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変形性膝関節症による膝痛に悩む男性

変形性膝関節症

2022.5.2/最終更新日:2022.9.12

変形性膝関節症とは|症状や予防方法、治療方法について医師が解説

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変形性膝関節症とは

変形性膝関節症(へんけいせいしつかんせつしょう)は、膝関節の軟骨の摩耗(まもう)や変性などにより、関節内で炎症を起こし、痛みや腫れを生じる疾患です。

昨今、変形性膝関節症の患者数は、推定2530万人以上にものぼるといわれています。(*1) さらに、60歳以上の方の有病率は、男性で約45%、女性では約70%にものぼるといわれています。(*1)

 

また、日本人の平均寿命は2016年時点で男性が80.98歳、女性は87.14歳で、年々長くなってきています。これに対し、日本人の健康寿命(他人に頼らず自立して生活できる年齢)は、2016年時点で男性が72.14歳で女性が74.79歳、平均寿命との差は男性が8.84年で女性は12.35年になります。(*2)

つまり、老後は男性で約9年、女性は約12年もの間、介護が必要になり、自立した生活を送ることが難しくなる可能性が高いということを示唆しています。老後も自立した生活を保ち、充実した毎日を過ごすためには、健康寿命を延ばすための対策が必要不可欠です。

 

そのために欠かせないのが、ロコモティブシンドローム(運動器症候群)の予防です。

ロコモティブシンドロームとは、加齢などによる運動器の衰えで、要介護になってしまったり、そのリスクが高い状態のことをいいます。このロコモティブシンドロームの人口は、その予備軍も含めると4700万人といわれています。(*3)

そして変形性膝関節症は、ロコモティブシンドロームになる大きな原因のひとつといわれています。

 

日頃から膝をケアし、若いうちから変形性膝関節症を予防することは、今後長い人生の生活の質(QOL:Quality of Life)を保つことにつながります。そのためにもまずは、変形性膝関節症とはどのような疾患なのか、しっかり知ることから始めましょう。

膝の痛みに悩む男性

膝関節の構造について

変形性膝関節症について理解を深めるためにも、まずは膝の構造について知っておきましょう。

膝関節では、大腿骨(だいたいこつ:太ももの骨)と脛骨(けいこつ:すねの骨)の間にある「半月板(はんげつばん)」と「関節軟骨」が衝撃を吸収するクッションの役割を果たしており、それらを「関節包(かんせつほう)」という組織が包んでいます。関節包の内側には「滑膜(かつまく)」という膜があり、これが膝関節の潤滑油としての役割や栄養の供給などの役割を果たす「関節液」を分泌して、関節内を満たしています。

このように膝関節では、さまざまな組織が膝関節を守る役割を担っています。

しかし、日々の生活の中で膝関節への負荷が積み重なっていくことで、関節軟骨が摩耗・変性し、変形性膝関節症を発症・進行させてしまうのです。

症状

変形性膝関節症の主な症状には、膝の痛み、関節水腫(かんせつすいしゅ:膝に水が溜まった状態)、膝関節の変形、膝の可動域制限(膝を曲げ伸ばしできる角度の制限)などがあります。それぞれの症状について、詳しくご説明します。

膝の痛み

変形性膝関節症が進行していくと、膝が痛むようになってきます。

これは、関節軟骨が少しずつすり減って、表面が毛羽立った状態になったり、半月板が傷ついたりすることで起こります。このときに出た関節軟骨や半月板の破片が滑膜を刺激し、炎症を起こすことで、膝の痛みが生じます。(*4

変形性膝関節症の初期では、歩き始めなどの動作開始時に、膝に違和感を感じたり、痛みを感じ、少し休めば治まるケースが多いです。しかし症状が進行すると、安静にしていても膝がひどく痛んだり、痛みで夜も眠れなくなってしまうなど、日常生活に支障をきたすようになります。

 

膝に水が溜まる

変形性膝関節症によってすり減った関節軟骨や半月板の破片が関節内に散らばり、滑膜を刺激して炎症が起きると、関節液が過剰に分泌されるようになります。

これは、炎症を起こす原因となっている関節軟骨や半月板の破片を除去するために、滑膜がリンパ球や白血球を含む関節液を過剰に分泌するために起こります。これがいわゆる「膝に水が溜まった」状態です。

