李東海 康鵬德 譚振 謝小偉 楊周源
(四川大學(xué)華西醫(yī)院骨科,成都610041)
全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty,TKA)目前已被臨床驗(yàn)證是治療膝骨關(guān)節(jié)炎的一種成熟技術(shù),但由于膝關(guān)節(jié)解剖位置、結(jié)構(gòu)特殊,術(shù)者技術(shù)水平不一以及髕股關(guān)節(jié)的特殊性,術(shù)后容易發(fā)生各種并發(fā)癥而影響療效。國(guó)外報(bào)道,TKA術(shù)后患者中膝前疼痛的發(fā)生率為8%~50%[1,2]。文獻(xiàn)報(bào)道,膝前疼痛患者中60%為劇烈疼痛,30%為中度疼痛[3]。如不加以控制,膝前疼痛將會(huì)影響全身各臟器功能的康復(fù)及患肢膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度的恢復(fù)。目前,關(guān)于膝前疼痛的發(fā)病機(jī)制、診斷及治療已取得了較大進(jìn)展。膝前疼痛的因素很多,其中非關(guān)節(jié)因素以及關(guān)節(jié)的生物性因素、功能性因素、機(jī)械性因素為其主要因素。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究的最新進(jìn)展,著重介紹后三種因素引起的TKA術(shù)后膝前疼痛以及其引起疼痛的機(jī)制。
TKA術(shù)后膝前疼痛的非手術(shù)因素分為不可變因素和可變因素,其中不可變因素包括女性、有嚴(yán)重的術(shù)前疼痛、疼痛閾值低以及年齡低等;可變因素包括焦慮、抑郁和對(duì)疼痛進(jìn)程的錯(cuò)誤期望等。Brander等[4]報(bào)道,焦慮和抑郁程度與術(shù)后疼痛評(píng)分密切相關(guān)。而術(shù)后幾個(gè)月內(nèi)對(duì)疼痛緩解的期望未得到滿(mǎn)足,可能引起患者害怕和不安,而這種情緒又將影響疼痛的緩解進(jìn)程[5]。進(jìn)行TKA前應(yīng)該對(duì)患者進(jìn)行告知,使患者能了解整個(gè)康復(fù)過(guò)程,以有助于其疼痛的緩解,必要時(shí)可給予心理輔導(dǎo),以幫助患者舒緩情緒、放松心態(tài),可以收到很好的效果。
關(guān)節(jié)因素引起的TKA術(shù)后膝前疼痛包括關(guān)節(jié)內(nèi)生物性因素、功能性因素和機(jī)械性因素,生物性因素包括關(guān)節(jié)感染、金屬過(guò)敏、關(guān)節(jié)僵硬等;動(dòng)力性因素包括肌肉失平衡、動(dòng)態(tài)外翻等;機(jī)械性因素包括假體裝置位置不良、髕骨骨折、假體無(wú)菌性松動(dòng)等。
2.1.1 感染因素
感染應(yīng)該是TKA術(shù)后膝前疼痛首先應(yīng)考慮的病因,可通過(guò)臨床癥狀和實(shí)驗(yàn)室檢查來(lái)診斷,通??赏ㄟ^(guò)C反應(yīng)蛋白(CRP)、紅細(xì)胞沉降率(ESR)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、微生物培養(yǎng)等指標(biāo)來(lái)判斷。其機(jī)制可能為感染引起的局部嚴(yán)重炎癥反應(yīng),其產(chǎn)生的多種炎性介質(zhì)如激肽類(lèi)、三磷酸腺苷、5-羥色胺、組胺等均能直接或間接地改變感覺(jué)神經(jīng)傳入纖維膜離子通道的通透性,影響感覺(jué)纖維的代謝和興奮性,從而改變感受器感受熱和機(jī)械刺激所產(chǎn)生的疼痛的性質(zhì)、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。
2.1.2 金屬過(guò)敏
