绝经后女性骨密度对骨关节炎全膝关节置换术预后的预测价值分析

陈俊泽王维徐凯林淮黄山东

（1.饶平县中医医院骨科，广东饶平575700；2.广州军区广州总医院附属157医院骨科，广州510515）

绝经后女性骨密度对骨关节炎全膝关节置换术预后的预测价值分析

陈俊泽1*王维2徐凯2林淮2黄山东2

（1.饶平县中医医院骨科，广东饶平575700；2.广州军区广州总医院附属157医院骨科，广州510515）

背景：骨密度（bone mineral density,BMD）与骨关节炎（osteoarthritis,OA）的发生发展密切相关，同时也发现骨质疏松症（osteoporosis,OP）是很多骨关节病的重要危险因素，但目前尚无以绝经后女性BMD预测全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）治疗OA后功能恢复的报道。目的：评价绝经后OA患者的术前BMD对行TKA后膝关节疼痛及活动度的影响。方法：选取2013年1月至2016年12月因中重度OA行TKA治疗的绝经后女性156例，术前运用双能X线测量BMD，分为骨质疏松症（OP）组和非骨质疏松症（NOP）组。分别于术前1 d，术后1年内不同时间点随访患者膝关节VAS及活动度。比较两组VAS和活动度的差异，分析术前BMD与术前VAS、术后VAS改善值的关系。结果：与NOP组比较，术前OP组膝关节疼痛明显（P＜0.01），但活动度比较，差异无统计学意义（P=0.515）。与术前比较，两组术后1年VAS评分和膝关节活动度均改善（P＜0.01）。从术后6个月开始，OP组膝关节VAS评分较NOP组高，术后1年时更明显（P＜0.05），但活动度比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。Pearson相关性分析显示，术前BMD与VAS改善值呈正相关（r=0.478,P＜0.01)。Logistic回归分析示，BMD是患者术后VAS改善值的重要影响因素（β= 0.423,P＜0.01）。结论：绝经后OA患者的术前BMD与TKA术后疼痛恢复呈正相关，改善患者BMD有助于术后康复。

骨质疏松症；骨关节炎；全膝关节置换术；骨密度；预后价值

绝经后女性随着年龄的不断增长，患骨质疏松症（osteoporosis,OP）伴膝骨关节炎（osteoarthritis, OA）的风险不断升高，导致膝关节的运动功能受到严重影响，成为阻碍老年女性身体健康的重要因素之一[1]。对中晚期OA患者行全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）已被证实是一种改善膝关节功能，提高生活质量的有效治疗手段[2,3]，但部分患者行TKA后症状仍未得到明显缓解，因此，寻找预测TKA预后的因素至关重要。目前，大量研究[4,5]证实，影响TKA术后康复的因素有多种，包括年龄、糖尿病、高血压、高脂血症、不良功能锻炼及下肢静脉血栓等。既往多项研究[6]发现，骨密度（bone mineral density,BMD）与OA的发生发展密切相关，同时也发现，OP是很多骨关节病的重要危险因素，但目前尚无以绝经后女性BMD预测TKA治疗OA后功能恢复的报道。本研究以OA伴OP的绝经后女性为研究对象，分析术前BMD与TKA术后功能恢复的相关关系，以期发现BMD对该类患者行TKA后功能恢复的预测价值，为今后临床运用奠定基础。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2013年1月至2016年12月因中重度OA于饶平县中医医院和广州军区广州总医院附属157医院骨科行TKA治疗的绝经后女性156例，平均年龄（67.2±7.9）岁，术前采用双能X线骨密度仪行BMD检查，检查部位为腰椎和髋关节，根据国际标准[7]，T≤2.5 SD患者为骨质疏松症（OP）组（n=60），其余为非骨质疏松症（NOP）组（n=96），中途失访13例，失访率8.3%。两组主要诊断为：膝关节OAⅢ～Ⅳ级，分级标准参考Kellgren＆Lawrence OA分级[8]。研究对象均签署知情同意书。

