膝蓋大腿関節症 Patellofemoral Pain Syndrome

本稿はPHYSIO⁻ONE独自に厳選した論文・エビデンス、さらに著者の臨床経験・卒後教育プログラムに基づき、疾患の基礎情報、理学療法評価と介入方法についてまとめたものである

基礎情報

 

病態

  • 膝蓋大腿関節に何かしらの障害が起き、膝の前側に痛みが起こる障害
    ✔以前までは膝蓋軟骨化症と同じ扱いであったが、膝蓋大腿関節症は画像所見において組織的障害が見つからない場合に用いられている ¹⁾

  • 病態生理
    ✔様々な要因が影響していると考えられている。解剖学的には膝蓋骨のトラッキング異常、膝関節の屈曲拘縮により、膝蓋下脂肪体、膝蓋支帯、膝蓋周辺の滑膜が刺激され痛みが生じると考えられている ²⁾
    ✔膝蓋骨のトラッキング異常は内側広筋斜走線維の萎縮、筋活動遅延、動的な膝外反によって引き起こされる場合が多い ³⁾
    ✔健常者に比べて外側偏位、外側への上方回旋、外側への傾きの膝蓋骨トラッキング異常がみられた
     
     Petersen et al.2014 図1より引用³⁾

臨床で代表的にみられる症状
・膝蓋骨の裏側や周辺に痛みがある
・膝蓋骨の可動性低下、または過剰運動
・スクワット、階段昇降、ランニングや長時間の座位によって痛みが誘発される
・スクワットやホップ着地時、降段時に大腿骨の内旋・内転がみられる
・膝外側の筋膜や外側膝蓋支帯のタイトネス

 

分類

✔以下に分類することがガイドラインによって推奨されている¹⁾

  1. オーバーユース障害:下記3つの障害がないもの
    ランニングなどによって頻回に関節に負荷をかけている
  2. 筋機能障害:特に股関節周囲の筋力低下がみられる
  3. 動作の協調性障害:シングルスクワットでは、股関節内転・内旋+膝外反の増大、または膝外転+脛骨外旋がみられる。これらは膝蓋大腿関節外側の負荷を増大させる
  4. 可動性障害:足部の過可動性、および下肢筋群(ハムストリングス、大腿四頭筋、腓腹筋、ヒラメ筋)や腸脛靭帯、外側支帯に硬さがみられる
    ※その他、組織の疼痛過敏性や、心理的要因を考慮する必要あり

有病率

問診時の鑑別診断に役立つ

✔文献で示されているリスク要因は以下である
・有病率は25% (3-85%) ¹⁾
・発生率は3-6%²⁾
・好発年齢は12-19歳と50-59歳 ¹⁾
・ランニングによる下肢障害の17%を占める⁵⁾
・高校生ランナーの有病率:男性16%、女性21% ¹⁾
・再発率は70-90% ¹⁾

リスク要因

問診時の鑑別診断や評価時、介入プラン時には以下のリスク要因を考慮する

✔文献で示されているリスク要因は以下である
・女性²⁾
・日常的によくランニング、スクワットや階段昇降をしている²⁾
・大腿四頭筋の筋力低下²⁾
・股関節の筋力低下(伸展、外転、外旋) ¹⁾
・運動時の膝外反¹⁾
・足部の過回内 ¹⁾²⁾
・ジャンプ着地時に、股関節内転・内旋、膝関節外転・外旋が見られる ¹⁾²⁾

※年齢、体重、BMI、Q角は関連しない ¹⁾

予後の予測

  • 正確な予後は重症度や状況によって異なるが、非常に軽症のものであれば8週間程度で回復が期待できる
    ✔一方で、若年者は長引きやすい。青少年における膝蓋大腿関節症の50-56%は、医療機関で診断されてから2年間続いたという報告あり ¹⁾
    ✔症状2-4か月以上続いている、年齢が高い、痛みが強い、膝機能が悪いことは予後不良の因子である ¹⁾

