StudyMed医師国家試験

注射のあとに熱を帯びた膝―関節液が教える化膿性膝関節炎と「洗って、叩く」治療

第100回医師国家試験 A問題 第52問

国試問題にチャレンジ

第100回 A問題 第52問

61歳の女性。右膝関節の激痛と腫脹とを主訴に来院した。境界型糖尿病の既往歴がある。2年前から変形性膝関節症の保存的治療を受けている。関節内注射を受けた後から,徐々に疼痛の増加と腫脹とが出現した。体温38.8℃。右膝関節に腫脹,熱感および膝蓋跳動を認める。関節穿刺液所見:低粘稠,混濁,白血球70,000,糖25mg/dL,尿酸塩(-),ピロリン酸カルシウム結晶(-)。血液所見:赤血球375万,Hb 11.2g/dL,白血球12,000,血小板37万。血液生化学所見:血糖140mg/dL,総蛋白6.4g/dL,アルブミン3.2g/dL。免疫学所見:CRP 7.4mg/dL,リウマトイド因子陰性。 対応として適切なのはどれか。2つ選べ。

  1. a.関節の持続洗浄
  2. b.抗菌薬の全身投与
  3. c.人工膝関節全置換術
  4. d.大腿四頭筋強化運動
  5. e.膝関節可動域拡大訓練

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、変形性膝関節症の治療中に膝が急に悪化した症例だ。考えるべきは「この急性単関節炎の正体は何か」と「それに対して今すべきことは何か」の2点。カギになるのは関節穿刺液の読み方だよ。まず、発熱を伴う急性の単関節炎を見たら、どんな疾患を思い浮かべるかな。
医学生医学生
痛風や偽痛風といった結晶誘発性関節炎と、化膿性関節炎でしょうか。
ドクタードクター
その通り。この2つは症状がよく似ているから、関節穿刺で見分けるのが基本だ。今回は尿酸塩結晶もピロリン酸カルシウム結晶も見つかっていない。では関節液の白血球数はどう解釈する?
医学生医学生
7万というのはかなり多い気がしますが、関節リウマチでも白血球は増えますよね。どこからが感染なのか、境目があいまいです。
ドクタードクター
大事な疑問だね。目安として、正常なら200未満、変形性関節症のような非炎症性なら2,000未満、関節リウマチや痛風などの炎症性で2,000から5万程度、そして5万を超えると化膿性関節炎を強く疑う。今回の7万はまさに化膿性の領域だ。
医学生医学生
糖が低いのも意味がありますか。髄膜炎の講義で、細菌性だと髄液の糖が下がると習いました。
ドクタードクター
いいつながりだね。考え方は髄液と同じで、細菌や好中球が糖を消費するから、関節液の糖は血糖に比べて著しく低くなる。血糖が140あるのに関節液は25だから、その差は歴然だ。低粘稠で混濁しているのも、炎症で関節液の性状が変わったことを示している。
医学生医学生
それに関節内注射のあとから悪化していますし、境界型糖尿病もあるので、菌が入りやすく感染に弱い背景がそろっていますね。
ドクタードクター
そう、侵入経路と易感染性の両方がある。以上から化膿性膝関節炎と診断できる。ここで知っておいてほしいのは、これが整形外科の緊急疾患だということ。細菌の産生する酵素や好中球由来の物質で、関節軟骨は数日単位で壊されていくし、敗血症に進むこともある。では治療の柱は何だと思う?
医学生医学生
まずは抗菌薬ですよね。全身投与で菌を叩くのは正解だと思います。
ドクタードクター
正解。関節液と血液の培養、グラム染色を提出したら、結果を待たずに経験的に静注を始める。成人の化膿性関節炎で最も多い起炎菌は黄色ブドウ球菌だから、これをしっかりカバーする薬を選び、MRSAのリスクがあればバンコマイシンなどを考える。感受性結果が出たら薬剤を調整し、数週間かけて治療するんだ。
医学生医学生
抗菌薬だけでは足りないんですか。膿がたまっていても、血流に乗って届きそうな気がします。
ドクタードクター
そこが落とし穴だ。関節内に膿や細菌、炎症を起こす物質が大量にたまっていると、抗菌薬だけでは十分に効かず、軟骨の破壊も止まらない。だから膿を外に出す処置が必須になる。関節鏡下や切開で関節内を洗ってデブリドマンを行い、チューブを留置して生理食塩水で持続的に洗い流す、これが関節の持続洗浄だ。軽症なら穿刺による排液を繰り返すこともある。膿瘍はドレナージ、という外科の原則と同じだね。
医学生医学生
なるほど、抗菌薬と排膿・洗浄の2本柱なんですね。では、もともと変形性膝関節症があるなら、いっそ人工膝関節に置き換えてしまうのはどうでしょう。
ドクタードクター
それは絶対に避けたい選択だ。人工関節は異物で、細菌がその表面にバイオフィルムをつくると抗菌薬がほとんど届かず、感染を根絶するのが非常に難しくなる。活動性の感染がある関節への人工関節置換術は禁忌なんだ。関節破壊が残ったとしても、感染が完全に落ち着いたのを確認してから、時期をおいて検討する。
医学生医学生
大腿四頭筋の筋力強化や可動域訓練は、変形性膝関節症の保存療法の定番ですよね。整形外科の実習でも理学療法士さんが指導していました。
ドクタードクター
よく見ているね。変形性膝関節症には有効なリハビリだけど、感染を治す力はない。しかも急性期に膝を動かすと、痛みが増して炎症を悪化させかねない。急性期は患肢を安静にして感染の制御を最優先し、鎮静化してから拘縮予防の可動域訓練や筋力強化を段階的に始めるんだ。
医学生医学生
つまり、この場面で選ぶべきは抗菌薬の全身投与と関節の持続洗浄で、手術による置換やリハビリは感染が治まってから、という順番ですね。
ドクタードクター
その通り。発展知識も押さえておこう。感染経路は血行性が最も多く、ほかに関節内注射や手術による直接侵入、隣接する骨髄炎からの波及がある。好発部位は成人では膝、乳児では股関節で、乳児の化膿性股関節炎は大腿骨頭の壊死や脱臼につながるので特に急ぐ。性活動期の若年者では淋菌も鑑別に入れておきたい。
医学生医学生
結晶が見つかったら、化膿性関節炎は否定してよいのでしょうか。
ドクタードクター
そこは注意が必要で、結晶誘発性関節炎と化膿性関節炎が合併することもあるから、結晶があっても培養は出しておく。それから臨床で大切なのは、ヒアルロン酸やステロイドの関節内注射は外来でよく行う処置だけど、まれに感染を起こすということ。厳重な清潔操作が前提で、注射後に痛みや腫れ、発熱が強まったら、まず感染を疑って穿刺・培養をする習慣をつけておこう。

