膝蓋骨の関節面の一部が多数の骨片に粉砕される部分関節内骨折。AO分類34-B3に相当する。膝蓋骨全体には骨折が及ばず下極または上極、あるいは一側の骨端部に限局するが、その部分が3片以上に粉砕されることが特徴。伸展機構の連続性(大腿四頭筋腱〜膝蓋骨〜膝蓋腱)の温存または再建が治療の最重要課題であり、粉砕骨片が多い場合には部分切除(partial patellectomy)が手術の中心的選択肢となる。
重症度・疫学
発生頻度: 膝蓋骨骨折は比較的多くみられ、全骨折の約1%を占める[1]。これらの骨折の約半分は転位がなく、伸展機構は無傷のままである[1]。
好発: 膝蓋骨は皮下で前方にあるために損傷を受けやすく、ダッシュボード損傷による直達外力でも介達外力でも発生しうるが、転倒が最も多くみられる原因である[1]。膝前面への直接的な打撃による直達外力では、膝蓋骨は圧迫状態で破綻し多骨片または星状の骨折型となり著しい軟骨損傷をもたらす[1]。
受傷機転: 受傷機転と力の種類によって骨折型が決まる。膝前部への直接的な打撃による直達外力では、膝蓋骨は圧迫状態で破綻し多骨片または星状の骨折型となり著しい軟骨損傷をもたらす。より一般的には伸展機構の力が骨の強度を超えて膝蓋骨が伸張されて破綻し、横骨折か下極の裂離骨折となる[1]。
ガイドライン等: 伸展機構が保たれている非転位骨折には保存療法が適応となり、伸展機構を破綻させる骨折、または2〜3mmを超える段差・1〜4mmを超える転位を示す骨折には手術固定が推奨される[2]。
注意すべき合併症
- 外傷後関節症(関節軟骨の重度な一次的損傷もしくは関節不適合による二次的損傷、あるいは膝蓋大腿関節にかかる力の変化による)[1]
- 伸展機構の機能低下(膝蓋骨摘出術後は膝完全伸展力が著明に減少する)[1]
- 整復位喪失(不適切な固定手技または患者のコンプライアンス不良に起因しうる)[1]
- インプラント刺激・症候性インプラント(テンションバンドワイヤ固定51骨折中9例が平均7か月後に抜去を要した[3])
- 可動域制限(膝蓋骨骨折後の最も頻発する合併症であろうとされる。術後拘縮の発生率とその程度を減少させるために早期からの関節運動が提唱されている)[1]
- 深部感染(骨折癒合前に発生した場合は手術室で積極的にデブリドマンを行い、安定している固定は維持する)[1]
治療方針
⚠️ 保存療法の適応条件
- →転位が無く(ギャップ・関節面の段差とも2mmに達しない)伸展機構が保たれている場合[1]
- →ヒンジつきの膝装具を伸展位にロックして早期より荷重(1〜2週で自動・自動介助運動による可動域訓練、6週で抵抗運動を追加)[1]
- →保存療法の適応は骨折の転位と伸展機構の状態で判断する
🔷 手術適応基準・術式選択
- ℹ2mmの骨片転位(ギャップ)または2mmの関節面の段差(ステップオフ)[1]
- ℹ伸展機構の断裂または機能不全(活動的伸展不能)
- ℹ整復・固定が不可能でない限り、伸展機構の再建と同時に行う部分的または全膝蓋骨切除術は避ける[1]
- ℹテンションバンドの変法が最も広く推奨されている固定方法で、スクリューの単独使用や前方のテンションバンドとの併用も提唱されている[1]
- ℹ骨片が著しく小さく修復不能な場合:粉砕部切除+腱直接縫合修復(extensor mechanism repair)
- ℹ単独の3.5mm皮質骨スクリューも適切にラグスクリューとして使用すれば安定性を増せるが、type Bの縦骨折以外ではテンションバンドと併用する[1]
