膝蓋骨の完全関節内・多骨片骨折 で、AO/OTA分類の34-C3(膝蓋骨、完全関節内、前額/冠状、多骨片骨折)にあたる[1] 。多骨片骨折でもテンションバンドワイヤ法 で整復固定ができ、小骨片が多い例ではK-ワイヤを追加して膝蓋骨の周囲締結 を加える。骨片を摘出して膝蓋骨を短縮することもある。C3骨折の治療の選択肢の1つに膝蓋骨プレート がある[1] 。整復・固定ができない場合に限り、伸展機構の再建と同時に部分的または全膝蓋骨切除術 を行う[1] 。
重症度・疫学
頻度: 膝蓋骨骨折は全骨折の約1%を占める。膝蓋骨は皮下の前方にあるため損傷を受けやすい[1]
好発: 近年は60歳以上の高齢者と女性の膝蓋骨骨折が増えている。高齢者、特に女性では、立った高さ以下からの転倒などの低エネルギー外傷で生じることが多く、脆弱性骨折とみなせる[3]
受傷機転: 膝の前部への直接的な打撃(直達外力)では、膝蓋骨が圧迫されて破綻し、多骨片または星状の骨折型となって著しい軟骨損傷をもたらす。より一般的なのは伸展機構の力が骨の強度を超えて膝蓋骨が伸張され破綻する機転で、通常は横骨折か下極の裂離骨折となる[1]
注意すべき合併症
外傷後変形性膝関節症(膝蓋大腿関節症): 膝蓋骨骨折は拘縮・伸展筋力低下とともに膝蓋大腿関節症をきたしうる[2]
伸展機構損傷: 大腿四頭筋・膝蓋腱・膝蓋大腿靱帯など、伸展機構を構成する構造の損傷の有無に注意する[1]
骨折不癒合: 不癒合が解消せず再手術を要する例は、感染・静脈血栓塞栓症とともに主要な有害事象に数えられる[3]
膝蓋骨無菌性壊死(AVN): テンションバンド法の比較試験で、整復位喪失・創感染・インプラント突出・再骨折・外傷後関節症とともに合併症として報告されている[3]
インプラント関連問題: テンションバンド法による解剖学的整復・固定は最良の成績と関連するが、症状を伴うインプラントは頻度の高い合併症である[2]
感染: 開放骨折は閉鎖骨折より合併症が多く、適時のデブリドマン・洗浄・内固定で軽減できる[2]
膝関節拘縮: 膝関節の拘縮を防ぐには早期運動が必要で、そのぶん固定部位に相当な力がかかる[1]
DVT/PE: 静脈血栓塞栓症は感染とともに主要な有害事象に数えられる[3]
治療方針
⚠️ 保存療法の適応条件
→ 保存療法は、転位のない骨折など重症度の低い骨折に用いられる[3] → 転位がなく、かつ伸展機構が保たれている場合[2] → 粉砕骨折(34-C3)では、関節面の転位を伴う場合に手術が検討される[3] → 保存療法を選択する場合:長下肢ギプスなどで膝をほぼ完全伸展位に5〜6週固定する(この間は部分荷重を許可することが多い)[3]
🔷 手術適応基準・術式選択
ℹ 骨片間のギャップ2 mm、関節面の段差2 mm、関節内遊離片を伴う骨軟骨骨折、または自動伸展機能の喪失を伴う伸展機構の損傷 → 手術適応[1] ℹ 前方プレート固定(ORIF)— 膝蓋骨プレートはC3骨折に対する治療の選択肢の1つである[1] 。高度粉砕型(C3)ではTBW単独よりも固定強度が優位とされる[4] ℹ 小骨片が多い例では、骨片を摘出して膝蓋骨を短縮することもあり、強靱な縫合糸を代わりに用いるほうがよい場合もある[1] ℹ 補助固定:追加の骨片は小骨片用スクリュー(3.5 mm)・ミニスクリュー(3.5 mm未満)、ワイヤ、糸などで固定できる[3] ℹ 小さな骨片は摘出し、腱の修復は経骨内縫合のみで行う[1] 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 高度で修復不能な粉砕例では、まれに部分切除または全切除(total patellectomy)が行われる。骨片切除は伸展機構の筋力低下を招きうる[3] ℹ 開放骨折:適時のデブリドマン・洗浄と内固定[2]
治療選択アルゴリズム — 粉砕程度・固定可能性・伸展機構評価に基づく術式選択フロー
診断・評価
閉鎖性の膝蓋骨骨折の典型的な症状は腫脹・圧痛と伸展機構の機能低下や消失 である。膝蓋支帯が無傷であれば自動伸展ができることがあり、自動伸展ができても膝蓋骨骨折は除外できない 。転位が著しい場合は骨片間の欠損部を触知できる[1] 。
X線評価: 膝関節2方向(正面・側面)を撮影し、症例によって膝蓋骨の軸写を加える。正面像では主骨折線の性質や方向とほかの骨片が描出され、膝屈曲30°の側面像で転位の真の範囲を評価する[1] 。
