膝骨關(guān)節(jié)炎（Knee Osteoarthritis, KOA）是由多種因素引起的膝關(guān)節(jié)軟骨纖維化、皸裂、潰瘍與脫失而導(dǎo)致的以關(guān)節(jié)疼痛、功能障礙與畸形為主的退行性疾病。據(jù)WHO數(shù)據(jù)統(tǒng)計，50歲以上人群中OA發(fā)病率為50%，中國健康與養(yǎng)老追蹤調(diào)查數(shù)據(jù)庫顯示，我國癥狀性KOA的患病率為8.1％，患病人數(shù)約為1.134億。OA可增加心血管風(fēng)險的發(fā)生率及全因死亡率，尤其是癥狀性KOA，可導(dǎo)致全因死亡率增加近1倍，因此，有效預(yù)防和規(guī)范診治KOA非常重要。KOA的防護與治療應(yīng)遵循階梯化方案，第一階梯的基礎(chǔ)防護與治療是第二、三階梯的基礎(chǔ)，可以貫穿全過程。

第一階梯：非手術(shù)基礎(chǔ)防治

1. 患者教育：建議患者盡量避免長跑、跳、蹲、爬樓或爬山等，提倡低強度有氧運動如游泳、慢走、騎車等，指導(dǎo)患者進行膝關(guān)節(jié)功能及肌肉訓(xùn)練。膝關(guān)節(jié)功能訓(xùn)練主要指膝關(guān)節(jié)在非負(fù)重位的屈伸運動，以保持膝關(guān)節(jié)最大活動度，方法包括被動活動、牽拉、助力運動和主動運動。肌肉訓(xùn)練包括股四頭肌等長收縮和直腿抬高加強訓(xùn)練、大腿外展肌群訓(xùn)練和肌肉抗阻力訓(xùn)練等。減輕體重可改善膝關(guān)節(jié)功能、減輕疼痛和提高生活質(zhì)量，推薦KOA患者將體質(zhì)指數(shù)（BMI）控制在25kg／m?以下。

2. 行動支持：行動支持主要是減少受累關(guān)節(jié)負(fù)重和改變負(fù)重力線，可使用手杖、拐杖、助行器，穿平底、厚實、柔軟、寬松的鞋，佩戴膝關(guān)節(jié)支具、護膝等。手杖適用于單側(cè)KOA患者，手杖或拐杖應(yīng)當(dāng)拄在健側(cè)，而框架助行器或輪式助行器適用于雙側(cè)KOA患者。根據(jù)KOA伴發(fā)內(nèi)翻或外翻畸形情況，可采用相應(yīng)的生物力學(xué)干預(yù)措施，如膝支具、護膝、足矯形器以平衡各關(guān)節(jié)面的負(fù)荷，有效減少疼痛、關(guān)節(jié)僵硬和藥物劑量。

3. 物理治療：物理治療主要是增加局部血液循環(huán)、減輕炎癥反應(yīng)，包括水療、熱療、冷療、按摩、針灸和電刺激等。熱療能夠改善膝血液循環(huán)，通過增加膠原纖維擴展性改善關(guān)節(jié)功能，提高痛閾并影響肌肉代謝而達到鎮(zhèn)痛作用，但在急性期可能造成組織滲出增加而加重腫痛，建議在緩解期使用。冷療能夠減輕局部炎癥反應(yīng)，抑制神經(jīng)沖動信號傳導(dǎo)速度而減輕疼痛，尤其適用于急性期治療。按摩可用于KOA緩解期，結(jié)合運動手法可減輕疼痛、改善功能。針灸于多項多中心研究中表明能夠緩解疼痛，改善膝關(guān)節(jié)功能，但未達到最小臨床意義變化值（minimum clinically important improvement，MCII）標(biāo)準(zhǔn)，而另有研究顯示其無顯著療效，考慮關(guān)節(jié)感染風(fēng)險，不能在膝關(guān)節(jié)周圍進行針刺。