膝に水が溜まると、膝が腫れたり、熱を持ったり、重く感じるなどの症状がみられるようになります。また、関節液の中には痛みを生じさせる物質も含まれており(*5)、膝に水が溜まることで、膝に痛みが生じることもあります。

膝関節が変形する

変形性膝関節症が進行すると関節軟骨のすり減りに加え、骨も変形していき、O脚やX脚といった膝関節の弯曲が、次第に顕著になります。そしてO脚やX脚になると、膝関節の片側に体重の負荷がかかるようになるため、さらに変形性膝関節症の進行に拍車をかけ、変形の度合いが強くなるという悪循環が起きます。

特に日本人はもともとO脚傾向の人が多いため、膝の内側に負荷が集中しやすく、O脚の変形が進行するケースが多くなっています。

膝の可動域が制限される

膝関節の変形が進んでくると、膝関節の可動域(膝を曲げ伸ばしできる角度)が制限され、膝が動かしにくくなることがあります。これは加齢や、膝痛により膝関節をあまり動かさないでいることで、筋肉などの組織が衰え、固まってしまうこと(拘縮:こうしゅく)で起こります。(*6)

また、軟骨のすり減りが進み、大腿骨と脛骨がぶつかり合ってすり減るようになると、骨はすり減った分を補おうとして、本来よりも横にはみ出した形で骨棘(こつきょく)という骨のトゲを形成します。この骨棘が膝関節の動きを妨げることでも、膝の可動域制限が生じることもあります。(*6)

 

変形性膝関節症の症状について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。

変形性膝関節症の症状とは|初期〜末期の特徴を医師が解説

原因

変形性膝関節症の主な原因は加齢とされており、年齢層が上がるに従って変形性膝関節症の患者数も増加する傾向にあります。

その他にも性別(女性)や骨密度、肥満、O脚、遺伝なども影響するとされています。

重い荷物を運んだり、長時間立ちっぱなしなど、膝への負担が大きい仕事をしている方も、変形性膝関節症になりやすいです。骨折や靭帯・半月板損傷などの外傷、化膿性関節炎などの感染が原因となって発症することもあります。

 

変形性膝関節症の原因について詳しく知りたい方は、こちらの記事もご覧ください。

変形性膝関節症の原因6つ|どんな人がなりやすいのか、医師が解説します。

予防方法

変形性膝関節症の予防のためには、

  • 日頃から膝に負担がかかりにくい動作をすること
  • 膝に負担がかからない生活様式を心がけること
  • 適正体重を保つこと
  • 膝を冷やさないこと
  • 膝の筋力や柔軟性を上げる運動をすること

などが大切です。それぞれを以下に解説していきます。

日頃から膝に負担がかからない動作を行う

毎日のように行う「立つ」「歩く」といった動作でも、正しい姿勢で行うことで膝にかかる負荷が分散し、膝への負担を減らすことができます。

特にもともとO脚気味の方は、足の向きが内向きになり、膝の内側に負荷が集中しやすいです。この負荷を分散させるためには、普段から意識的につま先を少し外側に向け、足が「逆ハの字」になるように意識することが効果的です。その際、左右の親指に重心をかけるようにします。すると、膝の中心に荷重がかかるようになり、膝への負荷が全体に分散します。

逆にX脚の方は、両足を平行にそろえるようにし、左右の小指に重心をかけるようにします。(*7)

膝に負担がかからない立ち方

膝に痛みがある方は、膝に負担がかかる動作を避けることも大切です。

階段の昇り降りや床に座る、しゃがむなどの動作、方向転換の際に膝をひねる動きなどは、膝への負担が大きい動作です。なるべくエレベーターを使う、床に直接座らず椅子に座るなどの工夫をし、できるだけこうした動作は避けるようにしましょう。

もし、こういった動作を避けられない場合には、下記のことに気をつけて動作を行うようにしましょう。(*7)

階段の昇り降り

  • 手すりにつかまって膝に負担がかからないよう昇り降りする
  • 重心を少し体の前に置くようにする
  • 階段では片足を踏み出したら、もう一方の足を同じ段でそろえるようにして昇り降りする

床に座る

  • 正座する際は、正座用椅子を使用する
  • 膝が痛む場合は、痛い方の膝を立て膝にする
  • 座る(立ち上がる)際は、近くのテーブルなどを使い、腕の力を使うようにする
  • 支えになるものがない場合は、周囲の人の肩を借りる