CT: 術前CTは骨折を正確に評価でき、治療法の決定に役立つため、膝蓋骨骨折の診断で重要な役割を担っている[3] 。
X線AP像・側面像 — 高度粉砕による多数骨片と転位を確認(3骨片以上)
CT薄層+3D再構成 — 骨片の数・位置・関節面陥没の術前評価(高度粉砕型では必須)
✅ 許容される整復
✓ 関節面の正確な解剖学的整復[1] ✓ 骨折と関節面の正確な整復、早期の可動域訓練を可能にする安定した固定[3] ✓ 膝蓋骨高さの維持(Insall-Salvati比は正常で1、1.2を超えると膝蓋骨高位または膝蓋腱断裂を示唆する)[1] ✓ インプラントが関節面を穿破していない(関節外に留まる)
❌ 許容されない変形
✕ 関節面の段差・ギャップの残存(関節面は正確な解剖学的整復を要する)[1] ✕ 伸展機構の損傷の見落とし・修復不全(大腿四頭筋・膝蓋腱・膝蓋大腿靱帯など、伸展機構を構成する構造の損傷の有無に注意する)[1] ✕ 整復・固定不能な骨片の関節内遊離 ✕ 膝蓋骨の高さ異常(patella alta/baja)— 膝蓋腱や大腿四頭筋腱の断裂で生じる膝蓋骨の位置異常[1]
手術手技
体位
仰臥位(膝下の枕でやや屈曲): X線透過性手術台に仰臥位とし、患側殿部の下に枕を置く。膝をやや屈曲させるときは膝下、伸展させるときは足関節下に置ける移動式の枕を用意する。止血帯は大腿部に巻く。執刀医と器械出しナースは患側、第一助手と透視装置は対側に配置する[1] 。
手術体位 — 仰臥位・膝枕(30〜45°屈曲)・止血帯・Cアームセットアップ(正面・側面可能な配置)
前方プレート固定(ORIF)— C3骨折に対する選択肢の1つ
高度粉砕型(C3)でもテンションバンドワイヤ法 で整復固定ができ、小骨片が多い例ではK-ワイヤを追加して膝蓋骨の周囲締結 を加える。膝蓋骨プレート もC3骨折に対する治療の選択肢の1つである[1] 。高度粉砕型では、プレートはTBW単独より固定強度が高いとされる[4] 。
前方プレート固定(ORIF)手技 — 膝蓋骨前方pre-contoured locked plate・多軸ロッキングスクリュー配置・骨片整復
皮膚切開: 正中縦切開を基本とする。骨折部を展開しやすく、近位・遠位へ延長でき、再手術の妨げにもならない。特に開放骨折では傍膝蓋切開も選べ、合併する皮膚の挫滅や擦過傷に配慮して皮切を選ぶ[1]
骨折の展開: 皮下筋膜と伸展機構の間の層で展開し、支帯(retinaculum)の断裂部を確認する。断裂部から視診・触診して関節面の整復を確かめ、関節面が見えにくければ断裂部を外科的に延長する。支帯の断裂部は閉創時に吸収糸で縫合する[1]
血腫除去・洗浄: 骨折端および関節内を十分に洗浄し、血腫・骨片を確認する
骨片の同定と整復計画: 大きな骨片は、大型の先端鋭の整復鉗子を1〜2本用いて直接整復する。Type C骨折では膝伸展位で整復しやすい[1]
骨片整復: 大きな骨片は先端鋭の整復鉗子(1〜2本)で直接整復する。C型骨折では膝伸展位で整復が容易となる。関節面の解剖学的整復は視診と支帯断裂部からの触診で確認し、視認が困難なら断裂部を延長して確認する。透視装置も有用である[1]
K-wire仮固定: 整復した骨片をK-wireで仮固定する
膝蓋骨プレートの設置: 複雑な多面骨折に対しては膝蓋骨プレートを使用する[1]
骨片の固定: 追加の骨片は小骨片用スクリュー・ミニスクリュー、ロッキングまたは非ロッキングのプレート、ワイヤ、糸などで固定できる[3]
補助固定: 3.5 mm皮質骨スクリューを適切にラグスクリューとして使うと安定性を増せるが、B型の縦骨折以外ではテンションバンドと併用する[1]
伸展機構修復: 関節切開部を閉じ、支帯の断裂部を吸収糸で縫合する[1]
整復の確認: 視診と、支帯の断裂部位を通した触診で関節面の解剖学的整復を確認する。透視装置も有用である[1]
⚠️ 前方プレート固定 ピットフォール
✕ スクリューが関節面を穿破 → 対側(大腿骨滑車)軟骨の損傷(術中透視で必ず長さを確認) ✕ 関節内の遊離片の見落とし → 骨折部位から関節を観察し、段差・ギャップ・嵌入した軟骨の大きさに注意して遊離片を膝から摘出する[1] ✕ プレートが膝蓋骨前面から浮いている → 固定力の低下(プレートを骨前面に密着させる) ✕ 伸展機構修復の省略 → 手術の目的の一つである膝伸展機構の回復が得られない[3] ✕ 皮膚と皮下筋膜の間の剥離・過剰な皮膚牽引 → 創縁の壊死(展開は皮下筋膜と伸展機構の間の層で行う)[1]
