膝关节自发性骨坏死的保膝治疗研究进展

王浩浩，张民，席刚，李浩，李亚坤

(山西医科大学第二医院骨科，山西 太原 030001)

膝关节自发性骨坏死(spontaneous osteonecrosis of the knee，SONK)是一种病因不明的膝关节疾病。1968年Ahlbäck等[1]首次报告了该疾病，虽然该病被发现已经50多年，但目前关于该病的病因及发病机制尚不明确，主要有两种理论：血管源性理论和创伤源性理论[2-3]。血管源性理论认为SONK是股骨髁的血供中断导致局部缺血坏死，而创伤源性理论认为SONK的成因是股骨髁在机械应力作用下发生了软骨下骨不全骨折(subchondral insufficiency fracture of the knee，SIFK)[3]。目前越来越多研究结果支持创伤源性理论：在对早期SONK患者的股骨髁进行病理组织学分析发现仅骨中存在软骨下骨骨折，而没有骨坏死病理表现[4]。还有研究认为SONK与低骨密度、内侧半月板损伤等有关[5-6]。SONK典型临床表现为膝关节突然发作的严重疼痛，股骨内髁局部压痛，好发于55岁以上患者，女性患者的发病率几乎是男性的3～5倍[5，7-8]。对于膝关节自发性骨坏死，有多种治疗方案可供选择。这些治疗策略从非手术和药物治疗到关节保留手术和关节置换手术。由于该病发病率较低，目前尚未探索出最佳的治疗策略。主流的研究认为应根据疾病的发展阶段及病变大小选择不同的治疗方法，采取个体化管理。本文将该病的治疗策略综述如下。

1 SONK的分级

1.1 SONK的疾病分期 SONK治疗取决于疾病分期和损伤的大小，最常用的分期方法是1979年Koshino提出的分期法[9]。Koshino分期基于临床和影像学的结果，将SONK分为四个阶段，Ⅰ期：患者有膝关节症状，但影像学正常；Ⅱ期：X线显示负重区变平，软骨下信号升高，周围有骨硬化；Ⅲ期：受影响区域扩大和软骨下塌陷；Ⅳ期：病变周围骨硬化和髁突周围骨赘形成的退行性阶段。Aglietti等[10]对Koshino分期法进行了修改，将Koshino分期法的Ⅲ、Ⅳ进一步细分，共分为五期。Ⅰ期：患者有膝关节症状，但X线表现正常；Ⅱ期：X线显示负重区变平；Ⅲ期：X线可透过病变区域，周围可见硬化骨；Ⅳ期：病变周围硬化，软骨下骨折，可见钙化的死骨；Ⅴ期：继发退行性改变。此外，一些学者还参考继发性骨坏死的分期方法(Mont分期[11])和改良股骨头坏死的分期方法(Ficat分期)来对SONK进行分期[12](见表1)。

表1 膝关节自发性骨坏死的分期

1.2 SONK的损伤大小 除了考虑SONK的分期，临床上治疗SONK病的方法选择很大程度上取决于骨坏死面积的大小[11]。小的骨坏死性病变通常可以采用非手术治疗，这主要是基于保护性负重和物理治疗，中度的骨坏死病变视情况采用非手术或手术治疗，而大型的骨坏死病变几乎均采用手术治疗。坏死区域的大小有不同的计算方法：Lotke和Ecker[13]提出测量正位X线片病变长度A和侧位X线片病变长度B，二者乘积为病变面积大小(见图1a)，测量的结果分为小病变(<3.5 cm2)、中等大小病变(3.5～5.0 cm2)和大病变(>5 cm2)。Mont等[11]将Lotke和Ecker法进行了改良，在冠状磁共振图像上测量病变的宽度(A)和高度(C)，在矢状面上测量病变长度(B)，然后用A×B×C来近似计算病变体积(见图1b)。将病变按照大小分为小(0～10 cm3)、中(10～20 cm3)和大(>20 cm3)(见表2)。上述两种方法对X线片比例尺精度要求较高，而且受到股骨髁本身大小的影响。为了排除这些影响，Lotke等[14]提出在正位X线片上计算病变的宽度占股骨髁的百分比确定骨坏死病灶的大小(见图1c)。他们发现在累及股骨内侧髁32%病变的患者中，23个膝关节中仅6个需要手术治疗，而累及股骨内侧髁50%以上病变的患者均需要人工关节置换术。Juréus等[15]使用Lotke的测量方法对40例SONK患者的研究发现，病变>40%的最终均需要膝关节置换手术，而病变<40%的患者非手术治疗可以达到满意的效果。Kerboul等[16]提出测量坏死角度的方法，在正位和侧位X线片上勾勒出骨坏死病变的轮廓，并用测角仪测量坏死所涉及表面弧的角度(见图1d)。这两个角度加在一起就得到了合并坏死角，并将≤150°的病变归为小病变，151°～249°的病变归为中等病变，≥250°的病变归类为大病变(见表2)。

