膝关节剥脱性骨软骨炎诊治进展

付维力 李箭

四川大学华西医院骨科（成都 610041）

剥脱性骨软骨炎（osteochondritis dissecans，OCD）是指各种致病因素导致的局限性关节软骨及其软骨下骨病变，并逐渐与其周围正常骨分离、脱落的一种关节疾病。OCD的发病率为0.01～0.06%［1］，其可发生于全身任何关节，但膝关节最常受累，据报道膝关节发病率为75%。根据远端股骨髁骺板的成熟状况，OCD可分为多发于10~15岁骺板尚未闭合的青少年型（juvenile osteochondritis dissecans，JOCD）和16~50岁骺板已闭合的成人型（adult osteochondritis dissecans，AOCD），其中以青少年型最为常见［2］。一般小于10岁和大于50岁以上很少发病。儿童和青少年患者多倾向于稳定型，成人OCD倾向不稳定型。通常好发年龄为10～36岁，其中发病高峰年龄是 10~13 岁；男女发病率比为 5∶3。Aichroth［3］通过统计200例OCD患者膝关节受损部位发现：膝关节OCD最常发生的经典部位是股骨内侧髁外侧面后份（约占70%），股骨内侧髁的滑车和中心区发病约占15%。约10%发生在股骨外侧髁，常见于承重的中心部位。滑车区和髌骨发病率不足5%。据报道两侧膝关节同时受累比率高达 25%［4］。Takahashi等［5］报道了 1 例两侧膝关节外侧股骨滑车都受累的OCD。Hanna等［6］报道了2例OCD为同一膝关节股骨内外侧髁都发病，2例患者最初都认为是股骨髁生长发育痛。

1 病因和病理变化

1887年K觟nig首次描述该病，并提出炎症是导致骨软骨界面分离的主要因素。对OCD的进一步研究推翻了该理论，目前OCD的确切病因仍不清楚，存在多种假说，可能的致病因素包括反复的轻微创伤、缺血、骨骺发育异常、遗传内分泌因素等。

1.1 反复的轻微创伤

多数学者支持创伤学说。Ludloff第一次提出稍微超过生理水平的轻微创伤可能是OCD的成因。Roesner基于Fick提出的膝关节运动的生物力学原理，通过尸体研究提出创伤引起OCD的机制是胫骨外旋时其髁间隆起反复撞击股骨内侧髁的外侧面所致。Bandi则认为OCD是由于膝关节中度屈曲位时下方胫骨和前方髌骨像一把“钳子”一样垂直作用于股骨髁，造成股骨髁的损害。

1.2 缺血

Enneking认为是股骨髁远端终末动脉阻塞造成骨缺血坏死，继发软骨下骨分离。Koch通过对坏死骨一系列的研究发现全部的毛细血管床梗阻是造成坏死的原因。Rieger则认为脂肪栓塞阻断终末动脉。而Watson-Jones认为是全身异常导致终末动脉血栓形成。Rogers和Gladstone第一次对股骨远端微血管解剖，证实股骨远端有丰富的吻合支，因此缺血理论曾一度被质疑。Enneking通过比较软骨下骨和肠系膜终末动脉弓状结构发现，软骨下骨吻合不足和阻塞是导致软骨下骨楔形坏死的因素。Ficat通过研究OCD患者骨髓压力发现，由于血液淤滞导致血流动力学异常，骨髓压力增高和循环阻塞。

1.3 骨骺发育异常

生长发育期远端股骨髁骨化中心的分离和骨化过程使得一些学者认为OCD可能只是正常生长发育的变异。Seidenstein认为是由股骨髁生长局部紊乱所致，并观察到未经任何积极治疗而自愈。Ribbing通过比较骨化中心分离的儿童和OCD的X线片认为，骨化中心是最小受力抵抗部位，OCD的病因是继发骨化中心分离所致，但随着生长发育会再附着，而当受到创伤时会完全分离。

1.4 遗传

一些学者通过研究OCD的家族发病率，认为该病可能是由遗传所致。Petrie发现34例OCD患者中有1例一级亲属患病。伴有常染色体显性和隐性遗传的多发性骨骺发育异常可能与OCD有关，所以考虑为家族型的OCD常伴发有侏儒症、胫骨内翻、Perthes病等。由于报道与家族有关的OCD仅为个别案例，目前认为OCD的发病具有家族性的可能性很小。

