膝蓋骨内側膝蓋骨注射法の評価

膝関節への注射は、多くの医学界で治療処置と見なされていますが、再現可能かつ正確に実行するのは、信じられているほど簡単ではありません。 多くの著者は、膝への注射手順の 20 ～ 30% 以上が、注射液を関節腔に沈着させることに失敗していると推定しています (6)、(7)、(9) (11)。 注射液の関節内沈着に関連する高い合併症率が報告されていることを受けて、多数の著者が臨床医を支援するさまざまな技術、注射部位、およびトリックを公開しています。 エア関節造影法 (12)(13)、逆流法 (7)、三角法 (11) などの技術は、一見簡単な手順に複雑さと時間を追加しました。

膝関節内の特定の解剖学的関係は、より大きなアクセス ウィンドウを提供し、一部の技術では他の技術よりも比較的簡単に入力できます。 さらに、ヒアリン関節軟骨、関節の効率的で痛みのない関節に不可欠な滑らかで複製不可能な関節表面の存在は、膝関節へのアクセスに別の複雑さと懸念を追加します。 この軟骨への医原性損傷は、一般的に使用されるいくつかの注射技術で発生する可能性があります。 関節面の損傷は、膝関節内の関節炎の病理学的変化と解剖学的に同等です。

正確な関節内注射をめぐる混乱の多くは、トレーニング中に教えられた解剖学的関係に起因しています。 解剖学的アトラスは、膝関節の層を、針を容易に挿入するための具体的で認識可能な関節空間があるように描写します。 これは、膝関節液貯留のない正常な膝には当てはまりません。 現実には、正常な成人の膝には、関節軟骨の上に非常に薄い膜として分散した 2 cc の滑液があります。 実際、滑膜は関節軟骨の真上にあるため、関節腔は実際には潜在的な空間です。 これが事実であるにもかかわらず、針が正確に配置された場合、膝関節内に陥凹の3つの優勢な領域があり、この潜在的な空間を開発することができます. これらの 3 つの領域は、滑車間溝、顆間ノッチ、膝蓋骨上嚢です。

滑車間溝は、膝が伸びた位置にあるときに膝蓋骨のすぐ下にある大腿骨の前面上の領域です。 滑車間溝は関節軟骨で覆われており、正常な痛みのない膝蓋大腿関節の維持に不可欠です。

顆間ノッチは、ACL および PCL 腱を収容する最も遠位の側面にある大腿骨の領域です。 顆間切痕は膝関節の関節領域ではなく、関節軟骨で覆われていません。 顆間切痕に関節軟骨がないという事実は、医原性軟骨損傷の可能性を大幅に減少させます。 これらのスペースの 1 つに針を正確に配置することは、注射を成功させるために重要です。

過去 10 年間、膝関節内注射の最も安全で信頼性の高い技術について議論されてきました。 この研究プロトコルで研究された手法を含む 5 つの一般的な手順は、現在、膝関節へのアクセスのために医学界で採用されています。 これらの 5 つの技術はすべて同じ基本的な材料と原理を共有しており、5 つすべてが関節腔への異物の挿入に関連する同じリスクを伴います。

内側および外側の膝蓋下テクニックは、考慮される最初の 2 つのテクニックです。 針が挿入される膝の側面に関係なく、膝蓋骨下技術では、膝が検査台上で伸展位置にある間に針を膝蓋骨と大腿骨の間に配置します。 膝蓋下注射技術は、滑車間溝内にある針終点位置を使用します。

傍膝蓋骨技術としても知られる内側および外側の関節線技術は、他の一般的に利用される技術である。 傍膝蓋骨注射技術の膝関節への侵入経路は、膝蓋靭帯の内側または外側の脛骨プラトーのすぐ近くにあるソフトスポットを通ります。 傍膝蓋骨注射技術では、膝が検査台の端から 90 度に曲げられ、エンドポイントが顆間ノッチ内にある間に、針の挿入が行われます。

時々使用される最後の注射部位は、針を膝蓋骨嚢に向けます。 この注入経路は、大量の胸水がある場合に膝を吸引するのに信頼できる領域であるという事実のために、時々選択されます. 膝蓋骨上嚢は膝関節内で最大の潜在的空間であるが、この空間は浸出液のない膝では本質的に閉鎖されている。 膝蓋骨上嚢への注射の成功は、本の連続する 2 ページの間に針を完全に配置することに似ています。 関節液が存在しない場合、この空間には適切な針の向きと深さを示す触覚刺激がないため、この経路からの注射の成功は困難で信頼性が低くなります。

