ニュース - 肩関節置換術の歴史

人工肩関節置換の概念は、1891年にテミストクレス・グルックによって初めて提唱されました。言及され、一緒に設計された人工関節には、股関節、手首などが含まれます。最初の肩関節置換手術は、1893年にパリの国際病院でフランスの外科医ジュール・エミール・ペアンによって、関節と骨の結核を患う37歳の患者に対して行われました。記録に残る最初の肩関節形成術。人工装具はパリの歯科医J.ポーター・マイケルズによって作られ、上腕骨は幹人工肩関節はプラチナ製で、パラフィンコーティングされたゴム製のヘッドにワイヤーで固定され、拘束型インプラントとして機能した。患者の初期成績は良好であったが、結核の再発が複数回発生したため、2年後に人工関節は最終的に除去された。これは、ヒトによる人工肩関節置換術の最初の試みである。

1951年、フレデリック・クルーガーは、ビタミンを原料とし、死体の近位上腕骨から型を取って作製した、より解剖学的に重要な肩関節プロテーゼの使用について報告した。これは、上腕骨頭壊死症の若い患者の治療に成功裏に用いられた。

しかし、真に現代的な肩関節置換術は、肩関節の第一人者であるチャールズ・ニアによって設計・開発されました。1953年、ニアは上腕骨近位端骨折の外科的治療の不十分な結果を解決するために、上腕骨頭骨折用の解剖学的近位上腕骨人工関節を開発し、その後20年間で数回改良を重ね、第2世代および第3世代の人工関節を設計しました。

1970年代初頭、重度の回旋筋腱板機能不全患者の肩関節置換術を解決するため、ニーアはリバース型人工肩関節置換術（RTSA）の概念を初めて提唱したが、関節窩コンポーネントの早期破損のため、この概念はその後放棄された。1985年、ポール・グラモンはニーアの提唱した概念に基づいて改良を加え、回転中心を内側かつ遠位に移動させ、モーメントアームと三角筋の張力を変化させることで、回旋筋腱板機能喪失の問題を完全に解決した。

肩関節置換プロテーゼの設計原理

リバース型肩関節置換術（RTSA）は、自然な肩関節の解剖学的関係を逆転させることで肩関節の安定性を回復させる手術です。RTSAでは、関節窩側を凸型、上腕骨頭側を凹型にすることで、支点と回転中心（CoR）を作り出します。この支点の生体力学的機能は、三角筋が収縮して上腕を外転させる際に、上腕骨頭が上方に移動するのを防ぐことです。RTSAの特徴は、人工肩関節の回転中心と、自然な肩関節に対する上腕骨頭の位置が内側下方に移動することです。RTSAの人工関節のデザインは様々です。上腕骨頭は25～40mm下方に、5～20mm内側に移動します。

人体の自然な肩関節と比較して、内部移動型CoRの明らかな利点は、三角筋の外転モーメントアームが10mmから30mmに増加し、三角筋の外転効率が向上し、同じトルクを発生させるために必要な筋力が少なくて済むことです。また、この特徴により、上腕骨頭の外転が回旋筋腱板全体の下制機能に完全に依存することがなくなります。

これはRTSAの設計と生体力学に関する説明ですが、少し退屈で理解しにくいかもしれません。もっと簡単に理解する方法はないのでしょうか？答えはイエスです。

まず、RTSAの設計について説明します。人体の各関節の特徴を注意深く観察すると、いくつかの規則が見つかります。人間の関節は大きく2つのカテゴリーに分けられます。1つは肩や股関節のような体幹に近い関節で、近位端が「カップ」、遠位端が「ボール」になっています。

もう1つのタイプは、遠位関節などです。膝肘関節では、近位端が「ボール」、遠位端が「カップ」となる。

初期の人工肩関節プロテーゼを設計する際に医学の先駆者たちが採用した計画は、自然な肩の解剖学的構造を可能な限り再現することであり、そのため全ての設計は近位端を「カップ」、遠位端を「ボール」として設計されました。一部の研究者は、人間の肩関節と同様に、関節の安定性を高めるために、「カップ」を意図的に大きく深く設計しました。股関節しかし、安定性を高めると実際には故障率が上昇することが後に証明されたため、この設計はすぐに採用を断念されました。一方、RTSAは自然な肩の解剖学的特徴を逆転させ、「ボール」と「カップ」を反転させることで、元の「股関節」を「肘」や「膝」に似たものにしています。この革新的な変更により、人工肩関節置換術の多くの困難や疑問が最終的に解決され、多くの場合、長期および短期的な有効性が大幅に向上しました。

