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膝关节骨性关节炎
英文缩写
KOA
概述

骨性关节炎(OA)是引起膝关节疼痛的主要原因之一,其病因和病理目前未完全明了,现已明确系多种因素造成关节软骨的破坏。由于膝关节负荷传导紊乱,关节软骨酶、自由基、细胞因子对关节的作用以及自身免疫反应等导致关节软骨的蛋白多糖合成受到抑制及胶原纤维受到破坏,软骨因此丧失弹性增加了液压渗透性而使软骨细胞受到的压应力增高,分解酶增加,润滑作用下降而使关节软骨面破坏。因此,保护关节软骨、延缓其破坏过程及控制炎症反应是治疗本病的关键。

临床表现为关节疼痛、僵硬、关节肿胀、活动受限和关节畸形。其中膝骨关节炎(KOA)是最常见的一种,一般保守治疗难治且易复发。近20年来,针刀作为一种新的中医微创技术,在KOA的治疗上做了不少尝试,尤其近几年来,随着针刀治疗的日渐普及,这方面的文献报道也明显增多。复习近5年的文献,常规针刀松解以及针刀联合关节腔内药物注射的报道为最多,这也反映了针刀目前在临床上的主流趋势,在联合的药物中,还是以玻璃酸钠和曲安奈德为最常见,此外,还有联合手法复位的,联合中药内服外用的,联合拔罐、浮针等其他针灸方法的。从针刀治疗部位来看,膝关节局部软组织损伤点(压痛点和条索状物)的常规松解仍是目前临床报道的主流,尤其是髌骨周围的松解。但同时也已经有报道采取腰、臀、膝三个部位整体松解的,也有采取经穴松解的文献报道,治疗方法和部位的日趋多样性,一方面反映出了针刀学术的日渐繁荣,另一方面也反映出了KOA诊疗过程中的复杂性和艰巨性。从多个环节着手抑制KOA的发病,采用多种方法联合治疗,针对具体病人制定个体化的诊疗方案,已成为临床上很多针刀医生的一个共识。

病因学

膝关节骨关节炎分为原发性和继发性2 种。原发性骨关节炎的病因迄今为止尚不完全清楚,由于其发生发展是一种长期、渐进的病理过程,因此可能是多种因素相互作用导致发病。其代表性学说包括以下几种:

1.软骨营养代谢异常学说

软骨营养代谢受到体内内分泌系统的影响,老年人内分泌系统功能减弱,造成软骨代谢异常。关节软骨的蛋白多糖合成受到抑制及胶原纤维受到破坏,影响软骨损伤的修复能力,导致退行性骨关节炎的发生。

2.累积性微损伤学说

损伤是关节炎的重要发病原因之一。除了较大暴力直接损伤关节软骨外,日常生活中反复低能量外力也会使负重软骨软化、碎裂,而使软骨成分的“隐蔽抗原”暴露,引起自身免疫反应,继而导致更大面积的软骨损害,发生骨关节炎。

3.软骨基质酶降解学说

关节软骨中存在多种由软骨细胞合成的基质金属蛋白酶,包括胶原酶、明胶酶和基质溶解酶。病理情况下,白介素-1刺激软骨细胞过量分泌上述金属蛋白酶,导致胶原和蛋白聚糖分解加速,诱发骨关节炎。

4.生物化学改变学说

关节软骨中水分含量随着年龄增长而逐渐减少,使软骨弹性下降,软骨细胞承受的压应力增高,减低了关节软骨在冲击负荷时产生形变的能力,软骨易发生损伤。

5.应力负载增加学说

随着年龄增长,包括软骨下骨、半月板、韧带在内的结缔组织发生不同程度的退行性变和磨损。软骨下骨退变后增生硬化应力传导减弱,半月板退变磨损后股骨髁负重面积减小,韧带退变后膝关节稳定性下降,综合因素造成关节软骨负荷增加,软骨易受磨损。