現在の膝の注射の実践を悩ませているもう 1 つの問題は、使用する針の選択です。 診療所の大多数は、1.5 インチの長さの針を在庫しています。これは、入手可能な最も一般的な生産長さです。 明らかに他の長さも利用できますが、それらは膝の注射の時点では手元にない特別注文タイプのアイテムです. 針の長さは、膝の注射を行っているほぼすべての開業医にとって考慮事項ではありません. これは、解剖学のテキストに描かれているように、関節内空間が大きく開いていてアクセスしやすい領域であるという解剖学的な誤解に部分的に起因しています。 傍膝蓋骨技術を使用して膝に注射する場合、針が滑膜腔に入る前に通過しなければならない重要な構造があります。 膝蓋骨前滑液包組織、皮下脂肪、筋膜、膝蓋下脂肪パッド、肥厚性で肥厚した滑膜などの構造は、深さが異なり、標準的な針がアクセスできるようになる前に、その有効長をすぐに使い果たしてしまう可能性がある明確な解剖学的構造です。関節内スペース。 アメリカでの肥満問題の増加に伴い、適切な針の長さの問題はますます重要な考慮事項になりつつあります.

膝の注射に関する現在の文献は、必要な針の長さを考慮していないようです。 このプロトコルで言及されているものを含む多数の研究では、長さが 2 インチ以下の針が使用されており、これらの同じ研究では、膝蓋骨下脂肪パッドを横断する技術では関節内浸透率の精度が低いことが報告されています (1),( 2)、(6)。

プロテオグリカン ヒアルロン酸 (HA) 製剤の人気が変形性関節症 (OA) の治療に人気が高まっているため、膝関節に直接基質を正確に配置する必要性がここ数年増加しています。 過去に OA の対症療法に広く利用されていたステロイド注射とは異なり、HA 製剤を効率的に使用するには、膝関節の滑膜ポケット内に正確に配置する必要があります。 簡単に言えば、この違いは、これら 2 つの高分子の作用機序に基づいています。 ステロイドは抗炎症メディエーターとして機能し、膝関節への炎症細胞の動員および侵入の能力を阻害します。 このため、関節周囲の位置にステロイド注射剤を不正確に沈着させても、パラクリンメカニズムを通じて依然として臨床的利益をもたらす(7),(8)。 HA製剤は、負に帯電した大きなタンパク質多糖分子であるプロテオグリカンでできており、関節腔と関節軟骨に水を補充します. プロテオグリカンは、体重負荷中に関節に流体力学的緩衝を提供することにより、スポンジのように機能します。 ステロイド a 製剤とは異なり、HA が誤って関節周囲の軟部組織に注入された場合、その臨床的利点は本質的に無効になります (1)、(6)、(10)。 適切な針の長さに関する上記の議論に関連して、針が短すぎるために膝蓋下脂肪パッドに HA を不注意に配置すると、注入された材料が脂肪パッド内に留まり、内層に到達できなくなります。それが効果的な関節空間。 膝蓋骨下脂肪パッドのサイズの5人の被験者MRI評価において、Jackson等。皮膚と関節面の間で 1.8 ～ 2.2 インチの範囲のサイズのバリエーションが示されています (1)。 明らかに、関節前軟組織質量のより正確な分布を達成するには、より大きなサンプルサイズが必要ですが、この報告された範囲は、針のサイズの重要性に妥当性を追加します.

現在のヒアルロン酸製剤は、一連の 3 ～ 5 回の注射を含み、現在、一連の注射を受ける患者の約 50% の痛みを軽減する臨床効果があります。 この研究は、HA の上記の臨床効果をテストまたは評価することを意図したものではありませんが、HA 注射液が不適切な針の長さまたは貧弱な技術に起因して誤って膝蓋下脂肪パッドに沈着する可能性があるという事実は、その低い臨床効果の重要な要因である可能性があります。 .

最近、Jackson (1)、Wind (2)、Toda (6) などの著者が、膝蓋骨下アプローチによる関節内注射で優れた成功を収めたと報告しています。 彼らの研究は、基質を関節内空間に送達する際の高い精度を宣伝しています。 さらに、彼らの研究では、ジョイント ライン アプローチの 1 つを介した関節内沈着の精度がかなり低いことが示されています。 彼らの記事は、膝蓋骨下注射アプローチの医学界で先例となっています。