排除标准：①既往进行过膝关节手术者；②患影响骨代谢相关疾病者，如结缔组织病、内分泌代谢疾病、肾脏疾病、慢性消化系统等疾病；③5年内服用影响BMD药物者，如糖皮质激素、雌激素、避孕药等；④不配合或未能完成研究项目者。记录所有患者的年龄、体重、身高、工作量、患病时间、绝经时间等基本信息。

1.2 手术方法

排除手术禁忌证后，所有患者均全身麻醉行TKA，均采用膝前侧纵行切口和内侧髌旁入路，术中于关节囊、髌韧带及股四头肌腱处注射甲强龙及罗派卡因混合稀释液，常规松解挛缩的韧带及软组织，达到两侧软组织张力平衡。股骨和胫骨按术前计划截完骨后，去除周围多余骨赘，然后预安假体试模，确定假体与骨面匹配，再给予适量骨水泥固定，术毕伤口置止血粉1支，置负压引流管1根，将膝关节处于屈膝90°～1l0°位缝合切口。

1.3 术后处理

术后给予持续镇痛48 h及预防感染、深静脉血栓等对症支持治疗，术后36～72 h引流量少于50 ml/d时可拔出引流管，从术后第3天开始，辅导患者行CPM辅助下膝关节主被动功能锻炼。

1.4 术后随访及评价标准

分别于术前1 d及术后1年内不同时间点随访两组术侧膝关节VAS评分，并用角度器测量膝关节活动度，必要时拍膝关节正侧位像和行BMD检查，观察有无骨质疏松加重、假体松动、假体下沉情况。

1.5 统计学方法

采用RGui软件的r语言进行统计学分析，正态分布计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，Pearson相关性分析术前BMD与术前VAS评分及术后6个月VAS评分改善值的相关性，Logistic回归分析绝经后女性TKA术前及术后影响膝关节功能的相关因素。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

OP组与NOP组在年龄、绝经时间、术后镇痛泵使用时间等无统计学差异（P＞0.05，表1）。但与NOP组比较，OP组平均患病时间长，BMI小（P＜0.05，表1）。

2.2 两组VAS比较

分别在术前1 d，术后1 d、3 d、7 d、3周、6周、12周、6个月、1年随访患者膝关节VAS评分。与NOP组比较，术前OP组膝关节疼痛更显著（P＜0.01，表2）；与术前比较，TKA术后1年，两组膝关节VAS评分均改善（P＜0.01，表2）。术后前6个月两组膝关节疼痛比较，无统计学差异，但从术后6个月开始，OP组较NOP组VAS评分升高（P＜0.05，表2）。术后1年NOP组VAS改善值较OP组明显（P＜0.05，表2）。

2.3 两组膝关节活动度比较

术前两组膝关节活动度比较，无统计学差异（P＞0.05，表3）。与术前比较，两组术后1年膝关节活动度均有改善（P＜0.01，表3）。两组膝关节活动度的改善值及改善趋势比较，无统计学差异（P＞0.05，表3）。

2.4 Pearson相关分析BMD与术前VAS和VAS改善值的相关性

Pearson相关分析显示，BMD与术前VAS呈负相关，即患者BMD越低术前膝关节疼痛感越重（r=-0.562,P＜0.01），与术后6个月VAS改善值呈正相关，即患者BMD越高TKA术后疼痛缓解越明显（r=0.478, P＜0.01)。

表 1 两组一般资料比较

表 1 两组一般资料比较

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表 2 两组VAS比较（

表 2 两组VAS比较（

与同组术前比较，△P＜0.01

?

