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特発性大腿骨頭壊死症

とくはつせいだいたいこつとうえししょう

(認定基準、臨床調査個人票の一覧は、こちらにあります。)

1)概要

a.定義
非外傷性に大腿骨頭の無菌性, 阻血性の壊死をきたし, 大腿骨頭の圧潰変形が生じると, 二次性の変形性股関節症に至る疾患を特発性大腿骨頭壊死症(idiopathic osteonecrosis of the femoral head: IONFH)とよぶ。大腿骨頭壊死症は股関節機能が失われる難治性疾患で, 大腿骨頭阻血に至る明らかな基礎疾患がないものが特発性大腿骨頭壊死症とされ, ステロイド性, アルコール性およびその他を狭義の特発性に分類する。Perthes病および二次性の大腿骨頭壊死症(大腿骨頸部骨折, 股関節脱臼, 放射線照射および潜函病などによる)は除外する[1]。ステロイド性やアルコール性大腿骨頭壊死症は, ステロイドやアルコールがそれぞれ発生危険因子であるが, 骨壊死との因果関係が明確でないことから本邦では特発性に分類されている。

b.疫学
厚生労働省研究班により定期的に全国疫学調査が行われている。2004年の全国疫学調査では, 本邦における特発性大腿骨頭壊死症の年間受療者数は約11,400人で、年間新規発生患者数は約2,200人と推定されている[2]。背景因子は「ステロイド全身投与歴あり(ステロイド関連)」が51%、「習慣性飲酒歴あり(アルコール関連)」が31%、「ステロイドとアルコール両方あり」が3%、「両方なし(狭義の特発性)」が15%である。ステロイド関連が過半数を占め, 男女比は5:4でやや男性に多い。 確定診断時の年齢のピークは全体としては40歳代で, 男性は40歳代, 女性は30歳代である。アルコール関連は男性に多く, ステロイド関連は女性に多い。 患者全体の約50%は両側に発生し, ステロイド関連では約70%が両側性である。 約10%は膝関節周囲や上腕骨頭, 足関節周囲にも骨壊死を合併し多発性骨壊死症を呈する。
ステロイド全身投与の対象となった原疾患は全身性エリテマトーシス(SLE)が最多で31%, 続いてネフローゼ症候群6.3%, 多発性筋炎・皮膚筋炎4.9%, 気管支喘息4.5%, 血小板減少性紫斑病4.4%と続き, その他各種膠原病や臓器移植, 眼疾患が含まれている[2]。

c.病因・病態
病因として, 酸化ストレスや血管内皮機能障害, 血液凝固能亢進, 脂質代謝異常、脂肪塞栓、骨細胞のアポトーシスなどの関与が指摘されている。しかし、これらの病因で、本疾患発生に至る一義的原因としての十分な科学的根拠までは得られていないのが現状であり, 動物モデルを用いた基礎的研究や臓器移植症例を対象とした臨床的病態解析が続けられている。

d.症状
骨壊死が発生しただけの時点では自覚症状はない。自覚症状は大腿骨頭に圧潰が生じたときに出現し, この時点が大腿骨頭壊死症の発症である。大腿骨頭壊死症の発生と発症の間には数ヵ月から数年の時間差があることを十分に認識すべきである。
自覚症状としては, 急に生じる股関節部痛が特徴的であるが, 股関節周辺には自覚症状がなく, 腰痛、膝部痛、殿部痛などで初発する場合もあるので注意が必要である。また, 初期の疼痛は安静により2~3週で消退することが多いことや, 再び増強したときにはすでに大腿骨頭の圧潰が進行していることも知っておくべきである。ステロイド大量投与歴や習慣的飲酒歴のある患者がこれらの症状を訴えた場合は, まず本症を念頭に置いてX線検査で診断がつかなければMRIを撮像することが望ましい[3]。

e.治療
治療法の選択には, 患者背景(年齢, 内科的合併症, 職業, 活動性, 片側性か両側性か), 病型分類や病期分類を考慮する。
(1)保存療法
病型分類で予後がよいと判断できる症例や, 発症していない症例は保存療法の適応である。杖などによる免荷が基本となり, 生活指導を行う。疼痛に対しては鎮痛消炎剤の投与で対処する。しかし, これらの方法では進行防止が大きく期待できないため, 圧潰進行のリスクが高い病型では骨頭温存のための手術療法の時機を逸しないことが重要である[4]。
(2)手術療法
症状があり圧潰の進行が予想されるときは速やかに手術適応を決定する。若年者においては関節温存手術が第一選択となるが, 壊死範囲の大きい場合や骨頭圧潰が進んだ症例では人工股関節置換術が必要となる[3]。

