2025下肢人工全关节置换术慢性术后疼痛相关影响因素研究进展

最新：下肢人工全关节置换术慢性术后疼痛相关影响因素研究进展近年来，随着人口老龄化的加剧，越来越多的患者出现膝、髋关节问题。随着医疗水平及生活质量的进一步提高，更多患有严重疼痛及功能障碍的患者选择下肢人工全关节置换术（totaljointarthroplasty,TJA）。目前下肢人工TJA是治疗晚期股骨头坏死、终末期骨关节炎等重度膝、髋关节病的首选手术治疗方案。相比保守治疗，下肢人工TJA能显著改善患者的疼痛和功能。尽管如此，下肢人工TJA后仍有相当一部分患者存在长期的慢性术后疼痛（chronicpostsurgicalpain,CPSP），疼痛既是下肢人工TJA的主要适应证，也同样是TJA常见术后并发症。长期的CPSP导致患者情绪不稳定、睡眠质量下降，影响患者的工作和生活。因此，早期识别CPSP高危患者是研究的热点问题。目前学界认为下肢人工TJACPSP是由多因素共同造成的，既往综述也分析过相关影响因素，但均聚焦于非手术因素，本综述将非手术因素和手术因素结合进行全面分析，为今后临床上合理选择治疗方式和手术时机、完善术前准备、预料手术效果提供参考。1CPSP的定义及下肢人工TJA患者CPSP发生率国际疼痛研究协会将CPSP定义为：手术引起或术后出现的疼痛强度增加，持续时间超过3个月，局限于手术区域，或投射到手术区域的神经所支配的区域，同时排除感染、肿瘤等引起疼痛的其他原因。据文献报道，全膝关节置换术（totalkneearthroplasty,TKA）后3个月，仍有8%~34%的患者膝关节存在中度以上的疼痛（数字分级评分法疼痛评分>3分）。全髋关节置换术（totalhiparthroplasty,THA）患者CPSP的发生率高达23%。2下肢人工TJACPSP的相关危险因素2.1人口学因素2.1.1性别性别与慢性疼痛的关系是一个复杂的话题，涉及生理、心理和社会文化等多方面因素。研究表明，男性和女性在疼痛信号传递和处理方面可能存在差异，女性可能对某些类型的疼痛（如慢性疼痛）更为敏感，此外雌激素可能会增加女性对疼痛的敏感性，尤其是在月经周期、怀孕和更年期等激素波动时期。Prentice等的研究发现，女性在THA后阿片类药物用量及疼痛水平更高；Soffin等发现，与男性患者相比，术后1年内，女性患者均表现出更高的疼痛评分和阿片类药物用量。其原因可能在于：与男性相比，女性的下肢感觉阈值和疼痛阈值较低，对疼痛更为敏感。2.1.2年龄先前研究普遍认为年龄是下肢人工TJACPSP的重要影响因素，但不同研究的结果存在矛盾。在THA中，一些研究发现老年患者CPSP的发生率高于年轻患者；而另一些研究则指出，年轻患者在大腿前部的疼痛水平更高、持续时间更长，可能与其较高的活动水平和术后恢复预期有关。此外，老年患者常伴有多种复杂合并症，若控制不佳可能引发持续性疼痛。综上所述，年龄过大或过小均可能带来较严重的疼痛。在TKA中，这种矛盾同样存在。有研究显示，CPSP的发生率随着年龄的增长而降低，这可能是因为痛觉随年龄增长而迟钝，且疼痛耐受性提高。然而，另一项研究却发现年龄与TKACPSP无显著关联。因此，对于年轻患者而言，考虑到潜在的疼痛风险较高，手术可能不是早期首选的治疗方案。而对于老年患者，通常伴有多种复杂合并症，在选择治疗方案时仍需综合考虑这些因素的影响。2.1.3体重指数（bodymassindex,BMI）Huffman等研究发现，术前高BMI与THA后疼痛结局较差或阿片类药物用量增加有关。然而，与整体改善情况相比，不同BMI患者的疼痛结局差异通常较小。尽管多数研究显示高BMI患者术后疼痛评分较高，但这可能是因为患者本身术前的疼痛评分较高，而非手术效果不佳。