膝关节置换术

膝关节置换术，是一种外科手术程序，用于置换膝关节的承重表面以减轻疼痛和残疾。它最常用于骨关节炎[1]和其他膝关节疾病，例如类风湿关节炎和银屑病关节炎。对于因晚期类风湿关节炎，创伤或长期存在的骨关节炎而严重畸形的患者，手术可能更复杂，风险更高。骨质疏松症通常不会引起膝盖疼痛，畸形或发炎，也不是进行膝关节置换的理由

导致衰弱性疼痛的其他主要原因包括半月板撕裂，软骨缺损和韧带撕裂。老年人因骨关节炎而使人虚弱的疼痛更为普遍。

膝关节置换手术可以作为部分或全部膝关节置换进行。[2]通常，外科手术包括用成形为允许膝盖连续运动的金属和塑料部件替换患病或受损的膝盖关节表面。

手术通常会引起严重的术后疼痛，并且包括剧烈的身体康复。康复期可能为12周或更长时间，可能需要使用行动辅助工具（例如步行架，拐杖），以使患者恢复术前的行动能力。[3]据估计，大约82％的膝关节置换手术将持续25年。[4]


膝关节置换

内容
1 医疗用途
2 术前准备
3 技术
3.1 股骨置换
3.2 术后疼痛控制
4 变化
4.1 部分膝关节置换
5 组件和区域
6 风险
6.1 深静脉血栓形成
6.2 骨折
6.3 失去运动
6.4 不稳定
6.5 松动
6.6 感染
7 术后评估
8 术后康复
9 频率
10 参考

医疗用途



全膝关节置换的X射线，前后视图（左）和侧视图（右）


膝关节置换手术切口
膝关节置换手术最常用于晚期骨关节炎患者，在用尽保守治疗后应考虑使用。[5] 全膝关节置换术也是纠正年轻患者严重膝关节或骨创伤的一种选择。 同样，可以进行全膝关节置换以矫正轻度外翻或内翻畸形。 严重的外翻或内翻畸形应通过截骨术纠正。 物理疗法已被证明可以改善功能，并可能延迟或阻止膝关节置换的需要。 在进行需要大范围活动范围的膝关节运动时经常会感到疼痛。[6]

术前准备


角度膝关节置换术前常用的测量：
髋膝轴角度（HKS）[7]
髋膝踝角度（HKA）[8]
为了指示在发生骨关节炎的情况下进行膝关节置换，其影像学分类和症状的严重性均应充分考虑。例如射线照相术应包括负重两个膝盖- AP，横向的X射线，和30度的弯曲的。 AP和侧视图可能不会显示关节间隙变窄，但是30度屈曲视图对变窄最敏感。还使用全长突出物以调节假体以为远端下肢提供中性角度。为此使用的两个角度是：

髋膝轴角度（HKS），[7]穿过股骨干纵轴的线与它的机械轴之间的夹角，即从股骨头的中心到远端con突之间的线股骨。[9]
髋膝踝角（HKA），[8]是股骨机械轴与踝关节中心之间的夹角。[9]它通常是1.0°和成人内翻的1.5°之间。[10]
患者应按每天的指示进行运动范围锻炼，并加强髋，膝和踝关节。在进行手术之前，先进行术前测试：通常是全血细胞计数，电解质，APTT和PT以测量凝血，胸部X射线，ECG和血液交叉匹配以进行可能的输血。大约在手术前一个月，可以给患者开补充铁剂以增强其血液系统中的血红蛋白。需要精确测量受影响膝盖的X射线，以测量所需组件的大小。华法林和阿司匹林等药物将在手术前几天停药以减少出血量。患者可以在手术当天如果手术前，工作起来是在麻醉前诊所作出或可能进入医院手术前一天或几天被选取。目前，没有足够的质量证据支持在进行全膝关节置换术的老年人中使用术前物理疗法。[11]

术前教育目前是患者护理的重要组成部分。有证据表明，它可以在膝关节置换术之前稍微减轻焦虑，有害作用的风险较低。[12]

膝关节置换之前减肥手术不出现改变的结果。[13]

技术


全膝关节置换模型
手术包括暴露膝盖前部，使股四头肌（股股肌）脱离骨。髌骨向关节的一侧移位，从而使股骨的远端和胫骨的近端暴露。然后，使用面向骨骼长轴的切割导向器将这些骨骼的末端精确切割成一定形状。去除软骨和前交叉韧带；后十字韧带也可以去除[14]，但胫骨和腓骨侧韧带得以保留。后交叉韧带是否被切除或保留取决于所用植入物的类型，尽管在膝关节功能或活动范围上似乎没有明显的差异支持哪种方法。[15]然后将金属成分撞击到骨骼上或使用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）水泥固定。存在替代技术，这些技术可以在没有骨水泥的情况下固定植入物。这些无骨水泥技术可能涉及骨整合，包括多孔金属假体。最后，检查稳定性和活动范围，然后进行冲洗，止血，放血和封闭[16]。