4. 藥物治療：藥物選用應(yīng)根據(jù)患者KOA病變程度，內(nèi)外結(jié)合，個體化與階梯化，鎮(zhèn)痛與軟骨保護相結(jié)合。非甾體類抗炎鎮(zhèn)痛藥物(nonsteroidal antiinflammatory drugs，NSAIDs)是緩解疼痛、改善關(guān)節(jié)功能最常用的藥物，在使用口服藥前，建議先選擇局部外用藥，可迅速、有效緩輕、中度疼痛，而且胃腸道不良反應(yīng)輕微。對中、重度疼痛可聯(lián)合外用和口服NSAIDs類藥物。口服NSAIDs類藥物原則是劑量個體化；最低有效劑量，避免過量及同類重復(fù)或疊加，否則不但不增加療效，反而增加不良反應(yīng)發(fā)生率；用藥前對潛在上消化道、腦、腎、心血管等內(nèi)科疾病風(fēng)險進行評估；用藥3個月后根據(jù)病情選擇相應(yīng)的實驗室檢查。如果上消化道不良反應(yīng)的危險性較高，可選用選擇性COX-2抑制劑；心血管疾病危險性較高，均慎用NSAIDs類非選擇性和選擇性COX-2抑制劑。

對NSAIDs類藥物治療無效或不耐受者，可使用弱阿片類藥物、對乙酰氨基酚或阿片類復(fù)方制劑，但需強調(diào)的是阿片類藥物的不良反應(yīng)和成癮性發(fā)生率相對較高。軟骨營養(yǎng)補充藥物即緩解KOA癥狀的慢作用藥物，包括雙醋瑞因、氨基葡萄糖等，可緩解疼痛、改善關(guān)節(jié)功能、延緩病程進展，但也有研究認(rèn)為其并不能延緩疾病進展。抗焦慮藥物可用于長期KOA患者，尤其是對NSAIDs類藥物不敏感者，可在短期內(nèi)達到緩解疼痛、改善關(guān)節(jié)功能的目的,但需注意藥物不良反應(yīng)，包括口干、胃腸道反應(yīng)等, 應(yīng)在專科醫(yī)生指導(dǎo)下使用。

關(guān)節(jié)腔注射藥物可有效緩解疼痛，改善關(guān)節(jié)功能，適用于早、中期KOA患者，但為侵入性治療，可能會增加感染的風(fēng)險，必須嚴(yán)格規(guī)范無菌操作。激素起效迅速，緩解疼痛顯著，但反復(fù)多次應(yīng)用會損害關(guān)節(jié)軟骨，每年應(yīng)用最多不超過3次，間隔時間不應(yīng)短于3～6個月。玻璃酸鈉、醫(yī)用幾丁糖、富血小板血漿和干細胞，可以降低炎癥反應(yīng)，促進軟骨細胞外基質(zhì)的合成，調(diào)節(jié)軟骨細胞代謝，每療程注射2～3次，每年1～2個療程。 

第二階梯：微創(chuàng)保膝手術(shù)

1. 軟骨修復(fù)：關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)包括兩個方面，一是提高軟骨自我修復(fù)能力和誘導(dǎo)軟骨自然愈合，如修整清理術(shù)、鉆孔術(shù)等以刺激骨髓干細胞向軟骨細胞分化，但新生成的多是纖維軟骨，生理性能不佳。另一是軟骨修復(fù)或移植，如骨膜、軟骨膜移植可生成透明軟骨樣組織，但其生物力學(xué)性能、耐磨性不佳，易退變；自體骨軟骨移植，用于局灶性軟骨缺損，面積≤3cm?的KOA，但骨軟骨柱與周圍軟骨間的纖維連接需要時間較長；自體軟骨細胞移植在實驗室和臨床上已逐步開展，軟骨細胞經(jīng)體外培養(yǎng)擴增后移植到軟骨缺損部位，能促進修復(fù)愈合；軟骨組織工程學(xué)為修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨提供了更好的方法，其中最為先進的是基質(zhì)誘導(dǎo)自體軟骨細胞移植術(shù)，它以膠原膜為軟骨細胞載體，細胞預(yù)先種植在生物膜上不流失，用生物相容性更好的纖維膠替代縫線，生成的軟骨與關(guān)節(jié)軟骨完全一樣，有待臨床廣泛應(yīng)用。