6.原发性与继发性

原发性骨关节炎多见于50岁以上的肥胖患者,随着年龄增长,包括关节软骨在内的结缔组织发生不同程度的退行性变。原发性骨关节炎常为多关节受累,病程发展缓慢。继发性骨关节炎是指在发病前关节本身有其他病变存在,从而导致关节软骨的破坏。继发性骨关节炎常见的发病因素有:①先天性或发育性关节结构异常,如膝内翻畸形、膝外翻畸形。②创伤,关节内骨折复位后对位不良,引起关节面不平整;关节邻近骨干骨折复位后对线不良,引起关节面倾斜;关节韧带损伤引起关节不稳。③某些关节疾病破坏关节软骨,如化脓性关节炎,类风湿关节炎。④医源性因素,如创伤后长期不恰当地固定关节,引起关节软骨退变。继发性骨关节炎常局限在单个关节,病程发展较快,预后较差。尽管2种关节炎存在上述区别,但发展到晚期,二者的临床表现、病理改变均相同。

局部解剖学

膝部是指从髌骨上缘上方2横指水平到胫骨粗隆高度平面的范围。膝部可分为膝前区和膝后区。

1. 膝前区

外侧部有髂胫束;在内侧部有缝匠肌腱和股薄肌腱共同形成的“大鹅足”,其深面有一较大的滑囊称“鹅足囊”;中间部为股四头肌腱,附于髌骨底及两侧缘,继而下续为髌韧带,止于胫骨粗隆。在股四头肌腱与股骨之间,有髌上囊,此囊有时与关节腔相通,当关节腔积液时,可出现浮髌感。此时可在髌骨两侧缘中点进行关节腔穿刺抽液检查。髌韧带两侧的凹陷处,是关节腔穿刺的常用部位。

2. 膝后区

主要为腘窝。腘窝的境界:腘窝为膝后区一菱形凹陷。其外上界为股二头肌腱,内上界为半腱肌和半膜肌;内下和外下界分别为腓肠肌的内、外侧头。腘窝的顶(浅面)为腘筋膜,是大腿阔筋膜的延续,致密而坚韧,当患腘窝囊肿或腘动脉瘤时,因受腘筋膜的限制而胀痛明显。腘窝之底自上而下为股骨腘面、膝关节囊后部及腘斜韧带、腘肌及其筋膜。

3.膝关节的辅助结构

主要有韧带、半月板和滑膜囊、滑膜襞。韧带又分为囊外韧带及囊内韧带。囊外韧带包括内侧的胫侧副韧带、外侧的腓侧副韧带、前方的髌韧带、髌支持带和后方的腘斜韧带,囊内韧带主要为前、后交叉韧带,膝横韧带等。半月板有内和外侧半月板,位于股骨内、外侧髁和胫骨内、外侧髁之间。

4. 膝关节的神经支配

前部由股神经的肌皮支,闭孔神经前支及隐神经支配。后部由坐骨神经、胫神经、腓总神经和闭孔神经后支等支配。此外,腓浅神经、腓深神经的返支亦分布至膝部。

5. 膝关节动脉网

膝关节的血供十分丰富。由股动脉、腘动脉、胫前动脉和股深动脉的多个分支在膝关节周围互相吻合形成动脉网。具体分支有:旋股外侧动脉降支,股动脉的膝降动脉,腘动脉的5个关节支(膝上内侧动脉、膝上外侧动脉、膝中动脉、膝下内侧动脉和膝下外侧动脉),股深动脉的第3穿动脉和股前返动脉。

膝关节的生物力学特点为:

1. 在胫股关节,面关节运动同时发生在三个平面,但在矢状面的运动最大。在髌股关节,面关节运动同时发生在两个平面,额状面和横断面,且在额状面的运动较大。

2. 面关节运动可以运用瞬时中心技术来描述。对于一个正常的膝关节,该技术可以揭示以下几个方面:胫股关节在矢状面依次连串隔隙运动的瞬时中心遵循半圆形的轨迹,胫股接触点位移的方向与胫骨表面正切,表明滑动贯穿整个运动范围。胫股关节锁定(screw-home)机制增加了关节在完全伸直时的稳定性。

