骨关节炎

更新日期:2020年10月12日
  • 作者:Carlos J Lozada,医学博士;主编:赫伯特S戴蒙德,医学博士更多…
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概述

练习要点

骨关节炎是最常见的关节疾病,仅在美国就有超过3000万人受其影响。 1它是导致老年人慢性残疾的主要原因,每年耗费美国1850亿美元以上。 2它可以被认为主要是一种退行性疾病与炎症成分引起的生化分解关节(透明)软骨在滑膜关节。目前的观点认为,骨关节炎不仅累及关节软骨,还累及整个关节器官,包括软骨下骨和滑膜。(见下图)

髋关节正位(AP) x光片显示 髋关节正位(AP)片显示股骨头严重上移(反映关节软骨丢失),软骨下硬化,突出的骨赘和髋臼上的一个大艾格囊肿。股骨头上面轻度变平。

症状和体征

骨关节炎的症状包括:

  • 这种疾病的主要症状是由于广泛使用而加重的关节疼痛
  • 活动范围缩小和咯吱声-经常出现
  • 休息时僵硬(胶凝)-可能会发生,早晨关节僵硬通常持续不到30分钟
  • 我和我的朋友

手部骨关节炎

  • 远端指间关节(DIP)最常受影响
  • 拇指基部的近端指间关节(PIP)和腕掌关节(cmc)也常受累
  • Heberden结节代表DIP关节中可触摸到的骨赘,在女性中比男性更典型
  • 炎症变化通常不存在,不太明显,或不被注意

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诊断

骨关节炎的诊断通常基于临床和影像学证据。 3.4567没有特定的临床实验室异常与骨关节炎的诊断相关。

成像研究

  • x射线平片-首选的成像方法,因为x射线平片具有成本效益,而且容易和快速获得 58;在负重区,x线片可以显示关节间隙丢失,以及软骨下骨质硬化和囊肿形成

  • 计算机断层扫描(CT) -很少用于诊断原发性骨关节炎;然而,它也可用于诊断髌股关节或足踝关节的畸形

  • 磁共振成像(MRI) -大多数骨关节炎患者不需要,除非怀疑有额外的病理可进行手术修复;与放射摄影不同,MRI可以直接显示关节软骨和其他关节组织(如半月板、肌腱、肌肉或积液)。

  • 超声检查在骨关节炎患者的常规临床评估中没有作用;然而,它正在被研究作为监测软骨退行性变的工具,它可以用于在没有成像的情况下不易进入的关节的引导注射

  • 骨骼扫描-可能有助于手部骨关节炎的早期诊断 9;骨骼扫描还可以帮助区分骨关节炎与骨髓炎、骨转移瘤和代谢性骨疾病

关节穿刺术

非炎症性关节液的存在有助于区分骨关节炎和其他关节疼痛的原因。滑膜液的其他发现有助于骨关节炎与其他疾病的区分,包括革兰氏染色和培养阴性,以及在偏光显微镜下观察滑膜液时无结晶。

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管理

Nonpharmacologic干预

骨关节炎治疗的基础,非药物干预包括以下内容:

  • 患者教育
  • 冷和热
  • 减肥 10
  • 锻炼
  • 物理治疗
  • 肌肉训练(如膝关节骨性关节炎的股四头肌训练)
  • 职业治疗
  • 某些关节(如膝关节和髋关节)的卸载

药物治疗

对于手部骨关节炎,美国风湿病学会(ACR)有条件地建议使用以下一种或多种:

  • 局部辣椒素
  • 外用非甾体抗炎药(NSAIDs) -包括水杨酸三聚胺
  • 口服非甾体类抗炎药
  • 曲马多

对于膝骨关节炎,ACR有条件地建议使用以下方法之一:

  • 对乙酰氨基酚
  • 口服非甾体类抗炎药
  • 局部非甾体抗炎药
  • 曲马多
  • 关节内注射类固醇

对于髋骨关节炎,ACR有条件地建议使用以下一种或多种方法进行初始治疗:

  • 对乙酰氨基酚
  • 口服非甾体类抗炎药
  • 曲马多
  • 关节内注射类固醇

手术

如果骨关节炎对医疗管理计划没有反应,转介到整形外科医生可能是必要的。骨关节炎的外科手术包括:

  • 关节镜检查
  • 截骨术
  • 关节成形术-特别是膝或髋关节骨关节炎患者
  • 融合

看到治疗而且药物治疗更多的细节。

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背景

骨关节炎是最常见的关节疾病,仅在美国就有超过3000万人受其影响(见流行病学)。它代表了一组异质性的条件,导致常见的组织病理学和放射学改变。它被认为是一种退行性疾病引起的生化分解关节(透明)软骨在滑膜关节。然而,目前的观点认为,骨关节炎不仅涉及关节软骨,还涉及整个关节器官,包括软骨下骨和滑膜。

骨关节炎主要累及负重关节,包括膝关节、髋关节、颈椎、腰骶棘和足部。其他常见的受累关节包括远端指间关节(DIP)、近端指间关节(PIP)和腕掌关节(CMC)。这篇文章主要关注手、膝和髋关节的骨关节炎(见病理生理学)。有关其他关节关节炎的更多信息,请参见盂肱关节而且腕关节炎

尽管骨关节炎以前被认为主要是由过度的磨损引起的,但越来越多的证据指出了异常的力学和炎症的作用。此外,一些侵入性手术(如关节镜半月板切除术)可导致膝关节骨性关节炎的快速进展。 11因此,退行性关节疾病这个术语不再适用于指代骨关节炎。(参见病理生理学)。

历史上,骨关节炎被分为原发性和继发性,尽管这种划分有些人为。继发性骨关节炎在概念上更容易理解:它指的是滑膜关节疾病,是由一些对关节组织产生不利影响的易感条件(如关节软骨或软骨下骨损伤)引起的。继发性骨关节炎可发生在相对年轻的个体(见病因学)。 1213141516171819

原发性骨关节炎的定义比较模糊。虽然这种形式的骨关节炎与衰老过程有关,通常发生在老年人中,但从最广泛的意义上说,它是一种特发性现象,发生在以前完整的关节,没有明显的起始因素。

一些临床医生将原发性骨关节炎的术语局限于手部关节(具体地说,DIP关节和PIP关节以及拇指底部的关节)。其他包括膝盖、臀部和脊柱(骺端关节)。

随着骨关节炎的潜在原因被发现,术语原发性或特发性骨关节炎可能会过时。例如,许多研究人员认为,大多数原发性髋关节骨关节炎实际上可能是由于微妙的或甚至无法识别的先天或发育缺陷。

没有特殊的实验室异常与骨关节炎相关。相反,它通常是在临床结果的基础上诊断,有或没有x光检查(见检查)。

骨关节炎治疗的目标包括减轻疼痛和改善功能状态。非药物干预是骨关节炎治疗的基础,包括以下内容:

  • 患者教育
  • 冷热的运用
  • 减肥
  • 锻炼
  • 物理治疗
  • 职业治疗
  • 关节卸载,在某些关节(如膝关节和髋关节)

关节内药物治疗包括皮质类固醇注射和粘胶补充剂,可减轻疼痛,并对受影响的关节有抗炎作用。(见治疗。)对于无明显炎症的轻度或中度疼痛,口服药物治疗开始使用对乙酰氨基酚。

如果对扑热息痛的临床反应不满意或临床表现为炎症,考虑非甾体抗炎药(NSAIDs)。(见药物治疗)。如果所有其他方式都无效,截骨术也不可行,或如果患者在最大限度的治疗后仍不能进行日常活动,则需要关节成形术。

骨关节炎的高患病率给社会带来了巨大的成本。直接费用包括门诊、药物、治疗方式和手术干预。间接成本包括工作损失的时间。

对老年人来说,骨关节炎的相关费用可能特别大,他们可能会失去社会交往和独立性,导致在日常生活活动中需要帮助。随着未来几十年发达国家人口的老龄化,更好地了解骨关节炎和改进治疗替代方案的需求将继续增长。(见流行病学)。

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解剖学

关节可以按功能或结构分类。基于运动的功能分类将关节分类如下:

  • Synarthroses(固定)
  • Amphiarthroses(可移动的)
  • 动关节(免费的)

结构分类将接缝分类如下:

  • 滑液
  • 纤维
  • 软骨

正常的滑膜关节允许沿着其极其光滑的关节表面进行大量的运动。这些关节由以下部分组成:

  • 关节软骨
  • 软骨下骨
  • 滑膜
  • 滑液
  • 关节囊

滑膜关节的正常关节面由关节软骨(由软骨细胞组成)组成,周围是细胞外基质,其中包括各种大分子,最重要的是蛋白多糖和胶原蛋白。软骨促进关节功能,通过分配大负荷,保持低接触应力,减少关节摩擦,保护下层软骨下骨。