f.予後
大腿骨頭内の壊死領域の位置と大きさにより, 大腿骨頭の圧潰が将来発生するかどうかはほぼ予測できる。壊死領域が小さく, 荷重部を避けて存在する場合は無症状で経過する可能性が高い。壊死領域が比較的大きくても, 関節温存手術のよい適応となる範囲であれば, 術後は良好な予後が期待できる。関節温存手術を行う際には、手術時機を逸しないことが重要である。荷重部に広範な壊死が存在している場合には, 骨頭温存手術は困難であるので, 疼痛や可動域制限などにより日常生活に支障をきたせば人工股関節全置換術を行うことによって良好な予後が得られる。

2)診断

①診断基準[5]


  • X線所見(股関節単純 X 線の正面像及び側面像で判断する。関節裂隙の狭小化がないこと, 寛骨臼には異常所見がないことを要する)
    1.   骨頭圧潰あるいは crescent sign (骨頭軟骨下骨折線像)
    2.   骨頭内の帯状硬化像の形成

    検査所見
    3.   骨シンチグラム:骨頭の cold in hot 像
    4.   MRI :骨頭内帯状低信号域(T1 強調画像でのいずれかの断面で,骨髄組織の正常信号域を分界する像)
    5.   骨生検標本での骨壊死像 (連続した切片標本内に骨及び骨髄組織の壊死が存在し,健常域との界面に線維性組織や添加骨形成などの修復反応を認める像)

    判  定 :上記項目のうち,2つ以上を満たせば確定診断とする。
    除外診断 :腫瘍及び腫瘍類似疾患,骨端異形成症は診断基準を満たすことがあるが, 除外を要する。なお,外傷(大腿骨頸部骨折,外傷性股関節脱臼),大腿骨頭すべり症, 骨盤部放射線照射, 減圧症などに合併する大腿骨頭壊死, 及び小児に発生するペルテス病は除外する。




②重症度分類[5]
(1)特発性大腿骨頭壊死症の壊死域局在による病型分類(図5)
Type A:壊死域が臼蓋荷重面の内側1/3未満にとどまるもの, または壊死域が非荷重部のみに存在するもの
Type B:壊死域が臼蓋荷重面の内側1/3以上2/3未満の範囲に存在するもの
Type C:壊死域が臼蓋荷重面の内側2/3以上におよぶもの
    Type C-1:壊死域の外側端が臼蓋縁内にあるもの
    Type C-2:壊死域の外側端が臼蓋縁をこえるもの
  注1) X線/MRIの両方またはいずれかで判定する。
  注2) X線は股関節正画像で判定する。
  注3) MRIはT1強調像の冠状断骨頭中央撮像面で判定する
  注4) 臼蓋荷重面の算定方法
臼蓋縁と涙痕下縁を結ぶ線の垂直2等分線が臼蓋と交差した点から外側を臼蓋荷重面とする。
図5. 特発性大腿骨頭壊死症の病型分類

(2)特発性大腿骨頭壊死症の病期(Stage)分類
Stage 1: X線像の特異的異常所見はないが, MRI, 骨シンチグラム, または病理組織像で特異的異常所見がある時期
Stage 2: X線像で帯状硬化像があるが, 骨頭の圧潰(collapse)がない時期
Stage 3: 骨頭の圧潰があるが, 関節裂隙は保たれている時期(骨頭および寛骨臼の軽度な骨棘形成はあってもよい)
    Stage 3A:圧潰が3mm未満の時期
    Stage 3B:圧潰が3mm以上の時期
Stage 4: 明らかな関節症性変化が出現する時期

注1.骨頭の正面と側面の2方向X線像で評価する(正面像では骨頭圧潰が明らかでなくても側面像で圧潰が明らかであれば側面像所見を採用して病期を判定すること)
注2.側面像は股関節屈曲90度・外転45度・内外旋中間位で正面から撮影する(杉岡法)
Type B,CもしくはStage2以上を対象とする。

 