金屬過(guò)敏與TKA術(shù)后膝前疼痛、反復(fù)發(fā)生的腫脹以及皮膚問(wèn)題的關(guān)系越來(lái)越受關(guān)注。Rau等[6]報(bào)道,TKA術(shù)后金屬過(guò)敏屬于遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)。人群中對(duì)鎳的過(guò)敏率為4%~12%;鉻和鈷為1%~5%[6,7]。Niki等[8]調(diào)查的108例TKA術(shù)后患者中至少對(duì)一種金屬過(guò)敏的發(fā)生率為26%。但是,金屬高敏患者TKA術(shù)后疼痛以及反復(fù)發(fā)作的腫脹的發(fā)病率尚不明確。TKA術(shù)后疼痛發(fā)生時(shí),當(dāng)其他因素都被排除且有過(guò)敏疾病史、對(duì)之前用過(guò)的金屬假體有過(guò)敏反應(yīng)(如假牙)或者有過(guò)皮膚過(guò)敏反應(yīng)的患者應(yīng)該考慮金屬過(guò)敏因素。診斷評(píng)估包括對(duì)鎳、鉻、鈷等金屬的皮膚斑點(diǎn)試驗(yàn),但這些試驗(yàn)的可靠性并非100%[6]。因此,皮膚斑點(diǎn)試驗(yàn)是否有助于診斷患者對(duì)植入物過(guò)敏尚不確定。金屬過(guò)敏所致疼痛的機(jī)制與感染相似,也與其炎癥反應(yīng)相關(guān)。
2.1.3 關(guān)節(jié)僵硬
關(guān)節(jié)僵硬以及關(guān)節(jié)纖維化的發(fā)生率為3%~60%[9,10]。關(guān)節(jié)僵硬的發(fā)病因素包括術(shù)后缺乏鍛煉,感染,慢性局部疼痛,嚴(yán)重術(shù)后疼痛以及假體位置不良、假體過(guò)大、韌帶不穩(wěn)定、關(guān)節(jié)線(xiàn)升高等技術(shù)因素[11]。Zmistowski等[12]報(bào)道58.1%非再次翻修手術(shù)的患者與關(guān)節(jié)僵硬有關(guān),平均于初次術(shù)后63 d進(jìn)行麻醉下松解治療,69%的麻醉下松解治療在初次術(shù)后3個(gè)月內(nèi)進(jìn)行、97%在1年內(nèi)。關(guān)節(jié)僵硬的疼痛機(jī)制與其所致僵硬的原因相關(guān)。
2.1.4 反復(fù)發(fā)作的關(guān)節(jié)血腫
反復(fù)發(fā)作的關(guān)節(jié)血腫的發(fā)生率為0.3%~1.6%,發(fā)病率雖低,但其是TKA后極易致殘和致痛的因素[13,14]。復(fù)發(fā)性關(guān)節(jié)血腫平均發(fā)生于初次植入手術(shù)后24個(gè)月[13],其出血因素可能與軟組織碰撞相關(guān),主要是增值性滑膜炎侵入了假體裝置之間[15]。高血壓、糖尿病、抗凝劑的使用、創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)錯(cuò)位、假體不穩(wěn)定或松動(dòng)、色素絨毛結(jié)節(jié)性滑膜炎均可致患者發(fā)生關(guān)節(jié)血腫[15]。如果懷疑有滑膜病變或者軟組織侵犯,以及假體松動(dòng)或不穩(wěn)定,可采用保守治療、放射性滑膜切除術(shù)[16]、栓塞療法[17]、關(guān)節(jié)鏡滑膜切除術(shù)[18]等方法治療。關(guān)節(jié)鏡手術(shù)應(yīng)請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師以避免損害假體。關(guān)節(jié)血腫造成的膝前疼痛的機(jī)制可能為血腫使關(guān)節(jié)腔壓力增高,導(dǎo)致軟骨下骨質(zhì)和骨髓內(nèi)神經(jīng)受壓出現(xiàn),從而引起疼痛。
2.1.5 髕骨軟骨溶解
非髕骨置換的軟骨溶解是TKA術(shù)后存在的一個(gè)疼痛問(wèn)題,盡管軟骨溶解是進(jìn)展性的關(guān)節(jié)退化的生物學(xué)問(wèn)題,但是髕骨溶解和髕股關(guān)節(jié)疼痛常是機(jī)械性問(wèn)題,比如植入假體的旋轉(zhuǎn)不良。
