20240506BB: 膝ACL損傷・骨挫傷・MRI

Brain storm conditioning　〜　脳からコンディショニング　〜

2024年5月6日 13:56

前十字靱帯 (ACL) 断裂のメカニズムは、予防と外科的治療の関連性が進歩する可能性があるため、今日のスポーツ医学で議論の的になっています。
特に、ACL 不全の原因となる動作パターンを理解することは、再損傷のリスクが高い個人を特定したり、個別の外科的アプローチを調整したりするのに役立つ可能性があります。
これに関連して、メディアで大きく報道される人気スポーツを行うアスリートの傷害のビデオ分析は、ACL損傷のメカニズムを考察する上で人気を集めています。ただし、この設計での研究におけるビデオの公開ソースを考慮すると、重要な欠点は、正確な臨床情報と画像情報が欠如していることです。

ACL研究のパノラマで注目を集めているもう1つの側面は、ACL損傷患者のMRIに通常存在する骨挫傷のパターンである。具体的には、骨挫傷は、ショートタウ反転回復 (STIR) または T2 強調 MRI 画像上の信号が増加した領域として定義され、小柱微小骨折による水分含有量の増加領域を表します。したがって、これらの挫傷は、ACL損傷時近くの大腿骨と脛骨の間の衝撃の結果であると考えられており、ACL損傷メカニズム中に発生した脛骨-大腿骨挫傷の「ヒント」または「足跡」を表しています。さらに、それらの評価は、ACL 断裂時近くの膝の位置に関する貴重な洞察を提供すると考えられています。しかし、損傷のメカニズムは主に患者の回想や臨床医の評価に基づいていましたが、ビデオ映像などの直接的な文書が不足しているため、正確な損傷のメカニズムは調査されていませんでした。ビデオ映像は通常、ほとんどの患者にとって利用可能ではありませんでした。

ＡＣＬ損傷のビデオ解析および放射線学的評価の前述の現在の限界のため、ＡＣＬ損傷のＭＲＩの特徴をビデオ解析から得られる正確な損傷機序と相関させることは興味深い。このような研究はこれまで行われたことがなく、ACL損傷のメカニズムの理解や骨打撲などの関節内病変の発生に関連する考察を提供する可能性がある。フットボール (サッカー) の幅広いメディア露出と、このスポーツにおける ACL 損傷の発生率が比較的高いことを考慮すると、サッカー選手は調査対象として理想的な集団である可能性があります。さらに、さまざまな骨挫傷のパターンをより深く理解することは、臨床医が短期および長期にわたって適切な治療および予防戦略を選択するのにも役立ちます。

したがって、本研究の目的は、前十字靭帯を損傷したサッカー選手の MRI 特徴、特に骨挫傷パターンを分析し、それらを直接ビデオ映像から得られた受傷機転および状況の特徴と相関付けることでした。仮説は、損傷のメカニズムに応じてさまざまな MRI 特徴を特定できるというものでした。

ビデオ分析

全体として、ACL損傷メカニズムはわずか4例（21％）で「直接接触」と分類され、残りの15例（非接触n = 9および間接接触n = 6）（79％）で「間接的」と分類されました。
最も一般的な状況パターンは「プレス」 ( n = 7) で、「間接的」ACL 損傷の 47% を占めました。動作パターンに関しては、10件（52％）の負傷が
「ピボット」動作中に発生した（プレス7件、ドリブル1件、タックル1件、ゴールキーピング1件）一方、残りの4件は「プランティング」、「直接打撃」に分類された。 4つのケースと「着地」。

骨挫傷パターン

すべての MRI は外傷から 7 日以内に取得されました。最も一般的に関与した領域は、16 例 (84%) で後外側脛骨プラトー (LTp)、11 例 (58%) で中央外側大腿顆 (LFc) でした。 3 人の患者 (16%) は後内側脛骨プラトー (MTp) に骨挫傷を負っていましたが、大腿骨内側顆に骨挫傷があった患者は 1 人 (0%) もいませんでした。骨挫傷パターンに基づいて、11 人 (58%) は LFc と LTp を同時に有しており、「定型」と定義されましたが、8 人 (42%) は他の場所に骨挫傷があったか、骨挫傷がなかったので「非定型」と定義されました。
本研究の最も関連性の高い知見は、サッカー選手の突然の方向転換/減速を伴うピボット動作中の間接的ACL損傷における明確な脛骨大腿骨挫傷パターンの特徴を、MRIとビデオ解析の相関関係によって特徴付けたことである。私たちの知る限り、これはプロサッカー選手における特定のACL損傷メカニズムとMRI所見を関連付ける最初の研究です。