3)治療 治療指針

疼痛や局所所見の程度, 病型や病期, 全身状態, 内科的合併症, 年齢, 性別など各種の臨床情報を考慮して治療方針を決定する。

a保存療法
病型分類に基づいて予後がよいと予想される症例や, 発症していない症例は保存療法の適応となる。薬剤による疼痛緩和療法が中心となり, 運動療法やリハビリテーション的アプローチは積極的な適応にならない。保存療法では圧潰の進行を十分に防止することはできないため, 圧潰進行が危惧される病型では大腿骨頭温存のための手術療法の時機を逸しないように注意しながら保存療法を行うことが重要である[3]。

b手術療法
症状があり圧潰の進行が予想されるときは速やかに手術適応を決定する。高齢者, 壊死範囲が大きい場合, 関節症変化が進行した症例では人工股関節全置換術(THA)が必要となることも多い。若年者では骨切り術を主とした関節温存手術を優先すべきである[3]。
①関節温存手術
(1)骨移植術
壊死領域を掻爬して血管柄のない自家骨や同種骨を充填する方法と, 血管柄のついた腸骨や腓骨を移植する方法がある。血管柄付き骨移植術には血管を切離せずに骨片を移動させる有茎血管柄付き骨移植術(腸骨など)と, 血管を切離して骨移植した後に顕微鏡下に血管を縫合する遊離血管柄付き骨移植術(腓骨)がある。一般に血管柄のない骨移植術の成績は不良とされ, また血管柄付き骨移植術の適応について, 術前から圧潰が存在する場合や壊死領域が広範囲である場合は適応がないとする報告が多い[6]。

(2)大腿骨転子間内反骨切り術
Stage3A及び3BのTypeBやTypeC-1の一部では, 大腿骨頭荷重部外側に残存する健常部を荷重部に移動させる内反骨切り術が適応となる。大腿骨転子間弯曲内反骨切り術は1971年に西尾らによって報告された術式で[7], 転子部で大転子から小転子にかけて弯曲した骨切りを行うため, 脚短縮や大転子高位, 大転子外方化の程度が少なく, 骨切り部の接触面積が大きいため骨癒合不全などの合併症も少ないとされている[8]。適応があれば関節温存手術の第一選択とされることが多い。
(3)大腿骨頭回転骨切り術
壊死部への荷重刺激をさけることにより圧潰の進行を防止し、圧潰により亜脱臼位となった大腿骨頭を求心位に戻して関節安定性を得ることを目的に1978年に杉岡によって報告された術式である[9]。大腿骨頸部軸を回転軸として大腿骨頭を前方あるいは後方に回転させることで壊死部を荷重部から外し、健常部を新しい荷重部とし、同時に大腿骨頭を内反させることにより、寛骨臼荷重部に対する健常部の占める割合をさらに増加させる方法である。大腿骨頭の荷重環境が術前から大きく変化するため、慎重な後療法を行い骨梁のリモデリングを待つ必要がある。

②人工関節置換術
(1)人工骨頭置換術
大腿骨側のみの手術で手技は容易であるが, 寛骨臼側の関節軟骨と摺動するため鼠蹊部痛や中心性移動を生じる[3]。Stage3の寛骨臼側関節軟骨は組織学的評価により軟骨の変性が生じており決して正常組織ではないこと, BHAの長期成績が臨床評価・X線学的評価とも必ずしも良好ではなく, 寛骨臼側関節軟骨が温存されるわけではないことなどにより, 人工骨頭置換術よりもTHAを選択すべきであるとする報告が多くなっている[10]。

(2)人工股関節全置換術(THA)
THAにおける技術革新により, 安定した臨床成績が報告されている[11]。技術革新とは, 摺動面においてhighly cross-linked polyethyleneやceramic bearingなどの普及により摩耗が減少し, osteolysisや非感染性ゆるみの頻度が著しく減少していること, またhydroxyapatite coatingやporous coatingを施した表面加工が用いられるようになり良好な骨形成による生物学的固定が得られるようになったことが挙げられる。以前はTHA適応のhigh-riskとされていた鎌状赤血球症やGaucher病, 腎不全例や臓器移植後例についても, 周術期管理の改善や改良されたインプラントを使用することによって, 良好なTHAの成績が報告されている。

4)除外診断と鑑別診断

a除外診断
腫瘍及び腫瘍類似疾患,骨端異形成症については単純X線像のみで判断すると偽陽性として診断基準を満たすことがあるため, 診断基準で除外項目として挙げられている。これらの疾患はMRIや骨シンチグラフィーを併用することによって除外診断しやすくなる[3]。