評価

基礎情報をもとに鑑別診断や評価・介入プラン作成に必要な情報を聴取する

問診

  • 現在の症状
    ・膝前面が徐々に痛くなる、そして、痛みは放散性の場合が多い
    ・膝蓋骨の裏側が痛い
  • 発症のきっかけ
    ・不慣れな体重のかけ方をした
    ・ウォーキング、ランニングやサイクリングなどをよく行う
    ・スクワット、ランジなどを含むスポーツ動作を反復した
  • 悪化要因
    ・膝を曲げると痛みが強くなる
    ✔90%以上がスクワット、階段の昇降、ランニングで痛みが誘発される¹⁾
    ✔約半数が長時間の座位によって痛みが誘発される¹⁾
  • 緩解要因
    ・安静
  • 既往歴
    ・膝蓋骨亜脱臼などの外傷があった可能性あり
  • うつスクリーニング
    ・競技パフォーマンスに影響するため確認する⁹⁾

視診・動作分析

現在の症状や機能レベルの把握に役立つ

  • 大腿四頭筋(特に広筋群)の筋委縮 
    ✔正確には画像所見が必要 ¹⁾
  • 立位
    ・足部の過回内
  • 歩行や階段昇降
    ✔支持脚の膝関節屈曲の減少 ¹⁾
  • スクワット
    ・大腿骨内旋・内転、膝がつま先よりも前方にでる、足部の過回内
  • 片脚スクワットやステップダウン、ホップ着地
    ✔股関節内転・内旋、膝関節外転・外旋が見られる ¹⁾ 
  • ランニング
    ✔接地時の股関節内転・内旋の増加、対側骨盤の降下、股関節屈曲角度の減少⁶⁾

触診・圧痛

損傷部位を特定するために圧痛を調べることは重要である。特に膝周辺は様々な要因が痛みの原因となりえるので正確な触診が大切である

  • 骨組織:アライメントおよび副運動を評価する
    ・膝蓋骨(傾き、上下、左右の動き)、脛骨大腿関節(脛骨の前後の動き)
    ※膝蓋骨の運動性低下、または過剰運動がみられる
    ※膝外側、外側膝蓋支帯に圧痛が見られる
  • 筋組織:圧痛および筋スパズム、タイトネスを評価する
    ・大腿四頭筋(特に外側広筋)、ハムストリングス、腓腹筋

主な評価項目

  • スペシャルテスト
    膝蓋骨傾きテスト:膝蓋骨外縁が水平以上に持ち上がらなければ陽性(感度43%、特異度92%)¹⁾²⁾
    ・スクワットで膝痛があれば陽性(感度91%、特異度50%) ¹⁾²⁾⁵⁾
    クラークテストなどもあるが、上記2つが推奨される¹⁾

  • 形態計測
    舟状骨ドロップテスト:下肢の協調性障害を引き起こす原因になりうる
  • 可動性評価
    ・膝関節ROM:屈曲、伸展
    ・股関節ROM:伸展、外転、外旋
    ・足関節ROM:背屈(膝屈曲、伸展位)
    ハムストリングス伸張性テスト:背臥位、股関節90°位から膝関節を伸展させる
    オーバーテスト:腸脛靭帯の硬さを確認する
    荷重位ランジテスト:下肢の協調性障害を引き起こす原因になりうる
     ✔大腿四頭筋、ハムストリングス、ヒラメ筋の伸張性が予後に影響する ¹⁾
  • 筋力評価
    ・股関節MMT:屈曲・伸展、外転、外旋・内旋
     ※特に伸展、外転、外旋が重要 
    ・膝関節MMT:大腿四頭筋、ハムストリングス
     ✔大腿四頭筋の萎縮や筋活動抑制 (18%)がみられる 
    ・足関節MMT:後脛骨筋、腓骨筋、足関節底屈筋

鑑別診断

  • 腰椎スクリーニング
  • 膝蓋腱炎
    ・痛みが一か所に集中してることが多い
  • 腸脛靭帯炎
    ・Gerdy結節や大腿骨外側上顆の圧痛
    ノーブルテスト
  • 鵞足炎
    ・圧痛が膝内側の鵞足付着部位に局所的にある
  • オスグッド病
    ・脛骨粗面の圧痛
    ・思春期に多い
    ・画像診断
  • 膝関節内遊離体
    ・症状がはっきりとしない、断続的な鋭い痛み
    ・関節浸出液の増加
  • 膝蓋骨の疲労骨折
    ・骨部分に痛みと圧痛
  • 膝蓋前滑液包炎
    ・通常腫れを伴う