TKA術(shù)中使用止血帶可引起皮膚及肌肉的擠壓性損傷、患肢遠(yuǎn)端靜脈瘀血、組織缺氧水腫等,造成股四頭肌、腓腸肌等缺血再灌注損傷[19]。止血帶充放氣過(guò)程可導(dǎo)致人體血流動(dòng)力學(xué)和代謝的改變,給肢體造成一個(gè)缺血、充血的過(guò)程。放松止血帶后患者肌酸激酶、乳酸脫氫酶呈短暫的升高過(guò)程,表明缺血及缺血后再灌注過(guò)程導(dǎo)致了骨骼肌的損傷缺血,并進(jìn)一步加重患肢腫脹疼痛[20]。術(shù)前股四頭肌肌力弱在TKA術(shù)后對(duì)膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)模式和運(yùn)動(dòng)能力有著重要的影響[21]。股四頭肌不平衡、股內(nèi)側(cè)肌肌力弱時(shí),骨外側(cè)肌活動(dòng)增加而導(dǎo)致外側(cè)髕骨軌跡不良[22]。盡管股四頭肌的肌力在TKA術(shù)后可以重新建立,但可能需要2年以上的時(shí)間才能達(dá)到術(shù)前情況,而手術(shù)肢體的股四頭肌肌力能否達(dá)到對(duì)側(cè)健康肢體的肌力,到現(xiàn)在為止依然不明確[23]。而股四頭肌肌力不良將影響關(guān)節(jié)功能的康復(fù),關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)減少易導(dǎo)致關(guān)節(jié)僵硬,這又是一個(gè)致膝前疼痛的因素。
動(dòng)態(tài)外翻也是一個(gè)相關(guān)的功能性因素,有膝關(guān)節(jié)炎的患者常伴有髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎[24]。增加膝關(guān)節(jié)外展和外翻時(shí),增加了前側(cè)平面的負(fù)重,從而加重了膝前疼痛[25]。動(dòng)態(tài)外翻因其導(dǎo)致外側(cè)髕骨軌跡不良而影響髕股關(guān)節(jié),而外側(cè)髕骨軌跡不良又加重膝前疼痛[26]。功能性軌跡不良引起的動(dòng)態(tài)外翻臨床上可通過(guò)單腳蹲伏來(lái)檢查[27]。許多患者在TKA術(shù)后表現(xiàn)為避免股四頭肌用力的步伐,導(dǎo)致軀體代償性向?qū)?cè)傾斜,不利于股四頭肌的鍛煉和恢復(fù),從而造成兩側(cè)造成肢體發(fā)展不平衡[28]。Tsuji等[29]報(bào)道少數(shù)患者伴有腰椎并存病,如腰椎前彎減弱導(dǎo)致骨盆傾斜度增加從而代償性增加髕股關(guān)節(jié)壓力而使膝關(guān)節(jié)彎曲增加,并把這種情況稱(chēng)為膝椎綜合征,而并存有腰椎和髖部病變的患者在骨關(guān)節(jié)炎患者中并不少見(jiàn)。
TKA術(shù)后髕股問(wèn)題的機(jī)械性因素可根據(jù)關(guān)節(jié)不穩(wěn)定性是否增加、關(guān)節(jié)腔壓力是否改變或肌肉力臂是否影響來(lái)確認(rèn)。髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定因素有假體設(shè)計(jì)不當(dāng)、低位髕骨、軟骨溶解、股骨假體旋轉(zhuǎn)的偏移誤差、脛股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定、缺血性壞死和滑液增生,上述因素都可能導(dǎo)致患者TKA術(shù)后膝前疼痛以及膝關(guān)節(jié)功能缺陷。
