PS型のTKAについて

TKAについて

どうも。

管理人のKnee-studyです。

 

今回は、TKAの機種についてまとめていきます。

以前の記事で、TKAの機種について軽く触れていきました。

変形性膝関節症に対して行うTKA(人工膝関節全置換術)について+機種の特徴について
今回は、変形性膝関節症に対する治療法で大きな成果を上げているTKA(人工膝関節全置換術)について記事にしていきます。人工関節の分野は手術の中でも改善度が高く、術前よりも身体機能が上がるといわれています。このように一口に「TKAの手術を受けた」といっても、”どんな種類の?”とか”どんな機種なのか?”について理解しておく必要があります。
TKA術後でもロールバック機構を意識すべき!CRタイプとPSタイプでの違いについても検討。
正常な膝関節だけでなく、膝OAからの手術(人工膝関節置換術)でも、このロールバック機構は必要な機能になるからです。 ただこのロールバック機構を人工的に作り出しているか、自身の組織(後十字靭帯)を温存して再現しているかの違いはあり、後者の場合、リハビリでも意識して介入する必要があります。

 

少し似たような内容になってきますが、今回はPS型のTKAについて以前書いた記事よりも少し掘り下げていきたいと思います。

 

1.PS型のTKAについて

PS型のTKAですが、正式名称は”posterior stabilized型”と呼ばれ、頭文字を取ってPS型と呼ばれます。

意味としては、略すと「後方の安定型のTKA」ということになります。

・posterior=後方

・stabilized=安定

後方の安定化を人工関節のデザインによって代償していることからこのように呼ばれています。

別名、「後十字靭帯代償型」とも呼ばれます。

 

PS型のTKAの特徴

何を言っても、PS型の特徴としては、「ポストカム機構があること」の一言に尽きます。

 

PS型のTKAは、後十字靱帯(PCL)を切除した機種になります。

後十字靱帯は膝の後方安定化に寄与している靱帯になりますが、PS型のTKAを施行する場合は切除します。

代わりに置換するインサートに”ポスト”がついており、大腿骨側のインプラントの”カム”がインサート側のポストと接触することで膝のロールバック機構が再現されます。

 

図:PS型のTKAについて(ポストとカムの位置関係)

 

このことを、”ポストカム機構”と呼び、PS型のTKAではこのポストカム機構により膝の屈曲運動に伴うロールバック機構が再現されているというわけです。

ロールバック機構についてはこちらの記事をご覧ください。

膝関節のロールバック機構とは?~膝の屈曲を正常に行うために必要な機能~
今回は、膝関節のロールバック機構についてまとめていきます。このロールバック機構は後十字靭帯(以下、PCL)の機能により生じる膝の正常な動きのことを指します。ロールバック機構が機能することで、膝の屈曲がスムーズに行えるわけです。正常の膝だけでなく、TKAにもこの機構を生かした機種が多く使われており、術後のリハビリを行う上で重要なチェックポイントになります。

 

 

PS型のTKAのメリット

PS型のTKAの実績は今現在、CR型やCS型に比べ多くなっています。

その背景には、「手術適応が広い」「執刀医による差異が少ない」「安定した治療成績」などが挙げられます。

 

PS型のTKAは後十字靱帯を切除し(前十字靭帯も当然切除)、人工関節のデザインにより関節運動をコントロールすることから、変形が強い場合や関節可動域制限が強い場合でも比較的術後成績が良いとされています。

 

また、後十字靱帯を切除するため、人工関節を置換する際の術野もしっかり確保されることから、執刀医の技術による差が生じにくくなります。

そして、膝の機能は人工関節のデザインによりコントロールされることから、術後機能そのものや機能改善に個人差が生じにくいこともメリットに挙げられます。

 

どうしてもCR型などは、靭帯の変性などにより術後機能が大きく変わってくる可能性があります。

このことを考えると、PS型のTKAは術後成績が安定しやすい事が予想できます。

 

以上の点が、PS型のTKAのメリットになります。

 

PS型のTKAのデメリット

PS型のTKAのメリットが把握できたところで、今度は反対にデメリットについてです。

①膝屈曲位での不安定性

②ポストの脱臼やポリエチレンの摩耗のリスクがある

 

上記のようなデメリットが挙げられます。

 

①膝屈曲位での不安定性

ロールバック機構がポストカム機構により再現されており、PCLは切除します。

このポストカム機構ですが、膝屈曲約60°以上で作動するとされており、60°以下ではPCLの代償機能が再現されないため後方の制動が効かなくなるということになります。

そのため膝関節の不安定性が生じることになります。

 

ポストカム機構自体、インサート側の「ポスト」と大腿骨側のインプラントに存在する「カム」の両者により後方制動および膝関節屈曲に必要なロールバック機構が再現されます。

