関節置換術

関節置換術
股関節置換術
ICD-10-PCS	0?R?0JZ
ICD-9-CM	81.5、81.8
メッシュ	D019643
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関節置換術は、関節形成術としても知られる整形外科手術の手順であり、関節炎または機能不全の関節面を整形外科用人工関節に置き換えるものです。関節置換術は、重度の関節痛または機能不全が低侵襲療法で緩和されない場合に治療として検討されます。関節置換術は、変形性関節症や関節リウマチなど、さまざまな関節疾患で適応となることがよくあります。 [^要出典]

関節置換術は一般的になりつつあり、主に膝関節と股関節の置換術が行われている。2009年には約773,000人のアメリカ人が股関節または膝関節の置換術を受けた。^[1]

肩関節置換術では、肩関節にアクセスするいくつかの主要なアプローチがあります。1つ目は三角筋を温存する三角筋アプローチですが、棘上筋を切断する必要があります。^[2] 2つ目は三角筋を介したアプローチで、肩甲骨に真っ直ぐにアプローチします。ただし、このアプローチでは三角筋が損傷するリスクがあります。^[2]外科医の好みに応じて、両方の手法が使用されます。^{[引用が必要]}

毎年行われる肩関節置換術の件数は増加していますが、世界記録を調べた研究によると、肩関節置換術の10回中9回は少なくとも10年以上持続することが示されています。^{[3] [4]}

股関節置換術は、全置換術または半置換術として実施できます。全股関節置換術は寛骨臼と大腿骨頭の両方を置換しますが、半人工関節置換術では通常、大腿骨頭のみを置換します。股関節置換術は現在最も一般的な整形外科手術ですが、短期的および長期的な患者の満足度は大きく異なります。^{[引用が必要]}

補助器具の使用が術後のケアに役立つかどうかは不明である。^[5]

股関節置換手術は主に 3 つの方向から行うことができますが、それぞれに利点と欠点があります。古典的なアプローチは後方からで、寛骨臼にアクセスするために大腿後面の大殿筋やその他の大きな筋肉を剥離する必要があります。前方アプローチでは前方から股関節にアクセスし、大きな筋肉の剥離は少なくなりますが、大腿動脈、対応する静脈、および寛骨臼のちょうど内側にある脚の主神経束が近いため、外科医は注意して適切なランドマークを維持する必要があります。外側アプローチでは後方アプローチよりも小さな筋肉を剥離しますが、前方アプローチと同様のナビゲーションの問題があります。外科医の経験によって好みが決まる傾向があるため、外科医が最初に使用するように訓練された方法から逸脱することはめったにありません。

膝関節置換術では、膝蓋骨から大腿四頭筋（内側広筋）の一部を剥離し、膝の前部を露出させる。膝蓋骨は関節の片側に移動し、大腿骨の遠位端と脛骨の近位端を露出させる。次に、骨の長軸に向いた切断ガイドを使用して、これらの骨の端を正確に切断して形を整える。軟骨と前十字靭帯は除去される。後十字靭帯も除去される場合があるが、脛骨側副靭帯と腓骨側副靭帯は温存される。^[6]次に、金属部品を骨に埋め込むか、ポリメチルメタクリレート（PMMA）セメントを使用して固定する。セメントを使用せずにインプラントを固定する代替技術もある。これらのセメントを使用しない技術には、多孔質金属プロテーゼを含むオッセオインテグレーションが含まれる場合がある。^[7]

手術には通常、術後の痛みが伴い、激しい身体リハビリテーションが含まれます。回復期間は6週間以上かかる場合があり、手術前の運動能力に戻るために移動補助具（歩行器、杖、松葉杖など）の使用が必要になることもあります。^[8]

足首置換術は、関節形成術を必要とする人々にとって、従来の関節固定術、すなわち骨の融合に代わる治療法として選択されるようになった。可動域の回復は、関節固定術と比較して足首置換術が優れている主な特徴である。しかし、前者の優位性を示す臨床的証拠は、特定の独立したインプラント設計についてのみ実証されている。^[9]

指関節置換術は30分程度と比較的短時間で終わる手術ですが、術後には数か月の治療が必要となります。^[10]術後の治療には、手関節の固定や機能や痛みを改善するための運動などがあります。^[11]

