膝骨性關(guān)節(jié)炎病人全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后下行疼痛抑制功能與術(shù)后慢性疼痛的相關(guān)性研究

柯雪茹 趙 莉 雷 波 方 銳

（ 新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院1手術(shù)麻醉科；3關(guān)節(jié)外科，烏魯木齊，830001；2 新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院手術(shù)麻醉科，烏魯木齊, 830000）

膝骨性關(guān)節(jié)炎病人全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后下行疼痛抑制功能與術(shù)后慢性疼痛的相關(guān)性研究

柯雪茹1趙 莉2雷 波1方 銳3△

（ 新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院1手術(shù)麻醉科；3關(guān)節(jié)外科，烏魯木齊，830001；2新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院手術(shù)麻醉科，烏魯木齊, 830000）

膝骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis, KOA) 以其高發(fā)病率和高致殘性成為影響全球中老年人健康的主要疾病之一[1]。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty, TKA)是目前緩解晚期KOA疼痛和恢復(fù)膝關(guān)節(jié)功能最有效的方法，但文獻(xiàn)報(bào)道，成功的TKA手術(shù)后仍有30%左右的病人存在膝關(guān)節(jié)的慢性疼痛[2]，而造成這種疼痛的原因目前尚不明確。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)KOA病人下行疼痛抑制功能減弱或缺失可能是導(dǎo)致疼痛發(fā)生和維持的原因之一[3,4]。TKA術(shù)后病人下行疼痛抑制功能有無(wú)變化及與術(shù)后慢性疼痛程度的關(guān)系目前尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在探討KOA病人術(shù)后下行疼痛抑制功能的變化，術(shù)后下行疼痛抑制功能與術(shù)后慢性疼痛程度是否存在相關(guān)，為深入了解KOA慢性疼痛機(jī)制，預(yù)防和早期治療TKA術(shù)后慢性疼痛提供理論依據(jù)。

方 法

1. 一般資料

本研究納入2014年2月至2015年10月在新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)院診斷為單側(cè)KOA（診斷根據(jù)美國(guó)風(fēng)濕病協(xié)會(huì)1995年修訂的標(biāo)準(zhǔn)）經(jīng)保守治療疼痛不能緩解需要行TKA 術(shù)的病人，對(duì)照組為根據(jù)性別和年齡配對(duì)的健康人。

納入標(biāo)準(zhǔn)：ASA I-II級(jí)；年齡范圍在50～70歲；受累關(guān)節(jié)疼痛時(shí)間大于3個(gè)月，視覺(jué)模擬評(píng)分法(visual analogue scale, VAS)≥4；膝關(guān)節(jié) Kellgren-Lawrence (KL)分級(jí)3～4級(jí)（關(guān)節(jié)間隙明顯變窄，大量骨贅形成）；既往無(wú)其它慢性疼痛疾患；無(wú)先天疾患、內(nèi)分泌疾病、免疫疾病、精神或神經(jīng)系統(tǒng)疾??；無(wú)溝通障礙；無(wú)糖尿病周圍神經(jīng)病變史。

排除標(biāo)準(zhǔn)：曾有過(guò)膝關(guān)節(jié)手術(shù)史；曾有過(guò)膝關(guān)節(jié)感染史；TKA術(shù)后感染；術(shù)后深靜脈血栓形成；對(duì)本試驗(yàn)過(guò)程安全性存在疑慮，不愿簽訂知情同意書(shū)者；經(jīng)多次講解不能明白試驗(yàn)過(guò)程，無(wú)法配合者。

2. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用VAS法評(píng)估KOA病人術(shù)前休息及活動(dòng)時(shí)的疼痛程度，所有病人在手術(shù)前后均接受負(fù)重前后位和側(cè)位受累膝關(guān)節(jié)X線檢查。術(shù)前影像學(xué)改變嚴(yán)重程度采用KL評(píng)分系統(tǒng)。術(shù)后3、6、12個(gè)月分別測(cè)量下肢全長(zhǎng)X線正位機(jī)械軸內(nèi)側(cè)角（股骨機(jī)械軸與脛骨機(jī)械軸內(nèi)側(cè)的角度）、股骨假體角(FFC angle)及脛骨假體角(FTC angle)，側(cè)位片測(cè)量股骨假體角(LFC angle)和脛骨假體角角(LTC angle)，明確假體位置是否良好。

