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前十字靱帯損傷のリハビリ治療【ガイドライン参考】


前十字靭帯損傷(Anterior Cruciate Ligament:ACL)のリハビリ治療に関して、ガイドラインを参考に作成しています。目次は以下になります。

前十字靱帯損傷の概要

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前十字靭帯は大腿骨と脛骨の間(膝関節内)に存在する靱帯で、大腿骨の外側顆内側から脛骨の顆間隆起前方に付着しており、脛骨の前方への偏移を制動しています。

前十字靭帯損傷は、サッカーやバスケットボールなどの急激な方向転換(減速)やジャンプの着地動作など、人と接触せずに起きる損傷(非接触型損傷)が多い障害のひとつです。

接触して起こる状況としては、アメフトやラグビーなどでの後方からタックルにより、脛骨に前方への強い外力が加わることで受傷する場合もあります。

接触型と非接触型の割合は、非接触型で70%、接触型で30%と報告されています。また、非接触型では減速や着地時の受傷が全体の90%を占めています。

スポーツ選手では再建術後から復帰までに8-10カ月を要し、受傷者の約13%は現役復帰が困難であったとの報告があります。

外傷性膝関節血腫が認められる場合の約90%に靭帯損傷が認められ、その約60%に前十字靭帯損傷が存在します。

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ACL損傷を起こしやすい膝関節

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前十字靭帯損傷の診療ガイドラインにおいて、大腿骨顆部顆間窩の幅が狭いヒトほど、ACL損傷を起こしやすいこととが報告されています。(Grade A)

そのリスクは狭いヒトで損傷率が5-66倍になるとされており、高いリスクになりえることがわかっています。

一方で、従来よりリスクとして考えられてきた全身弛緩性や足部の形状等が損傷率を高めるといった共通した報告はなく、それほど気にする必要はありません。

前十字靭帯の構造と機能

ACLの役割として、①脛骨の前方滑り出し防止、②膝関節過伸展を抑制、③脛骨の内旋を抑制、④側副靭帯と共同して内反外反を抑制する機能があります。

ACLは大腿骨外側顆の内側面から、脛骨近位端の前顆間区をつないでいる関節包内に存在する靭帯であり、その全長は3㎝、幅は1㎝程度です。

この靭帯は膝関節の角度に関わらず、常に一定の緊張を保ち、大腿骨に対する脛骨の前方移動を制動しています。

前十字靭帯の役割

具体的には、膝関節完全伸展位で前方引き出し力の75%を受け、30度屈曲位、90度屈曲位では前方引き出し力の85%の力を受けます。

つまり、脛骨の前方移動に対してACLが抵抗する割合は、膝関節が30度及び90度屈曲位で最大となります。

そのため、徒手検査(ラックマンテンテストや前方引き出しテスト)では抵抗の高い角度で実施することにより、損傷の程度を確かめています。

前方引き出しテスト

ACLは、前内側線維束(AMB)と後外側線維束(PLB)の二重構造となっており、AMBは近位内側にて膝屈曲位で緊張し、PLBは遠位外側にて膝伸展位で緊張します。

両線維束が別々に緊張することで、全体としての膝関節の角度に関わらず、常に一定の緊張が保てるようになっています。

前内側線維束(AMB) 後外側線維束(PLB)
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前十字靭帯が損傷した場合