治療選択アルゴリズム — 部分関節内粉砕膝蓋骨骨折・保存療法 vs 手術療法(部分切除/ORIF)
診断・評価
閉鎖性の膝蓋骨骨折で典型的な症状は腫脹、圧痛、および伸展機構の機能低下や消失である[1]。膝の補助伸筋(膝蓋支帯)が無傷のことがあるので、膝の自動伸展が可能だからといって膝蓋骨骨折を除外することはできない[1]。転位が著しい場合、骨片間の欠損部を触知することができる[1]。
X線所見: 標準的な膝関節2方向のX線撮影に加え、膝蓋骨の軸写が有効な症例もある。膝屈曲位30°の側面像は転位の真の範囲を示し、縦骨折または骨軟骨骨折が疑われた場合は膝屈曲位45°の軸写(skyline view)で同定する[1]。
CT: CTおよび超音波検査は、骨軟骨骨折または膝蓋骨下極の裂離骨折(sleeve fracture)をさらに明確に描写するのに役立つ[1]。
X線側面像(膝蓋骨骨折・転位した骨片)+軸位像(Skyline view・関節面粉砕)— 部分関節内粉砕型
CT矢状断・横断面(膝蓋骨粉砕骨片・関節面陥没の評価)
✅ 許容される整復・残存基準
- ✓関節面の段差・骨片間のギャップとも2mmに達しないこと(2mmの転位・段差は手術適応)[1]
- ✓部分切除では上極・下極や中央部の粉砕でもすべての小骨片を除去し、辺縁部の粉砕骨片は骨棘形成を防ぐために摘出する[1]
- ✓伸展機構の連続性が保持または修復されていること
❌ 許容されない変形・状態
- ✕伸展機構障害または容認できない骨折転位となる整復位の喪失の放置(再手術が必要)[1]
- ✕伸展機構断裂の未修復(慢性的伸展力低下)
- ✕粉砕小骨片の遺残(辺縁部では骨棘形成の原因となるため摘出が必要)[1]
- ✕膝蓋腱を前方過ぎる位置に縫着し下極を後方に偏位させること(膝蓋大腿関節にかかる力が変化し外傷後関節症の原因となる)[1]
手術手技
体位
仰臥位(X線透過性手術台): 患側殿部の下に枕を1つ置き、もう1つは膝をやや屈曲させるために膝下、膝を伸展させたいときは足関節下など、移動できるものを用意する。止血帯は大腿部に巻き、視野を確保する[1]。
体位と膝前面アプローチ — 仰臥位・膝20°屈曲・正中縦切開
部分的膝蓋骨摘出術(Partial Patellectomy)— 整復・固定が不可能な場合
粉砕した骨片群が小さく修復困難な場合(通常は下極または上極の粉砕)、粉砕部を切除して残存骨端部に腱を修復する。
- 皮膚切開: 膝蓋骨前面の縦正中切開(皮膚が菲薄なため慎重に)
- 関節内確認: 骨折部位から関節を観察し、段差・ギャップ・嵌入している軟骨の大きさに注意して遊離片を摘出、関節を洗浄して対応する大腿骨顆部の関節面も観察する[1]
- 粉砕骨片の切除: 修復不能な小骨片を丁寧に切除(骨端軟骨面を損傷しないよう)
- 腱付着部の準備: 残存骨片の切除面を整える
- 腱の修復・再付着: 膝蓋骨骨片を傾斜させて膝蓋大腿関節の接触面の負荷を増大させないよう、膝蓋腱は残存する膝蓋骨骨片の前面付近に縫着し、骨質の悪い症例では膝蓋脛骨間締結ワイヤで経骨内縫合を保護する[1]
- 支帯の修復: 関節切開部を閉じ、支帯の断裂部を吸収糸で縫合する[1]
- 膝屈曲90°での確認: 膝蓋脛骨間締結ワイヤを締める際には膝が90°屈曲可能であることを確かめる(最大伸展位では締結ワイヤにいくらかたるみが生じる)[1]
- 透視で残存骨片位置・関節面を確認
部分切除術(Partial Patellectomy)手技 — 下極粉砕切除・膝蓋腱再付着・支帯修復
⚠️ 部分切除術ピットフォール