股骨置换
股骨使用圆头植入物，模仿关节的自然形状。在胫骨上，该部件是扁平的，尽管有时它的茎向下伸入骨骼内部，以提高稳定性。然后将平坦的或略微凹陷的高密度聚乙烯表面插入胫骨组件，以便将重物从金属转移到塑料而不是金属转移到金属。手术期间必须纠正任何畸形，并且韧带必须保持平衡，以使膝盖具有良好的活动范围，并且保持稳定和对齐。在某些情况下，髌骨的关节面也被去除，并用胶合到髌骨后表面的聚乙烯纽扣代替。在其他情况下，髌骨将保持不变。

术后疼痛控制
最常用的是局部镇痛技术（神经麻痹或连续股神经阻滞[17]或内收管阻滞[18]。使用布比卡因脂质体在包膜周围区域进行局部麻醉浸润可在术后提供良好的镇痛效果，而不会增加不稳定或神经损伤的风险。[19]局部浸润镇痛和股神经阻滞相结合以实现多峰镇痛的方法很普遍。

变化

胶合和非胶合部件之间，是否重新铺装髌骨之间以及是否使用电烙术使the骨脱神经之间，制造和手术准备的膝关节置换都有差异。与无骨水泥技术相比，骨水泥固定术更容易受到将来无菌性松动的影响。[20]

保留后交叉韧带（PCL）已显示对患者有益。去除PCL已显示出可以减小个人在膝盖上可施加的最大力量。[21]通常，去除PCL的人在攀爬时会向前倾，以使四头肌的力量最大化。全膝关节置换程序的一种变化是允许使用聚乙烯插入物在假体中移动，这种方法称为活动轴承全膝关节置换术。[22]没有强有力的证据表明，与固定PCL的全膝关节置换术相比，这种方法可以改善膝关节功能，降低死亡率，减少不良反应或减轻疼痛程度[22]。

在全膝关节置换术中已开发出微创手术方法，不会切断股四头肌腱。微创膝关节手术有不同的定义，包括较短的切口长度，没有骨不外翻（向外翻出）和专用器械的定义。几乎没有随机试验，但是研究发现术后疼痛更少，住院时间更短，恢复时间更短。但是，没有研究显示出长期的益处。[3]

局部膝关节置换
主要文章：膝关节单髁置换术
单室置换术（UKA），也称为部分膝关节置换术，对某些人来说是一种选择。 膝盖通常分为三个“隔间”：内侧，外侧和髌股。 大多数患有严重关节炎以至于可以考虑进行膝关节置换的人在上述两个或多个室中均存在明显的磨损，并接受了全膝关节置换术（TKA）的治疗。 少数患有骨关节炎的人主要在一个隔间（通常在内侧）内佩戴，可能是单隔室膝关节置换的候选人。 与TKA相比，UKA的优势包括切口更小，术后康复更容易，术后活动范围更好，住院时间更短，失血更少，感染，僵硬和血凝块的风险更低，但必要时进行更难的修复。 患有感染性或炎性关节炎（类风湿关节炎，狼疮，牛皮癣）或明显畸形的人不适合该手术。

组件和区域


KS（膝盖协会）区，侧视图。[23]
组件周围的标准化区域用于指定例如射线照相追踪上松动的迹象。 有多种用于指定此类区域的分类系统，[24] [25]包括2015年发布的KS（膝盖协会）区域。[23]


膝关节假体的主要组成部分。


KS区，前后（AP）视图。[23]

特定的KS区域如下，带*的区域可以指定为“ A”（前），“ P”（后），“ M”（中）或“ L”（外）：[23]

股骨组件（侧视图）
1区和2区：分别为前凸缘和后凸缘。
区域3：中央框/远端固定区域，其中“ A”和“ P”表示相应的倒角（如果可见）*
区域4：茎延伸*
区域5：干
胫骨成分：
区域2：外侧为前视图，内侧为前后（AP）视图。
区域2：侧面朝后，AP朝后。
区域3：中龙骨/茎/钉固定区域*
区域4：茎延伸*
区域5：骨或柄的下侧

风险性
膝关节置换术的风险和并发症[26]与所有关节置换术相关的风险和并发症相似。最严重的并发症是关节感染，发生率不到1％。感染的危险因素与患者和手术因素均相关。[27]深静脉血栓形成的发生率高达15％，有症状的发生率为2-3％。 1-2％的患者发生神经损伤。持续的疼痛或僵硬发生在8-23％的患者中。 5年时，约2％的患者发生假体衰竭。[3]