膝蓋骨下アプローチに関する最大の懸念は、膝蓋骨の下面の関節軟骨と大腿骨の滑車溝への損傷です。 関節内の膝蓋骨と大腿骨の間のスペースは非常に限られているため、滲出液はありません。 正常な膝関節の MRI 評価では、関節軟骨を損傷することなく関節注射を行うために針を挿入できる最大 1 ～ 2 mm の潜在的なスペースが表示されます。 X 線写真は、膝蓋大腿関節で利用可能な自由空間の誤った解釈を提供します。 実際、この関節に存在する関節軟骨は非常に厚く、X線写真で認められる放射線透過性の透明な領域を作り出します. 顆の関節軟骨の正常な厚さは、内側と外側でそれぞれ 4.0 mm と 3.7 mm です。 膝蓋骨の関節軟骨の通常の厚さは深さ 5 mm で、体内で最も厚い関節軟骨層であるという特徴があります (3)。 注射針の正しい配置は、2 つの追加要因によってさらに複雑になります。 決定的な触知可能なエントリーポイントがない場合、最初の出発点を提供するための推定と臨床経験が必要になります。 第二に、膝蓋骨下注射部位では、針の挿入を止めるのに役立つ決定的な触知可能な終点はありません。 残念なことに、この終点の欠如は、針の先端の刃先によって生じる医原性関節外傷を伴う針​​の過度の挿入をもたらす。

膝蓋下アプローチによる関節内播種の報告された成功した性質に関連する 2 番目の考慮事項は、流体力学的圧力によって生成される「噴出」力に関するものです。 針の先端が関節軟骨表面を横切るまで、この領域での針挿入の決定的な終点は存在しないため、強制的な注入は、先制的な針の引き抜きを伴う場合でも、染料が最初に関節軟骨基質に押し込まれる前に発生します。それは関節腔に外延することができます。 軟骨を通したこの強制排出は、ヒアリン軟骨の分子構造、そのコラーゲン繊維の配向、および表面せん断力に対するその結果としての弾力性によるものです。 実際、コラーゲン繊維ネットワークは、流体の吸収を軟骨の潜在的な体積の 20% に制限し、他のすべての流体は結果として細胞外マトリックスから関節腔に強制的に排出されます。 (4) 数 cc の液体ボーラスは、軟骨がその細胞外マトリックスに液体を保持できなくなり、その結果、関節面が「吹き飛ばされ」、関節腔への物質の放出が可能になります。 この強力なエクストラビゼーションは、関節腔への流体ボーラスの配置が成功したことの透視的証拠を提供しますが、注射部位の関節軟骨の完全性を犠牲にして行います。 これは、膝蓋下脂肪パッド内の脂肪組織の順応性、順応性、および疎水性の性質とは対照的です。これは、注入された液体ボリスの周りに拡張し、注入された基質を保持して関節内沈着物の失敗につながる傾向があります。

上記の観察結果は、膝蓋骨下アプローチは膝関節の空間への注入手段を効果的に提供するが、関節軟骨を犠牲にして行うことを示唆しており、この著者の意見では不必要なリスクと合併症である. 現在市場に出回っている一般的な HA 製剤では、合計で 3 ～ 5 回の注射が必要であり、関節内治療が半年に 1 回行われることが多いという事実を考慮すると、医原性損傷の可能性は急速に増大します。

私たちの研究の目標は、膝の注射を行う前に考慮すべき重要な解剖学的考慮事項を提示することです。 さらに、膝蓋骨下アプローチについて以前に報告された精度と安全性を超えるために、従来の膝蓋骨傍注入技術に重要な手順の増強を開発しました。

この研究は、私たちの結果を膝蓋骨下技術で達成された結果と直接比較することを意図したものではありません。この研究は、膝蓋骨下技術によって達成可能な優れた臨床結果を否定するものではありません. この研究の意図は、パラ膝蓋骨膝関節注射のための特定の技術を利用して、95%以上の確率で正確な関節内沈着を達成できることを示すことです。これは、パラ膝蓋骨アプローチを使用して以前に報告された結果よりも大幅に改善されています( 1)。 さらに、私たちの技術は、膝蓋骨下アプローチに関連する理論的な医原性損傷を回避します。

