人工全膝关节置换术后膝关节屈曲位对术后失血及膝关节活动度影响的研究进展

Abstract

Objective

To summarize research progress of the effect of knee flexion position on postoperative blood loss and knee range of motion (ROM) after total knee arthroplasty (TKA).

Methods

The relevant literature at home and abroad was reviewed and summarized from mechanism, research status, progress, and clinical outcome. The differences of clinical results caused by different positions, flexion angles, and keeping time were compared.

Results

Keeping knee flexion after TKA can reduce postoperative blood loss through the angle change of blood vessels and increase knee early ROM by improving flexion muscle strength. When the flexion angle of the knee is large and the flexion position is keeping for a long time, the postoperative blood loss and the knee ROM can be significantly improved. However, the amount of blood loss and ROM are not further improved in the patients with keeping knee flexion for more than 24 hours compared with less than 24 hours.

Conclusion

Keeping knee flexion after TKA is a simple and effective method to reduce postoperative blood loss and improve knee ROM. However, the optimal knee flexion angle and time are needed to be further explored.

人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）是临床治疗膝关节晚期骨关节炎（osteoarthritis，OA）的有效方法之一^[1-2]。但是，因截骨创面渗血和软组织松解等因素，TKA 术后可能发生大量失血，导致患者发生贫血并需要输血治疗，进而增加术后感染、免疫反应风险和治疗费用^[3-4]。研究表明，TKA 术后将膝关节保持屈曲体位是一种简单、经济的改善患者临床预后的方法^[5-6]。然而，该体位能否改善临床功能仍存在争议。一些研究表明 TKA 术后保持膝关节屈曲位可以减少术后失血、膝关节肿胀，并有利于关节活动度恢复^[7-9]。但是，也有一些学者发现术后膝关节保持屈曲体位没有益处，未将其作为术后治疗的一部分^[10]。此外，学者们对 TKA 术后膝关节屈曲不同角度及维持时间进行了比较研究，但最佳体位和维持时间尚无共识，术后理想的膝关节位置管理仍在争论中^[8]。

我们通过汇总 PubMed、EMBASE、Web of Science、Ovid、Medline、中国期刊全文数据库（CNKI）、中国科技期刊全文数据库（维普）等，从建库至 2019 年 5 月收录的所有 TKA 术后膝关节位置研究的相关文献，总结膝关节屈曲体位减少术后失血、改善膝关节活动度的作用机制及研究进展，以期为临床和科研工作提供参考。最终获得有效文献 18 篇，其中随机对照试验 14 篇^[10-23]，荟萃分析 4 篇^[24-27]。综述如下。

1. TKA 术后保持膝关节屈曲位减少术后失血及改善关节活动度的作用机制

TKA 术后失血可能来自两个方面：一是外科截骨等创伤引起大量显性失血，二是血液外渗形成关节内积液和溶血性失血等导致隐性失血^[25-26]。近年，研究认为膝关节屈曲导致血管成角变化、失血空间减少和局部软组织张力增加，进而使静脉回流减少，是 TKA 术后保持该体位能减少失血的可能原因^[28]。Fu 等^[26]认为理论上膝关节及髋关节位置会影响下肢血管张力，其中膝关节位置与腘静脉张力相关，例如膝关节伸直，静脉血管张力升高，静水压也相应升高，导致 TKA 术后隐性失血量增加^[19]。因此，TKA 术后维持膝关节屈曲位理论上可减少隐性失血量和总失血量。

膝关节活动度是影响 TKA 术后患者满意度的重要因素之一^[29]。TKA 术后隐性失血中血液外渗至关节囊会导致膝关节肿胀，可能会增加术侧肢体质量，患者完成相同肢体活动所需肌力增大；同时，肿胀将导致关节腔压力增加，间接导致手术切口疼痛，降低患者术后早期活动的信心^[8] 。其次，膝关节囊积液会减少关节囊内受体神经传入，引起股四头肌收缩受抑，进而导致该肌无力^[30]。Kömürcü等^[18]首次运用膝伸、屈肌群等速试验，评估了 TKA 术后膝关节体位（屈曲 90°、伸直）对膝关节力量和功能的影响。结果显示，屈膝组及伸膝组患者在 180°/s 时屈肌等速肌力差和总功差方面有显著差异，屈膝组患者屈肌肌力损失（−4.2%）明显少于伸膝组（−23.1%）。因此，TKA 术后保持膝关节屈曲位可明显提高屈肌肌力、减少关节肿胀，进而增加膝关节活动度，提高患者满意度。

