2025/06/14
変形性膝関節症の病態:半月板
変形性膝関節症病態半月板

【作成者:平川善之

【監修者:内藤卓也

変形性膝関節症の病態:半月板

本稿では、変形性膝関節症の病態として半月板病変を紹介した。
・半月板はそもそもhoop機能を等により関節の安定性や荷重分散といった役割を有する。
・半月板後根断裂(medial meniscus posterior root tear:MMPRT)は加齢による変性や外傷により生じ急激な痛みと共に症状の進行に影響する。
・内側半月板逸脱(medial meniscal extrusion: MME)は内側半月板が関節外へ逸脱する状態であり、近年超音波画像で評価できる。

半月板の基礎 ~機能と役割~ 

膝関節の半月板は、内側半月板(medial meniscus)と外側半月板(lateral meniscus)から構成され、膝関節の安定性、Hoop機能による荷重分散と衝撃吸収、関節の潤滑、栄養供給、関節の適合性向上など、多くの機能を担い、膝関節の健康と正常な動作が維持される。また、半月板には外側1/3の領域のみに血流が認められることから、その損傷領域および損傷形態により切除もしくは縫合術が選択される。(図1)

図1(引用論文1より引用) 左:内側及び外側半月板の形状をしめす。中:半月板にはかかる荷重を分散するhoop機能がある。右:半月板の外側1/3のみに血流があり、損傷時の縫合術の適応範囲となる。

半月板後根断裂(medial meniscus posterior root tear:MMPRT)

前述したMMEに至る要因として、下肢アライメントの異常と共に、半月板損傷がその根底にある。その中で近年多く議論されている損傷として半月板後根断裂(medial meniscus posterior root tear:MMPRT)を紹介したい。MMPRTは、Kanら2)の調査では548例の死体膝において9.3%が有しその多くは軟骨損傷を併発していたことを報告し、またHwangら3)は、有症状の膝476例の30.3%に関節鏡でMMPRTを認めたとし、胡坐やしゃがみ動作が危険因子として報告している。つまり比較的多くに有する病態といえる。MMPRTは加齢による変性と外傷により生じるとされ、外傷においては階段昇降や歩行中にパキッなどの圧轢音とともに膝関節内側部に急激な痛みを訴えるが、多くは数日~2週間ほどで改善することが多い。
内側半月板の後根部は半月板実質と脛骨をつなげる部位であり、その損傷はMMEを含めた内側半月板の不安定性と共に、荷重領域を狭小化させることから関節面の局所圧を上昇させることになる4)。MMPRTは脛骨上で半月板が骨に付着する部位もしくはその1㎝以内での断裂と定義されている4)。
治療は、膝OA変化が中等度(KL2以下)で関節軟骨が温存されている場合は脛骨骨孔を介した経脛骨pullout修復術が選択される。Okazakiら5)はMMPRT後に経脛骨pullout修復術を受けた患者15名を対象に、術前後で膝屈曲10°および90°での下腿回旋角度を計測し、術後脛骨が正常と同様な内旋角度に改善されていたことを示し、MM後根の不連続性が膝屈曲時の病的な外旋を生じさせている可能性を示唆している。MMPRT成因動作として階段を降りる時やしゃがみ込みなどの深屈曲時に多いとされており6)(図2)、その際の下腿内外旋がMMPRTに関与している可能性があり、これは理学療法介入を考える際に参考とすべきであろう。
一方で、MMPRTの成因の一つにアライメント異常があることから、high tibial osteotomy: HTOのような骨切り術などの(2~3°程度の)軽度のアライメント修正術を加えるべきなのか、もしくはアライメント修正のみのHTO単独手術で良いのかは、近年の日本膝学会においても多く議論されており結論には至っていない7,8)。

図2 MMPRTの原因動作(引用論文6より引用)階段の降段、しゃがみ込み、椅子からの立ち上がりなど中等度の膝屈伸運動時が含まれている

内側半月板逸脱 medial meniscal extrusion: MME 

内側半月板は前述したように荷重や衝撃を吸収されるHoop機能を有しているが、内側半月板後根断裂(medial meniscus posterior root tear:MMPRT)などの半月板損傷や変性などによりその機能を失い、半月板そのものが大腿骨・脛骨の圧迫により外側へ押し出されて逸脱(medial meniscal extrusion: MME)する現象が報告9,10)されている。(図3)

図3(引用論文9より引用) 半月板が押し出され、内側半月板後根部断裂(MMPRT)に至る経過を示す。 (A)荷重により半月板およびMeniscotibial(MT)靭帯に応力がかかる。 (B)MT靭帯の進行性機能低下、半月板後根部応力の増大、および半月板の早期滲出。 (C)MMPRTとそれに伴うはみだしの増加。(MME) (D)不全半月板が押し出された状態での急速な関節変性。

