変形性膝関節症と人工膝関節手術について現役医師が解説

膝関節は、日常動作で要求される可動域も大きい上に体重がかかる荷重関節です。膝関節の仕組から、膝関節の代表的な病気である「変形性膝関節症、特発性膝骨壊死症」とは何か？膝関節の病気に関する様々な治療方法を解説します。また手術治療である「人工膝関節症全置換術」についても詳しく説明します。

膝関節のしくみ

膝関節は大腿骨、脛骨、膝蓋骨から構成されている関節です。大腿骨、脛骨、膝蓋骨の表面は弾力性のある軟骨におおわれています。軟骨があることによって、膝関節がスムーズに動くようになり、体重がかかった時の衝撃を緩和するクッションの役目をもっています。
また、膝関節には4本の靭帯があり、外側側副靭帯、内側側副靭帯、前十字靭帯、後十字靭帯と呼ばれ、関節を安定させる働きがあります。また、脛骨には外側と内側に半月板というクッションもあり、膝関節を曲げ伸ばしするための筋肉として大腿四頭筋、大腿二頭筋、半腱様筋、半膜様筋、薄筋、縫工筋などがついています。

膝関節の病気

膝関節は日常動作で要求される可動域も大きい上に体重がかかる荷重関節であるため、関節としての形、構造が変形したり、軟骨や靭帯が経年的に磨耗すると、関節にかかる負担をうまく分散できなくなったり、スムーズな動きができなくなったりします。それが膝関節疾患です。

膝関節の代表的な病気には、変形性膝関節症、特発性膝骨壊死症、関節リウマチなどがあります。また、怪我などによって起こる半月板損傷、靭帯損傷などがあり、膝関節が動作時に引っかかったり、膝が不安定になったりするため、歩行が困難となる原因のひとつです。

変形性膝関節症

膝関節が痛くなる代表的な病気です。膝関節の軟骨が、加齢による摩耗や怪我による軟骨損傷によって、長期間かけて徐々にすり減っていくことが原因です。一度損傷した軟骨は、回復しないため、痛みが徐々に増加する傾向にあります。また、脚が「O脚」になると膝の内側に負担がかかり、痛みが生じやすくなります。50歳～60歳くらいから発症し始め、女性のほうが男性よりも変形性膝関節症になりやすく、国内では、約1000万人もの方が悩まされていると言われています。

変形性膝関節症には様々な治療方法がありますが、まず日常生活指導、運動療法、装具療法、薬物治療などの保存療法を行います。しかし、変形性膝関節症の状態によっては早期に手術が必要になる場合があり、骨切り術や人工膝関節全置換術を行います。

最近は「第１の治療」としての保存療法で効果が得られない膝に、「第２の治療」として手術療法に入る前に、手術前段階の治療として「第３の治療」APS療法も注目されています。

保存療法と手術療法について

保存療法

日常生活への注意

膝関節に無理な負担をかけないことがとても大切です。床にすわる、布団に寝るなどの和式生活よりも、ベッド・椅子・洋式トイレなどを使用する洋式生活が望ましく、膝関節に負担がかかる激しい運動、重労働、長時間の立位、正座などはなるべく避けるようにしましょう。靴は、ハイヒールや、底の硬いサンダルを避け、なるべくクッション性があるスニーカーを履くようにしましょう。

体重管理は非常に重要です。体重が重ければ重いほど、それだけ膝関節にかかる負担が増えて、膝関節の痛みが悪化する場合があります。適正な体重を保つようすることが大切です。

歩くときに痛みが出る場合には、杖を使用することで膝関節にかかる負担を軽くすることができます。杖を使用する時は、痛みのある膝関節とは左右反対の手に持って使用し、痛い側の足が地面に着く時に、杖を一緒につきます。また、足底板やサポーターなどを使用することで、膝関節にかかる負担を減らす方法もあります。