采用條件性疼痛調(diào)節(jié)(conditoned pain modulation, CPM)評(píng)估KOA組和對(duì)照組下行疼痛抑制功能。CPM方法是目前常用的測(cè)試人體下行疼痛抑制功能的一種心理物理學(xué)方法，它是在身體某一部位給予一種疼痛性刺激（試驗(yàn)性刺激），同時(shí)在離試驗(yàn)性刺激測(cè)試較遠(yuǎn)的其它部位使用另一種疼痛性刺激（條件刺激）來(lái)測(cè)試實(shí)驗(yàn)性疼痛中疼痛抑制的效果，最常用于測(cè)試的部位是上下肢[5]。具體方法如下：

（1）試驗(yàn)刺激(Test Stimulus, TS)：壓力痛閾(Pressure Pain Threshold, PPT)測(cè)試

采用便攜式壓力測(cè)試儀，試驗(yàn)組將測(cè)試區(qū)域位于受累膝關(guān)節(jié)髕骨上、下、內(nèi)、外緣處共四個(gè)點(diǎn)，對(duì)照組與試驗(yàn)組位于同側(cè)膝關(guān)節(jié)相同的區(qū)域，刺激面積為1 cm2。壓力實(shí)施從標(biāo)準(zhǔn)的40 kPa/s開(kāi)始，以30 kPa/s的速度勻速遞增。當(dāng)病人首次感覺(jué)到有疼痛壓迫后按下控制開(kāi)關(guān)，立刻評(píng)價(jià)并記錄PPT，此時(shí)記錄的數(shù)值為病人的PPT基線值，每個(gè)點(diǎn)測(cè)試間隔兩分鐘，取上述四個(gè)點(diǎn)的平均值作為最終的PPT基線值。

（2）條件刺激(Conditioning Stimulus，CS)：冷加壓試驗(yàn)(Cold Pressor Test，CPT) 測(cè)試

將受試者左手浸泡裝有在4 ℃循環(huán)冷水中，深度約在腕橫紋上10 cm處。當(dāng)左手浸入冷水20 s后再次測(cè)試并評(píng)估膝關(guān)節(jié)的PPT值（在試驗(yàn)刺激在相同的位置）。每個(gè)點(diǎn)測(cè)試間隔兩分鐘，取上述四個(gè)點(diǎn)的平均值作為最終的冷加壓之后的PPT。

（3）CPM的計(jì)算方法參考以前的文獻(xiàn)[5]：（冷加壓試驗(yàn)之前的平均PPT-冷加壓試驗(yàn)中的平均PPT）/冷加壓試驗(yàn)之前的平均PPT×100%，CPM為正值表明受試者下行疼痛調(diào)制功能有效，負(fù)值和0代表無(wú)效。

3.質(zhì)量控制

為了保障試驗(yàn)結(jié)果的可靠性要求病人測(cè)試前48 h停用所有鎮(zhèn)痛藥物，手術(shù)均由同一主刀醫(yī)生完成。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1. 一般資料比較

本研究共納入符合標(biāo)準(zhǔn)的KOA病人34例，4例病人因?yàn)椴荒苣褪芎团浜螩PM測(cè)試退出，剩余30例完成研究，對(duì)照組共完成30例。兩組在年齡、性別、身高、體重方面均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2. TKA術(shù)后下肢力線恢復(fù)情況

所有病人術(shù)后均無(wú)術(shù)區(qū)感染、下肢深靜脈血栓等并發(fā)癥發(fā)生。TKA術(shù)后3、6、12個(gè)月X片均顯示假體位置良好，術(shù)后在站立位下肢全長(zhǎng)正位X線片上測(cè)量機(jī)械軸內(nèi)側(cè)角平均為（180±4）°，F(xiàn)FC angle平均為（86± 3）°，F(xiàn)TC angle平均為（89±4）°，LFC angle平均為（85±4）°，LTC angle 平均為（85±3）°。

3. KOA術(shù)后3月、6月及12月慢性疼痛發(fā)生率及VAS評(píng)分

KOA組術(shù)后3月、6月及12月慢性疼痛發(fā)生率（術(shù)后發(fā)生慢性疼痛的病人人數(shù)/總?cè)藬?shù)×100%）分別為40%（12例）、33%（10例）及30%（9例），術(shù)后3月、6月和12月休息和活動(dòng)后VAS評(píng)分均較術(shù)前明顯降低（見(jiàn)表1）。

表1 KOA組術(shù)前及術(shù)后VAS評(píng)分(±SD)

表1 KOA組術(shù)前及術(shù)后VAS評(píng)分(±SD)

