膝关节单髁置换前睡眠质量与置换后早期康复的关系

doi:10.12307/2023.706

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

膝关节骨性关节炎：是一种以关节软骨退行性变和关节周围骨质增生为病理性特征的慢性进行性骨关节病，主要症状为膝关节疼痛、肿胀及活动障碍，其中以膝关节疼痛为突出症状，该病不仅严重影响患者生活质量，而且给家庭和社会都带来了较大的经济负担。

膝关节单髁置换：是一种治疗单间室膝关节骨性关节炎的置换手术，较全膝关节置换具有切口更短、失血量更少、疼痛更轻、保留更多自体组织、本体感觉更好、恢复更快、围术期发病率和死亡率更低等优点，其使用率逐年上升，正受到越来越多临床医生的关注和重视。

背景：膝关节单髁置换是终末期膝关节骨性关节炎的有效治疗方法，其手术过程相对标准且统一，不同患者手术造成的创伤颇为相似，但其术后恢复速度与程度却不尽相同。围术期睡眠障碍在膝关节置换术中有着很高的发生率，然而国内尚缺乏关于术前睡眠质量与膝关节单髁置换后早期康复相关性的研究。
目的：探讨置换前睡眠质量对膝关节单髁置换后早期康复的影响。
方法：纳入2018年7月至2022年7月在安徽医科大学第一附属医院行膝关节单髁置换的膝关节骨性关节炎患者218例，术前采用匹兹堡睡眠质量指数对患者进行睡眠质量评估，根据结果将患者分为高术前睡眠质量组(匹兹堡睡眠质量指数≤5，n=102)和低术前睡眠质量组(匹兹堡睡眠质量指数> 5，n=116)，比较两组患者术后12，24，48，72 h疼痛目测类比评分、术后屈膝90°(不施加外力且不存在难以忍受的疼痛情况下膝关节至少弯曲90°)所需天数、术后住院天数，同时记录两组患者术后阿片类镇痛药物使用量(换算为口服吗啡当量)。

结果与结论：①两组患者在年龄、身高、体质量指数、关节侧别、术前膝关节活动度、术前目测类比评分，术前美国特种外科医院膝关节评分、术前血红蛋白、术前白蛋白等方面差异均无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性；②相较于低术前睡眠质量组，高术前睡眠质量组术后12，24，48，72 h目测类比评分、阿片类镇痛药使用量、术前术后血红蛋白、白蛋白差值更低，屈膝90°所需天数以及术后住院天数更少，且差异有显著性意义(P < 0.05)；③结果表明，提高置换前睡眠质量对改善预后、减少镇痛药使用量、提高患者满意度及减轻社会负担等具有重大意义，能够从多方面、多维度直接或间接加快膝关节单髁置换后早期康复。

https://orcid.org/0000-0001-7853-7607 (朱勋鹏)