3. 提供维持膝关节额外被动稳定性的结构包括韧带和半月板,动态稳定的维持则是由膝周围的肌肉来完成的。

4. 胫股关节和髌股关节承受强力的影响。肌力对关节反作用力的大小影响最大,胫股和髌股关节的关节反作用力都能高达体重的数倍。在髌股关节,膝关节的屈曲也能影响关节反作用力,膝屈曲越大,关节反作用力越大。

5. 尽管胫骨平台是膝关节主要的承重结构,关节软骨、半月板和韧带也承担了负重的任务。在分散应力和减小施加在胫骨平台上的负荷方面,半月板都有辅助的作用。

6. 在整个运动范围中,髌骨通过加长股四头肌肌力的杠杆臂来辅助膝的伸直,并使得作用在股骨上的压力分散得更广。

病理学

1.关节软骨

最初的病变发生在关节软骨。首先,软骨表面变粗糙,失去光泽和弹性,局部软化;继而,负重部位软骨在关节活动时碎裂、剥脱,软骨下骨质外露。

2.软骨下骨

根据Wolff 定律,负重较多的部位软骨下骨骨质密度增加,呈象牙质改变;负重较少的部位,软骨下骨发生萎缩,形成囊性改变。在软骨的边缘韧带或肌腱附着处,因血管增生,通过软骨内化骨形成骨赘。

3.滑膜

滑膜早期的病理改变为增殖型滑膜炎,表现为滑膜大量增殖、水肿,关节液分泌增多;后期为纤维型滑膜炎,表现为少量关节液,增殖的滑膜被纤维组织所形成的条索状物代替。

4.关节囊与肌肉

关节囊纤维变性,限制关节活动。关节周围的肌肉因疼痛产生保护性痉挛,长时间的痉挛导致肌肉及软组织挛缩,使关节出现屈曲或内翻畸形,关节活动进一步限制。

临床表现
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辅助检查

1.实验室检查

伴有滑膜炎的患者可出现CRP和ESR轻度升高。继发性膝OA患者可出现原发病的实验室检查异常,出现滑膜炎者可有关节积液。

2.膝关节正侧位X线片

膝关节骨性关节炎的早期X线可无明显变化,随着病变的发展,关节负重区逐渐出现关节间隙不对称狭窄。髌骨、股骨髁、胫骨平台关节缘呈唇样骨质增生,胫骨髁间隆突变尖,关节间隙变窄,软骨下骨质致密,有时可见关节内游离体。严重者可出现关节内翻或外翻畸形。

注意:X线片可早期对膝骨性关节炎做出诊断,排除膝关节结核、骨折、肿瘤等疾病,有助于及时正确治疗。

3.MRI检查

可检测到关节软骨丢失、软骨下囊性变、半月板、反应性骨髓水肿等情况。然而,随着MRI技术的发展和生物标记物联合应用可为骨关节炎的早期诊断提供了技术支持。特别是改型的MRI(dGEMRIC),其检查的是被称为葡糖胺聚糖 (GAG)的一种聚合物的浓度,诊断 “标记”是附着于GAG上的氢原子。

4.CT、选择性血管造影等检查

可作为辅助诊断,以供参考。

诊断
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鉴别诊断
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治疗

治疗原则应以非药物治疗联合药物治疗为主,必要时才考虑手术治疗。

(一)非手术治疗

1.非药物治疗

(1)对患者进行宣教,消除其思想负担等;

(2)指导其进行合理的关节锻炼,控制体重,减轻受累关节的负荷等;

(3)运用针灸、推拿按摩、热疗等物理治疗措施缓解关节疼痛等。

2.药物治疗

(1)控制症状的药物:①口服药:对乙酰氨基酚、NSAIDs、阿片类药物。②注射液:糖皮质激素、透明质酸 (玻璃酸)、NSAIDs。③局部外用药:NSAIDs、辣椒碱。

(2)骨性关节炎慢作用药 (DMOAD)及软骨保护剂:氨基葡萄糖、硫酸软骨素、双醋瑞因、多西环素、双磷酸盐、维生素A、C、E。

注意:药物首选对乙酰氨基酚治疗。对乙酰氨基酚无效者应考虑 NSAIDs;NSAIDs禁忌/无效/不耐受者:考虑阿片类;联合使用DMOAD疗效更佳。急性期 (尤其积液)患者可选用关节穿刺注射长效激素+玻璃酸钠,每周1次,5周为一疗程。

