためには、滑膜切除術を必ず実施する必要があります。

次に、軟骨の完全性を評価し、関節内人工関節を使用する場合は、基節骨を分離する必要があります。場合によっては、基節骨背側皮質に欠損がある場合があり、骨頭切除の際にこれを考慮する必要があります。通常、指骨基部の切除は必要ありません。管を形成する際には、指骨管が最初に形成されることを覚えておくことが重要です。これは、指骨の髄管が中手骨管よりも小さいためです。これは、第II中手指節関節、第III中手指節関節、および第V中手指節関節に当てはまります。

背側骨間筋の尺側部分を隣接する靭帯とともに切断する必要もあります。中手指節間関節IIでは、この切断により指の回旋が生じる可能性があるため、この処置を行わなくても尺側偏位の矯正が可能な場合は、これらの筋肉の切断は避けるべきです。このような操作は、関節内人工関節置換術だけでなく、滑膜切除術の際にも行われ、（時間に余裕があれば）これらの腱を隣接指の橈側へ移植することが可能です。この変形は伸筋腱の尺側偏位によっても引き起こされるため、伸筋腱の橈側化は、外科医が利用可能なあらゆる方法で行われます。

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動作特性

関節内人工関節の有効性を評価するために、機器による診断法（主にX線撮影）と、様々な尺度や質問票が用いられます。X線画像を用いて、関節内人工関節の安定性、構成要素の位置の正確さ、それらの移動の程度、骨溶解の出現と重症度を評価することができます。痛みの強さは、患者自身が視覚的アナログ尺度を用いて評価するとともに、医師が手術関節の機能、手術肢への負荷の可能性、階段の昇降や長距離歩行時の追加サポートの必要性を確認する際に評価します。これらの要素を考慮することで初めて、手術の有効性を客観的に評価することができます。

リウマチ性疾患患者における関節内人工関節置換術後、多くの研究者が良好な遠隔成績、すなわち機能活動の向上と疼痛の軽減を指摘しています。関節内人工関節置換術後10年を経過した時点で、ほとんどの患者が疼痛を経験していないか、あるいは疼痛が軽微であることが示されています。しかしながら、リウマチ性疾患患者における疼痛は最も変動の大きい症状であり、機能活動の回復は他の病態の患者と比較して著しく遅れていると考えられています。これは、病変の多関節性およびリウマチ性疾患の全身性に起因するものです。このような状況では、特定の関節の機能状態を客観的に評価することが必ずしも可能とは限りません。

関節置換手術の有効性に影響を与える要因

関節置換術の有効性は、次のような多くの要因によって決まります。

• 患者の身体的状態:
• 疾患活動性および全身疾患の重症度;
• 影響を受ける関節面の数;
• 手術を受けた関節の損傷の段階、その破壊の程度、および関節周囲組織の変化の重症度。
• 術前の計画および人工関節の選択
• 個別に選択された適切なリハビリテーションプログラム、医療従事者の資格。

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代替方法

代替療法としては、人工関節置換術、大腿骨および脛骨の矯正骨切り術、関節固定術などが挙げられます。しかし、関節内人工器官の発達と人工器官モデルの改良に伴い、これらの方法の適応は狭まりつつあります。例えば、荷重軸を変更し、関節の患部への負荷を軽減することを目的とした単独矯正骨切り術は、近年、単顆型関節内人工器官によって行われることが多くなり、関節固定術は極めて限定的で、厳格な適応に基づいて実施されています。

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手順の禁忌

人工関節の禁忌は、術中および術後の合併症のリスク、麻酔リスクを考慮して決定されます。患者の心理感情状態、そして活動的な生活を送る能力の観点からの手術の実現可能性も考慮されます。

外科的治療における主な禁忌は次のとおりです。

• 患者の身体的状態が不良であること、麻酔リスクおよび術中または術後の合併症発生リスクを大幅に高める重篤な併存疾患が確認されていること。
• 計画された外科的介入部位と遠隔部位の両方における感染病巣の検出。
• 患者が自分の状態を適切に評価し、術後の治療法に従うことを妨げる精神障害。
• 複数の軟部組織病変により、手術後の歩行に手術した手足や松葉杖の使用が妨げられる。

関節内人工関節手術の最後の禁忌は絶対的なものではありません。この場合、他の関節面の機能を予備的に回復させる段階的な外科治療の選択肢を検討することが可能であり、これにより患者は立ち上がる能力を回復し、歩行のための補助具を利用できるようになります。