臨床症状として、受傷時のポップ音や膝の脱臼感、膝崩れなどがみられます。受傷後は、多少の困難さはありますが、切れたままでも歩行は可能です。

受傷の翌日には、膝に多くの血液が溜まっていること(膝関節血腫)に気付き、歩行困難となる場合が多いようです。

ACL単独での損傷は少なく、半月板や内側側副靭帯などの損傷を伴う場合が大半です。そのため、合併の度合いが活動性や予後に大きく影響を与えます。

また、膝関節が脱臼している場合は、95-100%の確率でACLが損傷しています。

膝関節脱臼

前十字靭帯損傷は男性よりも女性に好発し、その頻度は2-8倍です。ACLは血液の流れが非常に悪いので自然治癒することはほとんどありません。

損傷や断裂した場合でも、保存療法にて膝周囲の筋肉を鍛えることにより、日常生活やジョギング程度のスポーツであれば問題なく実施できる場合も多いです。

ただし、ACL損傷後は時間経過とともに内側半月板損傷や軟骨損傷が発生することも多く、とくに活動レベルが高い装具未装着者ではリスクが高くなります。

損傷後の約6割に軽度の変形性膝関節症が生じるとされており、その予防についても考えていくことが必要となります。

スポーツ復帰は手術が絶対条件

バスケットのようなジャンプやカット動作の多いスポーツ活動への復帰は、保存的治療だけでは困難であり、一般的には手術によって再建するしか治す方法はありません。

受傷からの期間が6ヶ月以上では、合併損傷としての半月板や関節軟骨損傷の発生率が高くなります。なので、なるべく早期の手術が必要になります。

再建術によって得られる膝の安定性に関しては、再建までの期間の影響はありませんが、陳旧例においてはスポーツの復帰度、自覚的な評価がやや劣る傾向にあります。

靭帯の役割について

組織は伝統的に、①上皮組織、②筋組織、③神経組織、④結合組織に分類されます。

結合組織というのは、組織についてあまり区別ができていなった時期に、①から③に当てはまらない「その他」のようなカテゴリとして存在していました。

靭帯はそんな結合組織の一種であり、線維の配列が非常に密なため、弾性に乏しいことから密性結合組織または線維性結合組織と呼ばれます。

筋膜や真皮の線維束は交織しているのに対し、靭帯は線維束の方向が一定しているのが特徴です。そのため、引っ張られる方向への抵抗が強く丈夫で、同時に柔軟で曲げやすいといった性質を持ち合わせています。

日常的な動きで伸張率が4%を超えることはありませんが、スポーツなどで伸張率が6%を超えると部分的な損傷が起き、8%を超えると断裂します。

診断に有効な画像検査

X線撮影では靭帯は写りませんが、脛骨に前方ストレスをかけながら撮影することで膝関節の動揺性を確認し、前十字靭帯と診断することも可能です。

ACL完全断裂者の場合、膝関節を30度屈曲位でストレスを加えると、左右差2㎜以上の前方動揺が認められます。

通常は左右差1㎜以内にとどまるため、この方法をとることで前十字靭帯損種の有無を確認することができます。

確定診断にはMRI撮影が有効で、画像から靱帯損傷の度合いなども確認することができます。

手術療法について

成長期から思春期のACL損傷の保存的治療の成績は不良とする報告が多く、将来を見据えて手術が選択される場合が多いです。

また、中高齢者においても若年者と同様の結果が得られ、60-80%の症例で受傷前のスポーツレベルへの復帰が可能となります。

復帰できる割合は受傷前のレベルが高かったほどに可能となり、プロのスポーツ選手の復帰率は約87%とされています。

したがって、年齢よりも患者の活動性、合併損傷、膝不安定性の程度、治療プログラムへの参加が可能かどうか等を考慮して手術適応は決定します。

前十字靭帯の再建術では、半腱様筋腱(ST)と薄筋腱(G)を用いたSTG再建術、または骨付き膝蓋腱を用いたBTB再建術のどちらかが実施されます。

以前は一次縫合術も実施されていましたが、ACLは血流も乏しく、保存的治療と大差を認めないため、現在ではほとんど行われることはありません。

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手術の後遺症

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STGは採取によってハムストリングスの筋力低下、BTBは採取によって膝前面部痛が問題となりやすいです。

近年、ACLがAMBとPLBに機能的に分かれていることから、この二束を解剖学的に再建する解剖学的二重束再建術を行うところが増えています。

STG再建術に関する無作為割付前向き研究では、受傷後早期に再建術を施行しても術後可動域に有意差はないと報告しています。

また、再建術によって変形性関節症の発症を防ぐというエビデンスはありません。むしろ、合併している半月板損傷が重要で、切除後は関節の変形を進行させます。

【論文】ACL損傷後に筋力強化などのリハビリのみを行った70例が対象。平均年齢は35歳、観察期間は平均11.6 年、全例直接検診を行いX 線上のOA変化および影響を与える因子について検討した。
【結論】症例全体のリスホルスコアは平均89点で、79%が優または良であった。X線上のOA変化は損傷側で63%に認められ、非損傷側の29%に比して有意に多かったが、大部分はグレードⅠ又はⅡの軽度であった。(大森 豪. 2001.)