 

介入プラン

エビデンスおよび著者の臨床経験をもとに、PHYSIO⁻ONE独自に作成した介入プラン例を紹介する

膝蓋大腿関節症の介入は運動療法が中心としたうえで疼痛緩和→再発予防となる
本疾患ページではこの流れにそって解説していく

運動療法

  • 現時点では一番エビデンスレベルが高いためできるだけ早期の開始が望ましい
  • 原則として股関節への筋力トレーニングは必ず行うことを推奨する
    ✔️以下の運動療法プログラムは質の高いランダム化比較試験(Level 1)で研究されたValgus Control Instruction Exercise (外反制御エクササイズプログラム)¹⁵⁾を参考に著者の経験に基づいた解説も含め例として紹介する
    1.ニーエクステンション:運動習慣がない人や痛みが強い場合は等尺性運動からはじめ、レジスタンスバンドを使ってニーエクステンションを行う。特に大腿四頭筋の内側広筋を意識しながら収縮させる
    2.ミニスクワット:運動習慣がない人やリハビリ初期の場合は動作を覚えてもらうために行う。鏡の前で行うとフォームをセルフチェックできるため尚良い。膝が外反およびつま先から前に出すぎないように指導する
    2.フルスクワット:動作に慣れてきたら徐々に大腿が床と水平になるまでスクワットをする。動作の質に気を付けながら徐々に重りを抱える、またはレジスタンスバンドを膝に巻いて負荷を増やす
    3.ヒップヒッチ:股関節外転筋を鍛えるためにステップに片足立ちになり行う。アンクルウェイトをつけて負荷を増やす
    4.ラテラルバンド/チューブウォーク:中足部にバンド/チューブを巻き側方に歩く。手は腰につけたまま、膝が外反しないように臀部に力を入れながら行う
    5.バンドスクワット:膝が外反しないよう意識しながら行う
    6.前方ランジ:最初は動作を確認しながら鏡の前で行う。膝が内側に入らないように意識する。慣れてくると同時に膝屈曲角度を増して負荷を増やして行く。さらにレベルを上げるためにはエクササイズバンドを前方の膝に巻き膝を内側に引っ張る力を加えながら行い動作のなかで膝の外反をコントロールすることを学ぶ
    7.シングルレッグスクワット:最初は膝屈曲30°位までで行う。動作に慣れてくるど同時にBOSUボールの上で行い難易度を上げていく
    8.シングルレッグルーマニアンデッドリフト:膝は屈曲30°位に保ったまま行う
    9. ラテラルランジ:側方へのランジ。重りを抱えて負荷を進行していく
    ✔股関節(特に外転筋)、膝関節(荷重、非荷重位)に焦点を当てた運動療法が強く推奨される。短期、中期、長期いずれにおいても疼痛緩和、膝機能向上効果が認められている(Level A)¹⁾。体幹トレーニングは筋活動の動員を向上させ膝にかかる負担を減らすために推奨される²⁾
    ✔質の良いエビデンスを含んだシステマティックレビューでは(Pedroスケール平均6.62)股関節と膝関節の筋力トレーニングを含むエクササイズプログラムが膝関節のみの筋力トレーニングに比べて効果的であったと報告されている。疼痛緩和(SMD−1.71、95%信頼区間−3.11, −0.30)、膝機能改善(SMD1.28、95%信頼区間0.45, 2.12)¹⁴⁾