運動療法

医学的にも運動療法は非常に大切だとわかっています。膝関節周囲の筋肉のストレッチ、筋力トレーニング（大腿四頭筋訓練）をすることで、変形性膝関節症の進行を遅らせる効果があります。ただし、やりすぎは禁物です。変形性膝関節症が悪化してしまう場合があります。無理のない範囲で行うようにしてください。

薬物療法

薬物療法も効果的です。膝関節の痛みが強い時は、消炎鎮痛剤、ヒアルロン酸注射などで対処します。鎮痛目的で使われますが、あくまで対症療法ですので、変形性膝関節症が治るわけではありません。しかも、長期消炎鎮痛剤を長期に内服することにより胃腸障害や肝臓・腎臓障害などの副作用を引き起こす危険性があります。また痛みがとれて無理をすると逆に変形性膝関節症が進行してしまいます。薬物療法では薬を適切なタイミングで使用することがとても重要です。

手術療法

変形性膝関節症の患者さんで保存療法を行っても膝関節の痛みが軽減しない場合や、病状がかなり進行している場合などには手術を検討します。
手術を行うかどうかは、膝関節痛の程度、日常生活の不便さ、年齢、仕事の内容など、さまざまな要素を総合的に考慮して決定します。
膝関節痛のために「日常生活でどれだけ支障をきたしているか」ということが、手術を決定するうえで最も重要な要素になります。
変形性膝関節症の手術方法には大きく分けて２つあり、自分の関節を温存する関節温存手術（骨切り術）と関節を人工のものに変える人工膝関節全置換術、人工膝関節片側置換術があります。

人工膝関節全置換術について

人工膝関節全置換術とは、すり減った軟骨と傷んだ骨と半月板を切除して金属やプラスチックでできた人工の関節に置き換える手術です。
人工膝関節は金属製の大腿骨コンポーネント、脛骨コンポーネント、プラスチックでできたベアリングがはまるようになっています。
人工膝関節によって滑らかな膝関節の動きが再現できます。
痛みの原因となるすり減った軟骨と傷んだ骨が人工物に置き換えられて痛みがなくなることで、日常の動作が楽になることが期待できます。
近年の人工膝関節では、人工関節自体の性能が以前と比べ格段に良くなっていることにより耐久性が改善され、20～30年以上機能することが予想されています。
また、人工膝関節全置換術に年齢制限はなく、高齢であっても体力さえあれば年齢が９０代でも手術を受けることは可能です。

当院における人工膝関節置換術について

当院では、変形性膝関節症(OA)や関節リウマチ(RA)、膝関節の骨壊死(ON)に対して、人工膝関節置換術を行っています。

当院では、
「患者様に与える手術侵襲、痛みを最小限に抑え、その患者様に最も合った手術を行う」
ことを最大のモットーとして、人工膝関節置換術の手術にあたっています。

このモットーを実現するため、当院では以下の取り組みを行っております。

最小侵襲手術手技(Minimally Invasive Surgery、MIS)による人工膝関節全置換術(Total Knee Arthroplasty、TKA)
MISによる単顆型人工膝関節置換術(Unicompartmental Knee Arthroplasty、UKA)
多角的鎮痛法(Multimodal Pain Management)による手術後の痛みの軽減

以下にそれぞれの詳細について解説します。

MISによる人工膝関節全置換術（TKA）

TKAとは、すり減り傷んだ関節の骨、軟骨を切除し、金属やプラスチックでできた人工の関節に置き換える手術です。この手術によって、日常の生活における動作が楽になることが期待できます。現在は手術後の成績も向上、安定化し、現在は20年から30年以上の耐容性保持が予想されています。また、手術における年齢制限はなく、体力があり、重症の身体疾患がなければ90代の患者様でも手術を受けることが可能となっています。また、両側とも変形があり、痛みを抱えている患者様も少なくありません。当院では、変形や痛みの程度、患者様御自身の年齢、体力を考慮し、可能であれば1回の手術で両膝の手術を行っています。

