引用本文： 鄭宇航, 李楊, 田華. 人工全膝關節置換術中關節周圍局部浸潤麻醉注射部位研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(4): 502-506. doi: 10.7507/1002-1892.202211105 復制
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）被認為是終末期膝關節骨關節炎最成功的治療方法[1-2]。有效的圍術期鎮痛可減少創傷應激反應、改善早期康復、縮短住院時間、降低術后并發癥發生風險[3-4]。然而，如何緩解術后早期疼痛仍是亟待解決的問題[5-6]。
多模式鎮痛是緩解TKA術后疼痛的有效方案[3，7]，包括術前超前鎮痛、周圍神經阻滯、關節周圍局部浸潤麻醉（local infiltration analgesia，LIA）、收肌管阻滯、患者自控鎮痛泵等[3]。其中LIA自Kerr等[8]于2008年首次提出以來，已逐漸成為多模式鎮痛方案中的重要一環[9-10]。然而LIA注射藥物配方和注射部位選擇仍缺乏金標準[11-12]。本文針對LIA注射部位選擇，從膝關節解剖結構角度闡述膝關節周圍組織對疼痛的敏感性，并對近年LIA注射部位相關臨床研究文獻進行綜述，評價LIA各注射部位的合理性，為臨床實踐提供參考。
1 TKA導致的術后疼痛
TKA術中會進行軟組織松解、截骨等操作，對肌肉、韌帶、滑膜、骨骼及骨膜等造成廣泛性干擾，導致術后膝關節周圍劇烈疼痛[10，13]，這歸因于膝關節豐富的感覺神經支配。手術創傷導致局部細胞釋放鉀離子、5-羥色胺和組胺，并進一步募集炎癥因子，包括IL-1、IL-6、TNF-α和P物質，這些化學物質可以直接激活傷害性傳入神經，致敏傷害感受器，或引起局部滲出和血管擴張，最終引起疼痛[14]。
髕旁內側入路切口相關的疼痛主要由股神經分支介導，而來自坐骨神經、閉孔神經和股外側皮神經的分支也介導了膝關節的傷害感受[14]。除了膝關節前側，患者往往在術后感受到關節后側疼痛。TKA術中后方關節囊松解、腘窩軟組織去除、腘窩囊腫切除等操作，都會損傷后方關節囊，造成膝關節后側嚴重疼痛[15]。
2 膝關節疼痛相關的解剖學研究
膝關節有豐富的神經支配，包括3種類型神經末梢，其中游離神經末梢傷害感受器主要負責感受溫度和痛覺的刺激[16-18]，廣泛分布于膝關節的軟組織和骨結構中[19-20]。Biedert等[21]通過組織學染色觀察發現鵝足、髕腱含有高密度傷害感受器。髕下脂肪墊由密集的神經支配[22]，其中絕大部分神經末梢是傷害感受器，對疼痛敏感[23-24]。同樣，外側副韌帶和髂脛束附著部位也存在高密度傷害感受器[19，21]。內、外側支持帶含有中等密度傷害感受器[25]；股骨遠端、脛骨近端和髕骨的骨膜亦含有中等密度傷害感受器，但對疼痛非常敏感[25-26]，骨膜內小的無髓神經纖維對局部麻醉藥物敏感[27]。而內側副韌帶的傷害感受器密度低于膝關節其他結構[19]。目前，關節囊及股四頭肌肌腱的傷害感受器分布尚未闡明。但有研究發現，關節鏡通過髕上囊和股四頭肌肌腱時會產生劇烈疼痛，證明這些結構對疼痛敏感[23]。同樣，在一項對膝關節關節囊及滑膜神經支配的人體研究中，發現刺激膝關節纖維囊會引起劇烈疼痛，而刺激滑膜導致的疼痛感覺較模糊[28]。膝關節的一些結構，例如半月板、交叉韌帶、前外側韌帶等也存在數量不等的傷害感受器[20-21，29]，但在TKA術中這些結構將被切除，因此其傷害感受器的分布及對疼痛的敏感程度不影響LIA注射部位的選擇。
總體來說，髕腱、髕下脂肪墊、外側副韌帶和髂脛束附著處、髕上囊、關節囊等部位對疼痛更敏感；內、外側支持帶和內側副韌帶附著處對疼痛存在一定程度敏感性；而各韌帶中間部分則對疼痛不太敏感。膝關節各組織對疼痛敏感性的差異見圖1。該差異可以指導LIA注射部位的選擇，從而增強疼痛控制，達到最大限度的康復效果。
圖1
膝關節周圍組織對疼痛的敏感程度
Figure1.