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

关键词: 膝关节骨性关节炎, 膝关节单髁置换, 匹兹堡睡眠质量指数, 术前睡眠质量, 术后疼痛, 目测类比评分, 术后住院时间, 早期康复

Abstract: BACKGROUND: Unicompartmental knee arthroplasty is an effective treatment for end-stage knee osteoarthritis, and its surgical procedures are relatively standard and uniform. The trauma caused by surgery in different patients is quite similar, but its postoperative recovery rate and degree are not the same. Perioperative sleep disorders have a high incidence in knee arthroplasty; however, there is still a lack of studies on the correlation between preoperative sleep quality and early rehabilitation after unicompartmental knee arthroplasty in China.
OBJECTIVE: To investigate the effect of preoperative sleep quality on early rehabilitation after unicompartmental knee arthroplasty.
METHODS: A total of 218 patients with knee osteoarthritis who underwent unicompartmental knee arthroplasty in The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University from July 2018 to July 2022 were enrolled. Pittsburgh Sleep Quality Index was used to evaluate sleep quality before operation. The study subjects were divided into a high preoperative sleep quality group (Pittsburgh Sleep Quality Index score ≤ 5, n=102) and a low preoperative sleep quality group (Pittsburgh Sleep Quality Index score > 5, n=116) according to the results. The visual analog scale score of pain at 12, 24, 48 and 72 hours after operation, the number of days required for 90° of knee flexion after operation (knee flexed at least 90° without applying external force and without unbearable pain) and the length of postoperative hospital stay were compared between the two groups. The postoperative opioid analgesic use (converted to oral morphine equivalent) was also recorded between the two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) There was no significant difference in age, height, body mass index, joint side, preoperative knee range of motion, preoperative visual analog scale score, preoperative Hospital for Special Surgery score and preoperative hemoglobin concentration, and albumin concentration between the two groups (P > 0.05). (2) Compared with the low preoperative sleep quality group, the high preoperative sleep quality group had significantly lower postoperative visual analog scale scores at 12, 24, 48, and 72 hours, opioid analgesic use, hemoglobin difference and albumin difference before and after operation, the number of days required for 90° of knee flexion, the length of postoperative hospital stay, and the differences were statistically significant (P < 0.05). (3) The results show that improving preoperative sleep quality is of great significance in improving prognosis, reducing the use of analgesics, improving patient satisfaction, and reducing social burden, and can directly or indirectly accelerate early rehabilitation after unicompartmental knee arthroplasty from multiple aspects and dimensions.

Key words: knee osteoarthritis, unicompartmental knee arthroplasty, Pittsburgh Sleep Quality Index, preoperative sleep quality, postoperative pain, visual analog scale score, postoperative hospital stay, early rehabilitation

中图分类号:

朱勋鹏, 徐辉, 汪林, 王俊, 张辉. 膝关节单髁置换前睡眠质量与置换后早期康复的关系[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(36): 5806-5811.

Zhu Xunpeng, Xu Hui, Wang Lin, Wang Jun, Zhang Hui. Relationship of preoperative sleep quality and early rehabilitation after unicompartmental knee arthroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(36): 5806-5811.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析最终有218例患者参与试验，其中高术前睡眠质量组(PSQI≤5)102例，低术前睡眠质量组(PSQI > 5)
116例，均进入结果分析，无脱落。
2.2 试验流程图见图1。

2.3 两组患者一般资料比较两组患者在年龄、性别、体质量指数、手术侧别、术前膝关节活动度、术前目测类比评分，术前HSS评分、术前血红蛋白、术前白蛋白等方面差异均无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性，见表2。

2.4 两组患者术后目测类比评分及阿片类镇痛药物使用情况比较高术前睡眠质量组术后12，24，48，72 h目测类比评分以及术后阿片类镇痛药使用量低于低术前睡眠质量组，差异均有显著性意义(P < 0.05)，见表3。

2.5 两组患者术前、术后血红蛋白及白蛋白差值比较高术前睡眠质量组术前、术后血红蛋白及白蛋白差值均小于低术前睡眠质量组，差异有显著性意义(P < 0.05)，见表4。

2.6 两组患者术后屈膝90°所需天数及术后住院天数比较高术前睡眠质量组术后屈膝90°所需天数及术后住院天数均小于低术前睡眠质量组，差异有显著性意义(P < 0.05)，见表5。

2.7 植入物与宿主的生物相容性两组患者均采用了具有较好生物组织相容性的单髁假体，且都根据术中具体情况选择了适合患者的最佳型号，此次研究中的患者均未出现植入物与宿主生物相容性相关问题。
2.8 不良反应在UKA术后住院期间，两组患者均未出现伤口感染/愈合不良、深静脉血栓形成、内固定或假体松动等并发症，见表6。