方向転換をする

  • 一度に大きな角度で方向転換せず、足を小刻みに移動させながら細かく方向転換する
  • かかとを床から少し離し、足の親指の腹に重心をかけながら方向転換する

足底板を活用する

O脚やX脚がある方の場合、足底板(インソール)を活用するのもいいでしょう。

例えばO脚の方の場合、足の外側が高い足底板を使い、膝関節の角度を補正することで、膝にかかる荷重の方向を調整することができます。すると、O脚によって膝の内側に偏っていた負荷を反対側に逃がすことができ、すでに膝痛がある方も、症状の改善を期待できます。

X脚の場合は、O脚とは逆に足の内側が高い足底板を用います。

 

足底板について詳しく知りたい方は、下記の記事でも解説されていますのでご覧ください。
https://seikei-online.jp/column/knee/7789

膝に負担がかかりにくい生活様式を心がける

変形性膝関節症で膝の痛みがつらい方は、生活スタイルを見直してみるのもよいでしょう。

特に膝痛をお持ちの方で、和式の生活スタイルを取り入れている方は、洋式の生活スタイルへ変えることをおすすめします。

床に座る、ふとんで寝る、和式トイレを使うといった和式の生活スタイルは、膝を深く曲げる動作が多く、膝への負担も大きくなります。

椅子やベッドなどを使うことで、座り動作やベッドに出入りする動作の際、和式スタイルの生活に比べて膝を深く曲げる必要がなくなるため、膝への負担が軽減します。

適正体重を保つ

肥満は変形性膝関節症になる要因のひとつです。体重が3kg増えれば、歩行時に約9㎏、階段の昇り降りでは約15~21㎏も膝への負担が増えると言われています。

まずは適切な体重管理を行うことが、変形性膝関節症の予防につながります。日頃からバランスの取れた食事と適度な運動をすることが大切です。

膝を冷やさない

膝を冷やさないようにすることも大切です。膝が冷えると、血流が低下して筋肉の動きが悪くなったり、痛みの原因物質が排出されづらくなり、痛みを感じやすくなります。

日頃から膝を露出しない格好をする、膝掛けを持ち歩く、保温効果のあるサポーターを使用する、毎日入浴するといったことを心がけるようにしましょう。

ただし、膝に急な痛みがある場合や、腫れや熱を伴った痛みがあらわれた場合、運動後に膝が痛む場合などは温めるとかえって症状を悪化させる恐れがあるため、急な疼痛が生じた場合は痛む部分を冷やすようにしてください。(*7)

膝の筋力や柔軟性を上げる運動をする

変形性膝関節症の症状が進んでくると、膝の痛みから安静にしがちです。しかしずっと安静にしていると、今度は運動不足に陥り、膝周りの筋肉が衰えて膝関節が不安定になるために、関節への負担が増してしまいます。

また、運動不足による肥満も、先述したとおり膝への負担につながります。

そこでここからは、膝の筋力や柔軟性をあげ、変形性膝関節症の予防につながる運動をご紹介します。

太ももの筋肉を鍛える筋トレ

下記にてご紹介する運動は、膝に体重をかけずに行えるため、膝を傷めるリスクが低い運動になります。また、誰でも簡単に行える運動ですので、普段あまり運動しない方や膝に痛みがある方は、まずこちらの運動から始めることをおすすめします。

        1. 膝を伸ばして床に座り、膝の下に丸めたタオルや枕を敷く。
        2. 膝の下に置いたタオルや枕を床に押し付けるように、片脚に力を入れて、5秒間その状態をキープする。
        3. 力を抜く。
        4. 2~3の動作を10〜20回繰り返し、反対の脚も同様に行う。(両脚を同時に行っても良い。)

太腿の筋肉を鍛える筋トレ

上記の運動は、膝下に丸めたタオルや枕を敷かない状態で行うやり方もおすすめです。膝下にタオルや枕を敷いて行うと太ももの前面の筋肉が鍛えられますが、タオルや枕を敷かずに行うと膝裏のストレッチになります。やり方によって鍛えられる部位が異なってきますので、ぜひ両方のパターンで行ってみてください。

 

膝関節を柔らかくするストレッチ

        1. 膝を伸ばして床に座り、かかとの下にタオルなどを敷く。
        2. かかとをゆっくりすべらせて身体の方に引き寄せ、膝をできる限り曲げる。
        3. かかとをゆっくりすべらせて、膝をできる限り伸ばす。
        4. 2~3の動作を数回繰り返し、反対の脚も同様に行う。