1)腫瘍及び腫瘍類似疾患
①原発性骨腫瘍
②転移性骨腫瘍
③滑膜由来腫瘍性疾患(滑膜骨軟骨腫症、色素性絨毛結節性滑膜炎など)
腫瘍については各種画像所見, 血中アルカリファスファターゼ値やカルシウム値, 腫瘍マーカーなどの血液生化学所見も参考になる。MRIで腫瘍周囲に骨髄浮腫を認めることもあるが, 腫瘍自体も描出されるので比較的容易に除外診断できる。

2)骨端異形成症
大腿骨頭を含む骨端部に病変を認める骨系統疾患として, 多発性骨端異形成症や脊椎骨端異形成症などがあり, 大腿骨頭に種々の程度の骨化障害を生じる。骨化障害が高度の場合は低身長や特徴的な全身所見により診断は比較的容易であるが, 骨化障害が軽度の場合全身所見に乏しく, 単純X線所見やMRI所見で特発性大腿骨頭壊死症と類似の所見を認める場合があり注意を要する。骨化障害に伴う関節軟骨の肥厚のため, 単純X線像における関節裂隙の開大やMRI所見が除外するポイントとなる。

3)外傷
①大腿骨頸部骨折(疲労骨折・不顕性骨折)
骨折線はMRIで特発性大腿骨頭症のバンド像と紛らわしいことがあり, また骨髄浮腫は骨折でも観察されるので注意を要する。

b鑑別しなければいけない疾患と鑑別のポイント
単純X線像で紛らわしい所見を呈する疾患や, MRI所見にて大腿骨頭内に骨髄浮腫を呈する可能性のある疾患との鑑別が必要となる。特発性大腿骨頭壊死症では必ずバンド像を伴って骨髄浮腫が認められることが, 他の骨髄浮腫を呈する疾患との鑑別ポイントとなる。

1)変形性股関節症
二次性股関節症の一つの原因に特発性大腿骨頭壊死症が含まれているが, 他の原因による股関節症との鑑別は必要である。変形性股関節症の単純X線像で, 大腿骨頭の骨嚢胞が特発性大腿骨頭壊死症の帯状硬化像と誤って診断されることは比較的多く, MRI所見でも間違った判断がなされることがある。骨シンチグラフィーでは変形性股関節症の場合, cold in hot像を呈さないことがポイントとなる。

2)骨・関節感染症
①化膿性股関節炎
②結核性股関節炎
③骨髄炎
骨・関節感染症の場合, MRIで関節液貯留や滑膜の腫脹が認められ, 初期には大腿骨頭内の信号強度は正常であることから, 比較的容易に鑑別できる。白血球数やCRP値などの血液検査結果も参考となる。ただし, 骨髄炎ではMRIで骨髄浮腫像を呈することがあり注意を要する。

3)大腿骨頭軟骨下脆弱性骨折
高齢女性に多く骨粗鬆症を基礎疾患とすることが多いが, まれに若年者にも発生する。発症時には疼痛の程度に比べて単純X線像における所見に乏しい。MRIで大腿骨頭内に骨髄浮腫像を認め, 関節軟骨下にT1強調画像で不規則な低信号域を呈するため, 特発性大腿骨頭壊死症のバンド像との鑑別が必要である。特発性大腿骨頭壊死症のバンド像は通常末梢側に凸であるが, 大腿骨頭軟骨下脆弱性骨折の場合は低信号域が関節軟骨面に近接し, 中枢側に凸ないし関節面に平行な形態をとることが多いことが鑑別のポイントとなる[12]。

4)一過性大腿骨頭萎縮症
MRIで大腿骨頭から大腿骨頸部にかけての広い範囲に明らかな骨髄浮腫像を呈する点から, 特発性大腿骨頭壊死症と鑑別しにくいことがある。一過性大腿骨頭萎縮症の病因と病態は十分には解明されていない。治療は基本的に対症療法で, 大腿骨頭の圧潰を生じやすい特発性大腿骨頭壊死症とは関節機能の予後が大きく異なるため, できるだけ早期に鑑別を行って正しい治療方針を決定することが重要である。鑑別ポイントとして, 一過性大腿骨頭萎縮症では単純X線像で大腿骨頭のやや外側よりから大腿骨頸部にかけて骨萎縮像を認め, 大腿骨頭の輪郭が不鮮明となることや, MRIで典型的なバンド像を認めないこと, 骨シンチグラフィーでcold in hot像を呈さず, びまん性の著明なhot像を呈することが挙げられる。