表 3 两组膝关节活动度都比较（

表 3 两组膝关节活动度都比较（

与同组术前比较，△P＜0.01

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2.5 Logisticc回归分析绝经后女性术前膝关节VAS及术后VAS改善值的影响因素

分别以术前VAS评分和术后6个月VAS评分改善值作为因变量，以年龄、BMI、患病时间、绝经时间、BMD等作为自变量，行logistic回归分析显示，年龄、性别、BMI、患病时间、BMD是TKA术前VAS评分和术后VAS评分改善值的重要影响因素（P＜0.05，表4），其中，术前BMD和年龄对术前VAS、术后VAS改善值影响较大。

3 讨论

随着人口的老龄化，绝经后女性患OP日益受到重视。研究表明，绝经后女性由于雌激素撤退引发体内骨量减少和骨微结构破坏而导致OP，其体内与骨形成和骨吸收相关的骨代谢指标均有升高，骨吸收速率也升高。临床上OA伴OP的患者并不少见，关于OP和OA的发生发展关系目前尚无统一观点。Stewart等[9]认为，OA患者BMD与非OA患者相近甚至更高，但一些学者[10]发现，OA患者BMD高可能是受骨赘的影响，当骨质疏松时可发生松质骨的微骨折，从而使关节或脊柱处BMD“假象增高”。目前，国内外研究发现，OA患者常伴不同程度OP，Lingard等[11]发现，在行关节置换的OA患者中同时伴有OP的比率为23%，骨量减低达43%。本研究中，伴OP的患者也占较高比例。本研究发现，术前OP组较NOP组膝关节疼痛更明显，可能原因为BMD下降可使骨小梁发生微骨折的概率增加，骨骼弹性下降，软骨受到的应力增加，从而增加OA和关节畸变的危险，出现膝关节疼痛[12-14]（图1）。部分患者由于长期膝关节功能受损导致活动量降低从而加速骨量流失[15]。目前，大多数学者认为，OA与OP是互相促进、互相加重，呈正相关的趋势。

BMD是评价机体骨量的有效指标，决定70%～75%的骨强度。足够的骨强度是维持骨骼完整性、抵御骨折的保证，对合并有OP的患者进行关节置换有很大的难度，如在术中可能因体位摆放不当、牵引方法不适或暴力操作等造成术中骨折。OP患者术中及术后发生骨折的风险是非OP患者的5～8倍[16]。由于骨质疏松时骨小梁的厚度和数量都减少，为假体固定带来许多不便之处。对行TKA的绝经后患者随访1年发现，与术前比较，两组术后VAS评分和膝关节活动度均改善，术后前6个月两组恢复相似，可能与患者术后尚处于在家休养期有关，此时期患者多在床上活动，或拄拐步行，尚未感到明显疼痛，同时，在TKA术中使用的骨水泥起到一定的固定支撑作用，但从术后6个月开始，OP组膝关节VAS评分较NOP组高，术后1年时差异更加明显，目前发生此现象的机制尚不清楚，分析可能的原因为膝关节周围是一些松质骨，更加容易受骨质疏松的影响，OP患者由于缺少足够的骨强度支撑假体，使术后假体周围发生塌陷或无菌性炎症，同时，因假体周围应力改变或假体磨损颗粒加剧膝关节周围的骨质疏松，另外，骨水泥的副作用也不能忽视，研究[17,18]表明，骨水泥颗粒会刺激破骨细胞增殖和活化，可诱发骨质吸收。随访中发现，部分OP患者术后因疼痛拒绝行功能锻炼，使骨量进一步流失，从而陷入恶性循环中，最终导致严重的不良结局，如假体无菌性松动，假体使用寿命缩短，假体周围骨折等。

表 4 Logiissttiic回归分析绝经后女性术前膝关节VAS及术后VAS改善值的影响因素

图1 患者，女，62岁，BMD为-3.5，4年前因左膝骨关节炎行TKA，术后假体对线对位良好，现患者出现术侧膝关节疼痛，假体周围见骨质吸收，骨小梁减少

本研究两组行TKA后膝关节活动度改善，这与王若义等[19]对行TKA的患者随访2～5年的结果相似，证明TKA对改善关节活动度有效果。Kawahara等[20]发现，多数患者经过锻炼膝关节屈曲可达90°。本研究两组术后1年膝关节活动度可达110°。但术前和术后1年内OP组与NOP组的膝关节活动度比较，差异无统计学意义，可能原因为术前测量膝关节活动度时常让患者膝关节被动屈曲，当关节软骨的对合面越过炎症的严重区时，由于有完好的关节软骨保护使得大角度屈曲时疼痛反而不明显，使得不很严重的OA患者，膝关节的活动度与测量者做被动运动的力度及手法关系密切，术后膝关节活动度与假体类型及术中关节囊缝合紧密程度关系密切，另外，由于部分患者失访，导致术后1年样本量数目偏少，可能会造成一定误差，这须在后续研究中更加关注此问题。

