膝关节骨性关节炎

膝关节骨性关节炎

【疾病概述】

骨性关节炎是膝关节炎症中最常见的病因。膝骨性关节炎在老年人群中最为常见，男女均可发病。由于人群预期寿命的延长，在20世纪内骨性关节炎的发病率明显增高，尤其是在肥胖的老年人群。60岁以上的人群中，50％人群在X线片上有骨性关节炎表现，其中35％~50％有临床表现；75％以上人群中，80％有骨性关节炎症状。骨性关节炎是一种以关节软骨变性和丢失及关节边缘和软骨下骨骨质再生后为特征的慢性关节炎疾病。该病的始发部位在软骨。

【膝关节骨性关节炎病因与发病机制】

目前对OA的病因尚未完全明了。大多数OA的发病缺乏已知病因，被称为原发性OA。原发性OA和年龄有密切关系，多发生在老年人。较少的情况下是由于关节创伤、感染或一些遗传、发育、代谢及神经原性疾病的后果被称为继发性OA，继发性OA则在青壮年甚至儿童均可发生。现已逐步明确系多种因素包括生物因素（如遗传、年龄、炎症等）及机械性损伤造成关节软骨的破坏。引起一系列病理生理变化，造成结构上的损坏，又进一步引起生物力学方面的紊乱而致骨关节炎的表现更加明显。无论原发性或继发性OA与已引起生物力学紊乱后的病理学的进展并无明显差别。

【膝关节骨性关节炎诊断要点】

诊断要点概述

在临床上符合下列情况者，可诊断膝关节骨关节炎；符合1、2、3、4或1、2、3、5者，临床表现可诊断为膝关节骨关节炎：

1.近一个月内经常反复膝关节疼痛。

2.活动时有摩擦音。

3.膝关节晨僵≤30min。

4.中老年者（≥40岁）。

5.膝关节骨端肥大伴有骨质增生。

实验室检查

1.血尿常规一般都在正常范围。关节滑液检查可见白细胞增多，偶尔见红细胞。

2.检查血沉、C反应蛋白、类风湿因子等，以与类风湿性关节炎相区别。检查血尿酸水平与痛风鉴别。

影像学检查

X体检查：早期X线片常为阴性，偶尔侧位片可见髌骨上下缘有小骨刺增生。以后可见关节间隙狭窄，软骨下骨板致密，关节边缘及髁间嵴骨刺增生，软骨下骨有时可见小的囊性改变，多为圆形，囊壁骨致密。膝关节X线片角度测量：为了估计膝关节骨性关节炎的严重程度及制定手术计划，均应进行膝部股胫角度测量。应用42cm（17吋）长X线胶片，摄片范围应能包括股骨中段到胫骨中段。患者站立位摄患膝前后位相及侧位相，站立位与卧位拍摄的患膝X线片股胫骨角可有较大差别。如膝内翻畸形，卧位时拍摄的X线片膝内侧关节间隙仍可见，但站立位则与股骨胫骨骨面相接触。关节间隙消失，内翻角则明显加大。从X线片上测量股胫角时，应注意在站立时小腿可能发生的旋转动作（可由胫腓骨的排列位置看出），以及膝部屈曲挛缩畸形均可使X线片上的股胫角度增大。Ahlback（1968）按膝X线片的表现将膝关节骨性关节炎依其严重程度分为5级：

1.关节间隙狭窄（50％关节软骨磨损）；

2.关节线消失；

3.轻度骨磨损；

4.中度骨磨损（磨损0.5~1cm）；

5.严重骨磨损及关节半脱位。根据上述分类及股胫角度测量，则可对治疗方法进行估计及比较。

临床表现

1.病史膝关节炎的病史重点是疼痛，肿胀、僵硬、畸形及功能表现。一般来说OA的病史是一缓慢、持续的过程。突变、剧痛、发热、关节肿胀明显，应注意与类风湿、感染性炎症、痛风等相鉴别。

2.疼痛早期的膝OA常呈间断性疼痛。OA疼痛的特点常呈关节间隙疼痛（包括髌股、股胫关节）运动时加重，而休息后好转。在OA病程发展期休息后也重，甚至在夜间疼痛是OA病情进展的表现。痛常呈酸痛性质。一般疼痛位置局限于受累的关节间隙，只有伴有滑膜炎时则呈全膝关节疼痛。但很少呈放射性疼痛。OA也有晨僵现象，与类风湿关节炎不同，一般很少超过30min。髌股关节的骨关节炎，则呈髌骨下疼痛主动伸屈膝关节时引起髌下摩擦感及疼痛为早期症状。在上下楼梯或坐位站起等动作中，股四头肌收缩即引起髌骨下疼痛及摩擦音。被动伸屈时则无症状，有时也出现交锁现象、髌骨下压痛。膝骨关节炎一般关节内渗出较少，只有在急性滑膜炎时才有大量关节积液。很少有血性关节炎。滑膜增厚也是炎性关节的表现。