まとめ

発熱を伴う急性単関節炎では、まず関節穿刺を行って化膿性関節炎と結晶誘発性関節炎を区別します。関節液の白血球が5万/μLを超え、糖が血糖に比べて著明に低く、結晶が陰性であれば化膿性関節炎を強く疑い、関節内注射や糖尿病はその重要な背景因子です。治療は、培養提出後に黄色ブドウ球菌を中心にカバーする抗菌薬の全身投与と、関節鏡下洗浄や持続洗浄による排膿の2本柱で、急性期は安静を保ちます。活動性感染のある関節への人工関節置換術は禁忌であり、筋力強化や可動域訓練は感染の鎮静化を待って開始します。化膿性関節炎は数日で軟骨を破壊しうる緊急疾患であり、関節液所見から迅速に診断して治療につなげる力は、整形外科に限らずあらゆる臨床現場で求められます。

解答・解説

正解はa, bです

所見の整理

・61歳の女性。境界型糖尿病があり、感染に対する抵抗力がやや低下しうる背景をもつ。 ・変形性膝関節症で保存的治療中に関節内注射を受け、その後から右膝の疼痛と腫脹が徐々に強まった。 ・38.8℃の発熱があり、右膝には腫脹・熱感と膝蓋跳動(関節内に液体が多量にたまっていることを示す所見)を認める。 ・関節穿刺液:粘稠度が低く混濁し、白血球70,000/μLと著増、糖25mg/dLと低値(同時の血糖140mg/dLに比べて大きく低い)。尿酸塩結晶・ピロリン酸カルシウム結晶はいずれも陰性。 ・血液:白血球12,000/μL、CRP 7.4mg/dLと全身の炎症反応がある。軽度の貧血と低アルブミン血症を伴う。リウマトイド因子は陰性。

診断へのプロセス

急性の単関節炎で発熱を伴う場合、まず化膿性(細菌性)関節炎、結晶誘発性関節炎(痛風・偽痛風)を区別する。本例では穿刺液に尿酸塩結晶もピロリン酸カルシウム結晶もみられず、痛風・偽痛風は考えにくい。関節液の白血球数は、正常では200/μL未満、変形性関節症などの非炎症性では2,000/μL未満、関節リウマチなどの炎症性では2,000〜50,000/μL程度で、50,000/μLを超える場合は化膿性関節炎を強く疑う。本例の70,000/μLはこれに当てはまる。また細菌が糖を消費するため、関節液の糖は血糖に比べて著しく低くなる。関節内注射という細菌の侵入経路があり、糖尿病という易感染性の背景もそろっていることから、化膿性膝関節炎と診断する。

治療の考え方

化膿性関節炎は、放置すると細菌の産生する酵素や好中球由来の物質によって関節軟骨が短期間で破壊され、敗血症に進展することもある整形外科的な緊急疾患である。治療の柱は、起炎菌を叩く抗菌薬の全身投与と、関節内の膿を取り除くドレナージ・洗浄の2つである。関節液の培養とグラム染色を提出したうえで速やかに治療を開始し、急性期は関節を安静に保つ。