- ✕切除範囲の過大(レバーアームと筋力・予後の点で、膝蓋骨全摘出術より部分的膝蓋骨摘出術が好ましい)[1]
- ✕骨質不良例で経骨内縫合を保護しない(膝蓋脛骨間締結ワイヤによる保護を検討)[1]
- ✕膝蓋脛骨間締結ワイヤを膝90°屈曲が可能なことを確かめずに締める(最大伸展位ではワイヤにたるみが生じる程度にとどめる)[1]
- ✕支帯断裂部の縫合の省略(閉創時に関節切開部を閉じ、支帯の断裂部を吸収糸で縫合する)[1]
- ✕皮膚と皮下筋膜間を剥離すること(創縁の壊死を起こす。展開の最適な層は皮下筋膜と伸展機構の間であり、過剰な皮膚の牽引も避ける)[1]
ORIF(Tension Band Wiring + ラグスクリュー)— 整復・固定が可能な場合の第一選択
骨片の整復・固定が可能で、解剖学的整復が見込める場合(整復・固定が不可能でない限り部分切除は避ける)。
- 同一アプローチ(縦正中切開) で骨折全体を直視
- 骨折の解剖整復: ポインテッドクランプで主要骨片を解剖整復
- K-wire仮固定: 1.6mmか2.0mmのK-ワイヤ2本を平行に挿入し仮固定(インプラントとしては1.6、1.8、2.0mmのK-ワイヤが選択される)
- ラグスクリュー: 単独の3.5mm皮質骨スクリューもラグスクリューとして適切に使用すれば安定性を増すが、type Bの縦骨折以外ではテンションバンドと併用する[1]
- Tension band wiring: 8の字型の締結ワイヤー(1.25mm)を2本のK-wire前方に通し、引き締め(膝屈曲時の張力を圧迫力に変換)[1]
- K-wireの末端処理: 近位先端は曲げて短くし、皮膚を刺激したりゆるんだりしないように膝蓋骨へ埋め込む。遠位先端は抜去しやすいように曲げずに短くするのみ[1]
- 膝伸展位で締結用ワイヤを締める際に、膝蓋骨裏面を触診して整復状態を確認[1]
- 透視で整復・インプラント位置を確認
ORIF tension band wiring(TBW)— K-wire平行刺入・8の字ワイヤー・膝蓋骨前面の模式図
⚠️ ORIF ピットフォール
- ✕K-wireを膝蓋骨前面より関節面に近い位置へ刺入(理想的な位置は膝蓋骨の中央で前面より約5mm後方)[1]
- ✕締結ワイヤをK-wireの遠位先端より後方に通さず軟部組織だけを捉える → 整復位の喪失[3]
- ✕締結ワイヤの設置不良・張力不足 → 骨折転位を許す[3]
- ✕関節内の遊離片の取り残し(段差・ギャップ・嵌入軟骨の大きさに注意し、遊離片は膝から摘出する)[1]
- ✕内固定材による症状(最も頻発する合併症の1つ)[1]
術後管理
術後X線(正面・側面)— 部分切除後の残存膝蓋骨 または TBW後の整復位
手術タイミング: 開放骨折は閉鎖骨折より合併症が多く、速やかなデブリドマン・洗浄・内固定によって合併症を軽減できる[2]
術後荷重: 後療法では早期からの膝関節運動と全荷重が推奨され、屈曲変形は避ける。膝蓋脛骨間締結ワイヤを用いた膝蓋腱損傷では、膝屈曲90°まで許容する膝装具を装着して全荷重を許可できる[1]
VTE予防: 静脈血栓塞栓症の予防は施設の基準に従う
疼痛管理: 術後の鎮痛は施設の基準に従う
リハビリテーション: 術後は早期から関節運動を行う(術後拘縮の発生率とその程度を減少させる)。可動域制限は膝蓋骨骨折後の最も頻発する合併症であろうとされる[1]
フォローアップ
- 術後2週:創部確認・抜糸。X線で整復位の保持を確認(テンションバンドワイヤ固定例では、術後1週から8週の間に2〜6mmの軽度な整復位喪失が生じうる)[3]