* P ＜ 0.05，與TKA術(shù)前比較

VAS（靜）VAS（動(dòng)）術(shù)前6.6±2.4 8.3±1.6術(shù)后3月3.1±.1.7*3.7 ±1.5*術(shù)后6月2.3±0.8* 3.0±1.3*術(shù)后12月2.0±0.4* 2.6±0.2*

4. KOA組和對(duì)照組術(shù)前PPT及CPM比較

KOA組術(shù)前PPT基線顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）。KOA組冷加壓后PPT較基線PPT降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），對(duì)照組冷加壓后PPT較基線PPT升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）。KOA組冷加壓刺激后平均提高幅度（CPM指數(shù)）為負(fù)值，對(duì)照組CPM指數(shù)為正值，KOA組無(wú)效的CPM比例明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，見(jiàn)表2）。

表2 KOA組和對(duì)照組術(shù)前PPT及CPM比較(±SD)

表2 KOA組和對(duì)照組術(shù)前PPT及CPM比較(±SD)

* P ＜ 0.05，與對(duì)照組比較；#P ＜ 0.05，與各自的PPT基線比較

對(duì)照組KOA組PPT基線(kPa)992±275657±296*冷加壓后PPT1168±354#601±369*#CPM指數(shù)22.5% -3.2%無(wú)效CPM比例 7.1%*67.4%

5. KOA組TKA術(shù)前、術(shù)后PPT及CPM比較

KOA組TKA術(shù)后PPT基線及冷加壓后PPT較術(shù)前相比均顯著提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），TKA術(shù)后CPM為正值，無(wú)效CPM比例顯著降低，與術(shù)前相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，見(jiàn)表3）。

表3 TKA術(shù)前、術(shù)后PPT及CPM比較(±SD)

表3 TKA術(shù)前、術(shù)后PPT及CPM比較(±SD)

* P ＜ 0.05，#P ＜ 0.05，△P ＜ 0.05，與TKA術(shù)前比較

TKA術(shù)前TKA術(shù)后PPT基線(kPa)657±296924±255*冷加壓后PPT 601±369 1015±316#CPM指數(shù) -3.2%17.1%無(wú)效CPM比例67.4%10.6%△

6. KOA組術(shù)后CPM指數(shù)與術(shù)后3月、6月及12月休息及活動(dòng)時(shí)VAS相關(guān)性

術(shù)后CPM指數(shù)與術(shù)后3月靜息及活動(dòng)VAS無(wú)顯著相關(guān)性，與術(shù)后6月和12月休息及活動(dòng)時(shí)VAS存在顯著相關(guān)（見(jiàn)表4）。

表4 KOA組術(shù)后CPM指數(shù)與術(shù)后VAS相關(guān)性

討 論

TKA是目前治療中晚期KOA的有效手術(shù)方式，它能去除病變的關(guān)節(jié)組織與骨贅，對(duì)畸形的關(guān)節(jié)進(jìn)行校正，有效的緩解KOA病人疼痛和改善關(guān)節(jié)功能。然而研究發(fā)現(xiàn)成功的TKA手術(shù)后仍有30% 左右的病人存在膝關(guān)節(jié)及周圍不同程度的慢性疼痛[2]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)TKA術(shù)后病人下肢力線恢復(fù)正常，假體位置良好，但在術(shù)后一年內(nèi)仍有30%～40%病人存在慢性疼痛，與以往的報(bào)道一致。

近年來(lái)，隨著人們對(duì)慢性疼痛機(jī)制研究的進(jìn)一步深入，人體內(nèi)源性疼痛調(diào)節(jié)與慢性疼痛發(fā)生發(fā)展的關(guān)系日益受到重視。內(nèi)源性痛覺(jué)調(diào)制系統(tǒng)是泛指中央神經(jīng)系統(tǒng)所具有的可以使疼痛減弱或增強(qiáng)的一系列行為活動(dòng)，這些行為活動(dòng)通常發(fā)起于不同腦區(qū)，以頻譜的形式輸出，匯聚于腦干痛覺(jué)中樞，繼而向脊髓發(fā)送下行信息，可以是抑制性的或是易化性的，分別使從外周傳入的傷害感受信號(hào)減弱或增強(qiáng)[5]。