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引言

膝关节置换是目前针对终末期膝关节骨性关节炎的有效治疗方法，能够有效缓解关节疼痛，恢复关节活动功能，极大改善患者生活质量[1-2]，其中膝关节单髁置换(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)较全膝关节置换具有切口更短、失血量更少、疼痛更轻、保留更多自体组织、本体感觉更好、恢复更快、围术期发病率和死亡率更低等优点[3-5]，UKA的使用率逐年上升[6-7]，正受到越来越多临床医生的关注和重视。
围术期睡眠障碍指术前、术中及术后一段时间内出现的睡眠障碍，在外科住院患者间极为常见，不仅影响全身免疫和炎症反应[8]，影响术后切口愈合，而且对患者术后康复及患者满意度有着不容忽视的负面影响[9-10]。影响睡眠质量的因素是多层次多维度的，包括手术应激反应[11]、内分泌异常[12]、
交感神经传导增加以及麻醉、镇痛剂和情感状态与环境条
件[13-16]，并且术前睡眠障碍的相对影响可能因手术的类型和程度而异[17]，因此可以得出，针对不同手术分别探索睡眠质量与术后早期康复的关系是很有必要的[18]。
UKA的手术过程相对标准且统一，不同患者手术造成的创伤颇为相似，但其术后恢复速度与程度却不尽相同。围术期睡眠障碍在膝关节置换术中有着很高的发生率[19]，对患者术后早期康复产生负面影响[20]，而且由于患者长期忍受因疼痛等因素导致的睡眠障碍，并不会在术前引起特别重视，加上大多数外科医生对这一领域缺乏足够的专业知识，导致针对患者术前睡眠质量的管理几乎为空白。目前大多数研究都着重于术后睡眠质量与早期康复的关系，关于术前睡眠质量的报道并不多见，且很少有关于UKA的研究。
为了探讨术前睡眠质量对膝关节炎UKA后早期康复的影响，推动关节外科医生对该领域的重视，进行了一项回顾性病例对照研究，报告如下。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

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析，应用独立样本t检验、卡方检验和Fisher精确检验进行统计学分析。
1.2 时间及地点试验于2018年7月至2022年7月在安徽医科大学第一附属医院完成。
1.3 对象选择2018年7月至2022年7月在安徽医科大学第一附属医院就诊的226例UKA患者为研究对象。根据纳入标准和排除标准，8例患者被排除此次研究(2例因患者个人因素未行手术治疗，6例合并其他基础疾病或术后因与手术无关的因素延长住院时间)，最终共纳入218例患者，男71例，女147例；年龄48-83岁。采用匹兹堡睡眠质量指数(Pittsburgh Sleep Quality Index，PSQI)对UKA患者进行术前睡眠质量评估[21]，根据结果将研究对象分为高术前睡眠质量组(PSQI得分≤5，n=102)和低术前睡眠质量组(PSQI得分> 5，n=116)。该临床研究的实施符合《赫尔辛基宣言》和安徽医科大学第一附属医院对研究的相关伦理要求(批准号：PJ2022-13-40)。所有患者知情并签署知情同意书。
纳入标准：①骨关节炎或类风湿性关节炎诊断明确，保守治疗无效，需手术治疗；②满足UKA手术指征；③患者正常沟通无障碍，配合治疗；④患者年龄满足> 18岁且< 85岁；⑤患者膝关节疼痛影响正常生活，强烈要求手术治疗。
排除标准：①不愿意参加这项研究；②合并严重基础疾病，可能影响术后康复；③患有严重的神经精神疾病，尤其是抑郁症等影响睡眠质量的患者。