滑液是由形成滑膜(滑膜细胞)的细胞通过血清超滤过程形成的。滑膜细胞也制造透明质酸(HA,也被称为透明质酸),一种糖胺聚糖,是滑膜液的主要非细胞成分。滑膜液为无血管性关节软骨提供营养;它还提供了吸收缓慢运动冲击所需的粘度,以及吸收快速运动冲击所需的弹性。

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病理生理学

在病理基础上,原发性和继发性骨关节炎是不可分离的,尽管在原发性骨关节炎病例中经常可以看到双侧对称,特别是当手部受到影响时。 3.20.传统上,骨关节炎被认为主要影响滑膜关节软骨;然而,已知的病理生理变化也会发生在滑液中,以及在下面的(软骨下)骨、上覆的关节囊和其他关节组织中(见检查). 21222324

虽然骨关节炎被归类为非炎症性关节炎,但越来越多的证据表明炎症是由于细胞因子和金属蛋白酶被释放到关节中而发生的。这些药物参与了骨关节炎软骨退变的基质过度降解。 25因此,当提及骨关节炎时,不再使用退行性关节疾病这一术语。

白细胞介素-17 (IL-17)是一种促炎细胞因子,研究发现骨关节炎关节滑膜中的IL-17水平升高,如炎症性关节炎(即类风湿关节炎)。 26其他与骨关节炎相关的炎症分子包括15 -羟乙二烯酸、前列腺素E2、IL - 1β、TNF - α、IL - 1受体拮抗剂和尿酸。 27

在早期骨关节炎中,由于蛋白多糖的合成增加,通常会发生软骨肿胀;这反映了软骨细胞修复软骨损伤的努力。然而,促炎细胞因子导致软骨细胞代谢恶化。 28这一阶段可能持续数年或数十年,其特征是关节软骨的肥厚修复。

然而,随着骨关节炎的发展,蛋白多糖的水平最终会下降到非常低的水平,导致软骨软化和失去弹性,从而进一步损害关节表面的完整性。显微镜下,骨关节炎关节表面正常光滑的关节软骨出现剥落和纤颤(垂直裂缝)。随着时间的推移,软骨的丧失会导致关节空间的丧失。

在骨关节炎患者的主要负重关节中,承受最高负荷的关节空间损失更大。这种效果与炎性关节炎的效果相反,炎性关节炎的规则是关节间隙均匀狭窄。

例如,在患有骨关节炎的膝关节中,关节空间损失最大的部位通常是股胫内侧筋膜室,尽管股胫外侧筋膜室和髌股筋膜室也可能受到影响。内侧或外侧隔室的塌陷可能分别导致内翻或外翻畸形。

Krasnokutsky等报道血清尿酸水平可以预测未来关节间隙变窄。在他们对88例膝骨性关节炎患者的研究中,在24个月的疗程中,血清尿酸水平低于6.8 mg/dL(血清尿酸溶解点)的患者平均关节间隙变窄0.31 mm,而血清尿酸水平高于6.8 mg/dL的患者平均关节间隙变窄0.90 mm (P < 0.01)。这些作者认为血清尿酸水平可作为骨关节炎进展的生物标志物。 27

骨性关节炎关节中受损软骨的侵蚀会持续进行,直到下面的骨头暴露出来。被剥离了保护软骨的骨头继续与相反的表面接合。最终,不断增加的应力超过了骨骼的生物力学屈服强度。软骨下骨的反应是血管入侵和细胞增多,在受压区域变厚和致密(这个过程称为烧厚)。 29

损伤的软骨下骨也可能发生囊性变性,这可归因于慢性嵌塞继发的骨坏死或滑膜液的侵入。骨关节炎性囊肿也被称为软骨下囊肿、假性囊肿或晶洞(首选的欧洲术语),其直径范围为2至20毫米。髋臼骨关节炎性囊肿(见下图)称为艾格囊肿。

髋关节正位(AP) x光片显示 髋关节正位(AP)片显示股骨头严重上移(反映关节软骨丢失),软骨下硬化,突出的骨赘和髋臼上的一个大艾格囊肿。股骨头上面轻度变平。

在关节边缘,软骨下骨髓的血管化、滑膜结缔组织的骨化生和骨化软骨突起导致新骨(骨赘)不规则生长。这些骨赘或关节软骨本身的碎裂导致关节内游离体的存在(关节小鼠)。

除了关节损伤外,骨关节炎还可能导致相关韧带和神经肌肉装置的病理生理变化。例如,侧副韧带复合体异常在膝骨关节炎中很常见。

骨关节炎的疼痛机制

疼痛是骨关节炎的主要症状,据推测是由多种机制引起的,包括以下机制:

  • Osteophytic骨膜海拔
  • 软骨下骨血管充血,导致骨内压力增加
  • 滑膜痛觉感受器激活的滑膜炎
  • 关节处肌肉的疲劳
  • 整体关节挛缩
  • 关节积液和关节囊拉伸
  • 半月板撕裂
  • 关节周滑囊炎症
  • Periarticular肌肉痉挛
  • 心理因素
  • 咯吱(粗糙或嘎吱的感觉)
  • 中枢疼痛敏感

当脊柱受累于骨关节炎时,特别是腰椎,从L3到L5的相关变化非常常见。症状包括疼痛、僵硬和偶尔的椎管狭窄引起的神经根疼痛。椎间孔狭窄是由关节突关节炎改变导致的神经根受压引起的。获得性腰椎滑脱是腰椎关节炎的常见并发症。

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病因

每天施加在关节上的压力,特别是负重关节(如脚踝、膝盖和髋关节),在骨关节炎的发展中起着重要作用。大多数研究人员认为,骨关节炎的退行性改变主要开始于关节软骨,这是健康关节过度负荷或先前受损关节相对正常负荷的结果。外力加速软骨细胞的分解代谢作用,进一步破坏软骨基质。 30.313233

骨关节炎的危险因素包括以下几点 34353637

  • 年龄
  • 肥胖 383940
  • 创伤
  • 遗传(显著家族史)
  • 性激素水平降低
  • 肌肉无力 41
  • 重复使用(即需要重体力和弯曲的工作) 42
  • 感染
  • 晶体沉积
  • 肢端肥大症
  • 既往炎症性关节炎(如燃尽性类风湿关节炎)
  • 可遗传的代谢原因(如黑蛋白尿、血色素沉着症、威尔逊病)
  • 血红蛋白病(如镰状细胞病和地中海贫血)
  • 可导致夏科关节的神经性疾病(如脊髓空洞症、背侧松弛症和糖尿病)
  • 潜在的形态学危险因素(如先天性髋关节脱位和股骨上骨骺滑移)
  • 骨骼疾病(如佩吉特病和缺血性坏死)
  • 既往外科手术(如半月板切除术)
  • 糖尿病 43

年龄的

随着年龄的增长,软骨体积、蛋白多糖含量、软骨血管化和软骨灌注减少。这些变化可能导致某些特征性的放射学特征,包括关节间隙狭窄和边缘骨赘。然而,生化和病理生理学的研究结果支持年龄本身不是骨关节炎的充分原因这一观点。

随着年龄的增长,衰老细胞(SnCs)在许多组织中积累,并导致与年龄相关的病理。Jeon等对小鼠的研究发现,前交叉韧带横断后,SnCs在关节软骨和滑膜中积累,选择性消除SnCs可减轻创伤后骨关节炎的发展,减轻疼痛,增加软骨发育。此外,从接受全膝关节置换术的骨关节炎患者分离的软骨细胞体外培养物中选择性去除SnCs,导致衰老和炎症标记物的表达减少,软骨组织细胞外基质蛋白的表达增加。 44

肥胖

肥胖增加了负重关节的机械应力。它与膝盖的骨关节炎密切相关,在较小程度上与臀部的骨关节炎也有关联。一项评估了594名女性14年身体质量指数(BMI)和第15年膝盖疼痛之间关系的研究发现,第1年较高的BMI和15年显著增加的BMI是第15年双侧膝盖疼痛的预测指标。 40BMI升高与膝关节疼痛之间的关系与影像学改变无关。

除了机械效应,肥胖可能是骨关节炎的一个炎症风险因素。肥胖与脂肪因子(来源于脂肪组织的细胞因子)水平的升高(包括全身和关节内)有关,这可能会促进关节的慢性、低级别炎症。 45

其他原因

涉及关节软骨、韧带或半月板的创伤或手术(包括创伤性损伤的外科修复)会导致关节生物力学异常,加速骨关节炎。在遭受严重关节损伤的个体中,患创伤后骨关节炎的风险约为20%至50%以上。 46