手術によるストレスにより、発生率や重症度はさまざまである医学的問題が生じる可能性があります。^[要出典]

• 心臓発作
• 脳卒中
• 静脈血栓塞栓症
• 肺炎
• 混乱の増大
• 尿路感染症（UTI）

• コンポーネントの不適切な配置
  • 短縮;
  • 不安定性/脱臼;
  • 可動域の喪失;
• 隣接する骨の骨折;
• 神経損傷;
• 血管の損傷。

• 感染（浅部または深部）
• 脱臼

• 脱臼
• 持続的な痛み;
• 可動域の喪失;
• 弱さ;
• 潜行性感染。

• コンポーネントの緩み: 骨とコンポーネントまたはセメントとの結合が壊れたり、疲労したりすることがあります。その結果、コンポーネントが骨の中で動いて痛みを引き起こします。摩耗破片が炎症反応を引き起こし、骨が吸収されて緩みを引き起こす可能性があります。この現象は骨溶解として知られています。
• ポリエチレン滑膜炎-体重を支える表面の摩耗: ポリエチレンは、股関節などの体重を支える関節では、1 年に 0.3 mm の割合で摩耗すると考えられています^[要出典]。このこと自体が問題になる場合があります。なぜなら、支持面は 10 mm 未満の厚さであることが多く、薄くなると変形する可能性があるからです。摩耗によって問題が発生することもあります。滑液中のポリエチレン摩耗粒子の量が増えると炎症が発生する可能性があるからです。

多くの論争があります。整形外科コミュニティの研究努力の多くは、関節置換の研究と改善に向けられています。主な論争は次のとおりです^[要出典]

• 最良または最も適切な支持面 - 金属/ポリエチレン、金属-金属、セラミック-セラミック。
• コンポーネントのセメント固定と非セメント固定。
• 低侵襲手術。

大手術を行う前には、麻酔前の完全な検査が必要です。高齢者の場合、これには通常、心電図、尿検査、血液学検査、血液検査が含まれます。輸血を受ける人の割合が高いため、血液の交差適合検査も日常的に行われます。手術前の計画には、患部の関節の正確な X 線撮影、インプラントのデザインの選択、X 線画像とのサイズの一致 (テンプレート作成と呼ばれるプロセス) が必要です。^[要出典]

数日間の入院の後、数週間にわたり機能の保護、治癒、リハビリテーションが行われます。その後、数か月かけて筋力と持久力がゆっくりと改善されることもあります。

患者の早期の運動は、静脈血栓塞栓症や肺炎などの合併症の可能性を減らす鍵であると考えられています^[1]。現代の慣行では、患者はできるだけ早く運動し、耐えられる場合は歩行補助具を使用して歩行します。関与する関節と患者の術前状態に応じて、入院期間は1日から2週間まで異なりますが、ほとんどの地域で平均4〜7日です。^{[引用が必要]}

理学療法は、関節置換手術後の機能回復を助けるために広く使用されています。手術後、筋肉が回復するまでに時間がかかるため、最初は段階的な運動プログラムが必要です。関節の可動域を広げたり、歩行するための運動は、激しいものであってはなりません。筋肉が回復した後は、運動の目的が機能の強化と回復にまで広がります。

関節置換によく使用されるセラミック材料には、アルミナ (Al ₂ O ₃ )、ジルコニア (ZrO ₂ )、シリカ (SiO ₂ )、ハイドロキシアパタイト (Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ )、窒化チタン (TiN)、窒化ケイ素 (Si ₃ N ₄ ) などがあります。チタンと炭化チタンの組み合わせは非常に硬いセラミック材料で、その優れた強度と靭性、および医療用画像との適合性により、関節形成術のコンポーネントによく使用されます。^{[引用が必要]}