The pain sensitivity of the tissues around the knee
3 TKA術中LIA注射部位的臨床研究
3.1 注射部位
LIA通常在術中進行，將藥物注射在膝關節周圍組織，如后方關節囊、股四頭肌肌腱和兩側支持帶等。注射部位的選擇在一定程度上決定了藥物成分對各神經和血管產生的作用，進而影響鎮痛效果、失血量和術后并發癥的發生等。
Nassar等[30]的一項前瞻性對照試驗結果提示，應將混合物制劑分4個階段注射，首先在切口暴露前在髕周深筋膜至皮下組織進行注射，然后截骨后在后方關節囊注射，假體植入后在兩側副韌帶周圍注射，最后切口閉合后注射入關節腔內。Kopitkó等[31]將局部麻醉藥、酮咯酸和氨甲環酸混合制成注射制劑，在截骨后將一半制劑注射至后方關節囊和側副韌帶周圍，切口縫合后將剩余制劑注射至切口周圍皮膚和皮下組織，有效緩解了TKA患者術后疼痛并減少了失血量。而Guler等[32]對除了后方關節囊的區域，包括內側副韌帶、外側副韌帶、側方關節囊、鵝足、髕上囊、髕下脂肪墊、股四頭肌肌腱、皮下組織進行關節周圍麻醉藥注射，也取得了良好鎮痛效果。
LIA注射部位的選擇很大程度上取決于術者經驗和習慣，尚無金標準。具體如何選擇注射部位也存在爭議，尤其是在后方關節囊注射的必要性尚未明確。
3.2 后方關節囊注射相關臨床研究
有學者認為膝關節后方關節囊是值得重視的區域，因為術中一些操作會損傷后方關節囊，且患者術后常主訴膝關節后方疼痛[33-35]。也有學者認為無需在后方關節囊進行注射，因為該部位僅起到牽拉作用，無實質性損傷[32，36-37]。另外，膝關節后方有重要的神經和血管走行，包括腘動脈及坐骨神經等，而且存在一定變異[38-39]，在后方關節囊進行注射存在損傷上述重要結構的風險，可能導致深靜脈血栓形成、骨筋膜室綜合征等并發癥發生[32]。
Laoruengthana等[15]的一項前瞻性臨床研究表明，與在膝關節后部（包括后方關節囊、內側副韌帶、外側副韌帶）注射相比，LIA選擇在膝關節前部（包括內側支持帶、股四頭肌肌腱和脂肪墊）注射術后早期鎮痛效果更好，但患者出院時滿意度差異無統計學意義。該研究同時指出，即使膝關節后部注射緩解術后疼痛效果弱于膝關節前部注射，其也可能提供一些益處[15]。李科偉等[37]的一項隨機對照試驗也表明，LIA選擇在膝關節前部注射術后鎮痛效果與后部注射相比更好，但并發癥發生率比較差異無統計學意義。他們認為TKA術中會對膝關節內側副韌帶進行松解，股四頭肌也因牽拉引起疼痛，因此疼痛點主要集中于膝關節內側副韌帶及股四頭肌肌腱，即LIA在膝關節前部注射的部位。
另外，Pinsornsak等[40]進行了一項臨床研究，將TKA患者隨機分為2組，其中一組將1/4 LIA制劑注射至后方關節囊，另一組不在后方關節囊進行注射，結果顯示前者在緩解術后疼痛和減少嗎啡用量方面并無優勢。作者認為，在仰臥位及術后早期康復鍛煉過程中，注射到膝關節前部的LIA制劑很可能會在重力作用下廣泛滲透至膝關節后部，從而產生鎮痛作用，因此可不進行后方關節囊注射[40]。
也有一些研究對后方關節囊注射的臨床療效進行了評估。Safa等[41]將單側TKA患者隨機分為3組，分別為坐骨神經阻滯組、后方關節囊LIA組及空白對照組，結果發現與空白對照組相比，兩個試驗組在休息和運動時的疼痛評分差異無統計學意義。而Hinarejos等[42]對椎管內麻醉下行TKA并且進行周圍神經阻滯的患者進行了一項隨機對照試驗，分別使用麻醉藥混合物和安慰劑對后方關節囊、內側副韌帶、外側副韌帶、皮下組織進行LIA，發現后方關節囊LIA對使用周圍神經阻滯的TKA術后鎮痛效果無明顯影響。
由此可見，目前大多數研究顯示，在后方關節囊注射進行LIA在緩解TKA術后疼痛方面無優勢。
3.3 骨膜下注射相關臨床研究
近年有部分學者更加關注骨膜下注射進行LIA。Wang等[27]一項非隨機對照試驗研究表明，股骨遠端和脛骨近端骨膜下注射麻醉藥是減少TKA術后早期疼痛和失血的有效方法，而且不增加創面感染和深靜脈血栓形成的發生率。該研究認為骨膜和骨髓中含有大量神經和血管，而骨膜表面有密集的纖維膜覆蓋，骨膜下注射可使麻醉藥直接作用于骨膜下神經[27]。但骨膜下注射進行LIA是否有效也存在爭議，趙福林[34]進行了一項回顧性隊列研究，在相同配方和劑量下，一組對股骨和脛骨周圍骨膜、股四頭肌肌腱、髕韌帶、關節囊進行注射，一組僅對股四頭肌肌腱、髕韌帶、關節囊進行注射，發現兩組鎮痛效果差異無統計學意義，而不進行骨膜下注射可節省操作步驟、縮短手術時間。
綜上，目前對LIA注射部位的選擇仍無定論，表1列出的注射部位為各研究取得良好臨床效果的選擇建議，對臨床醫生選擇LIA注射部位可提供一定參考。
表1
研究者對LIA注射部位的選擇
Table1.