即使在没有明显创伤的情况下,关节也可能受到损伤。微创伤也可能造成损害,尤其是那些职业或生活方式涉及频繁下蹲、爬楼梯或跪着的人。

肌肉功能障碍损害身体的神经肌肉保护机制,导致关节运动增加,最终导致骨关节炎。这种效果强调了持续进行肌肉锻炼作为预防肌肉功能障碍的一种手段的必要性。

膝关节外翻对齐不良已被证实可增加累及外侧室的膝关节骨关节炎的发生率和影像学进展的风险。 47

遗传学

遗传因素,特别是涉及多个关节的骨关节炎,早已被认识到。 484950有几个基因与骨关节炎直接相关, 51还有更多的疾病被确定与致病因素有关,如过度炎症和肥胖。

骨关节炎易感基因(如:Adam12,剪辑,col11a2, il10, mp3)也被发现有不同的甲基化。Jefferies等人报道了FURIN该蛋白编码一种原蛋白转化酶,它处理与骨关节炎胶原降解有关的几个ADAMTS分子。骨关节炎易感基因之间的差异甲基化被认为是破坏正常基因活性的另一种方法。

COL11A2.突变涉及COL11A2与严重和早发性骨关节炎有关。该小组的分析已经确定了富含“差异甲基化基因”的通路,这些基因是骨关节炎相关的效应因子和上游调控因子TGFB1而且ERG 52

BMP(骨形态发生蛋白)和WNT(无翅型)信号级联的基因与骨关节炎有关。特别是两个基因,GDF5(生长分化因子5)和FRZB(卷曲相关蛋白),已在动物研究中发现在关节软骨中,并与骨关节炎有很强的相关性。 53545556

全基因组关联研究(GWAS)已经确定了大关节骨关节炎和骨关节炎之间的联系MCF2L基因。该基因是神经营养因子介导的外周神经系统细胞运动调节的关键。 57

遗传因素在某些可导致先天性关节错位的遗传发育缺陷和骨骼异常中也很重要。这可能会导致软骨和关节结构的损伤。

目前,临床基因检测不提供给患有骨关节炎的患者,除非他们也有其他可能与遗传条件相关的异常。在未来,测试可能允许个性化的治疗方法。

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流行病学

美国和国际统计数据

在美国,骨关节炎影响着3200多万人,尽管统计数字受到病情定义的影响——即通过自我报告,通过放射检查或症状标准,或综合这些因素。 158根据骨关节炎的放射学标准,65岁以上的成年人中有50%以上患有此病。

在国际上,骨关节炎是最常见的关节疾病。对其频率的估计在不同的人群中有所不同。

与年龄相关的人口

原发性骨关节炎是老年人的一种常见疾病,患者可能无症状。大约80-90%年龄大于65岁的人都有影像学表现的原发性骨关节炎。 59

症状通常在50岁以后才会变得明显。在50岁以上的人群中,这种疾病的患病率急剧增加,可能是因为与年龄相关的胶原蛋白和蛋白多糖的改变降低了关节软骨的抗拉强度,也可能是因为软骨的营养供应减少。 59

与性有关的人口

在55岁以上的人群中,女性骨关节炎患病率高于男性。 59女性尤其容易患指间关节骨性关节炎。女性患膝关节骨关节炎的频率也高于男性,男女发病率比为1.7:1。女性也更容易患糜烂性骨关节炎,男女比例约为12:1。

与种族有关的人口

骨关节炎患病率在种族间的差异已被注意到。 60这种疾病在美洲原住民中比在普通人群中更为普遍。髋部疾病在来自香港的中国患者中比同龄的白人患者少见。然而,有症状的膝骨关节炎在中国极为常见。 61

在65岁以上的老年人中,骨关节炎在白人中比黑人更常见。膝盖骨关节炎似乎在黑人女性中比其他群体更常见。Jordan等人发现,与白人相比,非裔美国男性和女性的放射学和症状性膝骨关节炎患病率略高。 62

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预后

骨关节炎患者的预后取决于受累关节和病情的严重程度。目前还没有证实的可改善疾病或结构的骨关节炎药物;因此,药物治疗的目的是缓解症状。

一项系统综述发现以下临床特征与膝关节骨关节炎的快速进展相关 63

  • 老年
  • 高体重指数
  • 内翻足畸形
  • 涉及多个关节

接受过关节置换术的骨关节炎患者预后良好,髋关节和膝关节置换术的成功率一般超过90%。然而,关节假体可能需要在放置后10-15年进行修改,这取决于患者的活动水平。更年轻和更活跃的患者更可能需要修改,而大多数老年患者不会。(见治疗。)

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患者教育

教育患者骨关节炎的自然史和治疗方案,强调锻炼和减肥的好处。解释骨关节炎和更快速进展的关节炎(如类风湿性关节炎)之间的区别。

几个关节炎基金会研究表明,骨关节炎教育对患者有益。通过教育,患者可以学习和实施减少疼痛和改善关节功能的策略。强调医生随访的必要性。

有关患者教育信息,请参阅骨关节炎健康中心

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