a 骨坏死病变面积 b 骨坏死病变体积 c 骨坏死区占比 d 骨坏死坏死角

表2 不同测量方法下骨坏死大小评估

2 非手术治疗

非手术治疗通常用于SONK的早期(Ⅰ、Ⅱ期)和较小的病灶(面积<3.5 cm2，体积<10 cm3，坏死区占比<股骨髁宽度的40%，坏死角≤150°)[14，17]。非手术治疗中最重要的干预方式为减轻负重，随后逐渐增加患肢的负荷。通常，需要对患者限制负重4～8周，患肢最多负重10 kg。期间，还需要进行物理治疗防止股四头肌和小腿肌肉萎缩，并保持膝关节正常活动度[17-18]。目前关于膝关节骨坏死的药物治疗研究越来越多，大量研究发现双膦酸盐在早期SONK的治疗中起到良好疗效，双膦酸盐对骨骼表面的某些结构具有很高的亲和力。静脉或者胃肠道中吸收的双膦酸盐大部分在数小时内就会沉积在骨上，抑制破骨细胞活性和骨吸收，并重新激活被抑制的成骨细胞，从而调节成骨-破骨平衡并使得骨量增加，防止病灶区坏死骨的吸收和塌陷[8，19-21]。在使用双膦酸盐的同时，许多学者还联合其他药物来提高疗效，例如非甾体类抗炎药、维生素D和钙等[20-22]。

其他的治疗方法包括脉冲电磁场疗法、特立帕肽等[23-24]。Muccioli等[23]研究发现脉冲电磁场能够显著降低疼痛评分，并且使坏死区的面积减小。但这些都是小样本或个案研究，具体效果有待进一步探索。

尽管缺少随机对照研究，但普遍认为SONK的初始阶段应保守治疗，保守治疗后80%的结果是满意的[25]。但是，如果保守治疗3个月后症状没有减轻，或者面积>5 cm2且其宽度为超过髁的40%则应考虑手术治疗方法[7-8]。

3 手术治疗

当患者在3个月的非手术治疗后临床或影像学上没有改善时，或者骨坏死病灶较大患者，应考虑手术治疗[11-12]。

3.1 关节镜清理术、髓芯减压、骨软骨移植 单纯关节镜下清理术在SONK治疗中的应用存在争议，部分人认为由于SONK主要病理改变是骨内的，关节镜下清理几乎不可能改变疾病的进程；当然，如果同时合并或继发半月板破裂、软骨损伤或游离体的情况下，关节镜可能改善症状[26-27]。Mille等[28]报道了5例关节镜下清理治疗SONK，平均随访31个月，HSS膝关节评分从52分提高到82分，但这些患者的骨坏死进展并未因关节镜干预而改变。髓芯减压被广泛应用于股骨头坏死的治疗中，可以促进成骨和血管形成，一些学者将它应用于早期SONK的治疗中，通过关节外经皮进行钻孔至股骨髁病变部位，并取得了良好的临床效果[27]。Forst等[27]报道了16例早期SONK患者，采用髓芯减压治疗，所有患者疼痛症状均在术后立即改善。常规的髓芯减压钻头直径较大，刺入关节腔后会损坏关节软骨，另一些学者提出在关节镜下用较小直径的钻头对病变部位逆行钻多个孔进行髓芯减压，即关节镜下微骨折技术。Akgun等[29]对26例非手术治疗失败的SONK患者进行关节镜下微骨折治疗，术后23%的患者有改善，62%与术前相同，而15%的患者出现了恶化。经皮关节外穿刺髓芯减压和关节镜下微骨折均存在难以准确定位病损区和损伤完整关节面的问题，部分学者提出通过软骨移植治疗SONK病[12]。骨软骨自体移植有两个主要优点：(1)重建软骨下骨板和关节软骨；(2)去除坏死骨与软骨组织。Tanaka等[30]报道了6例接受自体骨软骨移植的SONK患者，其中所有患者在平均随访27.7个月(23～45个月)后均报告疼痛缓解良好。