任何一种因素都难以解释OCD的确切病因，目前该病的病因倾向于多因素的共同作用［7］。首先由于反复的轻微创伤引起关节软骨及其软骨下骨病变，导致易损伤部位软骨下骨产生微裂隙，继续反复承重导致软骨下骨修复能力受损引起受累部位的局部缺血、坏死和生长改变。若对该病的早期认识和处理及时，受损部位可以通过自愈修复，缺血坏死骨的吸收和新骨形成的典型修复机制是：损伤区血管芽和间充质细胞形成的肉芽组织爬行取代坏死骨。但是大多数患者都不能通过自愈完全修复。损伤区的瘢痕组织阻碍骨修复使软骨下骨支撑作用变弱和关节软骨进行性软化导致骨软骨块分离脱落，滑液的侵蚀和不正确的机械受力最终导致碎片不稳定，关节腔游离体形成和坏死骨的完全吸收［8］。Cahill［9］将 OCD 的病理改变分为4级：Ⅰ级：关节软骨软化，软骨下骨水肿，但关节面尚完整；Ⅱ级：骨软骨部分分离，部分与周围骨相连；Ⅲ级：骨软骨分离，但还位于火山口缺损内；Ⅳ级：骨软骨分离脱落合并游离体形成。

2 预后

影响OCD预后的因素是多方面的，其中最主要是患者的生长发育程度。一般来说，患者年龄越大，预后越差，并发症发生率越高。Linden［10］研究平均年龄为29.4岁的40名OCD患者，都采用保守治疗，平均随访32.5年，20年后79%的患者已经出现关节退变的症状，这比正常病人组原发性OA要早10年。骨骼成熟的患者保守治疗常无效，完全治愈常需外科手术干预。一些研究已证实大于50%的JOCD患者采用非手术治疗可以自愈修复［11，12］。尽管如此，也必须重视 JOCD 的处理，因为不恰当的治疗往往导致严重的并发症，其中包括关节退行性变。一项调查JOCD长期疗效的研究［13］通过平均34年的随访，发现未经任何处理的JOCD中有32%的患者出现了中度至重度的OA。因此早期诊断、早治疗和密切随访对避免后遗症非常重要。其它影响预后的重要因素包括病程、损伤发生的部位和范围。其他影响因素还有损伤是否接近或就在负重区、碎片的稳定性、关节软骨的状态，还有膝关节力学环境的影响，尤其是膝关节轴线是否偏离。

3 临床表现

发病初期多无明显症状，一些患者可能会出现髌骨前内侧不适，需与内侧滑膜皱襞综合症鉴别［14］。大多数患者主诉疼痛、膝前方活动痛如上坡痛，常需与髌骨软骨软化症、髌股关节紊乱相鉴别。患者描述的疼痛程度各异，但多表现为钝痛。可有关节僵硬和肿胀积液。精细的查体对诊断非常有帮助。对于儿童和青少年稳定型OCD，临床查体可能发现轻微的防痛步态，通过膝关节不同屈曲角度的触诊可能引出膝前内侧压痛，无明显关节线压痛。查体可见Axhausen’s征阳性，即膝关节屈曲时可触及股骨髁的局限性触痛［15］。部分患者可表现出W ilson征阳性，即屈膝90°到伸直的过程中，大约30°时出现疼痛为阳性，伸直过程中伴胫骨外旋，胫骨髁间隆起内侧与OCD损伤的典型部位即股骨内侧髁的外侧面撞击所致［16］。对于不稳定型OCD，临床表现更典型。常可查出防痛步态，膝关节渗出，捻发音，不同屈曲角度的疼痛。如疼痛数周，可有股四头肌萎缩。一旦骨软骨片分离脱落，可有卡锁、打软腿等症状，部分患者可触到游离体和缺损。

4 辅助检查

4.1 影像学检查

当评估患者的临床症状和体征与OCD表现相符时，诊断性影像学检查尤为重要。诊断性影像学检查包括平片、MRI和锝骨扫描。这些检查不仅能够评估病损，判断预后，决定治疗方案，监测治疗过程，而且通过评估关节软骨的完整性还有助于决定是否采取保守治疗或是否必须手术治疗。迄今为止，对患者个体来说，没有一项单一的影像检查能成功地决定采取哪种治疗方案。一般利用平片显示未闭合的生长板和稳定型的损害；而对于大的缺损、非典型部位的损害、潜在不稳定型的损害，通常利用MRI进一步确诊。