3.膝关节畸形是OA的晚期表现。膝内侧关节间隙变狭窄，膝内翻畸形是OA最常见的畸形。膝外翻畸形多见于类风湿性关节炎，稍后期则出现在膝全屈及全伸时引起疼痛，以至引起关节软组织的挛缩。

4.检查步态常呈患肢着地时向缩短。站立时常可见膝内翻畸形，坐位站起及上下楼时、动作困难，可见股四头肌萎缩，而膝关节粗大。偶尔可触及滑膜肿胀及浮髌试验阳性。髌骨深面及膝关节周围压痛并可触知摩擦音。关节活动轻度或中度受限，常呈过伸过屈不能，但纤维性或骨性强直者少见。严重病例可见明显膝内翻或外翻畸形，侧方活动检查可见关节韧带松弛体征。单足站立时可观察到膝关节向外或向内侧弯曲现象。

【膝关节骨性关节炎治疗概述】

药物治疗

目前OA的治疗药物分为改善症状和改善病情两类药物。OA治疗仍然以抗炎止痛药和非类固醇类抗炎药（NSAID）的症状治疗为主：消炎止痛药首选对乙酰氨基酸（paracetamol,acetaminophon）具有良好止痛效果。不良反应少，每日总量不超过3g。也可选用COX-2抑制剂（如罗非昔布、塞末昔布）或非选择性NSAID非类固醇消炎药（双氯芬酸、美洛昔康）。如仍无效可用曲马多。硫酸氨基葡萄糖可有抗炎止痛又有延缓OA发展作用，可以长期服用。透明质酸钠作为黏性补充剂关节腔内注射可缓解关节疼痛，增加关节滑润。

手术治疗

1.关节冲洗清理术由Magnuson（1941）首先倡用，以后Insall及Pridie等陆续有报道。其结果优良率约65％~75％。由于关节清理术的作用是清除关节内机械性刺激物，是一姑息性手术，所以关节镜下进行关节清理术则具有手术损伤少，术后恢复快的优点。在关节镜下可削除或磨削游离的软骨面，切除侵入软骨面的滑膜。切除妨碍关节活动的骨刺及游离体，咬除撕裂的半月板，并用大量生理盐水（2000ml以上）进行膝关节冲洗。H-Shahriaree治疗209例平均随诊2年，优良率为76％。但近年来一些学者Moseley，Harwin等人报道经疗效对照观察认为此法的效果，经2年观察并不比安慰组优。很多医生经验认为此疗法是仍是一成功的姑息性疗法。对无明显畸形（内外翻）者效果较好。而病情过重期，休息后仍痛的病例效果较差。继发性骨关节炎大多源自外伤性软骨损伤，修复软骨损伤是预防和治疗骨关节炎的一种手段。现代修复软骨组织的方法有几种：

（1）微骨折疗法：即在关节镜观察下在软骨缺损的部位。软骨下骨表面打击出微洞，造成多处微小骨折，使软骨下骨有微小出血点，以促进软骨修复组织修复缺损；

（2）自体软骨马赛克移植，即在膝关节面边缘部位，取自体骨软骨栓，移植到缺损的软骨负重区；

（3）取自体软骨组织，在体外增殖培养出大量软骨细胞，移植到用骨膜覆盖了的软骨缺损处。这几种方法可单独应用，也可联合应用，软骨缺损范围一般不超过3cm2。年轻病人的效果较好。为保护软骨修复组织不受损伤，则常需行同时股骨髁或胫骨平台下截骨术，以矫正关节受力情况。

2.截骨术针对具有膝痛重并有对线不良的膝骨关节炎进行股骨或胫骨截骨的目的是改善关节力线平衡，使股胫关节保持5°~7°外翻位。使膝关节的负荷由损坏的关节间隙腔移到比较正常的关节间隙腔。膝关节截骨术必须是与病变关节腔隙相应的关节腔隙基本正常，膝关节必须是稳定的，（侧副韧带，十字韧带）并有接近正常的关节活动范围。