因此，减轻体重可能通过降低术前疼痛水平，进而改善术后疼痛。这提示我们在术前管理中应考虑控制体重作为减轻术后疼痛的策略之一。2.1.4社会及种族因素有研究指出，CPSP的发生率还受到经济水平、社会地位、教育程度的显著影响。经济负担沉重的患者往往难以获得高质量的医疗服务，可能增加CPSP的发生风险。此外，教育水平较低的患者由于对疼痛缺乏正确认识，缺乏有效的生理应对机制和心理准备，容易产生负面情绪，从而增加CPSP的发生风险。近年研究证实，遗传基因与CPSP密切相关。基因多态性可通过调节神经递质代谢改变痛觉感知，影响神经可塑性导致神经修复异常，并调控炎症反应加剧疼痛进程。同时，基因对药物代谢酶活性的影响造成术后镇痛效果个体差异，间接影响慢性疼痛转归。然而，目前针对下肢人工TJACPSP与遗传基因关联的研究尚鲜见，亟需进一步探索以提供循证依据。2.2疾病相关因素2.2.1术前疼痛水平与关节功能术前疼痛和功能障碍是进行下肢人工TJA的两个主要适应证。潘影等的研究表明，术前长期使用非甾体抗炎药是TKACPSP发生的独立危险因素。对于术前长期使用止痛药的患者，应注意其与不使用止痛药患者的差异，因为这些患者在术后更容易出现对阿片类药物的依赖。Goesling等研究发现，对于未在手术当天或手术前使用阿片类药物的THA患者，从基线到术后6个月的疼痛水平以及术后6个月内服用阿片类药物的可能性均有所降低。Singh和Lewallen的研究表明，术前依赖助行器或存在同侧膝关节疼痛的THA患者在术后3个月时表现出更高的疼痛水平，且更容易出现活动受限。Sayers等的研究表明，对于TKA患者而言，术前疼痛水平是预测CPSP发生率最灵敏且特异度最高的指标。然而，Kornilov等的研究发现，术前疼痛水平低或术前活动水平高的患者TKA后膝关节疼痛未改善的风险增加。2.2.2关节炎的影像学严重程度保守治疗无效的终末期骨关节炎患者是进行下肢人工TJA的绝对适应证之一，克拉兰汉斯（KellgrenLawrence,KL）分级可以客观反映骨关节炎的影像学严重程度。研究表明，相较于0~2级的患者，KL分级3~4级的TKA患者术后1年的功能评分更低、疼痛水平更高。因此，对于术前KL分级较低的患者，非手术治疗可能是一个重要的选择。然而，Leppänen等的研究发现，KL分级0~2级的TKA患者术后2年的不满意率和疼痛评分明显高于KL分级3~4级的患者。造成这一矛盾结果的原因是，KL分级0~2级的患者通常更年轻，而根据先前研究，年轻患者CPSP的发生率更高。这提示在制定治疗方案时，除了考虑KL分级，还应综合评估患者的年龄、活动水平和疼痛预期等因素。2.2.3术前合并症Smith等研究指出，术前合并高血压、糖尿病、心脏病的THA患者术后结局往往较差。若合并症控制不佳，术后疼痛水平及阿片类药物使用概率更高。THA患者由于各种并发症而需要翻修的概率也会增加。值得注意的是，糖尿病患者出现术后持续性疼痛的概率是非糖尿病患者的8倍。Tang等研究发现，术前合并睡眠障碍的TKA患者发生CPSP的概率大大增加。睡眠在促进代谢产物排泄、维持脑内环境稳态及调节机体免疫和内分泌功能方面起着至关重要作用。长期睡眠障碍会增加机体对疼痛的敏感性，削弱内源性疼痛抑制机制，从而导致CPSP的发生。Perruccio等研究证实，术前存在其他肌肉骨骼疾病也会影响CPSP的发生。另一项研究发现，癌症患者的疼痛发生率是非癌症患者的3.06倍，原因可能是癌症患者的心理负担往往更重，长期过重的心理负担是发生痛觉敏化的重要诱因。2.2.4术后急性期疼痛术后急性期疼痛是下肢人工TJA患者术后常见并发症，严重的术后急性期疼痛不仅会延长患者住院时间，增加医疗负担，还会阻碍患者早期下床活动及后续功能恢复的开展。