肥胖者全膝关节置换的并发症风险增加。[28]应该建议病态肥胖的人在手术前减轻体重，如果符合医学条件，则可以从减肥手术中受益。[29]

在股骨和胫骨组件之间的聚乙烯平台的压裂或碎裂可能是令人关注的。这些碎片可能会卡在膝盖中并造成疼痛，或者可能移至身体的其他部位。植入物设计的进步极大地减少了这些问题，但是在膝关节置换的整个生命周期中仍然存在潜在的担忧。

深静脉血栓形成
根据美国骨科医师学会（AAOS）的研究，腿部深静脉血栓形成是“膝关节置换手术最常见的并发症...预防...可能包括定期抬高患者的腿部，小腿运动以增加血液循环，支持长袜和药物以使您的血液稀薄。” [2]

骨折
随着患者群体的老龄化，假肢周围骨折变得越来越频繁，并且可能在术中或术后发生。根据骨折的位置和假体的稳定性，可以通过切开复位术和对假体进行内固定或修复进行手术治疗。

失去运动
全膝关节置换后，膝盖有时可能无法恢复其正常活动范围（通常为0-135度）。这在很大程度上取决于术前功能。大多数患者可以达到0–110度，但是会发生关节僵硬。在某些情况下，在麻醉下对膝盖进行操作可减少术后僵硬。也有许多制造商生产的植入物被设计为“高屈曲”膝盖，提供了更大的活动范围。

不稳定性
在某些患者中，手术后膝盖骨移位到膝盖的外侧。这很痛苦，通常需要通过手术来重新调整膝盖骨。但是，这种情况很少见。

松动
假体的松动可以在X射线片上通过植入物周围的较薄的射线透射空间来表示，或更明显的是通过植入物的位移来显示。[30]

感染
当前AAOS的分类将假体感染分为四种类型。[31]

1型（术中阳性培养）：两次术中阳性培养
2型（术后早期感染）：在术后第一个月内发生感染
3型（急性血源性感染）：先前功能良好的假体部位的血源播种
4型（晚期慢性感染）：慢性惰性临床病程；感染已存在一个多月
尽管比较罕见，但假体周围感染仍然是关节置换术中最具挑战性的并发症之一。详细的临床病史和身体状况仍然是识别潜在的假体周围感染的最可靠工具。在某些情况下，可能会出现发烧，发冷，关节疼痛和鼻窦引流的典型体征，仅进行诊断研究即可确认诊断。但是实际上，大多数患者并没有这些临床症状，实际上，临床表现可能与其他并发症（如无菌性松动和疼痛）重叠。在那些情况下，诊断测试可用于确认或排除感染。


FDG-PET CT显示败血性膝关节假体松弛； FDG的富集显示出强烈的炎症灶：演示性的：PET影像学与CT重建不同，不受假体的高辐射衰减的干扰。
全膝关节置换周围感染的现代诊断基于肌肉骨骼感染学会（MSIS）的标准。[32]他们是：

1，有一条与假体连通的窦道; 2.通过从至少两个分离的组织或体液样本中培养而分离出病原体，这些组织或体液样本取自受影响的修复关节；要么

存在以下六个条件中的四个：

1，血清红细胞沉降率（ESR> 30mm / hr）和血清C反应蛋白（CRP> 10 mg / L）升高，

2，滑膜白细胞计数升高

3，滑膜中性粒细胞百分比（PMN％）升高

4，患处有脓性

5，在假体周围组织或液体的一种培养物中分离微生物，或

6，通过假体周围组织的组织学分析以400倍放大倍数观察到的五个高倍视野中每个高倍视野中的中性粒细胞大于五个。

上述实验室测试均没有100％的灵敏度或特异性可用于诊断感染。在存在临床怀疑的患者中进行测试时，特异性会提高。 ESR和CRP仍然是筛查的良好一线检测方法（高灵敏度，低特异性）。关节抽吸仍是确定感染的最高特异性的测试。

治疗方法的选择取决于假体感染的类型。[33]

术中阳性培养：仅抗生素治疗
术后早期感染：清创术，抗生素和假体保留。
急性血源性感染：清创术，抗生素治疗，保留假体。
慢性晚期：置换置换术延迟。仅手术清创术和肠胃外抗生素在该组中取得的成功有限，而且护理标准涉及置换置换术。[34]
可以在随后的AAOS指导课程中找到适当的抗生素剂量[31]。

术后评估


悬垂（箭头）似乎没有任何有害作用。[35]
定期通过X射线评估膝关节置换，包括以下措施：


HKA：髋膝踝角，理想的是从直角开始在3°内翻至3°外翻之间。[36]