リスホルムスコア(Lysholm score)とは、膝関節靭帯損傷患者の総合評価を100点満点で行うテストです。

評価項目は、①跛行、②支持装具、③階段昇降、④しゃがみこみ、⑤歩行・走行・ジャンプ、⑥大腿四頭筋の萎縮の六項目から構成されます。

半腱様筋腱は再生する

半腱様筋腱(ST)を採取した場合に、しばらくすると健常組織に類似した組織構造を持つ腱が再生されることがわかっています。

しかし、健常STと比較すると1-5㎝ほど近位に付着することになるため、最大屈曲位付近では筋出力が低下することになります。

全体の筋力に関してはほとんど健常と同等のレベルまで改善するため、STのみで対応できる場合は、なるべく薄筋腱(G)は温存したほうが良いとされます。

徒手検査の方法

Lachmann test

患者を背臥位にして、膝関節を30度屈曲位とします。一方の手で患者の大腿遠位部を、他方の手で脛骨近位部を把持し、前方に引き出す力を加えます。

実施時は、ハムストリングスが脱力していることを確認します。

ラックマンテストは検者内信頼性と検者間信頼性のどちらもが高く、陽性率も高いことからACL損傷に対して最も一般的に実施されるテストです。

変法として、簡単な器具一式を用いて、膝屈曲20度で9㎏の重量をかけての前方移動量をレントゲン撮影する方法があります。

器具を用いる必要はありますが、この変法テストは定量的で再現性の高い方法であるため、治療効果の判定などにも有用となります。

前方引き出し徴候

患者を背臥位にして、膝関節を90度屈曲位とします。両手で脛骨近位端を把持し、患者の足部を固定した状態から脛骨近位端を前方に引き出します。

膝関節が90度屈曲位であるため、座位にて実施することもできます。ただし、その場合は再評価時に条件を整えて実施する必要があります。

前述したように膝関節屈曲位では前内側線維束(AMB)が緊張するので、ラックマンテストよりもAMBの損傷を確認することに適しています。

Pivot-shift test

患者を背臥位とし、膝関節屈曲位から、膝関節外反と脛骨内旋力を加えながら膝関節を伸展させていき、伸展最終域で脱臼間を訴えた場合に陽性となります。

正常な膝において、膝関節外反と下腿内旋力を加えながら伸展させると、通常は伸展最終域で脛骨の外旋運動が生じます。

ACL損傷膝では、この最終伸展域での脛骨の外旋が生じず、逆に脛骨の内旋運動に伴って、脱臼感や恐怖感を訴えます。

リハビリテーション

再建術後の初期では、移植腱にストレスが加わらないように保護しながら運動機能の改善を図っていきます。

移植腱の再血行化およびリモデリングには約3ヶ月かかり、この時期には移植腱を通す骨孔も過度なストレスによって拡大しやすい状態です。

そのため、術後3ヶ月以降から徐々に運動強度を上げるようにしていきます。スポーツ復帰には、最短でも半年以上が必要です。

再建術後48時間 を寒冷療法によって5-10℃に保った場合に、疼痛、鎮痛剤の服用量、出血量が有意に少なくなるといった報告もあります。

前十字靭帯損傷のリハビリテーションの要点

  • 再受傷や再腱靭帯へのリスクを考慮した段階的リハビリテーション
  • 受傷後、再建術後の大腿四頭筋、特に内側広筋の筋力低下を予防
  • 伸展60度以下での大腿四頭筋単独収縮(OKC訓練)では、脛骨の引き出し力が生じ、再建靭帯へのストレスとなるため注意する
  • 脛骨の前方不安定性を防ぐためにハムストリングスの筋力強化が重要
  • 膝の内外反コントロールや安全な動作獲得のために、体幹筋や腹筋群、足関節・足部など全身の運動連鎖も意識したトレーニングを実施する