疼痛緩和

  • 膝蓋大腿関節症は様々な要因が加わっているため、個人の評価に基づいて介入方法は変わる。しかし、膝蓋大腿関節への負担を軽減することが原則となる
  • 足底版 (level A)
    特に評価で足部の回内が見られる場合は足底板を検討する。ステップダウンテストにおいて動作の質があがるか患者の評価を疼痛が誘発する動作で再評価する
    短期での使用が奨められる
    市販の足底板でも十分に効果が期待できる
    ✔6週間の短期であればprefabricated foot orthoses (市販されている足底板) の効果が認められている。運動療法との併用が推奨される¹⁾
  • テーピング(Level B)
    膝蓋骨のアライメントを整えるテーピングは疼痛の緩和効果が期待されるため運動療法とともに行う
    ・テーピングには個人差があるため、評価で疼痛が誘発される動作で再評価を行い検討する
    ✔運動療法と併用することで、即時の疼痛緩和がみられ、介入初期4週間での運動療法の効果向上がみられる。膝蓋骨のアライメント(傾きや位置)を整えるテーピングの効果が認められている。しかし、長期での使用や、筋力をサポートする目的では推奨されない¹⁾
    ✔テーピングの例:外側から内側へと貼る
    Clifford et al. 2020. 図3より引用¹²⁾
  • ランニングフォーム指導 (level C)
    ・メトロノームを利用しランニング時の歩幅を縮めるトレーニングも検討する
    ✔股関節内転を防ぐのに有効な可能性あり ¹⁾⁶⁾。ピッチ数を10%向上させたところ、接地時の股関節内転や対側骨盤の落下の減少が見られたという報告あり⁷⁾
  • 患者教育
    ・痛みが悪化する動作を避ける以外は筋力低下を防ぐためできるだけ日常の活動量を減らさないことを目指す
    ・痛みがなくなった後も運動プログラムに従って再発を予防する大切さを必ず伝える
    ✔普段から運動をしている人は運動してない人と比べて、安静時、また、動作時の痛みが大きく改善すると報告されている¹⁾
  • 徒手療法
    ・評価に基づいて異常な筋スパズムが確認できる部位をターゲットにアプローチする。エビデンスは高くないため運動療法やテーピングなどと併用して行う
    ・膝蓋骨の副運動に制限が確認できる場合は膝蓋骨モビライゼーションも有効である
    ✔膝関節、腰椎いずれに対する徒手療法もエビデンスは不十分である。特に徒手療法のみでの介入は推奨されていない¹⁾
  • 装具療法 (level B)
    ・効果には個人差があるため基本的には推奨されないが患者の意向や好みにも基づいて検討する
    ✔膝装具に効果は認められていない ¹⁾
  • 物理療法 (level B)
    ・効果には個人差があるため基本的には推奨されないが患者の意向や好みに基づいて検討する
    ✔超音波治療、電気治療などいずれもエビデンスは不十分であり推奨されていない¹⁾

✔以上を踏まえ、運動療法を中心とした上で、足底板や膝蓋骨テーピング、膝蓋骨モビライゼーションや下肢のストレッチを併用することが推奨される (level A)¹⁾

再発予防

  • 再発予防はリスク要因を減らすこと、またはリスクにつながる因子をターゲットにして予防することが原則となる
  • 基礎情報にて記載されているリスク要因を考慮し解決できるものを優先していく。例:大腿四頭筋の筋力低下や足部の過回内は運動療法で修正できる
  • ランニングフォーム指導と装具療法
    ✔若いアスリートと軍の新兵を対象にしたランダム化比較試験のシステマティックレビューでは以下が報告されている¹³⁾
    ・レベルの低いエビデンスであるが活動時に膝への装具を着用することは統計学的に有意な予防へと繋がった(リスク比0.40、95%CI=0.22₋0.70)
    ・レベルの低いエビデンスであるが歩幅を縮めたり、柔らかく着地するためのランニングフォーム指導は統計学的に有意な予防へと繋がった(リスク比0.49、95%CI=0.07-0.60)
    ・エビデンスレベルは低いがランニングフォーム指導と装具療法は発症のリスクを60₋79%減少する
    ・筋力トレーニングや神経筋トレーニングなどの運動療法、ストレッチ、トレーニング量の調整、足底板は統計学的に有意な予防へとは繋がらなかった
    ・装具の例

