膝骨关节炎患者全膝关节置换后影响关节功能恢复的因素

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.31.003

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

膝骨关节炎：随着各种因素的影响和长期磨损，人体膝关节会出现老化，甚至退化性的畸形，即产生了骨关节炎相关症状，有关报道指出，骨关节炎与关节软骨的磨损相关，涉及到细胞力学、生物化学、炎症以及免疫反应等相关因素，其发生原因较为复杂。

全膝关节置换：是指切除机体无法自身修复的关节面，用人工关节部件替代损坏的关节，矫正肢体力线，消除膝关节的疼痛，维持关节稳定性，恢复膝关节功能的一种治疗方法。

摘要

背景：研究显示，置换后关节功能恢复情况是评估全膝关节置换效果及预后的重要指标，受患者自身及外界等多种因素影响。

目的：探讨膝关节骨关节炎患者全膝关节置换后关节功能恢复的影响因素。

方法：回顾性分析2007年8月至2013年8月东营市人民医院收治的行全膝关节置换及康复训练76例患者的临床病历资料，比较置换前、置换后6个月时的膝关节特种外科医院评分、膝关节疼痛目测类比评分、膝关节屈曲活动度、胫骨平台后倾角，同时记录术中股骨假体置换前后的股骨前髁偏距变化。采用SPSS 21.0软件分析置换后膝关节特种外科医院评分的影响因素。

结果与结论：①置换后6个月患者膝关节特种外科医院评分、膝关节疼痛目测类比评分以及屈曲活动度均明显高于置换前，差异有显著性意义(P < 0.05)；②Pearson相关分析显示，置换前膝关节特种外科医院评分、置换前膝关节疼痛目测类比评分、置换前膝关节屈曲活动度、置换前胫骨平台后倾角以及置换前后股骨前髁偏距变化与置换后膝关节特种外科医院评分呈正相关(P < 0.05)，体质量指数、内翻畸形角度与置换后膝关节特种外科医院评分呈负相关(P < 0.05)；③多重线性回归分析显示，体质量指数与置换后膝关节特种外科医院评分呈负相关(P < 0.05)，置换前膝关节特种外科医院评分、置换前膝关节疼痛目测类比评分及置换前胫骨平台后倾角与置换后膝关节特种外科医院评分呈正相关(P < 0.05)；④结果提示，全膝关节置换能明显改善骨关节炎患者的膝关节功能，而体质量指数、置换前膝关节特种外科医院评分、置换前膝关节目测类比评分、置换前胫骨平台后倾角以及置换前后股骨前髁偏距变化与全膝关节置换后关节功能恢复有关。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

ORCID: 0000-0003-1110-1424(高吉海)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 骨关节炎, 全膝关节置换, 影响因素, 相关性

Abstract:

BACKGROUND: Functional recovery after joint arthroplasty is an important indicator to evaluate the effect and prognosis of total knee arthroplasty, and is affected by patients and many kinds of outside factors.

OBJECTIVE: To investigate the influencing factors of functional recovery of knee in patients with knee osteoarthritis after total knee arthroplasty.

METHODS: Clinical data of 76 osteoarthritis patients undergoing total knee arthroplasty in the Dongying People’s Hospital from August 2007 to August 2013 were retrospectively analyzed. Hospital for Special Surgery knee score, knee pain Visual Analogue Score, range of motion and posterior slop angle of tibial plateau were compared before and 6 months after surgery. Changes in anterior condylar offset were recorded before and after femoral prosthesis arthroplasty. SPSS 21.0 software was used to analyze the influential factors for Hospital for Special Surgery knee scores after arthroplasty.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Hospital for Special Surgery knee score, knee pain Visual Analogue Score, and range of motion were significantly higher 6 months after arthroplasty than that before arthroplasty (P < 0.05). (2) Pearson correlation analysis demonstrated that preoperative Hospital for Special Surgery knee score, preoperative knee pain Visual Analogue Score, preoperative range of motion, preoperative posterior slop angle of tibial plateau and preoperative and postoperative anterior condylar offset changes were positively correlated with postoperative Hospital for Special Surgery knee score (P < 0.05). Body mass index and inversion deformity angle were negatively correlated with postoperative Hospital for Special Surgery knee score (P < 0.05). (3) Multiple linear regression analysis showed body mass index was negatively correlated with postoperative Hospital for Special Surgery knee score (P < 0.05). Preoperative Hospital for Special Surgery knee score, preoperative knee pain Visual Analogue Score and preoperative posterior slop angle of tibial plateau were positively correlated with postoperative Hospital for Special Surgery knee score (P < 0.05). (4) These results indicated that total knee arthroplasty significantly improved knee joint function. Body mass index, preoperative Hospital for Special Surgery knee score, preoperative knee pain Visual Analogue Score, preoperative posterior slop angle of tibial plateau and preoperative and postoperative anterior condylar offset changes were correlated with the recovery of joint function after total knee arthroplasty.