当院では患者様に与える手術侵襲を最小限に抑えるべく、MISによるTKAを行っております。
MISと言っても、ただ見かけ上の傷が小さいというだけでなく、真に筋肉等の軟部組織への侵襲が少ない、「真のMIS」を施行しております。

まず、傷の大きさですが、当院では約10cmの皮膚切開で行います。
また、膝関節の切開方法も、大腿四頭筋を大きく切開するMedial Parapatellar Approachで行われることが一般的ですが、当院では大腿四頭筋への侵襲を最大限にとどめるTrivector Retaining Approachによって行います（図1）。
このApproachは大腿四頭筋を構成する3方向の成分のうち中央と内側の成分の境界から切開することで、筋肉へのダメージを最小限にとどめています。

(図1)通常法とMISによるTKAの関節切開の違い

赤線:
通常法(Medial Parapatellar Approach)

青線:
MISによるTKA(Trivector Approach)

(図)変形性膝関節症に対するMISによるTKA

MISによる人工膝関節片側置換術(UKA)

当院では、末期にはまだ至っていない変形性膝関節症や、大腿骨内顆骨壊死の患者様に対しては、膝の内側部だけを人工関節に換えるUKAをMISによって行っております。この手術は、変形性膝関節症や大腿骨内顆骨壊死の患者様の中でも、膝の靭帯の機能が保たれており、膝の曲げ伸ばしの制限がほとんど無いかごく軽度であり、O脚の程度が軽い患者様が適応となります。関節リウマチの患者様は適応にならず、またあまりにも太った患者様には施行できないことがあります。

当院のUKAでは、皮膚切開は約7cmとTKAよりさらに小さく、膝関節の切開はやはり大腿四頭筋への侵襲を最大限にとどめるMini-Midvastus Approachによって行います(図3)。このApproachは大腿四頭筋の内側の成分の筋肉の繊維の走行に沿って切開するもので、当院ではこの切開は1cm以内にとどめて手術を行います(脚の形状により皮膚切開の長さ、筋肉切開の長さは変わります)。

UKAはTKAよりもさらに低侵襲であり、術後出血も疼痛もTKAより少なく、術後の筋力低下も早いため、手術後10日～2週間で退院される患者様もいらっしゃいます。また、UKAを受ける患者様は術前から比較的可動域（曲げ伸ばしの角度の大きさ）が良いため、手術後にさらに可動域が改善し、中には正座ができるようになる患者様もいらっしゃいます。

(図3)通常法とMISによるUKAの関節切開の違い

赤線:
通常法(Medial Parapatellar Approach)

青線:
MISによるUKA(Mini-Midvastus Approach)

(図4)変形性膝関節症に対するMISによるUKA(左写真が手術前、右写真が手術後)

多角的鎮痛法(Multimodal Pain Management)による手術後の痛みの軽減

人工膝関節置換術は、整形外科手術の中でも術後の痛みが強い手術と言われており、「世界で最も痛い手術」とも言われております。

手術後の強い痛みのため、思うようにリハビリができないと、満足に日常生活が送れなくなってしまい、せっかくの手術が意味のないものになってしまいます。

このような手術後の痛みに対して、起こった後に対処するのでは遅く、起こる前に対策を講じることが重要です。当院ではこの考えの下、多角的鎮痛法(Multimodal Pain Management)によって手術後の痛みを軽減するよう努めております。

具体的には、持続硬膜外カテーテルによる鎮痛(手術後1～2日)、手術時の関節周囲多剤注射、作用点の異なる様々な鎮痛剤の併用によって、手術後の痛みを軽減するよう努めています。また、それ以外の痛みの軽減の手段として、手術後の徹底したアイシング、薬剤や特殊な包帯圧迫法による手術後の腫れの予防も重要と考え、行っております。