(二)手术治疗

1.适应证

 ①非手术治疗无效或复发,症状较重,影响生活和工作;②严重膝关节炎伴膝关节内翻或外翻。

2.禁忌证

 ①膝部有感染灶或其他部位尚有活动性感染;②膝部神经性病变;③全身情况或伴发疾病使患者难以耐受手术者;④病理性肥胖;⑤难以配合治疗者。

3.术前准备

 ①完善常规术前检查。术前备血。如有高血压或糖尿病,术前须调控血压、血糖;②检查术前膝关节的活动范围;③摄膝关节正侧位、膝关节前后位片,CT扫描。

注意:如果进行全膝关节置换术,术前需拍站立位全长片以计算下肢的机械轴和解剖轴,有助于判断双侧膝关节的内外翻情况。没有条件拍摄下肢全长片,可以分别拍髋、膝、踝关节的正位片,自行拼接来评估下肢的力线。

4.经典手术方式

 ①胫骨截骨术。②腓骨高位截骨术。③股骨远端截骨术。④膝关节融合术。⑤人工膝关节置换术 (人工单髁置换或全膝关节表面置换)。

注意:早期年轻的患者首先考虑胫骨截骨术;当膝外翻超过12°~15°时,进行股骨远端截骨术;后期年轻患者且从事体力活动,首先考虑进行膝关节融合术;晚期老年患者才优先选择人工关节置换术。

手术常见并发症:矫正不足、截骨部位不愈合、关节内骨折、血栓栓塞、假体松动、断裂脱落、腓总神经损伤、感染等。

5.微创手术

 利用膝关节镜技术对受累膝关节进行清理可取得一定的疗效。该技术主要适用于早期病变关节边缘骨赘增生患者,关节内游离体的取出。禁用于局部皮肤软组织感染的患者。

6.骨软骨和自体软骨细胞移植术

 只适用孤立、全厚、Ⅳ级的股骨软骨缺损以及不超过Ⅱ级的胫骨面软骨软化。此外,分离培养技术复杂,价格昂贵,目前在临床上还难以推广应用。

7.术后康复

(1)微创手术术后1天可下地活动。

(2)截骨术术后第2天可下床活动,前6周需扶双拐50%负重行走,6周后可完全负重。

(3)人工膝关节置换术术后2~3天可扶双拐下地活动。

(4)术后2~3个月可恢复轻度工作,术后半年应避免重体力劳动。

(三)诊治要点

1.年龄>50岁,反复劳累或创伤史。

2.膝关节疼痛和发僵,早晨起床时较明显,活动后减轻,活动多时又加重,休息后症状缓解。

3.膝关节屈伸活动时可扪及摩擦音。

4.X线片有骨赘形成或关节间隙变窄。

5.治疗上首选非手术治疗,若疗效欠佳,可选手术治疗。

患者教育

合理饮食,规律生活,避免过重的负荷,调整劳动强度,减少爬山、爬楼梯等增加关节负荷的运动。控制体重,适当进行平地快走或慢跑、游泳、太极拳等有氧锻炼。每天可进行15分钟直腿抬高锻炼以增强股四头肌肌力。天气寒冷时应注意保暖,必要时戴上护膝,防止膝关节受凉。

预防

合理饮食,规律生活,避免过重的负荷,调整劳动强度,减少爬山、爬楼梯等增加关节负荷的运动。控制体重,适当进行平地快走或慢跑、游泳、太极拳等有氧锻炼。每天可进行15分钟直腿抬高锻炼以增强股四头肌肌力。天气寒冷时应注意保暖,必要时戴上护膝,防止膝关节受凉。

来源
外科医生手册,第1版,978-7-117-24388-9|针刀临床ABC,第1版,978-7-117-20094-3
针刀临床ABC,第1版,978-7-117-20094-3
外科医生手册,第1版,978-7-117-24388-9
全国县级医院系列实用手册——外科医生手册,第1版,978-7-117-24388-9
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