Selection of LIA injection sites by the researchers
4 總結
膝關節存在大量傷害感受器，周圍組織傷害感受器的分布存在差異，對疼痛的敏感程度也不同。術者在TKA術中進行關節LIA操作時，應重點關注膝關節中傷害感受器集中分布及對疼痛敏感的區域，以提高 TKA術后的疼痛控制程度。
目前，膝關節LIA緩解TKA術后疼痛已證實有效并得到廣泛應用，其中大多數研究支持對側方關節囊、側副韌帶、支持帶、股四頭肌肌腱、脂肪墊和皮下組織進行注射，而是否對膝關節后部及骨膜下進行注射則存在爭議。但總體來說關于LIA注射部位的相關研究仍較少，且存在一定局限性，需進一步研究以明確具體注射部位及注射劑量與術后疼痛控制和功能恢復的關系。另外，藥物的選擇和配伍也會影響LIA臨床效果，有待進一步總結。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 鄭宇航：論文撰寫及修改；李楊：指導論文寫作，提出修改意見；田華：提出綜述撰寫方向
人工全膝關節置換術（total knee arthroplasty，TKA）被認為是終末期膝關節骨關節炎最成功的治療方法[1-2]。有效的圍術期鎮痛可減少創傷應激反應、改善早期康復、縮短住院時間、降低術后并發癥發生風險[3-4]。然而，如何緩解術后早期疼痛仍是亟待解決的問題[5-6]。
多模式鎮痛是緩解TKA術后疼痛的有效方案[3，7]，包括術前超前鎮痛、周圍神經阻滯、關節周圍局部浸潤麻醉（local infiltration analgesia，LIA）、收肌管阻滯、患者自控鎮痛泵等[3]。其中LIA自Kerr等[8]于2008年首次提出以來，已逐漸成為多模式鎮痛方案中的重要一環[9-10]。然而LIA注射藥物配方和注射部位選擇仍缺乏金標準[11-12]。本文針對LIA注射部位選擇，從膝關節解剖結構角度闡述膝關節周圍組織對疼痛的敏感性，并對近年LIA注射部位相關臨床研究文獻進行綜述，評價LIA各注射部位的合理性，為臨床實踐提供參考。
1 TKA導致的術后疼痛
TKA術中會進行軟組織松解、截骨等操作，對肌肉、韌帶、滑膜、骨骼及骨膜等造成廣泛性干擾，導致術后膝關節周圍劇烈疼痛[10，13]，這歸因于膝關節豐富的感覺神經支配。手術創傷導致局部細胞釋放鉀離子、5-羥色胺和組胺，并進一步募集炎癥因子，包括IL-1、IL-6、TNF-α和P物質，這些化學物質可以直接激活傷害性傳入神經，致敏傷害感受器，或引起局部滲出和血管擴張，最終引起疼痛[14]。
髕旁內側入路切口相關的疼痛主要由股神經分支介導，而來自坐骨神經、閉孔神經和股外側皮神經的分支也介導了膝關節的傷害感受[14]。除了膝關節前側，患者往往在術后感受到關節后側疼痛。TKA術中后方關節囊松解、腘窩軟組織去除、腘窩囊腫切除等操作，都會損傷后方關節囊，造成膝關節后側嚴重疼痛[15]。
2 膝關節疼痛相關的解剖學研究
膝關節有豐富的神經支配，包括3種類型神經末梢，其中游離神經末梢傷害感受器主要負責感受溫度和痛覺的刺激[16-18]，廣泛分布于膝關節的軟組織和骨結構中[19-20]。Biedert等[21]通過組織學染色觀察發現鵝足、髕腱含有高密度傷害感受器。髕下脂肪墊由密集的神經支配[22]，其中絕大部分神經末梢是傷害感受器，對疼痛敏感[23-24]。同樣，外側副韌帶和髂脛束附著部位也存在高密度傷害感受器[19，21]。