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人工関節置換術

人工関節置換術とは、変形性関節症や関節リウマチなどの疾患により高度に障害された関節の表面を人工の関節に置き換えて、関節の機能を回復させる手術です。人工関節は、主に金属やセラミック、ポリエチレンなどでできており、関節の痛みの原因となっている部分を取り除くため、「痛みをとる」効果が大きいのが特徴です。

①人工股関節置換術(THA:Total Hip Arthroplasty)

②人工膝関節置換術(TKA:Total Knee Arthroplasty)

手術前後の歩行動画

当院では、主に股関節と膝関節に対して人工関節置換術を行っています。術後早期より疼痛が消失し、歩行がスムーズになります。

①人工股関節置換術(THA)

術前(両変形性股関節症)

術後(両THA後)

②人工膝関節置換術(TKA)

術前(両変形性膝関節症)

術後(両TKA後)

当院の特徴

人工関節置換術の当院の手術件数は、福井県では常にトップクラスの実績があり、以下の特徴があります。

コンピューター支援手術(CAS:
Computer Assisted Surgery)

人工関節にとって最大の問題は、長期の耐用性です。良好な術後成績を維持するためには、人工関節の適切な選択と設置が重要です。当院では、最新のコンピューター技術(①3次元術前計画とROMシミュレーション、②ナビゲーション手術)を取り入れた人工関節手術(CAS)を積極的に行っています。

① 3次元術前計画とROMシミュレーション

患者様の骨の大きさや形状およびアライメントなどには、多種多様の個体差があります。どの大きさのどのタイプの人工関節を、どの位置にどの角度で設置するかを、術前に適切に予測することは決して容易ではありません。従来のレントゲン画像による2次元術前計画では不正確にならざるを得ませんでした。
そこで、当院では2016年よりCT画像を基に3次元術前計画ソフトウエアZedHip®(LEXI社)を用いて、個々の患者様に応じて、人工関節の適切な機種やサイズを選択し、適切な設置位置および適正な脚長差補正などを計画できるようになりました。

人工股関節の術前計画 臼蓋側カップ設置

(臼蓋側カップ設置)

人工股関節の術前計画 大腿骨側ステム設置

(大腿骨側ステム設置)

さらにこのソフトで、術後の可動域(ROM)シミュレーションも行うことができ、術後の脱臼予防にも非常に有用です。

人工股関節の可動域シミュレーション

② ナビゲーション手術

前述した3次元術前計画を忠実に再現して、人工関節を適切に設置するために、手術中にコンピューターナビゲーションを用います(図1&図2)。

人工股関節置換術(THA)の術中ナビゲーション1

(図1)人工股関節置換術(THA)の術中ナビゲーション

人工膝関節置換術(TKA)の術中ナビゲーション1

(図2)人工膝関節置換術(TKA)の術中ナビゲーション

MIS(Minimally Invasive Surgery:最小侵襲手術)

皮膚や筋肉の切開をできるだけ小さくすることによって患者様の負担が減り、術後翌日より歩行を開始し、約3-4週間で退院するという早期離床・早期退院を可能にします。

スペーススーツ(宇宙服)の着用

「フライト・ステリシールド」という3ミクロンまでの細菌・ウイルスと、0.1ミクロンまでの塵埃を除去する使い捨てタイプの防護術衣を着用して、患者様を感染から徹底的に守ります。

抜糸が不要で感染に強い真皮縫合

抗菌薬でコーテイングされたモノフィラメントの特殊な生体内吸収糸(抗菌縫合糸:PDS-plus®)で縫合することにより徹底した感染予防を行います。またこの吸収糸を非常に細かく真皮縫合するため、抜糸が不要で傷の治りも早く傷跡が目立ちにくくなります。

疼痛対策

腰の硬膜外腔に極細のカテーテルを挿入して、術後の痛みを継続的にブロックできる持続硬膜外麻酔を行っています。この方法によって、術後翌日より関節の可動域訓練をほとんど痛みなく始めることができ、ほぼ全員の患者様が術後2日以内に歩き始めています。

合併症と予防・対策

前述しましたが、人工関節置換術は関節の痛みを改善し機能を再建する手術として画期的な治療であることは疑いのない事実です。しかし、副作用が全くない薬が存在しないように、検査や手術という医療にも不具合が全く起こらないわけではありません。非常に稀な発生率ではありますが、手術の効果に反した不具合が生じる場合があります。これを「手術に伴う合併症」と呼んでいます。
人工関節置換術には下記のような合併症が考えられますが、その合併症に対する「当院の予防と対策」についてご説明させて頂きます。

① 出血 Bleeding

手術は骨を削ったり切除したりする操作が必ずありますので、出血がある程度あります。

手術前に血流を良くするような薬(ワーファリン®・バイアスピリン®・プラビックス®など)を服用されているかどうかを必ずチェックし、手術に伴う出血量を減らすために、当院では手術前に循環器内科の診察の下、休薬もしくはヘパリンの投与を行います。
また当院では、皮膚や筋肉の切開を必要最小限に小さくするというMIS(Minimally Invasive Surgery:当院では、最小侵襲手術)という手技を行っており、出血量を極力減らすように努力します。また手術時間の短縮にも努めています。