- 術後6週:X線で整復位の保持と骨癒合の進行を確認。荷重・可動域訓練の進行を評価
- 術後12週:X線で骨癒合の進行を確認。活動レベルの拡大を評価
- 長期経過:膝の拘縮・伸展筋力低下・膝蓋大腿関節症を評価(膝蓋骨骨折はこれらを来しうる)[2]
- インプラント抜去:インプラントは固定後少なくとも12か月間は抜去しない(皮質骨の治癒とリモデリングに時間がかかるため)[1]
予後
- 固定と骨癒合: テンションバンド固定の早期運動に対する妥当性を示した生体力学的研究はいずれも単純な横骨折をモデルとしており、粉砕や骨質によっては早期運動に耐える安定した固定が得られない場合がある[3]
- 機能成績: 膝蓋骨の40%以上を切除すると予後不良と報告されている[1]
- 外傷後関節症: 関節軟骨の重度な一次的損傷、関節不適合による二次的損傷、膝蓋大腿関節にかかる力の変化によって発症する[1]
- インプラント刺激による抜去率: テンションバンドワイヤ固定51骨折中、症候性インプラントで抜去を要したのは9例で、抜去は平均術後7か月(3〜12か月)、いずれも骨癒合を確認後であった[3]
- 再手術率: テンションバンドワイヤ固定51骨折中、固定が完全に破綻して再固定術を要したのは4例で、いずれも術後3〜5週に保護なく歩行中の転倒によるものであった[3]
📋 上級医報告前チェックリスト
- 1AO分類コードを確認(34-B3 = 膝蓋骨・部分関節内・粉砕型)
- 2伸展機構の機能(自動伸展)を確認(膝蓋支帯が無傷で自動伸展が可能なこともあり、それだけで骨折は除外できない)[1]
- 3X線で骨折を評価(縦骨折・骨軟骨骨折が疑われれば膝屈曲45°の軸写を追加)。CT・超音波は骨軟骨骨折や下極の裂離骨折の描写に有用[1]
- 4粉砕骨片の扱い(すべての小骨片は除去し、中央部の粉砕では粉砕部の遠位・近位で骨切りして主骨片を整復する)[1]
- 5術式選択(部分切除 vs ORIF)と腱修復・支帯修復の計画を確認
- 6膝前面の皮膚状態の確認(しばしば合併する皮膚の挫滅や擦過傷に配慮して皮切を選択する)[1]
- 7術後の後療法計画(早期からの膝関節運動と全荷重、屈曲変形の回避)を確認[1]
- 8インプラント抜去の時期(早期抜去は計画せず、1〜2年での抜去で患者の予後が改善する場合がある)[1]
文献
- Buckley RE, Moran CG, Apivatthakakul T(編)(2018)AO Principles of Fracture Management(第3版). Thieme.(日本語版:AO法骨折治療 第3版、医学書院、2020) DOI: 10.1055/b-006-149767
- Melvin JS, Mehta S(2011)Patellar fractures in adults. J Am Acad Orthop Surg, 19(4):198–207. PMID: 21464213
- Smith ST et al.(1997)Early complications in the operative treatment of patella fractures. J Orthop Trauma, 11(3):183–187. PMID: 9181501
- Boström A(1972)Fracture of the patella — a study of 422 patellar fractures. Acta Orthop Scand Suppl, 143:1–80. PMID: 4516496