通过随访分析发现，患者BMI越大，BMD越高，OP患者较非OP患者早平均2年患OA。相关性分析发现，BMD与VAS评分改善值呈正相关，BMD高的患者术后VAS改善值也越大，其原因可能为相对高的BMD和完整的骨结构能够给关节假体提供更加牢固的支持作用。Logistic回归分析发现，BMD与TKA患者术后康复水平密切相关。

综上所述，本研究证实，BMD与绝经后OA患者行TKA后疼痛改善有紧密的相关性，通过术前对BMD测量，可对患者术后恢复进行预判，若积极关注和改善患者BMD，将有助于提高术后恢复水平。然而，本研究样本量较小，随访时间较短，还需要进一步扩大样本量，必要时找到决定预后的BMD临界值，延长随访时间，以研究BMD与更长期预后的关系。

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Predictive value of bone mineral density on total knee arthroplasty prognosis in postmenopausal women with osteoarthritiss

CHEN Junze1*,WANG Wei2,XU Kai2,LIN Huai2,HUANG Shandong2

(1.Department of Orthopaedics,Raoping County Hospital of Traditional Chinese Medicine,Raoping 575700,Guangdong; 2.Department of Orthopaedics,No.157 Hospital of General Hospital of Guangzhou Military Command,Guangzhou 510515,China)

Background::Bone mineral density(BMD)is closely related to the occurrence and development of osteoarthritis. Osteoporosis is found to be an important risk factor for many diseases of bone and joint.But whether BMD of postmenopausal women can predict functional recovery after total knee arthroplasty(TKA)is still not reported.Objecttiivee::To discuss the predictive value of BMD on postoperative pain and knee range of motion in postmenopausal women undergoing TKA. Methodss::A total of 156 postmenopausal women with moderate or severe osteoarthritis undergoing TKA between January 2013 and December 2016 were enrolled in this study.Their BMD were measured by dual-energy X ray absorptiometry before surgery,and the patients were divided into osteoporosis group and non-osteoporosis group.The visual analog scale (VAS)score and knee range of motion were recorded before surgery and at different time points within 1 year after surgery. The VAS score and knee range of motion were compared between the two groups.The relation of preoperative BMD with preoperative VAS and VAS change after surgery were evaluated.Resullttss::Before surgery,knee pain was severer in osteoporosis group than in non-osteoporosis group(P＜0.01),but knee range of motion had no statistic difference between the two groups(P=0.515).Compared with the baseline,VAS and knee range of motion were significantly improved after surgery in both groups(P＜0.01).VAS score was higher in osteoporosis group than in non-osteoporosis group at 6 months after surgery,and the difference was more statistically significant at 1 year(P＜0.05),but knee range of motion had no difference at any time point between groups(P＞0.05).Pearson correlation analysis showed that preoperative BMD was positively correlated with the change of VAS score(r=0.478,P＜0.01).Logistic regression analysis showed that preoperative BMD was an independent influencing factor for postoperative VAS change(β=0.423,P＜0.01).Conclusiionss::Preoperative BMD is positively correlated with postoperative pain recovery in postmenopausal women undergoing TKA,and improving BMD may help with postoperative recovery of TKA.

Osteoporosis;Osteoarthritis;Total KneeArthroplasty;Bone Mineral Density;Predictive Value

2095-9958（2017）06-0 207-05

10.3969/j.issn.2095-9958.2017.03-07

*通信作者：陈俊泽，E-mail：chenjz163yx@163.com