膝骨关节炎患者全膝关节置换术中应用止血带对下肢肌力及临床结果的影响

2023-12-04张军朱伟伟王涛冯仕明马超满家政

中华骨与关节外科杂志 2023年10期

张军，朱伟伟，王涛，冯仕明，马超，满家政

目前全球范围内有3亿膝骨关节炎患者[1]。全膝关节置换术是治疗终末期膝骨关节炎的金标准，其可以缓解患者疼痛，改善患肢功能[2-3]。全膝关节置换术的发展一直以改善膝关节功能和延长假体使用寿命为目标。目前，临床医师不断改进手术技术，以提高临床治疗效果。在重视外科技术发展的同时，我们常忽视了患者膝关节周围肌肉的力量，而膝关节周围肌肉的力量与患者的日常活动密不可分。

终末期膝骨关节炎患者常表现为下肢行走困难、膝关节僵硬、周围肌肉萎缩、股四头肌及腘绳肌的肌力下降等[4]。客观分析患者年龄、性别、体重指数（body mass index, BMI）、活动能力、结构损伤等因素，结果发现患肢疼痛程度和膝关节运动困难程度与股四头肌和腘绳肌的力量呈正相关[5]。另有研究表明，增加股四头肌和腘绳肌的力量有助于减轻膝关节疼痛，改善终末期膝骨关节炎患者的活动能力[6-7]。

在全膝关节置换术中应用止血带是大多数骨科医师的必备选择，它可以减少术中失血、提供清晰的手术视野[8]，并保证骨水泥在截骨面的良好渗透[9]。也有文献报道，术中应用止血带存在一系列潜在的不良反应，包括围手术期疼痛增加[10]、伤口愈合延迟[11]、周围神经损伤[12]、下肢深静脉血栓形成[13]等。Ejaz等[10]进行了一项随机对照研究，结果发现全膝关节置换术中非止血带组术后8周膝关节损伤与骨关节炎评分（knee injury and osteoarthritis score, KOOS）及膝关节活动范围优于止血带组，术后6个月比较差异无统计学意义，原因为止血带对组织造成局部缺血，引起下肢肌力减退、疼痛增加、活动范围减少，从而导致术后膝关节功能恢复不良。

既往文献中很少采用等速肌力检测系统研究全膝关节置换术中止血带使用对膝关节功能及周围肌肉力量的影响。因此，本研究纳入终末期膝骨关节炎行全膝关节置换术患者，旨在明确术中应用止血带是否对股四头肌和腘绳肌肌力及膝关节功能有影响，为临床工作提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：①年龄55~75岁，BMI＜35 kg/m2；②经X线检查诊断为膝骨关节炎；③Kellgren-Lawrence[14]Ⅲ、Ⅳ级骨关节炎经保守治疗无效，拟行全膝关节置换术；④单侧膝骨关节炎；⑤术前炎症指标正常，无感染征象；⑥生活能自理，有沟通能力。排除标准：①风湿性关节炎、类风湿关节炎患者；②膝关节活动度＜90°的患者；③既往有膝关节外伤史或手术史者；④术前6个月内进行过关节腔注射激素或玻璃酸钠治疗者；⑤肌病（如重症肌无力、进行性肌营养不良、周期性瘫痪等）患者；⑥周围血管疾病患者；⑦术前口服阿司匹林、利伐沙班等抗血小板、抗凝药的患者；⑧失随访患者。

根据纳入及排除标准，前瞻性纳入2019年6月至2020年6月东南大学附属徐州市中心医院收治的60例终末期膝骨关节炎患者，分为止血带组和非止血带组各30例。本研究获徐州市中心医院伦理委员会批准（XZXY-LJ-20190519-001），患者均签署知情同意书。

两组患者的年龄、性别、侧别、BMI、术前血红蛋白（hemoglobin, Hb）、术前红细胞比容（hematocrit,Hct）和Kellgren-Lawrence分级差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。