最近一项研究发现：术后72h内的急性疼痛是CPSP的独立危险因素，多数情况下，术后急性期疼痛在得到有效控制后不会对患者的远期恢复产生影响。而那些没有得到有效控制的疼痛则可能会引起大脑神经元表型及脑回路的改变，这些变化可以促进急性期疼痛向难以控制的CPSP过渡。这要求相关医护人员能够早期识别术后疼痛，尽早干预，阻断急性期疼痛向CPSP发展。2.2.5痛觉敏化痛觉敏化是指慢性疼痛导致中枢神经系统敏感性增加，使疼痛更难控制的过程。在骨关节炎中，反复的炎症刺激引发疼痛信号的持续转导，导致中枢神经系统发生病理性改变，从而使膝关节伤害感受器敏感性增加。中枢敏化是TKACPSP的重要原因之一。Wylde等的研究表明，下肢人工TJA患者前臂较低的压力痛阈值与术前疼痛严重程度相关性较高。此外，THA患者较低的压力痛阈值与术后12个月较高的疼痛程度相关。另一项研究发现，TKA患者术前前臂压力痛阈值与术后1年的西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数疼痛评分显著相关。Kim等的研究显示，接受翻修TKA的中枢敏化患者在术前和术后2年内都表现出更差的临床结果。这些发现强调了在下肢人工TJA患者中评估痛觉敏化的重要性。2.3心理因素2.3.1焦虑、抑郁近年来研究发现，焦虑、抑郁与CPSP的发生、发展密切相关。Petrovic等的研究表明，重度焦虑、抑郁和D型人格的患者在THA后更易发生严重疼痛。王得胜的调查也发现，焦虑抑郁组的TKA患者术后3个月疼痛评分显著高于对照组，差异有统计学意义。这可能是因为焦虑、抑郁等负面情绪激活了下丘脑内的某种物质，增强了患者对疼痛的感知，放大了疼痛感受。进一步研究表明，抑郁的发生与中缝核5羟色胺能神经元释放5羟色胺的功能减弱密切相关。中缝核5羟色胺的释放参与下行疼痛抑制机制，这可能是抑郁障碍患者发生慢性疼痛常见机制之一。此外，研究显示，抑郁情绪可以激活前扣带皮质腹侧额叶杏仁核等通路，而杏仁核和腹侧额叶通过谷氨酸能纤维影响中脑导水管周围灰质，将情绪调节机制的变化与痛觉敏化联系起来。2.3.2疼痛灾难化疼痛灾难化是除焦虑、抑郁外另一种与疼痛密切相关的负面心理情绪，被认为是与疼痛相关性最强的心理因素，其被定义为“在经历实际或预期的疼痛体验时一种夸大的消极心理定式”。Hasegawa等调查发现，疼痛灾难化评分升高与TKA患者术后６个月的疼痛发生率有关，患者发生疼痛灾难化会对疼痛症状过度关注，导致痛觉中枢变得更加敏感，从而产生慢性痛觉过敏状态，其可能的机制包括躯体生理机制和社会心理机制。2.4手术及外科因素2.4.1关节对位关系Panni等的研究发现，胫骨组件内旋角度>10°是TKA患者术后疼痛和功能结局较差的独立危险因素。然而，目前文献中尚未找到通用的精确临界值，且对内旋角度的评估方法仍存在争议。此外，Muertizha等的研究表明，下肢冠状位对齐度的变化率是TKA患者手术满意度的重要预测因素。髋膝踝角是股骨机械轴与胫骨机械轴的夹角，可以有效反映患者下肢力线情况。髋膝踝角>180°提示膝内翻，<180°提示膝外翻。TKA的主要目标是获得中立位轴线。Scott等通过多因素回归分析证实，股骨组件屈曲、胫骨内侧近端角和髌骨高度指数<0.8（提示低位髌骨）是膝关节疼痛的独立预测因子。Aliyev等的调查表明，矢状髌骨偏移比>46.4%是TKA患者术后膝关节疼痛的独立危险因素。由于考虑到髌骨偏移不会改变，尤其是在没有进行髌骨表面置换术的患者中，术中应注意不要增加股骨前部偏移。2.4.2先天结构异常JungJung等的研究发现，术前髌骨髓内病变伴髌骨全层软骨缺损与TKA患者术后残留膝前部疼痛加重相关。因此，对此类患者，建议同时进行髌骨表面置换术，以尽量减少术后残留膝前部疼痛的风险。