機(jī)械性因素導(dǎo)致膝前疼痛的機(jī)制尚不明確,可能是由于關(guān)節(jié)負(fù)重時(shí)對(duì)關(guān)節(jié)囊、滑膜等產(chǎn)生機(jī)械刺激,導(dǎo)致神經(jīng)肽產(chǎn)生增多引起。P物質(zhì)(substance P,SP)一種很強(qiáng)的致痛物質(zhì),通過(guò)激活滑膜中的C類(lèi)纖維,刺激巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等,引起細(xì)胞吞噬、趨化作用以及血管的滲出,從而產(chǎn)生致炎、致痛的作用。此外,SP可與肥大細(xì)胞上的SP受體結(jié)合,使肥大細(xì)胞脫顆粒釋放組織胺,而組織胺也是一種致痛物質(zhì),還能引起血管擴(kuò)張、血漿外滲及炎性細(xì)胞浸潤(rùn),導(dǎo)致局部充血水腫和關(guān)節(jié)腔的積液而加重疼痛。單核細(xì)胞受到SP刺激則產(chǎn)生白介素-1、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factors,TNF)等細(xì)胞因子,從而刺激成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原酶和蛋白酶,這些物質(zhì)進(jìn)入關(guān)節(jié)液后,將刺激滑膜和術(shù)梢神經(jīng)而產(chǎn)生疼痛[30,31]。
2.3.1 髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定及軌跡不良
髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定是TKA術(shù)后膝前疼痛和功能限制的常見(jiàn)因素,常需翻修手術(shù)[32]。TKA術(shù)后髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的翻修率為1%[33]。TKA術(shù)后髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定是指髕骨軌跡不良而不是指復(fù)發(fā)性關(guān)節(jié)脫位[34]。TKA術(shù)后發(fā)生關(guān)節(jié)脫位被認(rèn)為是小概率事件。TKA術(shù)后大部分并發(fā)癥都與由髕骨軌跡不良和不穩(wěn)定造成的伸肌機(jī)械性問(wèn)題導(dǎo)致,髕骨軌跡不良由假體位置不良、假體設(shè)計(jì)問(wèn)題、髕骨準(zhǔn)備不當(dāng)以及軟組織不平衡引起,髕股不穩(wěn)定很有可能是由股骨或脛骨裝置內(nèi)旋不良導(dǎo)致[32]。
2.3.2 假體設(shè)計(jì)的影響
假體的設(shè)計(jì)也在髕股問(wèn)題的發(fā)生中起重要作用,不僅髕股關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)對(duì)膝前疼痛有影響,股骨假體的旋轉(zhuǎn)[35]、假體的鏈接角度都可能對(duì)髕股關(guān)節(jié)有影響。Becher等[36]報(bào)道,使關(guān)節(jié)后面穩(wěn)定的假體設(shè)計(jì)比十字保留型假體設(shè)計(jì)導(dǎo)致的髕股關(guān)節(jié)壓力要小,但最近有mate分析表示,兩種設(shè)計(jì)之間未發(fā)現(xiàn)明顯差別[37]。
2.3.3 低位髕骨
低位髕骨同樣可以導(dǎo)致TKA術(shù)后膝前疼痛。低位髕骨在TKA或膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)后的發(fā)生率低。Sharma等[38]調(diào)查了135例TKA患者,并測(cè)量其髕骨高度,只有1例診斷為低位髕骨,另有5例存在髕骨高度降低。膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)后低位髕骨的危險(xiǎn)因素有年齡>65歲、男性和實(shí)施了特殊的康復(fù)治療[39]。術(shù)后低位髕骨可以由脛骨結(jié)節(jié)上方的髕骨肌腱的疤痕攣縮造成。關(guān)節(jié)線(xiàn)升高可以導(dǎo)致低位髕骨的假象,也就是說(shuō)髕骨位置正常,但髕骨與脛骨間的距離縮短。低位髕骨的假象可能是股骨或脛骨過(guò)多切除而鑲嵌物過(guò)高的結(jié)果。低位髕骨對(duì)翻修過(guò)程是一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樵谶@些情況下,切除脛骨結(jié)節(jié)常需要暴露關(guān)節(jié)。