（1）膝内侧间隙骨性关节炎胫骨截骨术1962年Jackson及Wangh等人首先应用胫骨结节下球臼形截骨术治疗骨性关节炎，取得良好效果。Conventry（1965）报道了胫骨结节上方截骨的成功经验。胫骨高位截骨的优点是：截骨线靠近膝关节畸形的位置。手术于骨松质内进行，易于愈合。用1或2个骑缝钉即可牢固固定。经同一切口可探查膝关节。以后Wangner，Banjamin等均有成功的报道。Maquet由生物力学的观点评价胫骨高位截骨术认为其作用为将膝关节的负荷由已损坏的内侧（外侧）关节间隙转移到比较正常的外侧（内侧）关节间隙。然而截骨术后，外侧（内侧）关节的负荷将大大超过生理压力，则会加速膝外侧（内侧）间隙关节软骨退行性变。所以在手术前应充分了解膝外侧（内侧）关节间隙的软骨情况。在膝外翻位摄X线片观察软骨厚度，必要时可行关节MRI检查及关节镜检查。由临床效果来看，胫骨高位截骨，无论由纠正畸形或减轻疼痛，增加关节活动范围等方面，均可取得良好效果，所以还是很有价值的手术。①适应证胫骨截骨术适用于膝内侧关节间隙较正常的病例，同时具有关节疼痛及功能受限。是否适合胫骨截骨术，还应考虑下列因素：一是胫骨截骨术适用于年轻的患者，其关节软骨磨损，但只有轻度胫骨塌陷者。65岁以上的患者则应考虑行膝关节置换术。二是畸形程度：由于胫骨高位（胫骨结节上）截骨术所能纠正的角度有限。所以股胫关节的内翻角度不应超过5°。如果内翻角度过大，楔形切除的骨块过大是不恰当的，术前膝关节应能屈曲90°以上，挛缩屈曲畸形不超过10°。三是膝关节病理变化：如果膝内侧关节软骨磨损，胫骨平台内侧明显塌陷，甚至造成关节韧带松弛，胫骨向外侧半脱位。检查有前后位或侧方异常活动者，不适合行胫骨截骨术。因此，如果胫骨平台骨质塌陷超过0.5cm，最好不行胫骨截骨术。②术前准备站位摄患侧正位膝关节X线片，在股骨切迹中心做一中心点标志。一般来说股骨的力学轴线（由股骨头到股骨切迹中心）是通过股骨切迹中心的，而股骨力学轴线与关节面有5°~8°的外翻角。通过中心点画出股骨和胫骨的轴线。测量出两轴线的夹角，即为内翻角。一般来说股骨力学轴线（由股骨头中心到踝关节中心）呈5°~8°外翻角。按手术的要求还需过度矫正5°。例如膝关节有4°内翻角，则胫骨切除骨块的楔形角度则应为14°（内翻角＋正常外翻角＋过度矫正角度）。大略来说，每纠正1°内翻角，则需于楔形骨块基底面切除1mm。所以，切除的楔形骨块的基底面的长度应为14mm。楔形截骨的上方截骨线应位于胫骨关节软骨下方2cm左右并与关节面平行，上下截骨线均应在胫骨结节的近侧端（图1）。图1血友病关节炎A.正常关节；B.血友病关节③手术方法胫骨高位截骨的方法很多，我们采用的手术方法为：手术在气囊止血带下进行，病人仰卧位，膝关节屈曲90°，膝后侧的重要神经及血管处于松弛位。皮肤切口由腓骨头近端的外侧胫骨髁开始到胫骨结节做一斜切口，然后折向胫骨嵴向远端切开5cm长度。切开皮肤，沿胫骨髁表面将附着的肌肉由起点切开，钝行推开，沿着胫骨髁表面向外后侧剥离，超过腓骨头到达髁后外侧面。沿胫骨结节及髌韧带表面分离，沿髌韧带内侧缘切开，仍沿胫骨内髁表面进行剥离一直暴露胫骨髁内侧面。胫骨髁内外侧面可用Hohmann拉钩暴露。内外侧关节囊附着点均不切开，胫骨髁内侧及外侧面均已显露。髌韧带可向前方拉开。在胫骨髁外侧面距关节面2cm左右处平行关节面，伸入克氏针直至胫骨内侧皮质，然后再按术前测量所得楔形骨块的宽度，刻画出下方截骨线也斜插入一克氏针。二线相交于胫骨内髁处，必要时可X线透视确定方向然后用骨刀或电锯沿截骨线切开。楔形骨块切除后，分离切断内后侧骨皮质比较困难，但一旦楔形骨块前方部分切除后，将其间的骨松质切除，即可看到髁后侧骨皮质，用骨刀切除之，边切边将小腿向外翻，最后两端骨面相互密切接触。用两枚骑缝钉在髁外内侧面锤入两侧骨端内进行固定。伸屈膝关节检查固定钉是否牢固。缝合伤口。另一种方法为胫骨内侧张开楔形截骨术。需要一套截骨导向器。可比较精确调节矫正角度，需要特制钢板固定，植骨或不植骨。适用于年轻患者及较对侧下肢短缩2cm以上的病例。术后用长腿石膏前后托固定，10d拆线后可扶双拐、患肢部分负重下地行走。6周拆石膏摄X线片。