中手指節関節の人工関節に対する禁忌には、一般的な禁忌（皮膚の状態、患者の精神状態など）に加えて、以下のものがあります。

• 1cm以上の短縮を伴う、または皮質骨の重度の損失を伴う関節面の脱臼。
• 固定したスワンネック変形と近位指節間関節の屈曲制限を伴う関節構造。
• 外傷または基礎疾患の結果として伸筋腱が破壊されること。

上記の禁忌は相対的なものとみなされます（手術部位の皮膚の化膿性疾患を除く）。つまり、手術は可能ですが、その効果と結果は予測が困難です。したがって、近位指節間関節に線維性強直が生じている場合、関節内人工関節の手術は可能ですが、当然のことながら、手指の機能は、正常な運動機能を持つ患者に期待されるレベルまで回復することはありません。

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処置後の合併症

人工関節置換術後の最も一般的な合併症は、人工関節要素の不安定性の発生と考えられています。リウマチ性疾患に伴う骨組織の修復不全は、二次性骨粗鬆症の発症と関連しており、人工関節置換術における好ましくない要因となります。

リウマチ性疾患における骨粗鬆症の発症および人工関節の不安定性リスクは、一方では基礎疾患の影響、炎症過程の活性、身体活動の低下、機能障害の重症度、他方では治療に使用される薬剤によって局所成長因子が阻害され、骨の応力負荷への適応が阻害されることが知られています。この点で、患者における人工関節要素の不安定性リスクは増大します。不安定性は、臨床的には激しい疼痛と四肢の支持能力の低下として現れ、多くの場合、再置換術が必要となります。

機能的には、不安定性は比較的小さな荷重下でのインプラントの動揺と関連しています。再置換術においては、変位量は数ミリメートルから数十ミリメートルの範囲に及ぶことがあります。放射線学的には、不安定性はインプラント（またはセメント）と骨の間に隙間が生じることで検出されます。

不安定性の発生に関するデータは非常に多様です。ある研究では、股関節形成術後6年で、寛骨臼コンポーネントの不安定性のX線画像所見が症例の26%、大腿骨コンポーネントの不安定性が症例の8%で認められました。別の研究では、セメント固定式人工関節の8年後に、患者の57%でX線画像所見が認められました。しかし、X線画像で認められた変化が必ずしも臨床症状を伴うわけではありません。ある研究では、人工関節形成術後2年から6年の間に、手術を受けた30人の患者のうち、再手術を受けた患者は一人もいませんでしたが、人工関節の大腿骨コンポーネントの43%と寛骨臼コンポーネントの12.8%に小さな吸収帯が認められました。

その他の合併症としては次のようなものがあります:

• 人工股関節全置換術後の大腿骨コンポーネントの脱臼（多くの研究者によると、この合併症の発生率は「約8％」）
• 二次感染（症例の1～2％）
• 人工関節のコンポーネントの近位および遠位の大腿骨および脛骨の骨折（症例の0.5％）
• 膝関節置換術後の硬直（症例の1.3～6.3％）
• 伸筋機構の損傷（症例の1.0～2.5％）。

中手指節関節の人工関節置換術後の合併症には、感染症に加えて、インプラントの破損、シリコン滑膜炎の発症、当初達成された可動域の喪失、尺骨偏位の再発などがあります。

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処置後のケア

術後2日目からは、患者様は運動を開始する必要があります。例えば、手術した肢に適度な負荷をかけて松葉杖で歩行したり、運動療法を行ったりします。術後早期に、手術した関節における自動運動と他動運動を開始し、専用の器具を用いて受動運動を発達させることが重要です。これは、術後の肢の良好な機能維持を保証するものと考えられています。

退院日（ただし抜糸後）までに、膝関節の可動域は少なくとも100°確保され、患者様は完全に自立した生活ができ、階段を上ることができる必要があります。股関節形成術後、術後は一時的に運動（屈曲、内転、外旋）に制限が生じます。これらの措置は、関節脱臼を予防するために必要です。

中手指節関節の人工関節置換術後のリハビリ期間は約 6 週間で、作業療法、物体を使ったクラス、理学療法、および動的副子の装着が含まれます。

参考文献

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股関節の損傷、損傷、疾患に対する人工股関節置換術。医師向けガイド。ニコレンコVK、ブリャチェンコBP、ダヴィドフDV、ニコレンコMV 出版社医学、2009

股関節置換術：基礎と実践。Zagorodniy NV Geotar-Media Publishing House、2013年