2. TKA 术后膝关节保持屈曲位与伸直位的疗效比较

目前，研究已证实 TKA 术后保持膝关节屈曲位能提高术后早期膝关节功能，减少总失血量和隐性失血量。Li 等^[8]进行了一项临床随机对照研究，共纳入 110 例患者，TKA 术后患者膝关节分别采用伸直（伸直组）或膝、髋关节各屈曲 30°（屈曲组）位并保持 72 h。结果发现，屈曲组总失血量较伸直组显著减少。Panni 等^[20]进行了一项临床随机对照研究，结果表明首次 TKA 术后患者保持膝关节屈曲 90°、髋关节屈曲 45° 位 6 h，可明显减少隐性失血量和术后 1 周膝周肿胀率。王思群等^[22]的一项临床随机对照研究结果也显示，与膝关节保持伸直位患者相比，TKA 术后保持膝关节屈曲 45°、髋关节屈曲 60° 位患者的切口引流量、术后第 5 天血红蛋白下降值明显减小，但是两组患者疼痛视觉模拟评分（VAS）和血栓栓塞等并发症发生率无明显差异。Ong 等^[23]的临床随机对照研究将患者分为 3 组：伸直组 20 例、髋关节屈曲 35° 组 20 例、髋关节屈曲 35°+膝关节屈曲 70° 组 20 例，结果显示术后 6 h 髋关节屈曲 35°+膝关节屈曲 70° 组患者总血红蛋白下降值较其他两组明显减小，提示膝关节屈曲体位能有效减少失血，但 3 组患者 VAS 评分及输血量无明显差异。Napier 等^[19]的研究也发现膝关节屈曲 60° 组患者平均总失血量、术后 72 h 血红蛋白平均下降率明显低于伸直组。Hewitt 等^[31]的研究显示，在初次单侧 TKA 术后保持膝关节屈曲 90° 位可明显改善术后早期膝关节活动度。Fu 等^[26]的一项关于初次单侧 TKA 术后膝关节位置的荟萃分析也显示，相对于伸直组，膝关节屈曲组在不延长住院时间、不增加下肢深静脉血栓形成及肺栓塞等并发症风险的同时，TKA 术后总失血量、输血需求明显减少，而且术后第 1 天血红蛋白水平和膝关节活动度明显改善。

上述研究表明，在 TKA 术后保持膝关节屈曲位可以减少总失血量、显性及隐性失血量以及输血需求，有利于早期膝关节活动度的恢复，同时不增加血栓形成和切口并发症发生率。

3. TKA 术后膝关节保持不同屈曲角度的疗效比较

目前，对于 TKA 术后膝关节最佳屈曲角度仍无统一观点。Li 等^[21]进行了一项临床随机对照研究，将 110 例 TKA 患者随机分为膝关节屈曲 30° 组和伸直组，结果显示两组总失血量无明显差异。而 Panni 等^[20]的研究将 100 例患者随机分为膝关节屈曲 90° 组和伸直组，TKA 术后保持上述体位 6 h，结果显示膝关节屈曲 90° 组总失血量、术后 24 h 血红蛋白下降率比伸直组显著减少。有研究显示 TKA 术后髋、膝关节屈曲角度较大才能使股静脉和腘静脉屈曲，进而阻碍静脉回流^[8]。这可能是膝关节屈曲角度较小的研究中，膝关节屈曲组与伸直组间总失血量和术后血红蛋白下降率无显著差异的原因^{[10, 23]}。

De Fine 等^[12]将 85 例 TKA 患者随机分为膝关节轻度屈曲（30°）组和高度屈曲（70°）组，研究显示高度屈曲组患者术后 24 h 血红蛋白下降率较轻度屈曲组显著降低，但是总失血量、隐性失血量和输血率两组差异无统计学意义。Wu 等^[25]进行了一项纳入 9 项临床随机对照研究的荟萃分析，将 913 例患者分为膝关节屈曲角度<60° 和≥60° 两组，结果显示膝关节屈曲≥60° 组患者输血量较<60° 组显著减少，膝关节早期活动度显著提高。Wang 等^[24]进行了一项纳入 16 项临床随机对照研究的荟萃分析，将 1 314 例患者分为 3 组：膝关节屈曲角度>30° 和时间≥24 h 组（A 组）、膝关节屈曲角度>30° 和时间<24 h 组（B 组）、膝关节屈曲角度≤30° 和时间≥24 h 组（C 组）。研究得出 A、C 组方法均能显著改善术后 1 周膝关节活动度、减少输血需求，但是 A、B 组可显著减少隐性失血，而 C 组对其无影响。