表1 两组患者的一般资料

1.2 治疗方法

1.2.1 手术方法

所有手术均由同一组医师完成。术前30 min予氨甲环酸1 g静脉滴注；患者取仰卧位，静吸复合麻醉后。止血带组患肢大腿根部上气囊止血带，气压调至60 kPa；非止血带组患肢大腿根部也放置止血带，但不充气，作为安全装置预防不可控出血。两组患者常规消毒、铺巾后驱血带驱血，采用膝关节皮肤正中切口+内侧髌旁入路进入关节腔，外翻髌骨，行髌骨成型+去神经化处理；屈曲膝关节，切除部分髌下脂肪垫，松解胫骨内侧边缘关节囊，咬除关节周围增生骨赘，切除前后交叉韧带及半月板，暴露胫骨平台；模具依次截骨后，冲洗枪冲洗骨面及周围软组织，膝关节假体采用后稳定型（posterior stabilizing,PS）假体（春立公司），予骨水泥固定，置入衬垫。放置1根引流管，膝关节屈曲位缝合切口，无菌敷料加压包扎。

1.2.2 术后处理及康复锻炼

术后每12 h予100 mL 生理盐水+头孢尼西1.0 g静脉滴注，预防应用到术后第3日；术后6 h开始每日皮下注射依诺肝素4 000 IU及穿弹力袜预防下肢深静脉血栓形成，出院后继续口服利伐沙班至术后35 d；术后24 h两组患者均拔除引流管，拔除尿管锻炼排尿功能；术后予依托考昔和盐酸曲马多联合镇痛；术后1 d和术后3 d复查血常规、肝功能、肾功能、糖代谢检查及电解质检查等指标，根据结果进行相应处理；术后3 d复查膝关节正侧位X线片，检查假体是否处于良好位置。

术后将患肢抬高，麻醉苏醒后进行膝关节伸直训练、踝泵训练、股四头肌收缩训练；术后第1日拔除引流管后进行适度的下地负重活动，以卧床患肢直腿抬高训练、膝关节屈曲训练为主，每次伸屈运动后冷敷20 min。术后均由团队康复医师指导患者进行统一的康复训练。

1.3 随访计划及评价指标

1.3.1 主要指标

等速肌力值测量（图1）：采用等速肌力测试和训练系（广州一康公司，A8型）对两组患者进行术前、术后1个月及术后3个月患肢股四头肌（伸肌）和腘绳肌（屈肌）的肌力检测。检测时间为上午9~12时；检测前指导患者适当活动，调整座椅使膝关节旋转解剖轴与测力计旋转轴对齐，肌肉收缩过程中膝关节和髋关节均弯曲90°；将胸部和对侧肢体固定在试验台上，对侧肢体用1根杆支撑，以避免测试过程中来自臀部和躯干肌肉组织的干扰；嘱患者用最大力气进行膝关节伸展和屈曲，记录患者膝关节60°/s（即活动膝关节角速度为每秒60°）速度下屈、伸的峰值力矩（peak torque, PT）、总功量（total work, TW），每次试验后要求患者休息10 min，重复3次后取平均值并记录。

图1 等速肌力值测量示意图

1.3.2 次要指标

①记录两组患者的总失血量、术中出血量、术后24 h引流量、术后第3日的隐性失血量。根据Nadler方程[15]计算总血容量：总血容量（男）=0.366 9×身高（m3）+［0.032 19×体重（kg）+0.604 1］；总血容量（女）=0.356 1×身高（m3）+［0.033 08×体重（kg）+0.183 3］。总红细胞损失量=总血容量×（Hct术前-Hct术后第3日）。总失血量采用Gross[16]方程计算：总失血量=1 000×总红细胞损失量/［（Hct术前+Hct术后第3日）/2］。隐性失血量=总失血量-引流量-术中失血量+输血量。②记录两组患者的输血率、输血量、术后并发症（如张力性水疱、感染、下肢麻木、下肢血栓等）。③记录两组患者术前、术后1个月和术后3个月的美国膝关节协会评分（American Knee Society knee score, KSS）[17]和疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale, VAS）[18]。KSS评分包括疼痛、活动范围、稳定性和关节功能等4个方面，总分0~100分，分值越高表明膝关节功能越好，低于60分表明膝关节功能较差；VAS评分评估患者静息状态下疼痛情况，总分0~10分，得分越高表明疼痛越重。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用配对t检验；计数资料以率（%）表示，比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 等速肌力值比较

