トンネルビューと体重を乗せた前後方向X線写真の組み合わせは膝関節炎の検出を改善する

要旨

膝痛の評価に用いられる画像は、歴史的に体重を乗せた前後方向（AP）、外側、日の丸X線写真であった。 我々は、膝を屈曲させた状態でのweight-bearing（WB）postereroanterior（PA） viewを追加することの有用性を評価したいと考えた。 (1)WBトンネルビューはWB APで描出されない変形性関節症（OA）をX線透視で検出できる、(2)APとトンネルビューの組み合わせはOAをX線透視でより検出できる、(3)これにより膝痛評価医に追加の情報を提供できる、という仮説である。 我々は、膝の痛みを訴える100膝（74人）のWB APとトンネルビューX線写真をレトロスペクティブにレビューし、関節炎の証拠を分析した。 WBトンネルビューとWB APの組み合わせは、APビューのみよりも外側（）および内側（）のコンパートメントにおける関節腔の狭窄の検出を有意に増加させることができた。 また、内側軟骨下嚢胞（）、外側脛骨プラトー（）の硬化、および内側コンパートメント（）、顆間ノッチ（）、脛骨棘（）の中・大型骨棘の同定が、複合ビューにより有意に改善されることが示された。 WBトンネルビューは、AP画像だけでは得られない、疼痛膝の患部に関する追加情報を提供する有効なツールである

1. はじめに

膝痛の整形外科的ワークアップは、徹底した病歴聴取と身体診察から始まる。 その後、X線画像診断により、患者にとって適切な診断、治療、予後を決定することができる。 膝痛の初期評価に用いられる標準的なX線画像は、歴史的にweight-bearing (WB) anteroposterior (AP), lateral, sunrise/Merchant view X-rayであったが、現在では、weight-bearing (WB) anteroposterior, lateral, sunrise/Merchant view X-rayの3種類がある。 しかし、このようなX線画像には、膝の屈曲像やweight-bearing像が含まれていません。 このような膝関節屈曲像がないと、変形性膝関節症の検出や等級付けが困難となります。

1937年にHolmbladが提案した膝のPAビューは、膝関節腔と顆間切欠の両方をより鮮明に映し出すものであった。 彼は、患者がX線撮影台の上に膝をつき、膝を75°屈曲させた状態で得られるPA像について述べている。 このように可視性が向上することで、より多くの骨棘、遊離体、異物がこの手法で確認できると述べた。 それ以来、Rosenberg法、Camp-Coventry法、Béclère法、Schuss法など、いくつかの類似の手法が文献に記載されており、これらはすべて、標準的なAP X線で見られる可視性をさらに拡大することを目的としています。 ローゼンバーグ法は、術中に見られる軟骨スペースの狭小化を把握するために開発されたが、伸展位でのweight-bearing APレントゲン写真だけでは確認することができない。 この方法でX線写真を撮影すると、従来のX線写真と比較して、屈曲により膝の接触部にある変性しやすい軟骨がよく見えるため、感度と特異性が向上した。 その他にも、Camp-Coventry法（仰臥位、40～50°屈曲）、Béclere法（仰臥位、60°屈曲）、Schuss view（体重負荷、30～40°屈曲）などが、膝関節スペースの可視性を高めるために採用されている。 Ritchieらは、伸展位APレントゲン写真をSchuss viewに置き換えたところ、変性性変化の可視性を高めるために確定手術に移行し、関節鏡検査の実施率が50%減少したことを発見した。 これらの方法はすべて異なる屈曲角度を適用しているが、最近の研究では、膝関節腔を観察するのに最適な屈曲角度についてのコンセンサスは得られていない。