研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性疼痛調(diào)節(jié)特別是內(nèi)源性疼痛抑制功能在慢性疼痛的發(fā)生和維持中發(fā)揮著重要作用[6]。條件性疼痛調(diào)節(jié)(CPM)方法用于評(píng)估個(gè)體內(nèi)源性下行疼痛抑制能力，其機(jī)制可能是激活了脊髓及以上的下行抑制通路釋放內(nèi)源性鎮(zhèn)痛物質(zhì)產(chǎn)生鎮(zhèn)痛[7]。研究證實(shí)，許多慢性疼痛性疾病包括OA病人均存在顯著的下行疼痛抑制功能降低或缺失[7,8]，這種減弱的下行抑制使得病人神經(jīng)系統(tǒng)更容易感受疼痛。本研究運(yùn)用CPM方法評(píng)估KOA病人下行疼痛抑制功能，結(jié)果顯示KOA組術(shù)前PPT提高的平均幅度為負(fù)值，無(wú)效的CPM比例較對(duì)照組明顯增加，表明KOA病人較健康人群下行疼痛抑制功能減弱，由此推斷下行疼痛抑制功能在KOA疼痛發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。

本研究結(jié)果顯示，KOA組術(shù)后休息及活動(dòng)時(shí)VAS評(píng)分較術(shù)前顯著降低，再次證實(shí)TKA手術(shù)能夠大幅度緩解病人膝關(guān)節(jié)疼痛。本研究結(jié)果還顯示，TKA術(shù)后KOA病人PPT提高的平均幅度為正值，無(wú)效的CPM比例顯著降低，這些結(jié)果表明TKA手術(shù)能夠改善大部分KOA病人下行疼痛抑制功能，提示關(guān)節(jié)水平病變是導(dǎo)致KOA病人下行疼痛抑制功能異常的原因之一。因此對(duì)于關(guān)節(jié)變形嚴(yán)重，疼痛劇烈的病人及時(shí)接受TKA手術(shù)能夠有效緩解疼痛，避免中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到進(jìn)一步損害，提高病人生活質(zhì)量。

本研究結(jié)果顯示，TKA術(shù)后CPM指數(shù)與術(shù)后3個(gè)月休息及活動(dòng)VAS評(píng)分無(wú)顯著相關(guān)性，而與6個(gè)月和12個(gè)月休息及活動(dòng)時(shí)VAS評(píng)分存在顯著負(fù)相關(guān)。換言之，病人術(shù)后下行疼痛抑制功能恢復(fù)的越好，術(shù)后慢性疼痛程度越輕。

總之，本研究結(jié)果表明KOA病人有效的CPM比例減少，下行疼痛抑制能力弱化；成功的TKA手術(shù)能夠改善KOA病人下行疼痛抑制能力；術(shù)后CPM指數(shù)與術(shù)后慢性疼痛程度存在相關(guān)性。這些研究結(jié)果有助于我們更加深入了解KOA疼痛發(fā)生和維持機(jī)制，可能有助于臨床篩選TKA術(shù)后發(fā)生嚴(yán)重慢性疼痛的高風(fēng)險(xiǎn)人群，更好的指導(dǎo)臨床治療。

[1] Litwic A, Edwards MH, Dennison EM,et al.Epidemiology and burden of osteoarthritis. British Medical Bulletin, 2013,105(1) :185 ～ 199.

[2] Hofmann S, Seitlinger G, Djahani O,et al.The painful knee after TKA: a diagnostic algorithm for failure analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2011,19(9):1442 ～ 1452.

[3] Lewis GN, Rice DA, McNair PJ. Conditioned pain modulation in populations with chronic pain: a systematic review and meta-analysis. J Pain, 2012, 13:936 ～ 944.

[4] Robert R, Edwards, Andrew J. Dolman.et al.Variability in conditioned pain modulation predicts response to NSAID treatment in patients with knee osteoarthritis.BMC Musculoskeletal Disorders, 2016, 17:284.

[5] Ossipov MH, Dussor GO, Porreca F. Central modulation of pain. J Clin Invest, 2010, 120: 3779 ～3787.

[6] Lewis GN, Rice DA, McNair PJ. Conditioned pain modulation in populations with chronic pain: a systematic review and meta-analysis. J Pain, 2012, 13:936 ～ 944.

[7] Analysis of meaningful conditioned pain modulation effect in a pain-free adult population. J Pain, 2014,15(11): 1190 ～ 1198.

[8] 柯雪茹, 雷波, 曹興華, 等. 新疆維吾爾族、漢族內(nèi)源性疼痛調(diào)制與術(shù)后疼痛的相關(guān)研究. 中國(guó)疼痛醫(yī)學(xué)雜志, 2016, 22(1): 74 ～ 76.

10.3969/j.issn.1006-9852.2017.09.016

△通訊作者 xjfr@163.com