Sanders らによる骨挫傷パターンの最初の説明は、ACL損傷メカニズムの足跡としてのそれらの役割を明らかにしました。それ以来、いくつかの研究により、ACL 外科医にとってそれらがどれほど貴重であるか、そしてこれらの損傷においてそれらがほぼ遍在的に存在していることが示されています。
生体力学的には、ACL損傷に関与する力は、膝の外反、脛骨の前方剪断、脛骨の外側の並進、および脛骨の内旋です。数人の研究者は、外側膝区画における骨挫傷の有病率、重症度、体積が最も高いと報告しており、ACL損傷における外反力の重要な寄与を証明している。同様に、大腿骨外側顆の中央領域と外側顆の後部領域の「接吻病変」は、間接損傷中の脛骨の前方並進と内旋を示しています。

以前の報告と一致して、我々の結果は、中央外側大腿顆と後部外側脛骨プラトー骨挫傷パターンの組み合わせが、 100% の症例において間接的な ACL 損傷メカニズムの結果であり、主要な損傷であったことを示しています。または、含まれるサッカー選手の 58% を占める典型的な骨挫傷パターン。 ACL再建手術を受ける患者におけるこの初期パターンを特定することは、サッカー選手のリハビリテーションを指導し、giving way防止エクササイズやカット動作の生体力学の改善に焦点を当て、再受傷のリスクが高い個人を認識する上で潜在的な役割を果たす可能性がある。

一方、最近の研究によると、3 つまたは 4 つの挫傷の存在と内側区画骨挫傷の関与は、これまで考えられていたよりも一般的であることがわかっています。骨挫傷パターンにおける内側コンパートメントの関与は、ACL 断裂後に大腿骨と脛骨が減少し、両方の骨が接触するときの内反代償性アライメントとカウンタークープ損傷に関連しています。以前の研究では、MRI評価までの時間とMRIの質がこれらの傷害の過小報告の理由として提案されており、二次的な内側区画の骨挫傷は重症度や体積が少ないため、早期に治癒するか見逃される可能性があるためである。

Kim-Wangらは、ACL再建術を受けている136人の患者を対象とした横断研究で、同シリーズの患者の72%に内側区画骨挫傷があり、その65%に3つまたは4つの挫傷が存在することを発見した。 35% はすべてのコンパートメントに関係しています。同様に、Qiu らは、ACL 損傷患者 93 名を遡及的に分析し、患者の 69.8% で脛骨内側プラトーの関与を報告し、患者の 49.4% で内側大腿顆骨挫傷の関与を報告した。内側区画のみのパターンは患者の 5.3% にすぎませんでしたが、4 つの挫傷パターンが最も一般的で、患者の 36.5% を占めました。最後に、Lattermann et al.研究では、症例の 49% で 3 つまたは 4 つの打撲傷が見つかり、11% はすべての区画を占めていました。

対照的に、我々のシリーズにおける内側区画骨挫傷の関与は 3 人の患者 (15.7%) にのみ観察され、もっぱら脛骨後内側表面に観察されました。それらのうちの 2 つは、中央外側大腿顆と後部内側脛骨プラトーに関連しており、典型的な骨挫傷パターンと考えられました。私たちのシリーズには大腿骨内側顆骨挫傷は存在せず、3 つまたは 4 つの挫傷パターンがあったのは 3 つ (15.7%) だけでした。男子プロフットボール選手における ACL 損傷のうち、損傷フレームでの膝内反アライメントを示したのはわずか 4% であり、損傷のほとんどは類似した一貫したピボットパターンで発生したため、ビデオ分析により内側区画の関与が限られていることが説明できる可能性がある。
この研究で見つかった他の骨挫傷パターンは不均一でした。しかし、それらは、外側大腿骨骨挫傷の関与がない、または骨挫傷がまったくないことを特徴としていました。これらの非定型パターンは、過伸展、外反力の低下、または一般的に損傷を引き起こす力の低下など、直接的または別の間接的な損傷メカニズムの結果である可能性があります。

私たちの仮説に関して言えば、異なる ACL 損傷パターンが異なる MRI および骨挫傷パターンと相関していました。方向転換や減速を伴う「ピボット」中に起こる古典的な間接的ACL損傷（非接触または間接接触）は、1件を除くすべてのケース（10件中9件、ケースの90％）で加重骨挫傷と関連している。側面コンパートメントのパターン、したがって特定の荷重パターンを示します。損傷時のこの特定の部位間の身体関係は、ACLR 後の機能的転帰と相関している可能性があるため、これはさらに興味深いことです。最近、118 人のプロフットボール選手のコホートで、非接触による ACL 損傷のメカニズムが 2 回目の ACL 損傷の可能性の 7 倍の増加に関連していることが実証されました。さらに興味深いことに、単独の ACL 損傷は、非接触メカニズムと相まって 2 回目の膝の衝突の追加の危険因子であり、2 回目の ACL 損傷率は 42% に達しました。この研究は、ACL損傷の特定のビデオパターンが異なる関節負荷と相関していることを明確に示しており、したがって、「典型的な」加重骨挫傷による間接的な損傷により、アスリートは治療後の再発リスクが増加する可能性があります。