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Key words: Osteoarthritis, Arthroplasty, Replacement, Knee, Factor Analysis, Statistical, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

高吉海，王江泉，吕东维. 膝骨关节炎患者全膝关节置换后影响关节功能恢复的因素[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(31): 4582-4588.

Gao Ji-hai, Wang Jiang-quan, Lv Dong-wei . Influencing factors of knee function in osteoarthritis patients after total knee arthroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(31): 4582-4588.

图/表（结果） 3

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引言

材料方法

1.1 设计 Pearson相关分析，多重线性回归分析。

1.2 时间及地点 于2007年8月至2013年8月在东营市人民医院关节外科完成。

1.3 材料 所有患者均使用PS假体。由Stryker公司生产提供，金属部件成分为钴铬钼合金，装有可活动的聚乙烯旋转平台，胫骨假体上突起的柱状结构有利于稳定性，其负荷高达体质量的5倍，屈伸过程中内外旋转为10°。

1.4 对象 回顾性分析2007年8月至2013年8月东营市人民医院收治的76例行全膝关节置换的膝关节骨关节炎患者的临床病历资料，其中男25例，女51例；年龄62-78岁，平均(63.72±6.58)岁；体质量42-65 kg，平均(52.67±6.85) kg；身高1.58-1.74 m，平均(1.63±0.02) m；体质量指数19.42-24.53 kg/m²，平均(22.85±1.79) kg/m²；病程3-13年，平均(8.62±1.15)年。

1.4.1 纳入标准 ①根据膝关节外科学会的鉴定标准^[11]，东营市人民医院初次确诊为膝关节骨关节炎，并行首次全膝关节置换的患者；②骨关节炎分期为Holden Ⅳ级，即膝关节骨关节炎的终末期；③患者置换前均未行关节镜或其他外科手术治疗；④全部患者的随访时间至少6个月；⑤治疗前患者及家属均签署知情同意书。

1.4.2 排除标准 ①全身其他部位存在感染，膝关节及周围存在感染；②无疼痛的长期功能位融合状态；③下肢肌肉瘫痪；④不能耐受手术者。

1.5 方法

1.5.1 置换前准备患者入院后行常规的术前检查，包括心电图、胸片、肺功能、心功能、双下肢动静脉彩超检查及膝关节正侧位、双下肢全长片，三大常规等。术前合血、备血，术前给予抗感染治疗。置换前根据下肢全长前后位线片，初步确定假体的数据，为假体的选择提供初步参考。

1.5.2 置换操作严格按照操作规范流程^[12]，均由同一组医师完成，全程相关数据测量均由同一医师，同一组工具完成。采用腰硬联合麻醉或气管插管静吸复合麻醉，膝关节前正中纵形切口，走髁内侧进入关节，全面切除滑膜、髁上囊、髁下脂肪垫及内外侧半月板，切除前后交叉韧带，凿除股骨远端和胫骨近端骨赘，远端定位器用股骨前髁、后髁定位后分别进行股骨前髁、后髁、远端截骨，并行股骨髁远端前、后斜面的截骨。安装胫骨髓外导向器，按后倾5°-10°进行截骨，截骨厚度9-12 mm。截骨后将假体模板安置上。测试开槽后将股骨和胫骨假体安装上以使膝关节的外翻角在5°-8°之间，然后调节膝关节屈伸张力。最后根据关节畸形对内外侧软组织和侧副韧带进行牵拉，以保证软组织的协调性。