內、外側支持帶含有中等密度傷害感受器[25]；股骨遠端、脛骨近端和髕骨的骨膜亦含有中等密度傷害感受器，但對疼痛非常敏感[25-26]，骨膜內小的無髓神經纖維對局部麻醉藥物敏感[27]。而內側副韌帶的傷害感受器密度低于膝關節其他結構[19]。目前，關節囊及股四頭肌肌腱的傷害感受器分布尚未闡明。但有研究發現，關節鏡通過髕上囊和股四頭肌肌腱時會產生劇烈疼痛，證明這些結構對疼痛敏感[23]。同樣，在一項對膝關節關節囊及滑膜神經支配的人體研究中，發現刺激膝關節纖維囊會引起劇烈疼痛，而刺激滑膜導致的疼痛感覺較模糊[28]。膝關節的一些結構，例如半月板、交叉韌帶、前外側韌帶等也存在數量不等的傷害感受器[20-21，29]，但在TKA術中這些結構將被切除，因此其傷害感受器的分布及對疼痛的敏感程度不影響LIA注射部位的選擇。
總體來說，髕腱、髕下脂肪墊、外側副韌帶和髂脛束附著處、髕上囊、關節囊等部位對疼痛更敏感；內、外側支持帶和內側副韌帶附著處對疼痛存在一定程度敏感性；而各韌帶中間部分則對疼痛不太敏感。膝關節各組織對疼痛敏感性的差異見圖1。該差異可以指導LIA注射部位的選擇，從而增強疼痛控制，達到最大限度的康復效果。
圖1
膝關節周圍組織對疼痛的敏感程度
Figure1.
The pain sensitivity of the tissues around the knee
3 TKA術中LIA注射部位的臨床研究
3.1 注射部位
LIA通常在術中進行，將藥物注射在膝關節周圍組織，如后方關節囊、股四頭肌肌腱和兩側支持帶等。注射部位的選擇在一定程度上決定了藥物成分對各神經和血管產生的作用，進而影響鎮痛效果、失血量和術后并發癥的發生等。
Nassar等[30]的一項前瞻性對照試驗結果提示，應將混合物制劑分4個階段注射，首先在切口暴露前在髕周深筋膜至皮下組織進行注射，然后截骨后在后方關節囊注射，假體植入后在兩側副韌帶周圍注射，最后切口閉合后注射入關節腔內。Kopitkó等[31]將局部麻醉藥、酮咯酸和氨甲環酸混合制成注射制劑，在截骨后將一半制劑注射至后方關節囊和側副韌帶周圍，切口縫合后將剩余制劑注射至切口周圍皮膚和皮下組織，有效緩解了TKA患者術后疼痛并減少了失血量。而Guler等[32]對除了后方關節囊的區域，包括內側副韌帶、外側副韌帶、側方關節囊、鵝足、髕上囊、髕下脂肪墊、股四頭肌肌腱、皮下組織進行關節周圍麻醉藥注射，也取得了良好鎮痛效果。
LIA注射部位的選擇很大程度上取決于術者經驗和習慣，尚無金標準。具體如何選擇注射部位也存在爭議，尤其是在后方關節囊注射的必要性尚未明確。
3.2 后方關節囊注射相關臨床研究
有學者認為膝關節后方關節囊是值得重視的區域，因為術中一些操作會損傷后方關節囊，且患者術后常主訴膝關節后方疼痛[33-35]。也有學者認為無需在后方關節囊進行注射，因為該部位僅起到牽拉作用，無實質性損傷[32，36-37]。另外，膝關節后方有重要的神經和血管走行，包括腘動脈及坐骨神經等，而且存在一定變異[38-39]，在后方關節囊進行注射存在損傷上述重要結構的風險，可能導致深靜脈血栓形成、骨筋膜室綜合征等并發癥發生[32]。
Laoruengthana等[15]的一項前瞻性臨床研究表明，與在膝關節后部（包括后方關節囊、內側副韌帶、外側副韌帶）注射相比，LIA選擇在膝關節前部（包括內側支持帶、股四頭肌肌腱和脂肪墊）注射術后早期鎮痛效果更好，但患者出院時滿意度差異無統計學意義。該研究同時指出，即使膝關節后部注射緩解術后疼痛效果弱于膝關節前部注射，其也可能提供一些益處[15]。李科偉等[37]的一項隨機對照試驗也表明，LIA選擇在膝關節前部注射術后鎮痛效果與后部注射相比更好，但并發癥發生率比較差異無統計學意義。他們認為TKA術中會對膝關節內側副韌帶進行松解，股四頭肌也因牽拉引起疼痛，因此疼痛點主要集中于膝關節內側副韌帶及股四頭肌肌腱，即LIA在膝關節前部注射的部位。