このMMEが膝痛に関与することが報告されている11)。MMEは通常MRIで計測され、脛骨内顆の端から内側半月板の端までを計測し、3mm以上であれば逸脱していると判断される12)。また、Kalat12)やZhanら13)のsystematic reviewでは、膝内側関節裂隙距離(狭小)、mechanical alignment、軟骨厚や軟骨損傷の程度、骨髄浮腫や骨髄内の微小骨折(bone marrow lesions: BML)、骨棘、膝痛、BMIなど、膝OAの多くの症状とMMEとの関連が報告されており、その多くで症状の進行とMMEは関連している事が報告されているが、必ずしも一致しないとの報告も多くあり、こうしたsystematic reviewを是非ご一読いただきたい。
近年はMMEを、超音波画像を用いて評価できることが示されている14)(図4)。MRIと異なり超音波を用いることで、より動的な膝関節の運動とMME動態との関連が観察できる15)。Ishiiら16)は、歩行中のMMEを計測できる手法を用い、膝OA患者のMMEの特徴を報告しており、今後こうした手法から新たな知見が生まれることが期待される。

図4 (引用論文16より引用)荷重下での超音波による内側半月板逸脱(MME)の評価方法とその画像を示す。大腿骨・脛骨の内側縁と逸脱した内側半月板の外側部との距離を計測する。3mm以上を逸脱とする。

引用論文
1) Makris EA, et al. The knee meniscus: structure-function, pathophysiology, current repair techniques, and prospects for regeneration. Biomaterials. 2011 Oct;32(30):7411-31.
2) Kan A, et al. Anatomical significance of a posterior horn of medial meniscus: the relationship between its radial tear and cartilage degradation of joint surface.Sports Med Arthrosc Rehabil Ther Technol. 2010 Jan 12;2:1.
3) Hwang BY, et al. Risk factors for medial meniscus posterior root tear. Am J Sports Med. 2012 Jul;40(7):1606-10
4) Mundal K, et al. Differences Between Traumatic and Degenerative Medial Meniscus Posterior Root Tears: A Systematic Review. Am J Sports Med. 2025 Jan;53(1):228-233.
5) Okazaki Y, et al. Transtibial pullout repair of medial meniscus posterior root tear restores physiological rotation of the tibia in the knee-flexed position. Orthop Traumatol Surg Res. 2019 Feb;105(1):113-117.
6) Furumatsu T, et al. Injury patterns of medial meniscus posterior root tears. Orthop Traumatol Surg Res. 2019 Feb;105(1):107-111.
7) Wang H, et al. The efficacy of medial meniscal posterior Root tear Repair with or without high tibial osteotomy: a systematic review. BMC Musculoskelet Disord. 2023 Jun 6;24(1):464
8) Kyun-Ho S, et al. Effect of concurrent repair of medial meniscal posterior root tears during high tibial osteotomy for medial osteoarthritis during short-term follow-up: a systematic review and meta-analysis. BMC Musculoskelet Disord. 2021 Jul 15;22(1):623.
9) Fong FJY, et al. Medial Meniscal Extrusion in Patients With Medial Meniscus Root Tears: A Systematic Review and Meta-analysis. Orthop J Sports Med. 2023 Mar 6;11(3):23259671231151698.
10) Krych AJ, et al. Investigating the Chronology of Meniscus Root Tears: Do Medial Meniscus Posterior Root Tears Cause Extrusion or the Other Way Around? Orthop J Sports Med. 2020 Nov 4;8(11):2325967120961368.
11) Teichtahl AJ, et al.: Meniscal extrusion and bone marrow lesions are associated with incident and progressive knee osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2017; 25(7): 1076-1083.
12) Kahat DH, et al. The Relationship Between Medial Meniscal Extrusion and Outcome Measures for Knee Osteoarthritis: A Systematic Review. Orthop J Sports Med. 2024 Aug 9;12(8):23259671241248457.
13) Zhan H, et al. Radiographic OA, bone marrow lesions, higher body mass index and medial meniscal root tears are significantly associated with medial meniscus extrusion with OA or medial meniscal tears: a systematic review and meta-analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023 Aug;31(8):3420-3433.
14) Boksh K, et al. Assessment of meniscal extrusion with ultrasonography: a systematic review and meta-analysis. Knee Surg Relat Res. 2024 Oct 28;36(1):33.
15) Ikezu M, et al. Relationship Between the Sagittal and Coronary Alignment of the Tibiofemoral Joint and the Medial Meniscus Extrusion in Knee Osteoarthritis. Healthcare (Basel). 2024 Dec 1;12(23):2412.
16) Ishii Y. et al. Dynamic ultrasonography of the medial meniscus during walking in knee osteoarthritis. Knee. 2020;27(4):1256–1262.

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