1.5.3 置换后处理置换术后冷敷、抬高患肢，常规给予预防抗生素、不给予止血药，观察引流量和血压决定输血与否。置换后一至两天拔除引流管，并给予40 000 U的低分子肝素持续治疗10-15 d。置换后第3天开始采用持续被动活动机进行功能锻炼，2次/d，1 h/次。出院后继续股四头肌力量及膝关节屈伸活动锻炼，每天至少3次，每次50 min，持续半年。术后定期复查，前3个月每周1次，以后每个月1次。

1.6 主要观察指标 ①记录患者的基本资料：包括性别、年龄、体质量指数、肌力、内翻畸形的角度。②记录置换前、置换后6个月时的膝关节特种外科医院评分(hospital for special surgery knee score，HSS)、膝关节疼痛目测类比评分、膝关节屈曲活动度、胫骨平台后倾角，同时记录术中股骨假体置换前后的股骨前髁偏距变化。

膝关节HSS评分标准^[11]：满分100分，其中轻度运动障碍计为55-64分，中度运动障碍计为44-54分，严重运动障碍计为< 43分，得分越高则表明膝关节功能越好。

膝关节疼痛目测类比评分标准^[11]：无痛计为0分，剧痛计为10分，由轻到重的程度分别计为1-9分。

1.7 统计学分析 应用SPSS 21.0软件进行统计分析，置换前后比较采用配对t 检验，采用Pearson相关和多重线性回归分析置换后膝关节HSS评分与其他指标间(年龄、体质量指数、肌力、内翻畸形角度、置换前HSS评分、置换前膝关节疼痛目测类比评分、置换前膝关节屈曲活动度、置换前胫骨平台后倾角及置换前后股骨前髁偏距变化)的相关性，P < 0.05为差异有显著性意义或有显著相关性。

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讨论

膝关节是人体关节中最复杂的结构，由各种骨质结构附以相关的肌肉韧带等软组织构成，其功能主要是调节下肢与骨盆间的距离，从而使机体正常的维持各种运动^[13-15]。膝关节也具有控制下肢的活动速度和稳定机体平衡的功能。因此，膝关节功能直接影响到整个身体的运动功能^[16-17]。据报道目前65岁以上的老年中约有2/3以上患有严重的骨关节炎并导致膝关节活动受限，其中以肥胖女性为主。随着各种因素的影响和长期的磨损，人体膝关节会出现老化，甚至退化性的畸形，即产生了骨关节炎相关症状，有关报道指出，骨关节炎与关节软骨的磨损相关，涉及到细胞力学、生物化学、炎症以及免疫反应等相关因素，其发生原因较为复杂^[18-22]。骨关节炎的发生势必降低患病人群的生活质量，而终末期骨关节炎患者最佳的治疗手段为全膝关节表面置换，然而据报道全膝关节置换后的满意度仅为50%左右，研究影响全膝关节置换疗效的因素具有重要临床指导意义。国内医生在对关节炎外科治疗方面的认识与欧美发达国家相比有不小的差距。首先表现在，一些内科医生对外科手术在终末期骨关节炎治疗中的作用不够了解。近年来尽管有不少内科医生已看到外科手术，尤其是全膝关节置换给膝关节骨关节炎患者带来的福音，但总体来说仍趋向于保守治疗，这既有内科药物疗效的提升、副反应的降低等原因，也有不少患者对术后疗效的担忧。同时，不少外科医生对关节炎的认识不足，认为关节炎是典型的内科疾病，及时晚期关节严重畸形的患者，也由于他们大多存在血沉快、贫血、低蛋白血症或长期服用激素等问题，而对手术安全性和手术成功的信心不足。也有不少关节外科医生对影响全膝关节置换后疗效的因素认识不足，导致医生在选择合适手术患者时不够明确，进而使术后疗效进一步降低。随着假体的逐步改善，全膝关节置换已被越来越多的医生和患者接受。大量研究表明，全膝关节置换能够有效改善膝关节灵活度并减轻患者的疼痛，改善患者的行走能力，并能得到长期的好转稳定，其效果比其他非手术治疗或者是局部手术治疗较好^[23-26]。国内外文献报道，全膝关节置换的10年生存率达到95%。然而全膝关节置换后大约一半的患者对疗效不够满意。报道显示，多种因素的共同作用对膝关节的功能恢复有重要影响，如手术方法、假体类型以及置换后康复手段等^[27-29]。根据不同患者的病情差异，假体的选取有所不同，而医师的操作方法以及临床经验等均会影响置换后效果^[30]。同时，也有报道证实，患者自身的因素也会影响术后效果^[31]。因此采取早期防治措施对改善患者预后，提高生活质量有重要意义。