我々は、現在実施されている技術と機械的に類似しており、患者に追加のリスクや不快感を与えない注射技術を開発しました。 私たちの技術とその成功の基礎は、上記の要因を認識することです。 私たちの研究の焦点は、繰り返される関節内沈着物の蛍光透視で確認された視覚化された確認を通じて、この技術を使用して得られた臨床的精度を検証することです。 さらに、針の長さの重要性を実証するために、人口の膝関節に適切にアクセスするために必要な針の長さの範囲を文書化したい. 針の長さは、膝蓋骨下脂肪パッドが大きい肥満患者にとって重要な要素です。すべての関節内注射は、Harold Battenfield 博士と Brian Drake 博士によって行われます。 研究集団は、各研究者が偶数の膝を注射するように、2 つに均等に分割されます。 各医師への患者の配分は、在席時間に基づいて無作為化されます。 バッテンフィールド博士とドレイク博士は、かなりの数の注射が行われるまで、最初の患者が 1 人の医師によって注射されるのと、次の連続する患者が別の医師によって注射されるという「順番」を交互に行います。当院での膝関節鏡検査。 研究情報は完全に分離され、手術患者のカルテから分離されていることに注意することが重要です。 関与するすべての患者には研究番号が発行され、記録された情報はその番号の下で行われます。 研究に関与するすべての患者は、性別、身長、体重、および挿入試行の成功が記録されます。 名前、生年月日、医療記録番号、その他の特定の識別可能な情報は記録されません。

この全体の手順は、膝関節鏡検査中に慣習的に行われているように、患者が全身麻酔を投与された後に行われます。 注射プロトコルにより、関節鏡検査の手術時間が 2 分未満追加されます。

私たちの仮説を検証するために、2 cc の放射線不透過性色素 (Isovue 色素) を、無菌技術を利用して 6 インチ 22 ゲージの脊椎針に取り付けられた 5 cc の注射器に吸い上げます。 この注射は、関節鏡検査が予定されているのと同じ膝に行われます。 患者は標準的な関節鏡検査下肢固定具に配置されます。これにより、脚は 90 度の屈曲位で従属的にぶら下がることができます。これは、オフィスで経験される典型的な姿勢を模倣します。

針が刺さる解剖学的位置は、脛骨プラトーの真上にある「ソフトスポット」の単純なデジタル触診により、肥満患者でも簡単に見つけることができます。 このソフト スポットは、小さな鈍いオブジェクトでマークされます。 インクカートリッジが格納された位置にある間、「クリック可能な」格納式インクペンを使用して、肌の表面に素晴らしい「ブルズアイ」境界を提供します.

部位に印を付けたら、無菌技術を利用してベタジンベースの準備溶液で皮膚表面を洗浄します。

針は事前に画定された部位を通して挿入され、針の軌道は顆間ノッチ内の外側大腿顆の内側壁に向けられる。 針の挿入は、顆に対する確認された触覚的衝撃が達成されるまで続行されます。 針が皮膚に挿入された深さは、無菌マーキングペンで針シャフトに無菌的にマークされ、この長さは後で測定されます。 針を引き戻さずに、2 cc の放射線不透過性染料を膝関節に注入します。

2 cc の注入量は、これが粘性補充 (ヒアルロン酸) 製剤に一般的にパッケージ化される液体の量であるという事実に基づいて選択されます。 2cc の量は、オフィスでの注入条件とより密接に相関します。

染料が関節内にうまく配置され、針が取り除かれると、関節は曲げられ、合計10回転伸ばされ、伸展位置で終了します。 この屈曲と伸展のサイクルは、関節内注入物が関節の表面の周りに広がる機会を提供します。

この時点で、可動式蛍光透視法を利用して、AP 面と横面の両方で膝を視覚化します。 色素の適切な配置の評価は、色素の血管外漏出特性を蛍光透視法で観察することによって確認されます。 関節腔への注入が成功すると、Jackson (1)、Wind (2)、および Toda (6) によって以前に報告されたように、大腿顆の縁に沿って色素が均一に分布し、関節表面が均一にコーティングされると予想されます。

対照的に、放射線不透過性染料が脂肪パッドに注入されると、まったく異なる放射線画像が得られます。 膝蓋骨下の脂肪パッドは、解剖学的な「コルク」として機能し、その物質に注入された物質が膝関節に入るのを防ぎます. 針が滑膜を貫通しない場合、関節外物質が膝関節に入る可能性は低くなります。 これは、私たちの体が関節内感染を防ぐために利用する正常な解剖学的現象です. 関節腔は、中枢神経系が血液脳関門によって保護されているのと同じように、身体の保護された領域です。 私たちの注入技術が放射線不透過性染料を膝蓋下脂肪パッドに不正確に配置すると、結果は、関節外に位置し、注入後のフロロスコピーによって容易に認識される、十分に制限された放射線不透過性「ブロブ」になります。 Jackson (1)、Wind (2)、Toda (6) などの著者は、注入された基質が膝蓋下脂肪パッドに蓄積する現象を示しました。この手順が完了すると、患者の脚は準備され、通常の標準で覆われます。方法と関節鏡検査は、通常どおりに実行されます。