4.1.1 平片

影像学检查通常首先采用普通平片，包括前后位、侧位和屈膝45～60°髁间窝位（隧道位）。髁间窝位尤其能显示股骨内侧髁外侧面后份的病损。如可疑髌骨或滑车病变，还可拍Merchant位片。高质量的X线片可以显示软骨下骨损害区与周围股骨髁间有一新月形的线状影。平片还可以观测到软骨下骨损害区边缘的骨质硬化，受累的软骨下骨密度增高和脱落的碎片。平片常用来显示损害的特征和部位，同时还可以排除骨的其它病变。同时医生可以通过平片记录儿童和青少年生长板的状况（未闭合、正在闭合和已长合）来决定治疗方案。

4.1.2 放射性同位素骨扫描（99mTcMDP）

MRI应用以前，骨扫描被认为是在诊断OCD时比平片更敏感的检查。锝骨扫描过去常用来判断病损的生物学恢复能力。一些研究［17-19］成功地证实连续的骨扫描能确切地显示痊愈程度。但是该显像模式因检测时间长、需建立静脉通道、放射性失踪剂注射的风险和分辨率低，目前较少采用。

OCD 锝骨扫描显像的 Cahill分期［17］：I期：放射平片和闪烁显像表现正常；II期：放射平片显示损伤，骨扫描显示正常；III期：损伤区同位素摄取增加；IV期：损伤区同位素摄取增加，并且整个股骨髁同位素摄取增加；V期：IV期征象，伴随与损伤区相对应的胫骨平台同位素摄取增加。

4.1.3 MRI

MRI在OCD诊断和处理中的应用非常广泛。MRI被认为是诊断OCD最敏感的影像学检查，尤其是对膝关节早期OCD的诊断。MRI不仅能够显示损害的范围和形状、部位、软骨和软骨下骨的情况，而且还能显示骨水肿的程度、碎片下方的高信号区域和游离体的存在。MRI还是准确判断不稳定型OCD的方法之一［20］。De Smet等［21］描述了 T2W I上的判断不稳定型OCD的 4种 MRI标准。在这些征象中，其中一种标准即骨软骨碎片下方的线状高信号对判断不稳定型OCD最具意义，因为72%的不稳定型OCD的MRI显示该征象。T1W I上的裂口征象也有助于判断病损，尤其是在T2W I上也有线状高信号表现时［22］。一些研究正在调查钆对成像的增强作用和治疗间的关系，但目前还没有定论。

Hefti［23］通过 OCD的 MRI表现创立了 OCD 的 MRI分期系统，目前被广泛应用。Ⅰ期：骨软骨片边缘不清晰，信号变化不明显；Ⅱ期：骨软骨片边缘清晰，骨软骨片与母骨之间无液性信号；Ⅲ期：骨软骨片与母骨之间部分能见到液性信号；Ⅳ期：液性信号完全包绕骨软骨片，但骨软骨片仍在原位；Ⅴ期：骨软骨片完全分离并且移位（游离体）。

4.2 关节镜检查

对于一些经选择的OCD病例的诊断和治疗，关节镜是一种非常有价值的诊治手段。其优点是：能直接在关节镜下观察和探测损伤部位；可以明确诊断和准确分期；可以评估碎片的稳定性；还可以完成治疗。Guh l［24］通过评估44例OCD患者的关节镜下表现，发展了关节镜下的OCD分类系统。该分类系统从稳定型损伤到游离体的形成，把OCD分为4期（关节镜下表现）：Ⅰ期：关节软骨面不规则且软化，关节面尚完整；Ⅱ期：关节软骨裂隙，无分离；Ⅲ期：关节软骨裂隙，且部分分离；Ⅳ期：关节面火山口状缺损和游离体形成。