1.4 材料植入物的材料学参数见表1。

1.5 方法
1.5.1 手术方法两组患者均选择气管插管全身麻醉后取仰卧位，患肢预置充气止血带，外展30°置于托腿架上，使膝关节能够自由屈曲> 90°。术前30 min使用二代头孢抗生素(过敏患者除外)及相同剂量(1 g)氨甲环酸预处理，常规消毒、铺巾，在切皮前驱血并给止血带加压至合适压力。取膝关节髌韧带旁内侧切口，上至髌骨上缘，下至关节间隙下1 cm，全长7-9 cm，按照Oxford Ⅲ单髁膝关节系统操作指南依次进行，常规放置1根引流管。
手术均由经验丰富的关节外科医生主刀完成，并根据患者具体情况选择合适厂家和型号的单髁假体。手术完成后膝关节加压包扎，立即予以冰袋冷敷；术后常规静脉滴注抗生素预防感染，48 h内拔除引流管；予以低分子肝素抗凝预防下肢血栓形成。术后当天在护理部和医生指导和督促下，积极行卧床踝泵运动、股四头肌收缩、直腿抬高以及卧床膝关节屈曲和坐位屈膝练习，并逐渐扶助行器下地运动，术后常规换药，2周后视切口愈合情况拆线。术后第1，3天复查血常规及生化指标。出院标准为：患者术后可在不施加外力且不存在难以忍受的疼痛情况下膝关节至少弯曲90°，可独立或使用助行器下地活动；切口愈合良好；生命体征平稳，无其他明显不适症状。
1.5.2 调查工具
(1) PSQI量表用于评估患者术前1个月睡眠质量，分别从睡眠质量、入睡时间、睡眠时间、睡眠效率、睡眠障碍、催眠药物使用和日间功能障碍7个维度进行打分，PSQI评分范围为0-21分，评分越高说明睡眠障碍越严重，得分≤5代表睡眠质量很好，得分> 5代表具有临床显著的睡眠障碍表现。
(2)美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery，HSS)膝关节评分是评估膝关节术前、术后功能的有效工具，包括疼痛、功能、活动度、肌力、屈曲畸形、稳定性以及减分项7项内容，分值与膝关节功能成正比。
(3)疼痛目测类比评分因其简单性及对广泛人群和环境的适应性而被广泛使用[22]，0分表示完全无痛，10分表示能够想象到的最剧烈的疼痛，并且得分是连续变量具有可比性利于统计分析。
1.6 主要观察指标收集两组患者的年龄、身高、体质量指数、关节侧别等一般资料，并且评估患者术前膝关节活动度、术前目测类比评分、术前HSS评分以及术前血红蛋白、白蛋白质量浓度来评估两组患者术前膝关节炎严重程度及全身营养状况。
比较两组患者术后12，24，48，72 h 目测类比评分，术后屈膝90°所需天数，术后住院天数，同时记录两组患者术后阿片类镇痛药物使用情况(换算为口服吗啡当量)以及术前、术后血红蛋白、白蛋白差值(术后血红蛋白、白蛋白取术后第3天数值)。
1.7 统计学分析收集数据资料，导入SPSS 26.0 软件进行分析。首先对数值变量进行正态性检验，符合正态性用x±s表示，采用t检验进行组间比较；不符合正态性用中位数(四分位数间距)表示，采用非参数检验(Mann-whitney检验)进行组间比较。对于分类变量，采用例数(%)的形式描述，组间比较采用卡方检验。以P < 0.05为差异有显著性意义。文章统计学方法已经通过安徽医科大学生物统计学专家审核。