目前关于 TKA 术后膝关节最佳屈曲角度的研究较少，现有研究中大多数结果均提示膝关节屈曲角度较大时可显著减少术后失血，提高膝关节早期活动度。

4. TKA 术后膝关节屈曲不同时间的疗效比较

相关研究显示 TKA 术后膝关节屈曲时间对减少失血的作用与屈曲角度同样重要，传统观点认为 TKA 术后膝关节屈曲至少保持 48 h 以上，止血机制才发挥作用^[29]。Li 等^[7]的研究提示，TKA 术后膝关节屈曲保持 72 h 与伸直位比较，在隐性失血量、术后 7 d 膝周肿胀率方面具有显著差异。尽管术后保持膝关节屈曲 48～72 h 可改善预后，但随着膝关节屈曲时间延长，切口并发症风险也逐渐增加。如果膝、髋关节长期保持屈曲，下肢静脉长期呈屈曲状态会阻碍静脉血流，扩大纤溶反应及炎症反应，引起隐性失血增加，进而导致更多并发症，如血栓形成和下肢肿胀^[32]。并且近年强调加速康复外科理念^[33]，提倡患者术后尽早进行主、被动康复训练，从而增强肌肉力量，保持或恢复膝关节活动度，膝关节保持于屈曲位长达 48～72 h 与该理念相悖。Napier 等^[19]在研究膝关节屈曲时间时，将纳入的 420 例患者随机分为 3 组：膝关节屈曲 3 h 组、膝关节屈曲 6 h 组、膝关节伸直组，比较显示膝关节屈曲 6 h 组失血量明显低于屈曲 3 h 组和伸直组，而屈曲 3 h 组与伸直组失血量无明显差异。Wang 等^[24]的荟萃分析比较了膝关节屈曲角度>30° 条件下，保持时间≥24 h 和<24 h 的疗效差异，结果显示两组总失血量、隐性失血量均较伸直组显著降低，但是与时间≥24 h 组相比，<24 h 组未能显著改善术后第 1 周膝关节活动度。

上述研究提示 TKA 术后膝关节屈曲保持时间≥24 h 与<24 h 相比，未能进一步减少出血，且两种处理方式患者膝关节活动度无明显差异。但是 Napier 等^[19]研究指出膝关节屈曲 6 h 组出血量较 3 h 组明显减少，因此适宜的膝关节屈曲时间仍存在争议。在加速康复外科理念下，如何达到减少出血量和改善膝关节活动度之间的平衡，有待大样本、长期随访的临床随机对照研究进一步探究。

5. TKA 术后膝关节保持屈曲位的相关并发症

理论上，膝关节保持长时间屈曲位会导致下肢静脉长期屈曲，阻碍静脉血流回流，引起血液流速缓慢或呈高凝状态，导致血栓风险升高^[34-36]。但相关研究显示，TKA 术后保持膝关节屈曲位不会增加血栓栓塞并发症发生风险。Antinolfi 等^[37]的一项随机对照研究将患者分为膝关节屈曲 90° 组（20 例）、500 mg 氨甲环酸膝关节注射组（20 例）和膝关节伸直组（20 例），比较显示 3 组患者下肢深静脉血栓形成及肺栓塞并发症发生率无明显差异。Ma 等^[10]的随机对照研究比较了 TKA 术后膝关节屈曲 70°（49 例）与伸直（46 例）患者的下肢深静脉血栓形成发生率，经超声检查两组患者术后均无下肢深静脉血栓形成。上述研究中膝关节屈曲后血栓风险无明显升高可能与术后予以低分子肝素等^[38]药物进行预防，且积极鼓励患者行早期康复锻炼，促进下肢血液回流，有效防止了血栓形成有关。

同时，理论上 TKA 术后膝关节屈曲角度较大时，会使切口处皮肤^[39]、软组织张力过大，增加切口并发症（如渗出、不愈合、裂开）发生率，甚至导致关节感染^[31]。但是现有研究均未显示保持膝关节屈曲位会增加任何切口并发症发生率^{[11-12, 19, 23]}。尽管 Johnson^[32]认为理论上 TKA 术后膝关节屈曲可能通过降低切口边缘的氧张力，进而增加切口并发症；但 Li 等^[7]认为轻度膝关节屈曲后切口边缘的氧张力降低可以被术后肿胀减少所导致的氧张力增加抵消。Yang 等^[16]研究报道，患者 TKA 术后髋关节屈曲 60°、膝关节屈曲 60° 位保持 48 h 均无切口感染发生。因此，目前研究证实 TKA 术后膝关节屈曲位是一种有效改善临床结局的术后肢体管理方案，不会增加血栓形成和切口相关并发症风险。

6. 总结和展望

TKA 术后保持膝关节屈曲位可显著减少术后总失血量、隐性失血量和提高早期膝关节活动度，且不会增加切口并发症等风险。但目前研究仍存在以下问题：① 研究存在混杂因素，包括医生操作技术不同，以及止血带、引流和氨甲环酸应用方法存在差异，导致研究存在异质性；② 目前研究排除了血栓高危患者，对这类患者 TKA 术后保持膝关节屈曲位是否有效尚未明确；③ 大多数研究存在样本量少、随访时间短等缺点。因此，膝关节屈曲最佳角度和时间、髋关节最佳屈曲角度有待更多多中心、大样本、长期随访的临床随机对照研究进一步分析明确。

作者贡献：武立民负责综述构思，查阅文献及撰写论文；吴元刚参与撰写前言、文献发表情况和作用机制；斯海波参与撰写膝关节不同屈曲角度、时间比较；曾羿、刘渊和杨鹏提出了建设性修改意见；沈彬设计文章整体框架，把握内容准确、科学，修改并审核全文。

利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。课题经费支持没有影响文章观点和研究结果的客观报道与分析。

Funding Statement

国家自然科学基金资助项目（81672219、81802210）；四川省科技厅重点研发计划项目（2018SZ0223、2018SZ0250）；国家老年疾病临床医学研究中心（四川大学华西医院）项目（Z20191008、Z2018B20）；国家级大学生创新创业训练计划项目（201910610143）