同様に、RTSAの設計では回転中心を移動させることで三角筋の外転効率を高めていますが、これも分かりにくいかもしれません。肩関節をシーソーに例えると、理解しやすくなります。下の図に示すように、A方向（三角筋の収縮力）に同じトルクを加えた場合、支点と開始位置を変えると、B方向により大きなトルク（上腕の外転力）を発生させることができるのは明らかです。

RTSAの回転中心の変化も同様の効果をもたらし、不安定な肩でも回旋筋腱板の沈下を起こさずに外転運動を開始できるようになります。アルキメデスが言ったように、「支点さえあれば、地球全体を動かすことができる！」のです。

RTSAの適応症と禁忌症

RTSAの典型的な適応症は、腱板断裂性関節症（CTA）です。これは、変形性関節症を伴う巨大な腱板断裂であり、典型的には上腕骨頭の上方変位を特徴とし、その結果、関節窩、肩峰、および上腕骨頭の変性変化が継続します。上腕骨頭の上方変位は、腱板機能不全後の三角筋の作用による不均衡な力偶によって引き起こされます。CTAは高齢女性に多く見られ、典型的な「偽麻痺」が発生することがあります。

肩関節形成術、特にRTSA（逆型人工肩関節置換術）の実施は、過去20年間で大幅に増加しました。RTSAの初期の良好な結果、手術手技の継続的な発展、そしてこの手技の熟練した適用に基づき、当初のRTSAの適応範囲は拡大され、現在行われている肩関節形成術のほとんどはRTSAとなっています。

例えば、かつては腱板断裂を伴わない肩関節変形性関節症に対しては解剖学的全肩関節置換術（ATSA）が第一選択でしたが、近年、この見解を持つ人は徐々に減少しているようです。その理由としては、以下のような点が挙げられます。第一に、ATSAを受ける患者の最大10%が既に腱板断裂を合併していること。第二に、特に高齢患者では、腱板の「機能」の「構造的」完全性が完全ではない場合があること。最後に、手術時に腱板が損傷していなくても、加齢に伴い、特にATSA手術後には腱板の変性が起こり、腱板の機能については大きな不確実性が生じること。この現象は通常、70歳以上の高齢患者にみられます。そのため、純粋な肩関節変形性関節症に対しては、RTSAを選択する外科医が増えてきています。この状況を受けて、年齢のみに基づいて、腱板が損傷していない変形性関節症の患者に対しても、RTSA（逆型人工肩関節置換術）が第一選択となる可能性があるという新たな考え方が生まれた。

同様に、過去には、変形性関節症を伴わない修復不能な広範囲回旋筋腱板断裂（MRCT）に対して、肩峰下減圧術、部分回旋筋腱板再建術、中国式手術、上関節包再建術などの代替方法が用いられてきたが、成功率は様々であった。様々な状況におけるRTSAの熟練度と成功に基づき、近年、単純なMRCTに対してRTSAを試みる術者がますます増えており、10年間のインプラント生存率は90%を超え、非常に良好な結果が得られている。

要約すると、CTAに加えて、RTSAの現在の拡大された適応症には、炎症性骨関節症、腫瘍、急性骨折、外傷後関節炎、骨欠損または重度の変形した骨関節を伴わない修復不可能な大きな回旋筋腱板断裂、炎症、および反復性肩関節脱臼が含まれます。

RTSA（逆型人工肩関節置換術）の禁忌は少ない。感染症などの人工関節置換術の一般的な禁忌を除けば、三角筋の機能不全はRTSAの絶対的禁忌である。さらに、上腕骨近位端骨折の場合、開放骨折および腕神経叢損傷も禁忌とみなすべきであり、腋窩神経単独損傷は相対的禁忌とみなすべきである。

術後ケアとリハビリテーション

術後リハビリテーションの原則：

患者のリハビリテーションへの意欲を高め、患者にとって現実的な期待値を設定する。

痛みや炎症を軽減し、治癒中の組織を保護するが、肩甲下筋は通常、保護する必要はない。

肩関節の前方脱臼は、過伸展、内転・内旋、または外転・外旋の最終位置で起こりやすい。そのため、手術後4～6週間はバックハンドなどの動作を避けるべきである。これらの位置では脱臼のリスクがある。

4～6週間後も、上記の動作や姿勢を始める前に、必ず執刀医と連絡を取り、許可を得る必要があります。

術後のリハビリテーション運動は、まず体重をかけずに行い、次に体重をかけ、まず抵抗をかけずに行い、次に抵抗をかけ、まず受動的に行い、次に能動的に行うべきである。

現状では、厳格かつ統一されたリハビリテーション基準はなく、研究者によって計画が大きく異なっている。

患者の日常生活動作（ADL）戦略（0～6週間）：