2.3.4 股骨假體的偏置差錯(cuò)
股骨假體朝前方偏離中心主要影響髕股關(guān)節(jié)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。股骨假體選擇太大或者前部切除過(guò)少而裝填過(guò)度可導(dǎo)致假體向前面突出,而這將增加髕骨以及其周?chē)Y(jié)構(gòu)的壓力。然而,增加前部切除也將導(dǎo)致髕股關(guān)節(jié)問(wèn)題,在這種情況下,股四頭肌無(wú)力可能是一個(gè)引起膝前疼痛的原因,增加后部偏置也會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)彎曲不良,從而影響髕股關(guān)節(jié)的接觸壓力。
2.3.5 股骨及脛骨假體旋轉(zhuǎn)錯(cuò)誤
大量研究表明,內(nèi)旋股骨及脛骨假體可引起增加側(cè)向傾斜角度以及髕骨偏側(cè)性?xún)?yōu)勢(shì),有學(xué)者將不正確的股骨假體旋轉(zhuǎn)視為T(mén)KA術(shù)后髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥最重要的原因,即使內(nèi)旋股骨假體3°~7°也可能導(dǎo)致慢性問(wèn)題[40]。但脛骨假體旋轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤可被耐受,當(dāng)患者TKA術(shù)后膝前疼痛無(wú)別的原因時(shí),可考慮用CT評(píng)估脛骨假體的旋轉(zhuǎn)情況。
2.3.6 其他機(jī)械性因素
脛骨關(guān)節(jié)不穩(wěn)定也是一個(gè)機(jī)械性因素,脛股關(guān)節(jié)后側(cè)不穩(wěn)定、特別是彎曲時(shí),可影響髕股關(guān)節(jié),因?yàn)楹竺骊P(guān)節(jié)半脫位增加了關(guān)節(jié)接觸壓力,彎曲不足的原因有脛骨傾斜增加、醫(yī)源性因素、后部軟組織損傷。膝關(guān)節(jié)在負(fù)荷下的局部疼痛可能預(yù)示著缺血性壞死或者暫時(shí)性缺血[43]。有癥狀的短暫性缺血壞死率低,而髓內(nèi)血流與術(shù)后膝前疼痛不相干[44]。髕骨骨折是TKA術(shù)后極少發(fā)生的并發(fā)癥,其發(fā)生率為6.8%[45]。當(dāng)伸肌功能良好且髕骨植入物是穩(wěn)定性骨折時(shí)可保守治療。當(dāng)伸肌功能不良時(shí)需手術(shù)干預(yù),合并置換物松弛的骨折也需要手術(shù)處理。TKA術(shù)后而無(wú)髕骨置換的患者進(jìn)展性軟骨溶解可以導(dǎo)致髕骨疼痛。如上文所述,軟骨溶解是生物性因素,也是一個(gè)機(jī)械性因素,軟骨溶解可能是一個(gè)持續(xù)性的骨關(guān)節(jié)炎過(guò)程,但也可以是導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)假體植入的機(jī)械性問(wèn)題(如裝置旋轉(zhuǎn)不良)。此外,髕骨Clunk綜合征、滑液增生侵入髕股關(guān)節(jié)也可造成機(jī)械性疼痛。
除了上述因素外,其他許多因素也可引起TKA術(shù)后膝前疼痛,如手術(shù)技術(shù)因素、血管疾病、肌腱炎、反射性交感神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)不良、顆粒引起的滑膜炎、異位骨化等,而仍有很多引起TKA術(shù)后疼痛的原因有待于今后研究的探索發(fā)現(xiàn)。探明疾病的病因和機(jī)制是治療TKA術(shù)后膝前疼痛的首要條件,明確原因、圍手術(shù)期加以預(yù)防、康復(fù)期加以指導(dǎo)鍛煉,以利于患者的恢復(fù)。
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