3.2 胫骨高位截骨术(high tibialosteotomy，HTO) 早在1968年Ahlbäck等[1]首次报道SONK病时即采用胫骨高位截骨术进行治疗，部分患者症状得到改善。特别是当伴有膝内翻畸形的患者发生股骨内侧髁骨坏死时，进行胫骨高位截骨术转移下肢力线，可减轻受影响股骨髁的负荷，降低股骨髁压力[31-33]。Soucacos等[34]报告了在他们对105例SONK患者的随访结果，发现年龄<65岁和病变小于股骨髁宽度50%的患者行HTO治疗效果更好。Kumagai等[33]认为HTO可以作为骨软骨移植、微骨折等治疗方法的辅助手段，特别是治疗>4 cm2的病变时，需要自体骨软骨移植结合HTO才能达到满意效果。Takeuchi等[32]通过微骨折结合HTO治疗30例SONK取得了满意的效果，这些患者在治疗时平均年龄71岁(范围58～82岁)，所有患者坏死区面积均>2 cm2。术中调整下肢力线至外翻10°，所有患者均植入人工骨并使用tomofix锁定钢板固定。术后2年24例患者(80%)取出内固定并进行关节镜检查，所有患者均可看到坏死区被纤维软骨覆盖。HTO结合微骨折治疗是一种有效的治疗SONK的方法，可以减轻疼痛并使坏死区纤维软骨组织再生。

3.3 膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty，UKA) 当SONK发展至软骨下骨塌陷阶段时则需要进行UKA。UKA通过保留未受影响的膝关节区域，与全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)相比可以保留更多的原生关节运动学和本体感觉。Heyse等[25]对52例经UKA治疗的SONK患者进行了平均(10.9±4.8)年的随访，美国膝关节协会评分(knee society score，KSS)和西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数评分(the western Ontario and McMaster universities osteoarthritis index，WOMAC)均提示功能改善。Myers等[35]的回顾性研究表明，单髁置换术治疗SONK 5年后90%的患者观察到良好或优异的结果。许多研究证明UKA治疗SONK的10年生存率为89%～96%，与治疗单间室骨关节炎类似[25，36-39]。UKA治疗SONK的一个主要顾虑是术中刮除坏死骨后产生的骨缺损可能增加股骨假体支撑不稳定的潜在风险，但是Bruni等[36]报道84例UKA治疗SONK患者10年时生存率为89%，失败的10个病例中有7例是胫骨假体松动原因导致，无一例是由于股骨假体松动导致的。坏死区面积较大时进行UKA需慎重，Choy等[37]报道了1例发生股骨假体松动，该病例术前坏死区域占比49.3%，且体积较大(22.8 cm3)。Parratte等[40]认为术中发现刮除坏死区后缺损>2 cm3时单纯使用骨水泥固定是不可靠的，应在缺损区打压植骨后再固定假体。

综上所述，尽管SONK首次在文献中被描述到现在已经过去了50年，但我们仍然没有完全了解它。我们应该提高对SONK的认识，在SONK的最初阶段进行非手术治疗，对处于软骨下骨塌陷前阶段的患者进行关节保留手术，如骨软骨移植、髓芯减压、HTO等，三者可联合使用。对那些已经发展到晚期塌陷和单间室骨关节炎的患者进行单髁置换术。全膝置换术可作为多间室病变最后阶段的治疗方法。