两组患者术后1个月和术后3个月股四头肌（伸肌）的PT、TW明显优于术前（P＜0.05），但两组比较差异无统计学意义（P＞0.05）；术后1个月腘绳肌（屈肌）的PT、TW与术前比较，差异无统计学意义（P＞0.05），术后3个月结果优于术前（P＜0.05），但两组比较差异无统计学意义（P＞0.05），具体情况见表2和表3。

表2 两组患者的患肢股四头肌（伸肌）60°/s的等速肌力值比较

表3 两组患者的患肢腘绳肌（屈肌）60°/s的等速肌力值比较

2.2 总失血量、术中出血量、术后24 h引流量、术后第3日隐性失血量比较

两组患者总失血量和术后24 h引流量比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；止血带组术中出血量明显少于非止血带组，但术后第3日隐性失血量止血带组多于非止血带组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组患者的总失血量、术中出血量、术后24 h引流量、术后第3日隐性失血量比较（±s，mL）

组别非止血带组（30例）止血带组（30例）t值P值总失血量881±113 865±116 0.984 0.333术中出血量148±22 335±51-19.006 0.001术后24 h引流量234±49 212±55 1.449 0.158术后第3日隐性失血量414±74 384±50 2.490 0.019

2.3 KSS评分和VAS评分比较

两组患者术前、术后1个月、术后3个月的KSS评分和VAS评分比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表5。

表5 两组患者术前、术后1个月、术后3个月的KSS评分和VAS评分比较（±s，分）

组别KSS评分术前VAS评分术前非止血带组（30例）止血带组（30例）t值P值43.9±6.7术后1个月61.9±7.7术后3个月73.6±7.0 7.1±1.1术后1个月5.1±1.0术后3个月2.7±0.9 42.5±4.7 62.8±8.5 72.8±7.9 7.0±1.0 5.0±1.1 2.3±0.8 0.870 0.392-0.445 0.660 0.797 0.432 0.538 0.595 0.528 0.601 1.439 0.161

2.4 术后输血情况及并发症发生情况比较

术后仅非止血带组1例患者予红细胞悬液2 U输血治疗，差异无统计学意义（P＞0.05）；术后1周复查下肢动静脉彩色多普勒超声检查，止血带组2例和非止血带组1例出现下肢肌间静脉血栓，予6 000 IU依诺肝素皮下注射、每12小时1次，1周内禁止负重活动，1周后复查血栓消失，两组患者发生下肢血栓风险无明显差异（P＞0.05），见表6。两组患者术后均未发生切口感染、张力性水疱和下肢麻木等情况。

表6 两组患者术后输血情况及并发症发生情况比较

3 讨论

据统计，膝骨关节炎患病率随年龄的增长呈上升趋势：40岁以上人群患病率为10%~17%，60岁以上人群患病率为50%以上，75岁以上人群患病率高达75%[19]。终末期膝骨关节炎患者多存在膝关节周围肌肉力量及运动功能减退，致残率较高，严重影响患者日常生活质量[20]。全膝关节置换术是终末期膝骨关节炎的理想治疗方法。既往文献显示，膝关节置换术后膝关节周围肌肉力量与膝关节运动功能有显著提高[21-22]。本研究发现，全膝关节置换术后两组患者术后1个月和术后3个月膝关节周围肌力和膝关节KSS功能评分明显优于术前，差异有统计学意义。