2. 關(guān)節(jié)鏡：關(guān)節(jié)鏡兼具診斷和治療的作用，關(guān)節(jié)鏡下Outerbridge分級可以判斷軟度退變程度，對于KOA伴有游離體、半月板撕裂、髕骨軌跡不良、滑膜病變、軟骨面不平整等，均可進行處理，能減輕部分早、中期KOA患者癥狀，但有研究認(rèn)為其遠期療效與保守治療相當(dāng)，對關(guān)節(jié)間隙明顯狹窄的KOA，關(guān)節(jié)鏡的作用可能有限。

3. 截骨矯形：截骨矯形術(shù)通過改變力線來改變關(guān)節(jié)面的接觸，保留膝關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)和生理功能。適用于中青年活動量大、力線不佳的單間室KOA，而且膝關(guān)節(jié)屈曲超過90°、無固定屈曲攣縮畸形、無不穩(wěn)及半脫位。常見術(shù)式：脛骨近端截骨術(shù)，多用于合并股脛關(guān)節(jié)內(nèi)翻較輕，脛骨內(nèi)側(cè)平臺塌陷≤0.5cm，髕股關(guān)節(jié)基本正常的KOA，截骨易愈合；股骨遠端截骨術(shù)，主要用于矯正膝外翻合并外側(cè)間室OA，而且股脛外翻較輕，關(guān)節(jié)線傾斜不重，脛骨外側(cè)平臺塌陷≤0.5cm。

第三階梯：人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)

人工關(guān)節(jié)置換基本術(shù)式包括髕股關(guān)節(jié)置換(patellofemoral arthroplasty，PFA)、單間室置換（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）和全膝關(guān)節(jié)置換（total knee arthroplasty,TKA）。PFA和UKA與TKA相比，創(chuàng)傷小，最大程度地保留膝關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)、本體感覺和生理功能，但三者有各自的適應(yīng)癥和禁忌癥，必須嚴(yán)格掌握。嚴(yán)重的單純髕股骨關(guān)節(jié)炎（patellofemoral osteoarthritis,PFOA）是PFA的最佳適應(yīng)癥，PFOA最常繼發(fā)于股骨滑車發(fā)育不良，或因髕股關(guān)節(jié)對線不良、畸形、創(chuàng)傷和髕股關(guān)節(jié)減壓手術(shù)失敗等；UKA是治療KOA嚴(yán)重內(nèi)、外單間室病變的最佳適應(yīng)癥，要求前交叉韌帶（anterior cruciate ligament,ACL）及側(cè)副韌帶的功能完整，對側(cè)間室及髕股關(guān)節(jié)軟骨完整或輕度退變；TKA適用于膝關(guān)節(jié)2間室以上嚴(yán)重OA，尤其伴有各種畸形時，是重度KOA的最終手段，遠期療效確切。活動性感染、系統(tǒng)性關(guān)節(jié)炎是部分關(guān)節(jié)置換的禁忌癥。在UKA和截骨矯形的選擇上應(yīng)當(dāng)遵循膝關(guān)節(jié)內(nèi)的問題選擇UKA，膝關(guān)節(jié)外的問題選擇截骨矯形的原則。圍手術(shù)期需要加速外科康復(fù)（enhance recovery after surgery,ERAS）的實施與管理，包括微創(chuàng)、鎮(zhèn)痛、預(yù)防栓塞、減少失血和康復(fù)鍛煉等，可以提高療效和患者滿意度。

人工智能輔助TKA手術(shù)

隨著人工智能的發(fā)展，機器人、導(dǎo)航和個性化技術(shù)的輔助手術(shù)，可以達到個性化、數(shù)字化和精準(zhǔn)化，大大提高了關(guān)節(jié)置換的手術(shù)療效。