膝蓋骨部分切除術 — 代替選択肢
適応: 上極・下極の粉砕、または膝蓋骨中央部の粉砕では、すべての小骨片を除去することが最良の治療とされる。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] 。
固定不能な骨片を摘除(デブリードマン)
膝蓋骨中央部の高度粉砕では、骨切りして損傷した骨片を取り除き、残った2つの主骨片を2本のラグスクリューとテンションバンドワイヤで接合する[1]
膝蓋腱(下極切除の場合)を残存する膝蓋骨骨片へ直接縫合して伸展機構を再建する。骨片が傾いて膝蓋大腿関節の接触面の負荷が増えないよう膝蓋腱は残存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]
膝蓋脛骨間締結ワイヤを用いた場合は、膝蓋腱の長さを誤ると膝蓋骨高位/低位が生じるため、ワイヤは膝屈曲90°で締め、対側膝のX線像や透視像で膝蓋骨の位置を確認する[1]
術後管理
術後X線像(AP / Lateral)— 前方プレート固定後・多軸スクリュー配置・骨片整復位・関節面評価
手術タイミング: 開放骨折は閉鎖骨折より合併症が多く、適時のデブリードマン・洗浄・内固定で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、屈曲変形は避けなければならない[1]
VTE予防: 術後の深部静脈血栓症予防は主治医の判断で行う
疼痛管理: アセトアミノフェン定期投与を基本とし、NSAIDsは骨癒合阻害のリスクを考慮して短期間の使用にとどめる。冷却療法が有効
リハビリテーション: 可動域制限は膝蓋骨骨折後に最も頻発する合併症の1つと考えられ、術後拘縮の発生率と程度を減らすため早期からの関節運動が提唱されている[1]
フォローアップ
術後2週: 創部確認・抜糸。X線正面・側面(整復位の維持・インプラント位置)
術後6週: X線(骨癒合初期兆候・荷重開始判断)、可動域評価
術後12週: X線またはCT(骨癒合評価・関節面の状態)、筋力・可動域評価
術後6ヶ月〜1年: 膝関節機能を評価する(患者評価の尺度として KOOS・Lysholm などがある)[3]
インプラント抜去: 緻密な皮質骨の治癒とリモデリングには時間がかかるため、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[1]
予後
手術プロトコルの進歩と良好なX線像にもかかわらず、膝蓋骨骨折の治療後は機能障害が多くみられる。患者立脚の報告では成績は以前考えられていたよりはるかに不良で、長期結果として拘縮・痛み・日々のうずきが通常みられる[1] 。
📋 上級医報告前チェックリスト
1 AO分類コードを確認(34-C3 = 膝蓋骨・完全関節内・高度粉砕型) 2 能動的膝伸展テスト(SLR)の結果を確認 — 伸展不能は手術適応の強い根拠 3 術前CTで骨折の状態を評価し、治療方針の決定に用いたか[3] 4 骨片間のギャップと関節面の段差を計測 — いずれも2 mmで手術適応[1] 5 伸展機構(大腿四頭筋腱・膝蓋腱・内外側支帯)の損傷合併の有無を確認 6 術式の選択根拠を確認(C3骨折ではテンションバンドワイヤ法+周囲締結、膝蓋骨プレート、骨片摘出による短縮、強靱な縫合糸などから選ぶ)[1] 7 スクリューが関節面を穿破していないことを術中透視で確認したか 8 関節切開部の閉鎖と支帯断裂部の縫合を実施・記録したか[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
Sayum Filho J et al.(2015)Interventions for treating fractures of the patella in adults. Cochrane Database Syst Rev, 2:CD009651. PMID: 25723760
Dy CJ et al.(2012)Open reduction internal fixation of comminuted patellar fractures: a biomechanical study of cerclage wire and plate fixation. J Orthop Trauma, 26(7):396–400.