-FFC：额部股骨角。 当外翻为2–7°时，通常被认为是最佳选择。[37]
-FTC：额胫骨前角，成直角时视为最佳。 通常发现内翻位置超过3°会增加假体的失败率。[37]


-股骨前切口（股骨成分导致股骨远端前部厚度减小），当超过约3 mm时，似乎会增加骨折的风险。[38]
-LTC：胫骨外侧（或矢状位）角，其位置理想，与胫骨板成直角相比，胫骨屈曲0–7°。[37]

术后康复
术后住院的平均时间为5天，具体取决于患者的健康状况和医院外部的可用支持量。[39]由于股四头肌的无力，直到外科医生指定要保护拐杖或助行器的重量[40]。[41]在术后不久的那段时间里，多达39％的膝关节置换患者的疼痛控制不充分。[ 42]

为了增加术后良好结果的可能性，必须进行数周的物理治疗。在这几周中，治疗师将帮助患者恢复正常活动，并防止血栓，改善血液循环，增加活动范围，并最终通过特定的锻炼来增强周围的肌肉。尚不清楚诸如神经肌肉电刺激之类的技术是否能有效促进手术后膝盖肌肉力量的增加。[43]通常活动范围（达到假体的极限）在头两周内恢复（越早越好）。随着时间的流逝，患者能够增加手术腿的负重量，并最终能够在物理治疗师的指导下承受全部负重。[40]大约十个月后，患者应该能够恢复正常的日常活动，尽管手术的腿可能比非手术的腿弱得多。[41]

对于术后膝关节置换患者，固定不动是疼痛和其他并发症导致的一个因素。流动性被认为是人类生物学的重要方面，对人体系统有许多有益的影响。[44]大量文献记载，身体不动会影响每个身体系统，并导致长期疾病的功能并发症。[45]在大多数进行膝关节置换术的外科医院中，下床活动是向患者推广的护理的关键方面。早期活动可降低与固定相关的并发症的风险，例如压力性溃疡，深静脉血栓形成（DVT），肺功能受损和功能丧失。[46]护士对患者的提早行动的促进和执行已发现，它可以大大减少上述并发症，并减少住院时间和进一步住院的费用。[46]护士也可以与诸如物理治疗和职业治疗之类的团队合作，以实现移动目标并减少并发症。[47]

连续被动运动（CPM）是一种术后治疗方法，使用机器使膝盖在特定的活动范围内连续运动，目的是防止关节僵硬并改善康复。[48] [49]没有证据表明CPM治疗可在临床上改善活动范围，疼痛，膝盖功能或生活质量。[49] CPM价格便宜，方便，可帮助患者达到治疗依从性。但是，CPM应该与传统的物理疗法结合使用。[48]在特殊情况下，如果该人遇到无法进行标准操作治疗的问题，那么CPM可能会有用。[48]

有时在手术后建议使用冷冻疗法（也称为“冷疗法”）以减轻疼痛并限制膝盖肿胀。冷冻疗法包括在膝盖关节的皮肤上使用冰袋或冷水。然而，冷冻疗法减轻疼痛和肿胀的证据非常薄弱，而全膝关节置换手术后的益处很小。[50]

一些医生和患者可能考虑对膝关节置换术后的深静脉血栓形成进行超声检查。[51]但是，这种检查只能在有指征的情况下进行，因为按常规进行检查是不必要的医疗保健。[51]如果存在可能导致深静脉血栓形成的医疗状况，医生可以选择采用冷冻疗法和间歇性气压治疗来治疗患者，以作为预防措施。

加巴喷丁和普瑞巴林都没有发现对膝关节置换术后的疼痛有用。[52]一项Cochrane审查得出的结论是，早期的多学科康复计划可能在活动和参与率方面产生更好的结果。[53]

频率
2011年，进行了718,000例住院治疗，膝关节置换术在美国所有手术室操作中占4.6％，这使其成为住院期间最常见的操作之一。[54] [55]在2001年至2011年之间，美国医院进行的膝关节置换术数量增加了93％。[56]美国社区医院的一项研究表明，2012年，在涉及OR手术的住院治疗中，膝关节置换术是由Medicare（占住院的10.8％）和私人保险（占9.1％）支付的住院期间最频繁进行的OR手术。对于由Medicaid支付的住院或未投保的住院，膝关节置换术不是执行频率最高的前五项手术之一。[57]

预计到2030年，美国每年进行的全膝关节置换术的需求将增加到348万例。[58]

另见
自体软骨细胞移植
微骨折手术
Knee osteoarthritis
Osseointegration
Meniscus transplant
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