讨论

此次对照研究结果提示：①改善术前睡眠质量可以降低UKA患者术后目测类比评分，减少术后镇痛药物的使用量；②改善术前睡眠质量可降低术前、术后血红蛋白及白蛋白差值；③改善术前睡眠质量可以减少UKA患者术后屈膝90°所需天数及术后住院天数。血红蛋白与白蛋白是反映患者全身营养状况的良好指标，此次研究中采用术前、术后血红蛋白及白蛋白差值体现不同术前睡眠质量对UKA术后全身营养状况的影响，并且所有患者均采用了相同的出院标准，所以术后住院天数能够间接说明UKA术后早期康复的快慢。因此，根据结果作者合理推断，高术前睡眠质量的UKA患者术后全身营养状况更佳，疼痛的发生和所需镇痛更少，膝关节功能的恢复更快，改善术前睡眠质量对早期康复有着积极的作用。
膝关节骨性关节炎主要症状为膝关节疼痛、肿胀及活动障碍，大多数患者前来就诊的主要述求是缓解疼痛，UKA后的患者满意度很大程度上取决于早期康复效果尤其是术后疼痛情况[23]，膝关节疼痛是患者术前、术后最关注的问题，也是影响患者术后早期康复最重要的因素之一。而睡眠障碍，例如睡眠质量差、难以入睡和易醒等症状，在30%的普通人群和高达近90%的慢性疼痛患者中普遍存在[24-25]，膝关节骨性关节炎患者出现围术期睡眠障碍与膝关节疼痛存在极大的相关性[26]。
膝关节炎的疼痛是慢性且渐进性的，更容易促进睡眠障碍的发生和维持[27]，同时睡眠障碍可能会影响机体对疼痛感知的各种生理过程，影响中枢系统疼痛处理，加剧日常疼痛[28-29]。很多研究表明，睡眠障碍和疼痛之间有着紧密的联系，并且互相影响[30]，疼痛导致睡眠障碍，睡眠障碍反过来又会加重疼痛，如此形成恶性循环[31]，严重影响患者生活质量，不利于UKA术后早期康复。
睡眠障碍不仅直接或间接导致疼痛的发生和加剧，而且会降低阿片受体激动剂吗啡和脑啡肽酶抑制剂的镇痛作用[32]，同时损害机体内源性疼痛抑制系统，导致疼痛抑制能力下降，增加对疼痛的敏感性[33-34]，这都将间接增加镇痛药物的使用量。CHOUCHOU 等[16]、RICHEBE等[35]认为，阿片类药物还可能夸大睡眠障碍的表现，从而导致其效果不佳甚至疼痛加剧。因此，改善术前睡眠质量，可明显降低术后疼痛评分和镇痛药物使用量[17，36]。研究结果提示，两组患者术前目测类比评分差异无显著性意义(P > 0.05)，但高术前睡眠质量组术后12，24，48，72 h目测类比评分以及术后阿片类镇痛药物使用量均低于低术前睡眠质量组(P < 0.05)，术前睡眠质量在术后疼痛的预防中扮演着重要的角色，这一点在此次研究结果中得到了充分体现。
加速康复的概念由KEHLET[37]教授首次提出，强调通过优化围术期各种处理，加速患者康复、减少术后并发症、降低死亡率、缩短住院时间、降低医疗费用和减轻社会及家庭负担。随着时间的推移，该概念逐渐被骨科医生认可和采用，并且主要应用在髋、膝关节置换术中[38]。此次研究结果中，高术前睡眠质量组患者术后达到屈膝90°更快，术后住院天数更少，且差异有显著性意义(P < 0.05)。这些都与术后疼痛得到良好控制密不可分，较轻的术后膝关节疼痛利于缩短早期下地锻炼时间，可以降低与卧床相关的风险，例如深静脉血栓形成、肺栓塞、肺部感染和尿潴留等[39-40]。同时更少的镇痛药物使用量和更短的住院天数直接降低了患者住院费用，减轻了经济负担，提高了患者住院满意度[41]。
除此之外，术前睡眠障碍还与术后出现焦虑、抑郁及止吐剂使用量有关[36]，可增加老年患者神经认知功能恢复延迟的风险，导致术后认知障碍，甚至诱发谵妄等，积极治疗术前睡眠障碍可改善老年患者的围术期神经认知功能[42-44]。
尽管患者术前睡眠障碍对术后康复有诸多不良影响，目前临床工作中对术前睡眠质量的管理仍远远不够[45]。患者可能将睡眠障碍仅仅归于术前紧张所致，不会引起重视，而且外科医生对睡眠质量管理也缺乏系统认识，很少会主动进行干预或治疗。近年来，更多的学者呼吁加强围术期睡眠障碍管理，以降低或消除可能存在的危险因素，改善睡眠质量，促进术后康复，提高患者手术满意度。
综上所述，提高术前睡眠质量对改善预后、减少镇痛药使用量、提高患者满意度及减轻社会负担等具有重大意义，能够从多方面、多维度直接或间接加快UKA术后早期康复。因此，提倡对拟行UKA患者进行常规术前睡眠质量评估，避免使用扰乱睡眠的药物，如果存在睡眠障碍则需要积极进行干预治疗，以提高术后早期康复效果。
此次研究还存在一些局限性：例如主要探讨术前睡眠质量对UKA术后早期康复的影响，随访时间较短，不能直接反映改善术前睡眠质量是否对远期康复产生积极作用；此外，此次研究患者均来自于安徽医科大学第一附属医院，虽然样本量已满足统计学要求，但单中心样本可能使研究结果存在偏倚。
鉴于改善术前睡眠的重要性和多种潜在益处，未来有必要进行更长随访时间、更多样本的多中心调查研究，在群体、器官组织、细胞分子多层次，不断探索术前睡眠障碍影响短期和长期术后康复的机制和原理。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