目前，临床上常根据是否保留后交叉韧带将假体类型分为后交叉韧带替代型假体、后交叉韧带保留型假体2种^[32]；依据膝关节置换的结构又将其分为单髁假体、全髁型假体。文章中根据病情以后交叉韧带替代型和全髁型假体对患者实施全膝关节置换。置换后6个月，患者的膝关节HSS评分、屈曲活动度均明显高于置换前，目测类比评分低于置换前；说明全膝关节置换可以改善患者膝关节功能，即全膝关节置换对骨关节炎患者的膝关节功能退变有较好疗效，与有关研究结果一致^[33-36]。膝关节HSS评分的内容主要包括疼痛、功能、活动度、屈曲畸形等，是目前评估全膝关节置换后膝关节功能的恢复情况的重要指标。文章以患者置换后HSS评分为因变量，分析全膝关节置换后关节功能的影响因素。Pearson相关分析显示，置换前HSS评分、置换前膝关节疼痛目测类比评分、置换前膝关节屈曲活动度、置换前胫骨平台后倾角以及置换前后股骨前髁偏距变化与置换后膝关节HSS评分呈正相关关系，体质量指数、内翻畸形角度与置换后膝关节HSS评分呈负相关关系。进一步进行多重线性回归分析，结果显示，体质量指数与置换后膝关节HSS评分呈负相关关系，即体质量指数越大的患者，置换后膝关节功能恢复相对较差，这与有关研究结果一致^[37-38]。可能与肥胖患者本身活动能力较差，加上术后疼痛的刺激使其不能早期进行功能锻炼影响康复效果，而且肥胖患者在术后屈曲膝关节时，会面临较大的软组织阻力，并且肥胖患者术后易并发各种并发症，如深静脉的栓塞和切口的延迟愈合、甚至感染等有关。此外，结果还显示，置换前HSS评分、置换前膝关节疼痛目测类比评分及置换前胫骨平台后倾角与术后膝关节HSS评分呈正相关。置换前HSS评分越高，提示膝关节功能越好，因此术后恢复情况越好。置换前膝关节疼痛目测类比评分是评估患者疼痛程度的重要指标，评分越高则疼痛越严重^[39]。文章中置换前目测类比评分越高的患者置换后HSS评分越高，可能是因为置换后患者的满意程度主要来源于疼痛的缓解程度，置换前疼痛越剧烈，置换后缓解得也越明显，满意度越高，因此HSS评分越高。生物力学以及解剖学研究发现^[40]，合适的胫骨平台后倾角对膝关节屈曲时的股骨后滚有明显影响，而胫骨平台后倾角相对越大，全膝关节置换后的临床效果越好，有报道表明胫骨平台后倾截骨在7°-9°时，置换后的膝关节屈曲度最大，置换后临床效果最佳，本研究也得到相似的结论。上述研究结果提示，应根据患者病情选择合适的假体进行置换手术，并且胫骨平台以后倾8°左右截骨最佳，同时应针对可能影响置换后膝关节功能恢复的因素采取针对性的防治措施以提高患者的预后。

综上所述，终末期膝关节骨关节炎患者行全膝关节置换后，其关节功能的恢复程度与体质量指数、置换前HSS评分、置换前的膝关节目测类比评分以及置换前胫骨平台后倾角密切相关，其中与体质量指数呈负相关，与HSS评分、目测类比评分、胫骨平台后倾角呈正相关。

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