複数の研究が、膝のOA診断を決定するために体重負荷X線写真を撮ることが重要であると主張してきた。 ResnickとVintはこの情報をもとに、Holmbladまたは「トンネル」ビューPAアプローチを用いた6人の患者の試験シリーズを作成し、破壊された軟骨の観察が増加することを証明した。 この文献では、変形性関節症の特定には複数のビューを 組み合わせることが最適であるとする研究や、トンネルビュ ーに臨床的価値があるという証拠はないとする研究など、 結論は出されていない。 ResnickとVintが作成した予備的な情報と同様に、我々はAPビューX線写真では膝の退行性変化のX線写真的に重要な兆候をすべて検出することはできないと信じている。 この研究では、（1）WBトンネルビューは、WB APだけでは検出できないX線写真の変形性関節症を検出できる、（2）APとトンネルビューの両方を併用することで、X線写真の膝OAを検出する能力が高まる、（3）トンネルビューによって得られる追加情報は、評価と治療戦略の決定に役立つ、と仮定する。

2 材料と方法

施設審査委員会の承認を得た後、私たちの施設で成人再建フェローシップの訓練を受けた整形外科医が診察した膝痛を呈する患者を特定した。 患部である疼痛膝のWB APとWBトンネルビューX線写真の両方が得られている患者を研究に組み入れた。 患側の膝に手術の既往がある患者は対象から除外した。 100膝（78人）の連続したコホートが研究に含まれた。 我々は、脛骨大腿関節腔を評価するために外側と膝蓋大腿関節のビューを利用する医師がいることを認識しているが、AP X線写真で十分であり、外側とサンライズビューは膝蓋大腿関節に関するより多くの情報を提供すると考えている。 さらに、内側と外側のコンパートメントを区別することは、側面像のX線写真では困難であり、この研究にとって重要な点です。 私たちの施設では、トンネルビューはRosenberg法に従って行われます。 この45°屈曲、前方後方、体重負荷のある膝のビューは、膝蓋骨が受像器に触れるように撮影される。 X線管は受像器から40インチ（101.6cm）離れており、受像器は膝蓋骨を中心に10°尾側を向いている

盲検化したX線写真を、フェローシップの訓練を受けた成人再建整形外科医2人と筋骨格系放射線科医1人がレビューした。 データ収集は、以下のように電子データ収集フォーム（eDCF）を使用して行われた。

研究者が使用する電子データ収集フォーム 研究者のイニシャル。 膝の番号：表示 AP □ Tunnel Compartment: 内側 □ 外側 関節腔の狭小化。 なし □ <25% □ 25-49% □ 50-75% □ >75% 硬化している。 脛骨プラトー □大腿骨顆部 存在する。 軟骨下嚢胞 □軟骨下ルースボディ □脛骨欠損 大腿骨軟骨下欠損： □ <5 mm □ 5-10 mm □ >10 mm。 □ <5 mm □ 5-10 mm □ >10 mm 骨棘がある。 骨棘なし □小さい □中程度 □大きい 顆間切痕 骨棘がある。 なし □小さい □中程度 □大きい 脛骨棘骨棘。 骨棘：なし □小さい □中程度 □大きい ケルグレン-ローレンス（KL）スケールとアールバックスケールの両方から変形性関節症のX線写真の基準のための定量的変数を含む。 Fifeらによる関節鏡検査での相関をもとに、関節の変性に臨床的に有意な差を示す比較対象として、関節腔狭窄（JSN）50％を決定した。 その後、データ収集と統計解析のために順序値が割り当てられた。 硬化、遊離体、軟骨下嚢胞、軟骨下欠損、骨棘もそれぞれのビューで評価された。 すべての変数は、APビューとトンネルビューで独立して評価された。 X線写真の比較画像は、図1および図2で見ることができる。

(a)

(b)

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(b)

(a)

(b)

(a)
(b)