② 輸血 Blood Transfusion

出血が多くなれば輸血の必要性が高くなります。

当院では、自己血輸血を基本としています。術前に貧血がない患者様には、手術前に外来で自己血を蓄えておく「貯血式自己血輸血」を行います。また、貧血が高度な方や自己血では足りないような出血を生じた場合には、「自己血回収血輸血(※1)」を行って、同種血(他人の血液)輸血を極力回避するように努めています。

※1 自己血回収血輸血装置

オルソパット®

CBCⅡ®

  

③ 骨折 Fracture

骨粗鬆症などで骨強度が非常に弱かったり、骨の変形が高度な場合、手術操作あるいは術後の転倒によって、人工関節周囲で骨折を生じる場合があります。

当院では、術前に骨粗鬆症の程度をDXAによる骨密度で、また骨の変形度合を3次元CTで評価し、骨折が生じないよう綿密な手術計画と細心の注意を払って手術を行います。また術後の骨折予防として、必要であれば骨粗鬆症の治療を併用し、転倒予防のための生活環境の点検・改善と筋力強化に努めています。

④ 神経障害 Neurological Disorder

股関節や膝関節の手術の場合、坐骨神経や大腿神経ならびに腓骨神経領域のしびれや麻痺が偶発的に起こることがあります。ただし、ほとんどの場合は一過性ですが、回復に時間を要する場合もあります。

当院では、手術時に神経に影響を与えるような下肢の過度の延長や牽引を行なわないように注意し、手術後も神経を圧迫するような脚の位置をとらないように細心の注意を払います。

⑤ 深部静脈血栓症 DVT(Deep Venous Thrombosis)・
肺塞栓 PE(Pulmonary Embolism)

手術直後は出血と発熱によって脱水が起こりやすく、床上安静に伴う下肢の血流低下が重なるため、下肢の静脈内の血液が固まる(静脈血栓症)ことがあります。また、その血栓が運悪く血流に乗って、肺動脈で詰まってしまうと重篤な循環不全状態(肺塞栓症)に陥ることがあります。

当院では、術後の脱水状態を回避するために十分な輸液点滴を行い、下肢の血流を促進するような弾性ストッキングやフットポンプ(間欠的空気圧迫法IPC:Intermittent Pneumatic Compression)(※2)の使用ならびに早期からの足関節や膝の運動を行います。また、血栓予防の注射薬(クレキサン®・アリクストラ®)や内服薬(リクシアナ®)も併用します。
なお、静脈血栓は発生しても無症状であることが多いため、当院では手術前と離床直前の術後翌日に下肢静脈エコー検査を必ず行い、血栓を一早く発見できるように努めます。血栓を発見した場合、その大きさと発生部位によってはリハビリを遅らせ、循環器内科医の指示の下、抗凝固療法を行って肺塞栓の発症を未然に防ぎます。

※2 フットポンプ:Kendall SCD®

⑥ 脱臼 Dislocation

手術では、一旦関節を脱臼させた上で、人工関節を設置します。そのため、手術後早期は関節周囲の支持組織が弱っているため、股関節の場合、無理な肢位(足の位置)をとりますと脱臼することがあります。股関節が脱臼しますと、通常痛みとともに立てなくなるか、歩けなくなります。その場合は静脈麻酔下にて徒手整復が必要となります。

当院では、術後人工関節の脱臼が容易に起こらないように、術前のレントゲンや3次元CT画像などを用いて、人工関節の適切な設置計画を立てます。また、その計画通りに手術を的確に行うために、手術にはナビゲーションを用います。さらに、このナビゲーションを用いて、個々の患者様の術後の脱臼肢位や獲得できる可動域を正確に測定し、術後の脱臼を起こしやすい動作について、日常生活上の注意点や予防動作の訓練をリハビリで徹底的に教育・指導をしております。

⑦ 感染 Infection

身体の中に人工関節という異物が入るため、生体の防御反応が働きにくく、一旦感染が起こると細菌が繁殖しやすくなります。ごく稀ですが、手術した部位が赤くなったり、腫れたり、膿がでたり、熱が下がらないことがあります。これを「人工関節周囲感染PJI:Periprosthetic Joint Infection」といいますが、人工関節には当然血流がありませんし、細菌が人工関節表面にバイオフィルムというバリアをつくることがあり、抗菌薬が効きにくく、治りにくい場合があります。
なお、PJIには、手術後90日以内に発症する早期感染の「手術部位感染SSI:Surgical Site Infection」と、それ以降に発症する遅発感染があります。後者の場合、細菌が手術部位以外のところから血行性に感染する場合もあります。