我們自主研發(fā)一種微機電遙感導(dǎo)航 (micro electromechanical remote navigation, MERN)髓外定位截骨系統(tǒng)(extramedullary alignment osteotomy system, EAOS)應(yīng)用于TKA手術(shù)，為手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)研發(fā)提供了一種新的可行性解決方案。MERN-EAOS滿足TKA術(shù)中精準(zhǔn)截骨，獲得良好下肢力線，植入假體組件精準(zhǔn)化、數(shù)字化和個體化。詳見我們今年6月出版的《臨床膝骨關(guān)節(jié)炎學(xué)》第十三章第六節(jié)。

手術(shù)操作：膝關(guān)節(jié)屈曲位，將定位模塊貼附于股骨遠端并固定，連接導(dǎo)航模塊，如下圖A，通過做簡單的膝關(guān)節(jié)回旋運動3-5次，用時3秒鐘左右，導(dǎo)航模塊即可獲得股骨頭球心的坐標(biāo)值，在導(dǎo)航顯示器上得到初次的內(nèi)外翻和前后傾的角度數(shù)據(jù)。根據(jù)初次顯示的角度數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)相應(yīng)內(nèi)外翻和前后傾微調(diào)旋鈕，再次進行膝關(guān)節(jié)同向回旋運動3-5次，導(dǎo)航顯示器便會顯示調(diào)節(jié)后角度數(shù)據(jù)，數(shù)次重復(fù)調(diào)節(jié)后即可得到滿意的角度，如下圖B。再將截骨模塊組件通過 L 型連接桿與定位模塊組合，通過截骨模塊上刻度顯示截骨量，如下圖C，固定截骨模塊并完成股骨遠端截骨，如下圖D。

圖 MERN-EAOS裝置術(shù)中應(yīng)用 A.遙感定位；B.內(nèi)外翻和前后傾角度顯示屏；C.鏈接股骨遠端截骨模塊；D.股骨遠端截骨

MERN-EAOS裝置的優(yōu)點：（1）降低下肢力線不良率：術(shù)中通過陀螺儀、加速度儀和特定算法尋獲股骨頭中心，完成股骨機械軸的精準(zhǔn)和實時定位，具備良好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，以獲得良好的下肢力線。（2）提高股骨假體準(zhǔn)確安置率：術(shù)中將股骨遠端截骨冠狀位內(nèi)外翻角度及矢狀位前后傾角度數(shù)值實時反饋給術(shù)者，術(shù)者通過微細調(diào)節(jié)旋鈕進行角度數(shù)值的精細調(diào)節(jié)并再定位，從而獲得股骨假體最佳安放位置。（3）簡化操作程序：數(shù)字化技術(shù)可實現(xiàn)術(shù)前設(shè)計、術(shù)中和術(shù)后結(jié)果的數(shù)據(jù)比對，從而對手術(shù)效果進行評價。類似于MERN-EAOS裝置的是iASSIST系統(tǒng)，術(shù)中需通過旋轉(zhuǎn)肢體獲得并計算股骨頭中心點的13個股骨定位，在熟練操作情況下從啟動到術(shù)中注冊、定位全過程的時間可控制在5min以內(nèi)，若不純熟則這一時間將明顯延長；同時因在骨骼上打入定位針，將增加創(chuàng)傷。MERN-EAOS裝置則只需環(huán)繞旋轉(zhuǎn)大腿3-5次，用時3秒鐘即可捕獲股骨頭中心，快速完成股骨遠端截骨面定位，避免iASSIST系統(tǒng)相對繁瑣的注冊、定位等操作，操作相對簡單而節(jié)省時間，且無需額外定位針輔助，避免增加創(chuàng)傷。

《臨床膝骨關(guān)節(jié)炎學(xué)》介紹

本書重點闡述了膝骨關(guān)節(jié)炎的基礎(chǔ)知識、診斷與治療方法、手術(shù)方法和前沿研究內(nèi)容，并結(jié)合中西醫(yī)診療特色、臨床實踐經(jīng)驗和臨床實際需求，將圍術(shù)期處理、加速外科康復(fù)和人工智能等內(nèi)容融入其中，讓每一位讀者均能有所感、有所悟、有所得。同時，配以大量珍貴圖片，使讀者能夠身臨其境，從而更快速地學(xué)習(xí)與掌握膝骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)的知識與技術(shù)。

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