OKC訓練とCKC訓練

OKCは「開放運動連鎖」とも呼ばれており、SLRやレッグエクステンションのような非荷重位(手や足部の遠位端が床などに接していない)での単関節運動を指します。

CKCは「閉鎖運動連鎖」と呼ばれており、スクワットなどの荷重位での多関節運動のことを指します。

ACL損傷症例に対するトレーニング選択では、OKC訓練とCKC訓練に大きな差はないもの、OKC訓練の方が大腿四頭筋筋力の改善は大きいとされています。

しかしながら、OKCのほうが脛骨の前方移動量が大きいため、脛骨近位部にバンドなどをかけて、前方偏移を抑制して実施することが大切です。

大腿四頭筋の収縮は膝屈曲0-45度の範囲でACLの負担が最も大きく、60度以上では負担は小さくなります。

エアロバイクなどのペダリングは比較的にACLへの負荷が少ないため(片脚スクワットの1/3程度)、安全に実施できる運動ともいえます。

大腿四頭筋のCKCトレーニング 大腿四頭筋のOKCトレーニング

関節固有感覚は改善するのか

ACL再建によって障害された関節固有感覚は時間とともに改善しますが、健側と同程度に回復するか否かについては明らかではありません。

感覚の誤差については、閉眼した状態で膝関節の角度を指定して曲げてもらい、左右差やズレを定量的に計測することが望ましいです。

運動機能やスポーツ活動度に関節固有感覚の改善が相関すると報告されているので、早期より神経運動器協調トレーニングを実施していくことが推奨されます。

具体的には、非荷重時期より足趾の運動(タオルギャザー、ボール転がし、ビー玉拾い)、スライドボード運動、不安定板運動などを行います。

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代表的なエクササイズの流れ

下記は、一般的な再建術後のリハビリテーションの流れを掲載しています。

あくまで参考であり、実際は担当医に指示をもらいながら、本人の状態に合わせて負荷量は調整するようにしてください。

前十字靭帯損傷に対するリハビリテーションの流れ
①関節可動域運動
全可動域で可能
可動域制限をしなくても安定性を損なうことはない
②荷重運動
全荷重で可能(医師と要相談)
早期荷重が移植腱やその固定の状態を悪化させるような過負荷にはならない
③神経運動器協調トレーニング
術後早期より関節固有感覚の改善のために実施
④スクワット
3週~12週:屈曲60°以内
12週~:屈曲90°
16週~:片脚で可能
⑤バランスボード
4週~:両脚で実施
12週~:片脚で可能
⑥スポーツ特異動作
12週~:カッティング,両脚で実施
24週~:片脚で可能

再建術後に靭帯の強度が下がる

臨床では、術後6週程度で再建靭帯の強度が低下する時期があります。

とくに最終伸展位近くでの大腿四頭筋の単独収縮など、脛骨が前方移動するような筋力トレーニングは控える必要があります。(前方移動を抑えながら実施)

また、再建術後は膝部に冷却療法(クライオセラピー)を行うことで筋肉の働きを助けることができ、より筋出力を発揮した状態での運動が可能となります。

装具療法の効果について

装具着用にて保存療法を実施した場合、膝の不安定性が消失するまでに3-6カ月を要すると報告されています。

高齢者であり、スポーツ復帰のレベルまでを望まない症例も多いため、そのような場合には有用であると考えられます。

装具は医療用では10万円以上(医療保険適用可)もするため、非医療用を使用する方々もおられます。

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ACL損傷の膝サポーター
前十字靭帯損傷の膝サポーター

保存療法の予後について

前十字靭帯の完全断裂後における保存療法の予後では、筋力は健側比で80%以上と良好な結果となっています。

しかし、継続的な疼痛や膝崩れ感が残存しており、若年患者の将来を見据えて検討するなら、あまり良好な結果とはいえません。

【論文】ACL 完全断裂後の若年患者18 例に対し保存療法を行った。経過観察期間は最低3 年であった。
【結論】18例に疼痛、17 例に膝折れ感、4 例に度々のロッキング、リスホームスコアは平均64.3/100 点。ラックマンとピボットテストは全例で陽性。筋力は大腿四頭筋の健側比で平均84%、ハムストで平均94%であった。(Mizuta H. 1995.)

競技復帰に対する指標はあるか

高いエビデンスを認める報告はありませんが、再建術後の復帰選手でワン・レッグ・ホップ・テストに左右差がないという報告から、スポーツ復帰における一指標として役立ちます。

予防効果について

ACL損傷は非接触損傷が多く、定型的な肢位で受傷しやすいため、そのような肢位に陥らないようにすることで予防できるのではないかと考えられてきました。

これまでの報告では、①着地動作の指導、②バランストレーニング、③ジャンプトレーニング、④ハムストリングの筋力強化を実施することで、損傷は有意に減少すると報告されています。

具体的な効果として、トレーニング後はジャンプ動作時に膝屈曲角度の増加、膝間距離の拡大、膝外反モーメントの低下が挙げられています。

ハムストリングを鍛える理由

大腿四頭筋の収縮は、膝関節伸展位でACLを伸張させるように働きます。

それに対して、ハムストリングの収縮はどの角度においても脛骨を後方へ引き付けるように働くため、ACLへの負担を軽減することが可能です。

このことから、再建術後のリハビリテーションや損傷予防において、ハムストリングを強化することが極めて重要だと考えられています。

また、半腱様筋と半膜様筋は下腿の内旋に、大腿二頭筋は下腿の外旋に作用します。

中でも半膜様筋は、膝関節の安定性に関わる靭帯や筋の緊張を調整する役割を持っているため、前方不安定性を代償するためには有用です。

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参考資料/引用画像


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The Author

中尾 浩之

中尾 浩之

1986年生まれの長崎県出身及び在住。理学療法士でブロガー。現在はフリーランスとして活動しています。詳細はコチラ
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