図2 左膝のAPレントゲン写真（a）です。 トンネルビューでは、外側コンパートメント関節腔の狭窄が見られる（b）

この研究を開始する前に、検出力分析を行ったところ、我々の順序尺度を用いて、90%の検出力と0.05の有意差（α）で0.5の効果量を検出するには、1群あたり85膝が必要であると示された。 統計解析のために、APビューとトンネルビューの両方について、3人の医師が割り当てた値の平均を使用して特異値を作成した。 各データ変数は、分析のために4つの明確なカテゴリーに分けられた：両方のビューで識別された、APのみ、トンネルビューのみ、どちらのビューでも識別されない。 この分類を用いることで、APビューのみで確認できる変形性関節症の変化と、APビューとトンネルビューの両方を用いたX線写真シリーズで確認できる変化とを比較することができた。 トンネルビューの追加により、目に見える変形性関節症の変化に統計的に有意な変化が見られるかどうかを判断するために、-検定が行われた。 統計分析は、IBM SPSS Statistics version 20.0 (IBM SPSS for Windows, rel. 20.0, 2011; Armonk, NY: IBM Corp.)を用いて行った。 結果

最終分析（表1）は、左膝54例、右膝46例であった。 患者は40歳から95歳まで（平均68.9歳）で、64%（）が女性であった。 外側コンパートメントでは、AP view単独でJSNが50％以上検出された膝は25個であったが、トンネル viewを加えることにより36個に有意に増加した()。 内側コンパートメントでは、60膝で50%以上の関節腔狭窄が認められ、トンネルビューを併用することで67膝に有意に増加した(図1)。 トンネルビューは、内側コンパートメントの軟骨下嚢胞()と外側脛骨プラトーの硬化()の検出を有意に増加させた。 また、トンネルビューの使用により、内側コンパートメント（）、顆間ノッチ（）、脛骨棘（）の中型から大型の骨棘の検出が増加した（図3）。 X線画像解析では、AP、トンネルともに全てのX線画像に少なくとも何らかのX線上の欠損が認められ、X線上の欠損がゼロの膝はなかった（図4）。 相互信頼性は、内側JSNで0.72、外側JSNで0.84、外側および大腿骨棘で0.97であった。 他のすべての評価者間信頼性スコアはその範囲内にあり、これは以前に報告されたデータと一致するものである。

トンネルビューでは、内側脛骨プラトー硬化症、内側または外側大腿骨顆部硬化症の可視化は有意に増加しなかった。 内側または外側コンパートメントのルースボディ、外側コンパートメントの軟骨下嚢胞、外側コンパートメントの骨棘の検出も増加しなかった。 さらに、eDCFのデータを用いて、各膝にKellgren-Lawrence scoreを適用した。 トンネルビューの追加により、46膝でKLスコアの重症度が上昇した。グレード1から2に変わった膝が9膝、2から3が17膝、2から4が4膝、3から4が16膝。 KLの合計とスコアの変化は表2および図5に示されている。

100膝中、56膝に手術を推奨し35手術は完了させた。 21の全膝関節形成術、11の内側単顆膝関節形成術、2つの外側単顆膝関節形成術、1つの整形外科的半月板修復術が行われた。 術中の変形性関節症の所見がX線所見と矛盾した症例は2例のみであり、これらの症例では単顆型人工膝関節置換術を予定していた患者が人工膝関節全置換術を施行された。

臨床的な治療と関連付けるために、AP、トンネル、または両方のビューを使用した場合のコンパートメントの変性変化の変化を調べ、データを分析しました。 APビューだけでは、bicompartment（内側と外側の両方のコンパートメント）の関節空間が50％以上狭くなっている膝が13個、内側単独の狭くなっている膝が47個、外側単独の狭くなっている膝が12個検出されることが判明した。 AP viewとTunnel viewを併用すると、25膝がbicompartmental joint space narrowing、42膝がisolated medial narrowing、11膝がisolated lateral diseaseであった。 これは、2膝が外側から2関節の狭窄に、8膝が内側のみから2関節の狭窄に移行していることを意味する。 APビューで臨床的に有意な関節腔狭窄を認めなかった膝のうち、トンネルビューを追加したところ、1膝で外側コンパートメント、3膝で内側コンパートメント、2膝で両コンパートメントの関節腔狭窄を認めた（Table 3）。