（2）膝外侧间隙骨性关节炎截骨术膝外侧间隙骨性关节炎较内侧发病率低，而且多发生在女性患者。其原因尚未完全清楚。Jackson等进行步态分析研究，认为当行走时，膝内侧平台的负重较外侧大。但股骨内侧髁也较外侧大，膝内侧间隙发生紊乱（如半月板撕裂）负重面积缩小，则较外侧更易发生骨性关节炎。Jackson和Waugh认为有膝外翻畸形的病人行走时常采用一种代偿性步态来减少膝外侧间隙的负重，缓解了膝外侧间隙的骨性关节炎的进展。女性外侧膝关节间隙骨性关节炎较男性多，也可能与女性骨盆较男性宽些有关，但未得到充分证明。Conventry，Bauer及Insall等均认为，对膝外翻的骨性关节炎的病人行胫骨高位截骨术（图2），其结果很不满意，术后膝关节间隙仍呈倾斜状，膝关节不稳定并有疼痛。所以多数均主张对膝外侧间隙骨性关节炎患者采用股骨髁上截骨，或股骨髁上及胫骨高位联合截骨。对老年病人则采用人工膝关节置换术。膝外翻畸形的骨性关节炎以疼痛和功能受限的症状为主。其畸形程度常较内翻畸形严重，但疼痛程度往往较轻，可能与其代偿步态有关。图2血友病关节炎MRI图像A.示矢状位T2加权可见半月板和关节软骨破坏及关节下囊肿；B.为经过膑上囊前部的冠状位T1加权，膑上囊肿胀及具有含铁血黄素沉积滑膜菜花样肥厚①适应证病人65岁以下，股胫外翻角＞12°~15°，而关节线与水平线倾斜超过10°。胫骨外侧平台骨塌陷不超过0.5cm。膝关节应可屈曲90°，挛缩屈曲畸形不超过10°，无明显侧方活动的患者可行股骨髁上截骨术。符合这些手术指征的患者是不太多的。也有作者主张对膝内翻严重的病例（超过6°以上者）也可采用股骨上髁上截骨。外翻畸形严重的老年人则行人工膝关节置换。②手术方法在气囊止血带下，行股骨外侧切口，显露股骨干与外髁交界处，向骨干内侧骨膜下剥离，直到股骨干内侧显露为止，用胫骨牵开器显露。在骨干与髁交界处，与股骨纵轴垂直切断股骨。然后再用电锯由近髁部切除一基底向内侧的楔形骨块，然后用L形钢板进行固定截骨处（图2）。另外如膝关节融合术适用于单发的膝关节严重骨性关节炎从事体力劳动的年轻患者；人工膝关节置换适用于骨关节破坏较多，疼痛严重的老年病人。

非手术治疗

1.减少关节负重、理疗、体疗减轻症状保持关节稳定是OA主要治疗策略。对OA的药物治疗策略应着眼于早诊断，早治疗及长疗程。在患者出现症状而关节软骨尚未发现明显病变，关节间隙尚未变窄即开始预防及综合性治疗。病人应适当休息，在正常生活工作的范围内，尽量减少膝关节的负重，一般不需要完全休息。在日常活动中注意减少或避免一些有害动作，上下楼梯应扶楼梯扶手。坐位站起时，用手支撑椅扶手以减少关节软骨所承受的压力。病情严重时应扶手杖行走。有人主张应用下肢支具，但常不为病人所接受。膝关节积液严重时则应卧床休息并进行膝部理疗。

2.为了保持膝关节稳定性及减少股四头肌萎缩，应每日适当地进行肌肉锻炼，每日可进行15min直腿抬高锻炼。

【膝关节骨性关节炎解剖与解剖生理】

正常膝关节共有六个方向的自由度运动，即三种平移运动（前后、内外、上下）和三种旋转（屈伸、内外旋、内收外展）。正常情况下这六个自由度的运动是受韧带、关节囊、骨性匹配度、半月板以及相关的神经肌肉控制。这些组织之一如有损伤而失去动能作用，均会使膝关节的应力异常而导致骨关节炎。膝关节长期静止不动也是一种关节应力异常，会使软骨失去营养而退变、韧带短缩而发生骨关节炎。