5)最近のトピックス

臓器移植後などに免疫抑制の目的で投与されるステロイドの投与プロトコールが同じであるにも関わらず, ステロイドに関連した大腿骨頭壊死症が発生する患者としない患者が存在する。この事実は, ステロイドに対する薬剤反応性や疾患関連因子に個体差が存在することを示し, ステロイドの主な薬物代謝酵素であるcytochrome P450、ステロイドなどの基質を細胞内から細胞外へ排出する輸送タンパクであるP-glycoproteinや, グルココルチコイド受容体の一塩基多型(SNP)が大腿骨頭壊死症の発生率に影響していることが判明している。また疾患関連因子として, 凝固線溶系で動脈硬化疾患や血栓性疾患の危険因子となるplasminogen activator inhibitor 1や、脂質代謝で冠動脈疾患と関連があるとされるApo BのSNPがステロイド関連の大腿骨頭壊死症と関連があるとされている。さらに脂質代謝関連におけるlipoprotein aも関連があるとされている[3]。
特発性大腿骨頭壊死症の予防として、薬物療法ではスタチン、抗凝固剤、ビタミンEなどが、物理刺激として電磁場刺激が有用である可能性が報告されている[3]。

6)本疾患の関連資料

引用文献
[1]高岡邦夫, 主任研究者. 厚生労働症科学研究費補助金難治性疾患克服事業特発性大腿骨頭壊死症調査研究班. 診断基準・治療指針策定ワーキンググループ. 特発性大腿骨頭壊死症の定義.平成13年度研究報告書. 2002; 132.
[2]Fukushima W, Fujioka M, Kubo T, Tamakoshi A, Nagai M, Hirota Y. Nationwide epidemiologic survey of idiopathic osteonecrosis of the femoral head. Clin Orthop Relat Res 2010; 468: 2715-24.
[3]久保俊一 特発性大腿骨頭壊死症. 久保俊一編, 股関節学. 金芳堂:2014, p.622-53.
[4]渥美敬 大腿骨頭回転骨切り術の適応および術前検査. 渥美敬編, 大腿骨頭壊死症 診断と関節温存手術. メジカルビュー社;2003, p.41-55.
[5]Sugano N, Atsumi T, Ohzono K, Kubo T, Hotokebuchi T, Takaoka K. The 2001 revised criteria for diagnosis, classification, and staging of idiopathic osteonecrosis of the femoral head. J Orthop Sci 2002; 7: 601-5.
[6]Nagoya S, Nagao M, Takada J, Kuwabara H, Wada T, Kukita Y, et al. Predictive factor for vascularized iliac bone graft for nontraumatic osteonecrosis of the femoral head. J Orthop Sci 2004; 9: 566-70.
[7]西尾篤人 杉岡洋一. 大腿骨転子部骨切り術の一つの工夫. 整・災害. 1971; 20: 77-82.
[8]Sakano S, Hasegawa Y, Torii Y, Kawasaki M, Ishiguro N. Curved intertrochanteric varus osteotomy for osteonecrosis of the femoral head. J Bone Joint Surg Br 2004; 86: 359-65.
[9]Sugioka Y. Transtrochanteric anterior rotational osteotomy of the femoral head in the treatment of osteonecrosis affecting the hip: a new osteotomy operation. Clin Orthop Relat Res 1978; 130: 191-201.
[10]Issa K, Pivec R, Kapadia BH, Banerjee S, Mont MA. Osteonecrosis of the femoral head : total hip replacement solution. Bone Joint J 2013; 95-B(11 suppl A): 46-50.
[11]Johannson HR, Zywiel MG, Marker DR, Jones LC, McGrath MS, Mont MA. Osteonecrosis is not a predictor of poor outcomes in primary total hip arthroplasty: a systematic literature review. Int Orthop 2011; 35: 1125-30.
[12]Yamamoto T, Bullough PG. Subchondral insufficiency fracture of the femoral head: a differential diagnosis in acute onset of coxarthrosis in the elderly. Arthritis Rheum 1999; 42: 2719-23.


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情報提供者
研究班名 特発性大腿骨頭壊死症の疫学調査・診断基準・重症度分類の改訂と診療ガイドライン 策定を目指した大規模多施設研究
研究班名簿   
情報更新日平成27年1月27日