5 治疗

OCD的治疗选择根据患者的年龄、损伤的解剖部位、损伤程度、稳定性和病变范围，可采取非手术治疗和手术治疗［25，26］。（图 1、2）

图1 JOCD治疗流程图

图2 AOCD治疗策略

5.1 非手术治疗

对青少年稳定型OCD采用保守治疗已得到广泛的认可。治疗重点是消除高负荷的撞击因素，短期固定受累膝关节，促进病损的痊愈。保守治疗的方式有调整活动，理疗，密切观察，短期减少负重，避免剧烈运动，尤其是产生撞击和旋转的活动。是否固定膝关节目前还存在一些争议。支持固定的学者认为固定可以避免OCD损伤部位与胫骨的接触和撞击，再者，运动会危害软骨下骨的愈合。反对者认为固定不利于软骨营养的摄取，并强调被动活动促进软骨愈合的重要性。固定的方法有石膏、铰链式膝关节支具或标准的膝关节固定器固定。允许膝关节被动活动的铰链式支具是不错的选择，但还缺乏临床实践的有效性评估。固定体位为保持膝关节微屈曲位。在为患者设计固定方式时应考虑到方便性和患者的依从性。Flynn等［27］推荐OCD非手术处理的三阶段方案：第一阶段（1~6周）固定膝关节，允许部分承重；第二阶段（6~12周）解除固定，允许患者开始在承重状态下活动，并辅助理疗以改善膝关节活动范围和股四头肌与腘绳肌力量；最后一阶段允许在密切监护下进行跑步运动。应注意避免高能量的撞击和产生剪切力的活动，直到几个月活动时疼痛症状消失和照片复查显示痊愈。有时症状可能复发，照片可能显示病情进展，这种情形下有必要重复固定。值得注意的是，尽管JOCD比AOCD预后好，但并不是所有的JOCD都能自愈。Cahill等［28］报道76例JOCD患者（92个膝关节受累），采用10~18月的限制活动和偶扶拐活动，结果发现43%的失败率。再者，长期的制动和不负重的保守治疗可能导致关节僵硬、肌肉萎缩和软骨退变。

5.2 手术

对于骨软骨块分离、不稳定型OCD和骨骺已闭合患者，经保守治疗无效都应采取手术治疗［29］。手术治疗同样适于经至少6个月的正规非手术治疗无效的关节面尚完整的青少年患者。手术治疗的目的是促进软骨下骨的愈合，保持关节协调性，固定不稳定碎片，修复缺损。

5.2.1 关节软骨尚完整的稳定型

多采用关节镜下钻孔术。OCD关节镜下钻孔的典型适应症是关节软骨面尚完整的GuhlⅠ°损伤，显示分离早期征象的Ⅱ°损伤也可采用关节镜下钻孔。关节镜下钻孔可分为通过骨骺的逆行钻孔和通过关节软骨的顺行钻孔。尽管逆行钻孔要求达到精确的位置和穿透深度可能面临更多的技术挑战，但是该手术可以避免穿透关节软骨造成的损伤，同时可行骨移植。而顺行钻孔定位准确而且技术操作简单，但是该手术造成关节软骨上的通道损伤，后期只有靠纤维软骨愈合。Kocher［30］研究23例JOCD患者，其中有30个膝关节内侧髁的外侧面受累，采用钻孔术后平均4.4个月，所有患者照片显示全部愈合，平均随访3.9年，患者Lysholm评分显著改善。而AOCD采用钻孔术后报道的治愈率约为50%［31］。有学者报道从髁间裸露区进行钻孔可以消除对关节软骨的损伤，获得了良好的临床效果，但尚需进一步研究和观察。Berna-Serna等［32］对1例14岁的OCD患者进行超声引导经皮钻孔术，随访显示良好的结果。对于有钻孔适应症的早期OCD患者，超声引导经皮钻孔术可能是一个很好的选择，但由于病例数较少，其可行性和疗效尚需进一步探讨。

5.2.2 关节软骨尚完整的不稳定型

对于不稳定型OCD［33］，需采用关节镜评估骨软骨碎片与火山口状缺损的大小匹配关系。对于小的碎片，可予以摘除。适当大小的骨软骨块应将其复位固定，固定方式有：可吸收钉（棒）、松质骨螺钉、埋头加压螺钉、Herbert螺钉和骨软骨栓等。为了防止骨软骨块的旋转，一般采用两枚螺钉交叉固定。一些临床随访研究应用内固定技术治疗AOCD显示显著的临床疗效［34］。但是应该注意骨软骨块固定时关节内可能出现的并发症：如内固定物移位、螺帽突出、滑膜炎等。新一代的可吸收内固定的应用可以减少并发症的发生，包括滑膜炎、周围骨的骨质溶解、慢性渗出。骨软骨块的复位内固定应首选在关节镜下进行，因为关节镜可以减少关节开放切开带来的并发症，但是考虑到一些碎片的性状可能必须行开放手术。碎片和股骨髁火山口状缺损的准备：清除肉芽组织和硬化骨，并修整缺损边缘，使创面出血为止。骨缺损较大时必须采用植骨以消除固定碎片后的沉降。同时应建立关节面对合一致。