膝関節を柔らかくするストレッチ

膝関節を柔らかくするストレッチ

膝関節を柔らかくするストレッチ

適度な有酸素運動

ウォーキングなどの有酸素運動も、変形性膝関節症の予防に有効です。

ウォーキングをする際は、膝への負担を減らすためにウォーキング用のシューズなどを履き、歩く際はかかとから着地することを意識しましょう。

ウォーキングの目安については、日によって膝の痛みの程度などが異なってきますので、ウォーキングの時間や歩数はあえて決めないことをおすすめします。目安を決めてしまうと、それを目指して無理にウォーキングを続けようとして膝を傷めてしまうリスクがあるためです。ウォーキングは変形性膝関節症の予防に有効な運動ではありますが、やりすぎはかえって膝を傷めてしまうことにもなりかねません。脚が疲れたり、膝に痛みが出るなどしたら、無理せずに休んだり、その日は中止するなどしてください。

また、ウォーキングの他に、水中歩行をはじめとした水中運動も、膝への負担が少なくおすすめの運動です。

ウォーキングをする男性 水中歩行を行う女性

変形性膝関節症の診断

ここまで、変形性膝関節症の予防法について解説してきましたが、膝に違和感を感じたり、痛みが生じた場合、大切なことは早期に整形外科を受診し、適切な診断と治療を受けることです。

変形性膝関節症の診断ではまず、問診や診察、レントゲン検査を行い、変形性膝関節症かどうかや、進行度を判断します。さらに必要に応じて、MRI検査や血液・尿検査を行う場合もあります。

 

変形性膝関節症の進行度の分類法はいくつかありますが、一般的にはKL分類(Kellegren-Lawrence分類)が用いられることが多いです。この分類法では、膝関節が健康な状態をグレード0とし、変形性膝関節症の進行度に応じてグレード1〜4の4段階に分類しています。

 

変形性膝関節症の診断では、このように変形性膝関節症の進行度を把握した上で、患者さまご本人の希望や生活環境などを考慮し、治療法を決定していきます。

 

変形性膝関節症の診断方法について詳細を知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
https://seikei-online.jp/column/knee/6979

治療方法

変形性膝関節症の治療法は、大きく分けて「保存療法(主に手術以外の治療法)」と「手術療法」に分けられます。それぞれどのような治療法があるのか、ご紹介いたします。

保存療法

運動療法

運動療法では、変形性膝関節症の進行を抑えるために、先述の「膝の筋力や柔軟性を上げる運動をする」でもご紹介したような運動を行い、膝を支える筋肉を鍛え、膝の柔軟性を保ちます。

運動することで肥満を防ぎ、膝にかかる負荷が大きくなることも防ぐことができます。

 

変形性膝関節症の運動療法については、こちらの記事もご覧ください。
https://seikei-online.jp/column/knee/6000

薬物療法

薬物療法は、薬を使用して炎症を鎮めたり、痛みを和らげる治療法です。薬とひとことで言っても、その種類は外用薬、内服薬、関節内注射などさまざまあり、治療を受ける方の症状や病状の進行度、体質などによって使用する薬は変わってきます。

 

変形性膝関節症の薬物療法については、こちらの記事もご覧ください。
https://seikei-online.jp/column/knee/6869

手術療法

関節鏡視下手術

関節鏡視下手術(かんせつきょうしかしゅじゅつ)は、膝関節内に関節鏡(細い管の先に小型のカメラがついた内視鏡)を入れ、モニターで関節内を確認しながら処置を行う手術です。

変性した関節軟骨を削り取ったり、損傷した半月板の処置(切除や縫合)をして、関節内をきれいにすることで、膝痛などの症状の改善が見込めます。

骨切り術

骨切り術は、膝関節の変形(O脚・X脚)が顕著な場合、脛骨や大腿骨の一部を切り、傾きを矯正する治療法です。

O脚やX脚は、膝関節の内側もしくは外側に負荷が集中して膝関節のすり減りが進み、膝痛などの症状も悪化していきます。そこで、脛骨や大腿骨の一部を切り、脚の傾きを矯正して体重の負荷が集中している位置をずらすことで、病状の進行防止・症状の緩和が期待できます。