炭化チタンは、人工関節用の改良された、強くて長持ちする材料を提供することが期待される超硬質セラミックである焼結多結晶ダイヤモンド表面（PCD）と組み合わせて使用​​できることが証明されています。PCDは、高圧と高温を伴うプロセスによって多結晶ダイヤモンドコンパクト（PDC）から形成されます。立方晶窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムなどの他のセラミック材料と比較すると、PCDは高レベルの硬度と比較的低い摩擦係数を含む多くの優れた特性を示します。人工関節の用途では、コバルト、クロム、チタン、バナジウム、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、ハフニウム、シリコン、コバルトクロム、タングステン、ジルコニウムなどの特定の金属や金属合金と組み合わせられる可能性があります。^{[12]これは、}ニッケルアレルギーまたは他の金属に敏感な人は、デバイス内の化学物質による合併症のリスクがあることを意味します。^[13]

膝関節置換術では、セラミック製の部品が 2 つあり、同じセラミック製または異なるセラミック製にすることができます。ただし、同じセラミック製の場合、重量比は異なります。これらのセラミック部品は、インプラントから破片が飛び散っても、粒子が無害で鋭くないように設計されています。また、2 つのセラミック部品のうちの 1 つから破片が飛び散っても、インプラントの検査または検査中に X 線で確認できるように作られています。股関節インプラントなどのインプラントでは、インプラントのボールがセラミック製になる場合があり、セラミック層とインプラントの残りの部分との接続部の間には、通常、セラミックを保持する膜があります。膜はひび割れを防ぐのに役立ちますが、2 か所でひび割れが発生して別の破片ができた場合でも、膜が破片を所定の位置に保持し、破片がインプラントから外れてさらに損傷しないようにします。このような亀裂や剥離が発生する可能性があるため、膜の材料には高い破壊靭性と高いせん断靭性を備えた生体適合性ポリマーが使用されています。^[14]

感染症や人工関節の破損などの合併症により、人工関節の交換が必要になる場合があります。交換は 1 回の手術で行うことができます。または、最初に以前の人工関節材料を除去する手術を行い、その後別の手術で新しい人工関節を挿入することもできます。このような場合、特に感染症が合併している場合は、より永続的な人工関節が挿入されるまで、ある程度の基本的な関節の安定性と可動性を提供する頑丈な塊であるスペーサーが使用されることがあります。スペーサーには、感染症の治療に役立つ抗生物質が含まれている場合があります。 ^[15]

ニューヨーク市を拠点とする外科医スティーブン・S・ハダックは、1939年に人工関節の動物実験を開始しました。 ^[16] 1948年までに、彼はニューヨーク整形外科病院（コロンビア長老派教会医療センターの一部）に勤務し、海軍研究局からの資金援助を受けて人間の股関節の置換手術を行っていました。^[16]

以前^{[いつ? ]}人気があった人工関節形成術の2つの形式は、(1)炎症面を離しておくために皮膚、筋肉、腱などの他の組織を介在させる「介在人工関節形成術」と、(2)関節面と骨を除去して隙間を埋めるために瘢痕組織を残す「切除人工関節形成術」でした。その他の人工関節形成術には、切除(術)人工関節形成術、表面再建人工関節形成術、モールド人工関節形成術、カップ人工関節形成術、シリコン置換人工関節形成術などがあります。関節の適合性を回復または修正するための骨切り術も人工関節形成術の一種です。^[要出典]

近年、最も成功率が高く一般的な関節形成術は、関節または関節面を人工関節で外科的に置換するものです。たとえば、変形性関節症を患っている股関節は、人工股関節で完全に置換されることがあります (人工股関節全置換術)。この手術では、寛骨臼 (股関節窩) と大腿骨頭および大腿骨頸部の両方を置換します。この手術を行う目的は、痛みを和らげ、可動域を回復し、歩行能力を改善して筋力を向上させることです。

• リウマチ外科
• 関節置換登録
• 自家軟骨細胞移植
• マイクロフラクチャー手術

ウィキメディア・コモンズには、人工関節形成術に関連するメディアがあります。

• アメリカ整形外科学会からの患者情報
• FDAからの患者情報
• P. Benum、A. Aamodt、K. Haugan 股関節形成術におけるセメントレスカスタム大腿骨コンポーネント
• Finkelstein, JA; Anderson, GI; Richards, RR; Waddell, JP (1991)。「犬の全股関節形成術後のポリエチレン滑膜炎。組織形態計測分析」。The Journal of Arthroplasty。6補足: S91–6。doi : 10.1016 /s0883-5403(08)80062-9。PMID  1774577。