ビデオ分析から、非典型的なパターンや直接的な傷害について何がわかるでしょうか?私たちのデータは、単一の関節の運動学ではなく、動作パターン全体を考慮する必要があることを示唆しています。間接傷害における「非定型」骨挫傷の症状を考慮すると、4 件中 3 件は、明確な方向転換と高い水平速度を伴わずに地面に足を着地させることと定義される「プランティング」の結果であり、これは「ピボット」動作パターンの典型的な特徴です。実際、ピボットパターンの重要な特徴は、損傷フレームでの体幹の非損傷側への回転であり、これは大腿内側の動き（大腿骨の内旋と内転）および足を外旋した場合の脛骨の外転と組み合わされています。おそらく、上半身の内旋を伴う運動学的要因のユニークな組み合わせが、膝関節内で起こっていることに関連しており、その結果、独特の骨挫傷パターンが生じると考えられます。
これらの新たな発見は、「典型的な」骨挫傷パターンを持つ ACL 損傷アスリートは、外科的安定化後に異なる治療を受けるべきかどうかという疑問を引き起こします。このサブグループの患者は、大量の神経筋トレーニングと、特に減速課題や損傷力学への移行に関連する運動パターンへの注意を高める必要がある可能性があり、中期および後期のリハビリテーションで実施する必要があります。

それでは、損傷のメカニズムと関連する損傷との相関関係について、どのようなビデオ分析が私たちに教えてくれるのかという疑問が残ります。本研究の主な強みの 1 つは、損傷から 7 日以内に MRI 評価を実施するタイミングにあります。骨挫傷を評価する研究のほとんどには通常、損傷後数週間または場合によっては数か月以内に実施される MRI が含まれているため、これはほぼユニークな特徴を表しています。損傷から MRI までの時間が長いと、骨挫傷の存在が過小評価される可能性があるため、これは重要です。さらに、ビデオ映像による損傷ビデオ分析の使用により、MRI の特徴と実際の傷害のメカニズムとの間の相関関係が可能になり、これは患者の想起による傷害の説明よりも信頼性が高いと考えられます。しかし、最も重要な制限はサンプルサイズが小さいことであり、特に半月板、軟骨、側副靱帯などの付随損傷に関しては、高度な統計分析ができませんでした。これらのイベントは一般的ではないため、適切な分析は不可能でした。最後に、ビデオの二次元の性質により、脛骨の並進とピボットの正確な推定が可能だったはずのモデルベースの画像マッチング分析とは異なり、損傷時の膝の位置の完全な三次元評価は可能ではありませんでした。しかし、この研究の目的はACL損傷を詳細に分析することではなく、エリートフットボールにおけるACL損傷のメカニズムとMRI骨挫傷の特徴との相関関係を強調することでした。

突然の方向転換/減速を伴うピボット動作中に非接触で間接的なACL損傷を負ったサッカー選手には、外側区画の後脛骨プラトーと大腿骨中央顆に関わる明確で一貫した骨挫傷パターンが存在するが、サッカー選手には不均一なパターンが存在した。直接接触したり、高い水平速度を伴う損傷メカニズムを伴う。

まとめ

前十字靱帯 (ACL) で損傷したサッカー選手の MRI 特徴、特に骨挫傷パターンを分析し、それらを直接ビデオ映像から得られた損傷メカニズムおよび状況の特徴と関連付けた。
膝の最も一般的な骨挫傷部位は、後脛骨高原 (LTp) が 16 例 (84%)、大腿骨中央顆 (LFc) が 11 例 (58%) でした。 3 人の患者 (16%) は後内側脛骨プラトー (MTp) に骨挫傷を負っていましたが、大腿骨内側顆に骨打挫傷があった患者は 1 人 (0%) もいませんでした。骨挫傷パターンに基づいて、11 人 (58%) は LFc と LTp を同時に有しており、「定型」と定義されましたが、8 人 (42%) は他の場所に骨挫傷があったか、骨挫傷がなかったので「非定型」と定義されました。「典型的な」パターンのアスリートでは、11 件中 9 件 (82%) の負傷が「ピボット動作」で発生しましたが、「非典型的な」骨挫傷パターンのアスリートでは 1 件 (12%) のみでした ( p = 0.0055)。

ビデオ分析で最も一般的な状況メカニズムのパターンは「プレス」 ( n = 7) で、「間接的」ACL 損傷の 47% を占めました。動作パターンに関しては、10件（52％）の負傷が「ピボット」動作中に発生した（プレス7件、ドリブル1件、タックル1件、ゴールキーピング1件）一方、残りの4件は「プランティング」、「着地」、「直達外力」に分類された。

結論

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