この機構ですが、関節運動に伴って両者が常に接触しているわけではありません

これが膝の不安定性の原因になると言われている所以です。

 

このことに関して、TKAのデザインも年々技術革新が起こっており、現在では膝屈曲位でのポストとカムが”ポイントコンタクトしない”ようなデザインになっていたり、膝屈曲および深屈曲においてもポストとカムの接触面積を維持できるよう改良が重ねられています。

 

”ポスト”と”カム”の接触面積の向上により、以前のTKAよりも術後の膝関節の安定性は飛躍的に向上していることがわかります。

このことから、上記で挙げたデメリットも徐々に改善されてきているということになりますね。

 

 

②ポストの脱臼やポリエチレンの摩耗のリスクがある

先述した膝の不安定性の面と話が被る面がありますが、

PS型のTKAの場合、膝の関節運動の制御はTKAのデザインに依存します。(ポストカム機構)

そのため、ある程度限界が決められており、無理な動きや過剰な関節運動ではポストの脱臼のリスクが考えられます。

また、関節そのものが弛緩する角度(膝関節軽度屈曲位)ではポストカム機構も機能しないため、ポストの脱臼が生じやすくなるといえます。

 

この問題に関しても、現在では脱臼しにくい構造に改良されていたリ、ポストカム機構が膝屈曲初期の段階から生じるような改良が重ねられています。

※それでもPS型の構造的に上記のようなリスクは存在することは理解が必要です

 

摩耗のリスクについては、以下のような報告があります。

PS型TKAにおいては、歩行、起立動作中にインプラント間の過伸展や後方移動による大腿骨コンポーネントとポリエチレンインサートのポスト前方部分が接触する前方インピンジメントが起こることがあり、ポリエチレン摩耗の原因となる可能性が示唆された

膝関節のバイオメカニクス Jpn J Rehabil Med 2016;53:774-778 より引用

元の参考文献はこちらです。

Tamaki M, Tomita T, Yamazaki T, Yoshikawa H,Sugamoto K:Factors in high-flex posterior stabi-lized fixed-bearing total knee arthroplasty affecting in vivo kinematics and anterior tibial post impingement during gait. J Arthroplasty 2013 ; 28 : 1722-1727

 

このように、PS型のTKAの場合は少なからずポスト部分にかかるストレスが確実に存在することと、そのストレスが原因でポスト部分のポリエチレンの摩耗が起こりうることを理解する必要があります。

 

 

PS型のTKAの適応とは?

先述しましたが、PS型のTKAの適応は広いです。

他のTKA機種に比べて、置換する機械で機能を再現しているため、比較的適応は広くなります。

CR型のTKAの場合、靭帯による制動機能を残しているため、温存組織の機能が維持されているかが適応のポイントになるため、適応がやや狭くなります。

 

PS型のTKAは、人工関節のデザインによって機能を代償するため、重度の変形性膝関節症に対しても術後成績良好となりやすいといわれています。

そのため、重度の変形や拘縮が存在する変形性膝関節症に対してもPS型のTKAはCR型に比べて適応となります。

 

2.CR型のTKAよりもPS型のTKAを推奨する文献

CR型では、PCLの変性により温存したPCLが必ずしも機能せずロールバックが再現されない事や、手術中にPCL緊張度の調節が難しく、PCL過緊張による可動域制限が危惧される。

現状では、130°までの屈曲でポストカム機構による再現性のあるロールバックが得られ、後方インピンジメントの防止が可能なPS型がCR型より有利とされている。

野口 昌彦 人工膝関節形成術の進歩-特に深屈曲について- 東女医大誌 第75巻 第9号 387~393 平成17年9月 より引用

 

このように、靭帯の温存を行うCR型と比較し、ポストカム機構にて膝の屈曲運動(ロールバック)を再現する点においては、CR型よりもPS型の方が有意であるということになります。

 

何度も述べていますが、PS型・CR型両者とも年々インプラントの改良が重ねられており、各機種ごとに存在するデメリットは解消されてきています。

 

そんな中でも、生体の組織に依存しないスタンスのPS型では術後の成績に差が生じにくいという点ではやはりメリットとして考えられるものと思われます。

 

3.まとめ

今回は、シンプルにTKAの機種についてまとめていきました。

今回はPS型のTKAについてという題で記事をまとめていきました。以前の記事でも似たようなワードがちらほら出ていましたが、今回はPS型のTKAのみについて触れています。

 

PS型のTKAの特徴としてはやはりポストカム機構が一番に挙げられます。

このポストカム機構に絡んでリスク面や実際の関節運動を意識することがPS型のTKA術後のリハビリを行う際のポイントになると思われます。

 

次回はCR型のTKAについても触れていきたいと思います。

 

それでは本日はこの辺で。

今回も最後まで読んで頂きありがとうございました!

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