    Petersen et al.2014 図7より引用³⁾

参考文献

  1. 【Guideline】Richard W Willy, Lisa T Hoglund, Christian J Barton, Lori A Bolgla, David A Scalzitti, David S Logerstedt, Andrew D Lynch, Lynn Snyder-Mackler, Christine M McDonough. Patellofemoral Pain.. J Orthop Sports Phys Ther. 2019 Sep;49(9):CPG1-CPG95.
  2. 【Review】David Y. Gaitonde, MD; Alex Ericksen, MD; and Rachel C. Robbins, MD (2019). Patellofemoral Pain Syndrome. Am Fam Physician. 2019 Jan 15;99(2):88-94.
  3. 【Review】Wolf PetersenAndree EllermannAndreas Gösele-KoppenburgRaymond BestIngo Volker RembitzkiGerd-Peter BrüggemannChristian Liebau Patellofemoral Pain Syndrome. The Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 2014 Oct;22(10):2264-74. 
  4. 【Systematic Review】Francis P, Whatman C, Sheerin K, Hume P, and Johnson MI. (2019).The Proportion of Lower Limb Running Injuries by Gender, Anatomical Location and Specific Pathology: A Systematic Review. J Sports Sci Med. 2019 Feb 11;18(1):21-31
  5. 【Systematic Review】Piva SR, Delitto A. Systematic review of the quality of randomized controlled trials for patellofemoral pain syndrome. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 2003;33:4–20.
  6. 【Systematic Review】Neal, B. S., Barton, C. J., Gallie, R., O’Halloran, P., & Morrissey, D. (2016). Runners with patellofemoral pain have altered biomechanics which targeted interventions can modify: A systematic review and meta-analysis. Gait & Posture, 45, 69–82.
  7. 【Clinical Trial】Bramah, C., Preece, S. J., Gill, N., & Herrington, L. (2019). A 10% Increase in Step Rate Improves Running Kinematics and Clinical Outcomes in Runners With Patellofemoral Pain at 4 Weeks and 3 Months. The American Journal of Sports Medicine,
  8. 【Clinical Trial】Cook, C., Hegedus, E., Hawkins, R., Scovell, F., & Wyland, D. (2010). Diagnostic Accuracy and Association to Disability of Clinical Test Findings Associated with Patellofemoral Pain Syndrome. Physiotherapy Canada, 62(1), 17–24.
  9. 【Clinical Trial】Sutlive, T. Identification of individuals with patellofemoral pain whose symptoms improved after a combined program of foot orthosis use and modified activity: a preliminary investigation. Physical Therapy. Jan. 2004; 84: 50 – 61
  10. 【Clninical Trial】Ireland ML et al. Hip Strength in Females With and without Patellofemoral Pain. J Orthop Sports Phys Ther. 2003;33:671-676
  11. 【Clinical Trial】Jensen, R., Hystad, T., & Baerheim, A. (2005). Knee Function and Pain Related to Psychological Variables in Patients With Long-Term Patellofemoral Pain Syndrome. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 35(9), 594–600.
  12. 【Clinical Trial】A M CliffordS DillonK HartiganH O’Leary,M Constantinou. The effects of McConnell patellofemoral joint and tibial internal rotation limitation taping techniques in people with Patellofemoral pain syndrome. Gait Posture.2020 Oct;82:266-272.
  13. 【Systematic Review】Adam G CulvenorMarienke van MiddelkoopErin M MacriKay M Crossley. Is patellofemoral pain preventable? A systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. British Journal of Sports Medicine. 2020 Oct 28;bjsports-2020-102973.
  14. 【Systematic Review】Denisa ManojlovićŽiga Kozinc,Nejc Šarabon.Trunk, Hip and Knee Exercise Programs for Pain Relief, Functional Performance and Muscle Strength in Patellofemoral Pain: Systematic Review and Meta-Analysis. Journal of Pain Research. 2021 May 26;14:1431-1449.
  15. 【RCT】Mahsa EmamvirdiAmir LetafatkarMehdi Khaleghi Tazji. The Effect of Valgus Control Instruction Exercises on Pain, Strength, and Functionality in Active Females With Patellofemoral Pain Syndrome. Sports Health. May/Jun 2019;11(3):223-237.

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