選択肢考察

  1. ○a.  関節の持続洗浄

    正しい。化膿性関節炎では関節内にたまった膿や細菌、炎症を起こす物質を除去することが重要で、抗菌薬の効果を高め、軟骨破壊の進行を抑える目的がある。関節鏡下または切開により関節内を十分に洗浄・デブリドマン(壊死・感染組織の除去)し、その後チューブを留置して生理食塩水で持続的に洗浄する(持続洗浄)方法が行われる。軽症例では繰り返しの関節穿刺・排液で対応することもある。

  2. ○b.  抗菌薬の全身投与

    正しい。起炎菌を除くための治療の基本である。関節液・血液の培養検体を採取した後、結果を待たずに経験的に抗菌薬の静脈内投与を始める。成人の化膿性関節炎では黄色ブドウ球菌が最も多い起炎菌であり、ブドウ球菌を十分にカバーする薬剤を選び、MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)のリスクがあればバンコマイシンなどを用いる。培養・感受性の結果が出たら適切な薬剤に変更し、数週間にわたって投与を続ける。

  3. ×c.  人工膝関節全置換術

    誤り。人工関節は異物であり、細菌がその表面にバイオフィルムを形成すると抗菌薬が効きにくくなり、感染を根絶することが非常に難しくなる。そのため活動性の感染がある関節への人工関節置換術は禁忌である。感染後に関節破壊が残った場合でも、感染の完全な鎮静化を確認してから時期をおいて検討する。

  4. ×d.  大腿四頭筋強化運動

    誤り。大腿四頭筋の筋力強化は変形性膝関節症の保存療法として有効で、膝関節の安定性を高め疼痛の軽減に役立つ。しかし感染の治療にはならず、急性の化膿性関節炎で疼痛・腫脹が強い時期に行うべきものではない。感染が鎮静化した後のリハビリテーションとして行う。

  5. ×e.  膝関節可動域拡大訓練

    誤り。急性期の化膿性関節炎では炎症と関節内圧の上昇により強い痛みと可動域制限が生じており、積極的に可動域を広げる訓練は痛みを増強させ、炎症を悪化させるおそれがある。急性期は患肢の安静と感染の制御を優先する。関節拘縮を防ぐための可動域訓練は、感染が落ち着いてから段階的に行う。

化膿性関節炎の概要

・細菌が関節内に侵入して起こる関節炎。感染経路は、血行性(最多)、関節内注射・関節穿刺・手術などによる直接侵入、隣接する骨髄炎などからの波及がある。 ・危険因子:高齢、糖尿病、関節リウマチ、ステロイド・免疫抑制薬の使用、人工関節、既存の関節疾患(変形性関節症など)、関節内注射、静注薬物の使用など。 ・好発部位:成人では膝関節が最も多い。乳児では股関節に多く、大腿骨頭の壊死や脱臼をきたすため特に緊急性が高い。 ・起炎菌:成人では黄色ブドウ球菌が最多で、次いでレンサ球菌。性活動期の若年者では淋菌も重要。免疫不全者や高齢者ではグラム陰性桿菌もみられる。

関節液所見の比較(目安)

・正常:透明、高粘稠、白血球200/μL未満。 ・非炎症性(変形性関節症など):透明〜淡黄色、高粘稠、白血球2,000/μL未満。 ・炎症性(関節リウマチ、痛風、偽痛風など):混濁、低粘稠、白血球2,000〜50,000/μL程度。 ・化膿性:著しい混濁(膿性)、低粘稠、白血球50,000/μL超(好中球優位)、糖は血糖より著明に低下。グラム染色・培養で菌を検出する。 ・痛風では針状で負の複屈折を示す尿酸塩結晶、偽痛風では菱形〜棒状で弱い正の複屈折を示すピロリン酸カルシウム結晶がみられる。なお、結晶誘発性関節炎と化膿性関節炎が合併することもあるので、結晶があっても培養は行う。

治療

・関節液・血液培養を提出後、速やかに抗菌薬を経静脈的に投与し、感受性結果に応じて調整する。治療期間は数週間(静注後に内服へ切り替えることが多い)。 ・関節内の排膿:関節穿刺による排液、関節鏡下または切開による洗浄・デブリドマン、持続洗浄。 ・急性期は患肢を安静に保ち、感染が鎮静化してから可動域訓練や筋力強化を開始する。 ・治療が遅れると関節軟骨の破壊、関節の強直・変形、骨髄炎、敗血症をきたす。

関節内注射と感染

・変形性膝関節症に対するヒアルロン酸や副腎皮質ステロイドの関節内注射は、まれながら化膿性関節炎の原因となる。厳重な消毒・清潔操作が必要で、注射後に疼痛・腫脹・発熱が増悪した場合は感染を疑って穿刺・培養を行う。

POINT

・発熱を伴う急性単関節炎では、まず関節穿刺を行い化膿性関節炎と結晶誘発性関節炎を区別する。 ・関節液の白血球50,000/μL超、糖の著明な低下、結晶陰性 → 化膿性関節炎。 ・治療は抗菌薬の全身投与と関節内の排膿・洗浄(持続洗浄を含む)の2本柱。急性期は安静。 ・成人の起炎菌は黄色ブドウ球菌が最多。 ・活動性感染のある関節に人工関節置換術は禁忌。リハビリは感染鎮静化後。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。