全膝关节置换术中使用止血带可以减少术中出血，改善手术视野，但止血带引起的股四头肌功能障碍仍是目前临床医师关注的问题。Liu等[23]进行了一项前瞻性随机单盲试验，研究止血带对全膝关节置换术后膝关节疼痛、肿胀和股四头肌功能的影响，在膝关节主动伸展期间使用表面肌电图评估股四头肌功能，结果表明止血带组术后6个月股四头肌功能较非止血带组减退。Dennis等[24]的一项研究为确定使用止血带对股四头肌和腘绳肌肌力影响，纳入双侧膝骨关节炎患者，两侧手术都在同一期间进行，以减少混杂因素的影响，通过使用力传感器测量大腿肌肉力量，发现术后3周和术后3个月止血带组的股四头肌力量略低于非止血带组，而腘绳肌力量的差异无统计学意义。本研究采用等速肌力检测系统对膝关节置换术后膝关节周围肌力进行检测，结果发现止血带组和非止血带组术后1个月和术后3个月股四头肌和腘绳肌肌力比较差异无统计学意义。

等速肌力测试的优势能够更精确地评估运动功能，确保测量肌肉力量的标准化和可重复性，目前被认为是评估肌肉骨骼功能的“金标准”[25]。相关学者也已证明，等速肌力测试不仅可以精确测量肌肉力量，还可以通过神经调节控制肌肉功能，增强关节稳定性、柔韧性和运动协调性[26]。Wang等[27]认为60°/s的角速度是髌股关节最安全的角速度，尤其适合评估老年人的膝关节峰值力矩，应优先使用。本研究设定角速度为60°/s，在此条件下，单位时间内机体需要更多的肌肉纤维参加测试，以更好地反映肌肉的绝对力量，更符合日常生活中肌肉的工作状态。PT指肌肉收缩产生的最大力矩输出，即力矩曲线上最高处的力矩值，代表了肌肉收缩产生的最大肌力；TW指运动过程中最大一次做功量，直接显示膝关节的反应能力和膝关节周围肌肉的力量，是判断膝关节周围肌肉功能的主要指标之一，并间接反映了膝关节伸展和屈曲强度的大小。本研究中，两组患者膝关节屈伸肌60°/s的PT和TW在术后1个月和术后3个月都明显优于术前，但术后1个月和术后3个月的差异无统计学意义。

本研究中，两组患者术后总失血量比较差异无统计学意义；止血带组术中出血量比非止血组出血量少，但止血带组术后隐性失血量较非止血带组多，差异有统计学意义；Cai等[28]在一项全膝关节置换术中止血带的使用是否影响失血的荟萃分析中纳入11项随机对照研究，涉及541例患者，其中止血带组271例、非止血带组270例患者，结果显示止血带组显著降低术中出血量和手术时间，但未显著降低术后失血和总失血量。Schnettler等[29]在研究全膝关节置换围手术期使用止血带联合氨甲环酸及单独使用氨甲环酸而不使用止血带对出血量的影响中发现，单独使用氨甲环酸组患者的隐性失血量低于止血带联合氨甲环酸组，考虑原因是止血带限制了氨甲环酸在膝关节周围血液的流动。

Chaudhry等[30]的一项随机对照研究指出，在全膝关节置换术中使用止血带和不使用止血带两组患者在术后随访期间VAS评分和膝关节功能无明显差异。Goel等[31]的另外一篇前瞻性、双盲、随机对照试验也发现全膝关节置换术中非止血带组术后膝关节和大腿疼痛在随访期间并没有优于止血带组。与既往研究结果相似，本研究同样发现两组患者术前、术后1个月和术后3个月VAS评分比较差异无统计学意义。

本研究仍存在以下不足：①随访时间较短，且仅研究了止血带对膝关节术后短期肌力和功能的影响，远期可能存在不同的临床结果；②研究对象数量相对较少，增大样本量可能会发现差异有统计学意义。有待更深入的研究来分析止血带的使用对膝关节周围肌肉力量和长期临床结果的影响。