5.2.3 全层骨软骨缺损

对于GuhlⅣ型是否采取固定取决于骨软骨块的软骨条件和软骨下骨的剩余量。如果骨软骨块的软骨条件很差，软骨下骨剩余量不足，不宜采取固定时，必须清除碎片，修整缺损面，采取骨髓刺激技术或移植技术修复缺损。对于小于10mm深的骨软骨缺损，适于采用关节镜下关节磨削成形术、钻孔术和微骨折技术刺激骨髓、纤维软骨形成来填充关节缺损。原理是：这些技术破坏了骨内的血管，引起纤维蛋白凝块的形成和骨基质生长因子的释放，并引入新的间充质细胞到局部缺损处，最后这一系列事件导致软骨修复基质的形成。对于深度大于10mm的缺损且缺损位于承重部位，宜采用移植技术修复缺损，包括通过采用自体、同种异体骨软骨组织移植和自体软骨细胞移植（autologous chondrocyte transplanta tion，ACT）的方法达到软骨生物学表面重建。自体骨软骨镶嵌移植术（马赛克技术）［35］是取自体膝关节非负重区（通常在滑车周围）的骨软骨块移植到OCD缺损处，其缺点是只能修复小的缺损，且供区仍存在不少并发症。Outerbridge等［36］采用自体骨软骨移植方法修复大的股骨髁OCD缺损仍取得了显著的临床疗效。在重建承重区关节软骨面时，移植物定位、表面的凹凸度和移植物的稳定性非常关键。自体骨软骨移植的潜在缺点是供区部位并发症和移植物松弛［37］。同种异体骨软骨移植［38］主要适用于大的表面缺损，也采取类似的方法，可用可吸收棒或螺钉固定骨软骨块，其主要缺点是异体组织产生的免疫排斥反应。目前还没有长期有效的随访结果。

对大的全层缺损，ACT因其强大的软骨再生能力成为目前研究的焦点［39，40］。其技术路线是：取自体骨（一般取胫骨近端）移植填充于缺损处，待骨移植物愈合后（一般8～16周）取骨膜片或Ⅰ型胶原薄膜片与缺损软骨边缘缝合，并用纤维蛋白胶封口或固定，收集体外培养至少扩增4~6周的自体软骨细胞悬液注射到骨膜片或Ⅰ型胶原薄膜片下。其适应证是能治疗2～10cm2的缺损。Peterson等［40］利用该项技术处理48例OCD患者，其中 35例诊断为JOCD，7例患者18岁前接受手术，结果发现大于90%的患者获得成功的临床疗效。Aurich等［41］采用“三明治夹心”技术的ACT治疗经多次手术失败的大的OCD骨软骨缺损，3年随访结果满意。Krishnan等［42］前瞻性分析经采用包裹自体软骨细胞的胶原移植（colla gen-covered autologous chondrocyte implantation，ACI-C）治疗的37例OCD患者的临床、关节镜和组织学结果，平均随访4.08年，其改良Cincinnati评分从46.1改善到68.4，其中“极好”和“好”的临床结果 JOCD占 82.1%，而AOCD占44.4%。对于JOCD，年龄是预后的决定因素，而对于AOCD，损伤大小是决定疗效的主要因素。目前还采用基质诱导ACI处理髁间窝较大的缺损。尽管目前还缺乏组织学证据证实透明软骨的再生，中期的随访报道采用自体软骨细胞移植术治疗的较大缺损的OCD患者，平均随访3.9年，84%的患者表现出“好”或“优”的疗效［43］。随着再生医学、分子生物学的深入发展，采用组织工程技术和基因治疗修复骨软骨缺损是未来的研究方向。

6 术后康复

术后康复训练配合理疗的目的是保持肌肉力量和膝关节活动范围，促进关节功能的恢复。正规的康复训练计划应为术后6周，包括保护承重时的活动、CPM、早期的主动活动和肌肉力量锻炼。患者一般术后半年内不能参加剧烈活动，可以进行散步和中等强度的骑车、游泳。当疼痛症状消失与照片显示愈合，可以逐渐参加剧烈活动。

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