もっとも治療に難渋する合併症であり、今日の医療でも100%回避・予防することは困難であるといわれています。しかし当院ではさまざまな予防・対策を講じています。
まず、手術前に慢性の炎症(虫歯や歯槽膿漏、副鼻腔炎、褥瘡など)がある場合は、できるだけその治療を優先していただきます。また、コントロールが悪い糖尿病の方も感染を発症しやすいため、コントロールが良好となるまで手術を控えさせていただきます。また、鼻腔粘膜にMRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)を保菌している(菌を保持しているが無症状)方が稀にいらっしゃいます。この場合も術後のSSIとの関係が示唆されているため、手術前にスクリーニング検査(鼻腔粘膜の細菌培養検査)を行い、検出された方にはムピロシン(バクトロバン®)軟膏を塗布していただき、除菌されたことを確認してから手術を行わせていただきます。
手術直前から手術後48時間は、感染予防のため抗菌薬の点滴を行います。手術は特別に空気清浄した人工関節用の手術室にて、特別なスペーススーツ(宇宙服)を着用して2重手袋で行います。創の縫合には、抗菌薬でコーテイングされた生体内吸収糸を用いて行います。術後は注意深い創部の観察と定期的な血液検査でモニタリングを行い、万が一感染を発見した場合には速やかに対処するように努力します。

⑧ ゆるみ Loosening

人工関節置換術は、骨と金属製の人工関節を接合させる手術のため、長期間人工関節を使用していると、関節に大きな負荷が繰り返しかかり、骨の強度が加齢とともに低下していくため、その接合部にゆるみが生じてしまうことがあります。

当院では、人工関節のゆるみができるだけ早期に起こらないようにするために、適切な人工関節の設置と固定に細心の注意を払っています。手術前に患者様の関節形態に関する様々な情報をレントゲンやCTで入手し、綿密な手術計画を3次元的に行い、ナビゲーションを用いて的確に設置するようにしています。また、骨密度をDXAで計測し、人工関節の固定方法も吟味するようにしています。

⑨ 摩耗 Wear

人工関節の耐久性に影響する最終的な問題で、「人工関節の永遠の課題」ともいわれています。今日の人工関節は、医学と工学のめざましい進歩によって、非常に摩耗しにくい材質へと改善されていますが、正常の関節軟骨に比べれば、まだ摩耗は起こりやすいといえます。人工関節が徐々にすり減りますと、摩耗粉が増えて、それが周囲の骨を吸収(骨溶解)する場合があります。なお、人工関節にゆるみがない限り、摩耗だけでは痛みがでることはほとんどありません。

当院では、数多くある人工関節の中でも今日最も摩耗が起こりにくいといわれている人工関節を選択しています。ただ、摩耗が高度に起こっても無症状の場合もありますので、定期的な検診を受けること(少なくとも1~2年に1回)が必要です。当院では、退院時に各患者様専用の「人工関節手帳(※3)」を作成してお渡ししますので、術後の検診が受けやすく、万が一遠方で人工関節に異常が起こった場合でも、人工関節に関する有効な医療情報を提供しやすくなっています。

※3 人工関節手帳

再置換術(入れ換え手術)

永久にもつ人工関節が理想ですが、人工物であるがために、残念ながら現状では耐用性に限界があります。人工関節の寿命は、手術前の患者様の状態や活動量・体重などによって異なります。現在、約80%の患者様は術後20年間人工関節の入れ換え手術(再置換術)が不要であるといわれています。また、近年の人工関節のデザインや材料のめざましい進歩によって、人工関節の寿命は年々伸びています。
しかし、以下のような状態が生じた場合には、人工関節の再置換術が必要となることがあります。

Ⅰ ゆるみ Loosening

骨の中で人工関節がぐらついている状態です。ゆるんだ人工関節を抜去して、土台となる骨を修復して、新しい人工関節に入れ換えて固定しなおす必要があります。

人工股関節のゆるみに対する再置換術

人工膝関節のゆるみに対する再置換術

Ⅱ 摩耗 Wearと骨溶解 Osteolysis

人工関節の絶えず動いている部分(摺動面:しゅうどうめん)が摩耗することによって、摩耗粉が発生し、周囲の骨を徐々に吸収(骨溶解)していくことがあります。骨溶解が広範囲にならないうちに、人工関節の摩耗した部分の交換と骨溶解に対する骨の修復再建が必要です。

人工股関節の摩耗と骨溶解に対する再置換術

Ⅲ 感染 Infection

感染早期や表層性の感染であれば、抗菌薬の点滴のみで軽快する場合が多いです。しかし、適切な抗菌薬を投与しても改善が得られない場合があります。そのような場合、人工関節を一旦抜去して病巣を搔爬・洗浄した上で、抗菌薬の入ったセメントスぺーサー(ALAC:Antibiotics Loading Acryl Cement)を挿入して、骨の内部から細菌を退治する必要があります。そして、細菌を完全に退治した後に、新しい人工関節を再度設置します。

人工股関節感染に対するALAC挿入と再置換術

人工膝関節感染に対するALAC挿入と再置換術

Ⅳ 反復性脱臼 Recurrent Dislocation

患者様が脱臼肢位について十分な注意を払っていても、容易に人工股関節の脱臼を繰り返す場合、人工股関節の部品をいくつか交換したり、設置角度や長さなどを微調整する手術を行うことによって、反復性脱臼を制御できる場合があります。

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