人工膝関節置換術

人工膝関節置換術では、傷んだ膝関節を切除し、コバルトクロム合金やチタン合金などの金属と超高分子量ポリエチレンでできた人工膝関節に入れ替える治療法です。

傷んだ関節を取り替えるので、痛みなどの症状が大きく改善します。

 

ただし、人工関節には耐用年数があり、20〜25年程で再手術が必要となる可能性があるため、人工膝関節置換術は比較的高齢で、症状がひどい方に行うのが一般的です。

 

変形性膝関節症の治療法についてより詳しく知りたい方は、下記の記事もご覧ください。

治療しても治らない変形性膝関節症の痛みに|リハから再生医療まで10の治療を解説

新しい治療の選択肢「バイオセラピー」

膝痛で頻繁に診察に行くのが大変」「ヒアルロン酸や鎮痛剤の頻繁な注射が苦痛」「手術はできるなら受けたくない」といった方にご提案できる新しい選択肢が、バイオセラピーです。

バイオセラピーとは、人の血液や細胞を利用して治療を行う方法です。変形性膝関節症の治療法としては、自身の血液に含まれる成分を利用した「PFC-FD™療法」や、自身の脂肪に含まれる幹細胞を利用した「ASC治療」があげられます。

特に「PFC-FD™療法」は、変形性膝関節症の初期段階の場合に高い効果を発揮するといわれています。

これらの治療は入院の必要もなく、手術と比べて治療の際にかかる身体への負担も軽く済みます。

変形性膝関節症の治療は、運動療法を取り入れることが推奨されていますが、バイオセラピーと組み合わせて実施することで、より高い効果を得られる可能性もあります(効果には個人差があります)。

膝に注射をしている様子

それぞれの治療法について詳細を知りたい方は、下記ボタンから詳細な説明をご覧になれます。

これらの治療について検討したい方は、下記ボタンからバイオセラピーを提供している医療機関を探すことができます。

「どのような治療の選択肢があるのか知りたい」「この治療法について詳しく話を聞きたい」という方は、ぜひ医療機関にご相談ください。

まとめ

変形性膝関節症の予防のためには、安静にしすぎず適度に身体を動かしたり、膝関節を支える筋肉のトレーニングを行うことが大切です。しかし、膝が痛いときに無理やりトレーニングを行ってしまうと、かえって膝痛が悪化してしまうことになりかねません。

運動を行う際は、膝が痛まない程度に行うことが大切です。特にスクワットやウォーキングは、膝に体重がかかるため、無理して行うと膝を傷めやすい運動になります。膝痛などがある場合は、本記事でご紹介したような膝に体重がかからない運動から始めてみましょう。このような運動から始めてみて、スクワットやウォーキングは膝の調子が良くなってきた際などに取り入れていくことをおすすめします。

変形性膝関節症予防のためのストレッチや筋トレは、回数よりも継続が大切です。こうした運動を1ヶ月以上続けて行った方の多くは、膝痛や膝の動きなどに対して何かしら効果を実感しています。無理のない程度で大丈夫ですので、まずは少ない回数でも、1ヶ月継続することを目標にしてみましょう。効果を実感することで、その後運動を続けることへのモチベーションにもつながります。

また、膝痛などの症状がある場合は、できれば医師や理学療法士などの指導のもと、その方に適した運動を実施することが望ましいです。膝痛などの症状がある場合は、まず医療機関を受診するようにしましょう。

※注釈

*1…Yoshimura N, et al. (2009). Prevalence of knee osteoarthritis, lumbar spondylosis, and osteoporosis in Japanese men and women: the research on osteoarthritis/osteoporosis against disability study. Journal of Bone and Mineral Metabolism. 27, 620-628.

*2…内閣府(2018).2 健康・福祉|平成30年版高齢社会白書(概要版).

*3…厚生労働省(2007).平成19年度国民生活基礎調査の概況.

*4…柳本 繁(監修)(2014).『スーパー図解 変形性股関節症・膝関節症』.法研.

*5…杉山 肇ほか(2012).『名医が語る最新・最良の治療 変形性関節症(股関節・膝関節)』.法研.

*6…黒田 栄史(2009).『変形性膝関節症 正しい治療がわかる本』.法研.

*7…八木 貴史(2017).『変形性ひざ関節症』.主婦の友社.

 

※参考文献

*…小俣 孝一(2020).『ひざ痛 変形性膝関節症 ひざの名医15人が教える最高の治し方大全 聞きたくても聞けなかった137問に専門医が本音で回答!』.文響社.

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