Butnaru等的研究显示，髌骨形状不一致（WibergⅢ型）与较差的临床评分相关，而髌骨运动学异常（J征）则与TKA后疼痛加剧相关。因此，建议对WibergⅢ型髌骨患者常规进行髌骨表面置换术，但需要进一步研究来确认这种置换是否能有效改善这类患者的临床评分和疼痛。此外，Okamoto等发现，对于THA患者，脊髓盆腔错位是术后预后不良的危险因素，而腰大肌萎缩合并平背畸形也会导致术后预后更差。2.4.3假体适应度假体适应度是决定下肢人工TJA后关节功能恢复质量的重要前提，最近研究发现，自体股骨头与植入髋臼杯的尺寸差与THACPSP的发生密切相关。当尺寸差≥6mm时，CPSP的发生率显著增加。另外，Hayashi等的研究发现，DorrC型股骨形状和股骨柄尖端接触远端骨表面是THA患者术后疼痛的独立危险因素。此外，术后远端股骨柄尖端皮质增厚显著增加了疼痛的发生率。因此，为了避免在使用短锥形楔形股骨柄时出现术后疼痛，必须考虑到这些因素的变化。2.4.4假体材料目前，下肢人工TJA假体材料涵盖金属基、陶瓷基、高分子聚乙烯及复合材料体系。大量循证医学证据表明，材料的生物医学属性与CPSP存在显著相关性。生物相容性不良的假体材料可触发机体免疫应答，诱导白细胞介素、肿瘤坏死因子等炎症介质级联释放，激活外周伤害性感受器，加剧痛觉敏化进程。材料磨损产生的亚微米级颗粒会引发巨噬细胞介导的异物反应，通过释放蛋白水解酶和细胞因子导致骨溶解，进而破坏假体骨界面的生物力学稳定性。此外，材料与宿主骨组织力学性能的失配会引发应力遮挡效应或局部应力集中，前者致使骨小梁结构重塑异常和骨质流失，后者则造成骨微损伤累积，最终均可能导致假体微动及持续性疼痛，严重影响手术远期疗效。2.4.5手术入路随着下肢人工TJA技术的进一步发展，无论是TKA或是THA均有多种手术入路可供选择。不同的手术入路由于创伤水平及损伤的肌肉不同，其CPSP的发生率可能存在差异。Bateman等发现，THA后的原发性外侧转子疼痛在直接外侧入路的患者中明显更常见。另外，与未手术侧相比，THA患者术后3个月手术侧腿部的肌肉力量明显降低。Ang等的研究显示，直接前侧入路具有更好的早期功能结局和更短的平均住院时间，与后侧入路相比手术时间更长。另外，与其他方法相比，直接前侧入路患者临床疼痛水平较低，可能由于其软组织创伤最小，患者可以进行早期功能恢复。因此，对于下肢人工TJA患者来说，综合考虑选择手术入路也很重要。2.5术后功能锻炼与康复下肢人工TJA后功能锻炼、康复和CPSP紧密关联。Chen等研究发现，规范的康复训练能促进血液循环、防止组织粘连、增强关节周围肌肉力量，既减轻局部肿胀与关节压力，又可通过改善心理状态提升疼痛耐受力。反之，若锻炼强度、方式不当或康复延迟，易引发组织损伤、关节僵硬和肌肉萎缩，进而加重疼痛。因此，在专业指导下进行个性化康复训练，对缓解慢性疼痛、改善术后预后至关重要。2.6其他因素Jacques等发现，TKA患者术后40d内每天服用1g维生素C可以降低CPSP的发生风险。Song等证明维生素D缺乏是TKA患者术后中度至重度膝关节疼痛的独立危险因素。Jin等的调查发现，术前虚弱是老年TKA患者术后急/慢性疼痛的预测因子，说明对于老年患者，术前应常规进行虚弱评估。Lindberg等还发现，术前疲劳评分（疲劳严重程度/术前1周的疲劳干扰）较高和术前疾病感知评分较差与TKA后较高的疼痛水平相关。以上研究表明，对于老年虚弱、疲劳、微量元素缺乏的患者，早期进行术前干预可能是降低CPSP发生率、提高患者手术满意度的重要手段。3总结与展望目前，术后持续性或严重性疼痛的发生机制仍未完全阐明，其对下肢人工TJA患者手术满意度及恢复质量的影响极为显著。术后持续性或严重性疼痛不仅对患者机体造成持续性折磨，还对其心理状态产生干扰，致使手