另外，Pinsornsak等[40]進行了一項臨床研究，將TKA患者隨機分為2組，其中一組將1/4 LIA制劑注射至后方關節囊，另一組不在后方關節囊進行注射，結果顯示前者在緩解術后疼痛和減少嗎啡用量方面并無優勢。作者認為，在仰臥位及術后早期康復鍛煉過程中，注射到膝關節前部的LIA制劑很可能會在重力作用下廣泛滲透至膝關節后部，從而產生鎮痛作用，因此可不進行后方關節囊注射[40]。
也有一些研究對后方關節囊注射的臨床療效進行了評估。Safa等[41]將單側TKA患者隨機分為3組，分別為坐骨神經阻滯組、后方關節囊LIA組及空白對照組，結果發現與空白對照組相比，兩個試驗組在休息和運動時的疼痛評分差異無統計學意義。而Hinarejos等[42]對椎管內麻醉下行TKA并且進行周圍神經阻滯的患者進行了一項隨機對照試驗，分別使用麻醉藥混合物和安慰劑對后方關節囊、內側副韌帶、外側副韌帶、皮下組織進行LIA，發現后方關節囊LIA對使用周圍神經阻滯的TKA術后鎮痛效果無明顯影響。
由此可見，目前大多數研究顯示，在后方關節囊注射進行LIA在緩解TKA術后疼痛方面無優勢。
3.3 骨膜下注射相關臨床研究
近年有部分學者更加關注骨膜下注射進行LIA。Wang等[27]一項非隨機對照試驗研究表明，股骨遠端和脛骨近端骨膜下注射麻醉藥是減少TKA術后早期疼痛和失血的有效方法，而且不增加創面感染和深靜脈血栓形成的發生率。該研究認為骨膜和骨髓中含有大量神經和血管，而骨膜表面有密集的纖維膜覆蓋，骨膜下注射可使麻醉藥直接作用于骨膜下神經[27]。但骨膜下注射進行LIA是否有效也存在爭議，趙福林[34]進行了一項回顧性隊列研究，在相同配方和劑量下，一組對股骨和脛骨周圍骨膜、股四頭肌肌腱、髕韌帶、關節囊進行注射，一組僅對股四頭肌肌腱、髕韌帶、關節囊進行注射，發現兩組鎮痛效果差異無統計學意義，而不進行骨膜下注射可節省操作步驟、縮短手術時間。
綜上，目前對LIA注射部位的選擇仍無定論，表1列出的注射部位為各研究取得良好臨床效果的選擇建議，對臨床醫生選擇LIA注射部位可提供一定參考。
表1
研究者對LIA注射部位的選擇
Table1.
Selection of LIA injection sites by the researchers
4 總結
膝關節存在大量傷害感受器，周圍組織傷害感受器的分布存在差異，對疼痛的敏感程度也不同。術者在TKA術中進行關節LIA操作時，應重點關注膝關節中傷害感受器集中分布及對疼痛敏感的區域，以提高 TKA術后的疼痛控制程度。
目前，膝關節LIA緩解TKA術后疼痛已證實有效并得到廣泛應用，其中大多數研究支持對側方關節囊、側副韌帶、支持帶、股四頭肌肌腱、脂肪墊和皮下組織進行注射，而是否對膝關節后部及骨膜下進行注射則存在爭議。但總體來說關于LIA注射部位的相關研究仍較少，且存在一定局限性，需進一步研究以明確具體注射部位及注射劑量與術后疼痛控制和功能恢復的關系。另外，藥物的選擇和配伍也會影響LIA臨床效果，有待進一步總結。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突
作者貢獻聲明 鄭宇航：論文撰寫及修改；李楊：指導論文寫作，提出修改意見；田華：提出綜述撰寫方向
