探讨选择性膝动脉栓塞术治疗膝骨关节炎（KOA）继发性疼痛的疗效与安全性。
前瞻性纳入2020年10月至2021年7月宁夏医科大学总医院因KOA继发中重度膝关节疼痛的患者17例（23侧膝关节），年龄（68±7）岁，男6例，女11例。术前使用疼痛视觉模拟评分（VAS）及西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）量表评估患者膝关节疼痛、僵硬及功能情况，使用Kellgren-Lawrence（K-L）分级评估KOA严重程度，使用磁共振膝骨关节炎评分（MOAKS）评估患膝MR成像特征。所有患者均进行选择性膝动脉栓塞术（GAE）。术后随访6个月，分别于术后1天、1周和1、3、6个月使用VAS、WOMAC量表评估临床结局，包括膝关节疼痛、僵硬及功能改善情况，以及不良反应情况。
23侧患膝均超选并栓塞3~7支膝动脉分支，其中7例K-L分级4级患者栓塞4~7支膝动脉分支。术后1个月临床改善率为95.6%（22/23），术后3个月临床改善率为86.9%（20/23），术后6个月临床改善率为91.3%（21/23）。23侧患膝完成6个月随访，术后1、3、6个月VAS评分、WOMAC疼痛评分及WOMAC总评分分别为（2.5±1.3）、（3.4±2.4）、（19.7±9.8）分，（3.0±1.8）、（4.5±3.4）、（22.3±11.3）分，（2.8±1.5）、（4.1±3.0）、（20.5±11.0）分，均低于术前的（6.6±0.9）、（11.4±2.6）、（47.0±12.0）分（均P<0.001）。随访期间7例患者出现不良反应：3例股动脉穿刺区皮肤瘀斑，4例术后1 d膝关节僵痛感，均在1周内自行缓解；6例患者术后存在伸屈活动时关节弹响，其中3例于术后3个月内自行消退。所有患者均未发生重大手术相关不良事件。
GAE治疗KOA继发性疼痛临床改善率较高，不良反应发生率低，为保守治疗无效的疼痛患者提供了新的治疗选择。
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膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）好发于中老年女性，发病率随年龄增加而增长。在美国60岁以上人群中，基于影像学的患病率为37%［1］，在我国65岁以上人群中总患病率为85%［2］。临床症状包括疼痛、僵硬、功能障碍等，其中疼痛是50岁以上KOA患者致残的主要原因［3］。KOA的一般治疗包括运动治疗、减重、口服或外用非甾体抗炎药（nonsteroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs）等［4］，症状进一步发展时，治疗方式包括关节内注射糖皮质激素或透明质酸、神经切开调节术以及膝关节置换术等［5］。近年来，国外多项研究报道，膝动脉栓塞术（genicular artery embolization，GAE）成为治疗轻至中度KOA继发疼痛的新型微创治疗方式，且早期研究显示出良好的临床效果及安全性［6, 7, 8, 9, 10］。本研究旨在探讨选择性GAE治疗KOA继发性疼痛的疗效及安全性。
招募2020年10月至2021年7月宁夏医科大学总医院17例KOA患者（23侧膝关节）。经宁夏医科大学总医院伦理委员会批准（KYLL-2021-147），所有患者均签署知情同意书。
1. 纳入标准：（1）根据中华医学会骨关节炎诊疗指南（2018版）诊断为KOA［11］；（2）根据Kellgren-Lawrence（K-L）分级评为2~4级中重度KOA［12］；（3）患有中度至重度膝关节疼痛，疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）≥5分，且接受至少6个月的保守治疗（抗炎药、物理治疗、肌肉强化或关节内注射透明质酸等）无明显疗效；（4）年龄>50岁。
2. 排除标准：（1）其他原因所致膝关节炎；（2）造影剂过敏；（3）肾功能不全；（4）不可逆凝血性疾病；（5）膝关节感染及肿瘤。
1. 常规评估：术前对所有患者进行常规查体并记录压痛区域（内侧间室、外侧间室及髌股间室），并与膝关节动脉供血区进行初步对应；使用VAS、西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（Western Ontario and McMaster universities osteoarthritis index，WOMAC）量表评估患者膝关节情况［13］。WOMAC是一种广泛使用的KOA特异性量表，包括3个子量表评分（疼痛、僵硬程度和身体功能），共24个问题：5个关于疼痛，2个关于僵硬，17个关于身体功能；每个量表的评分范围如下：疼痛：0~20分；僵硬：0~8分；功能：0~68分。WOMAC总评分越高，表明患者疼痛、僵硬和功能受限越严重。
2. 影像成像方案及评估：采用数字化X射线摄影分别拍摄双膝关节负重正位片、平卧正位片、屈曲45°侧位片。采用3.0 T磁共振设备，16通道膝关节线圈进行术前双侧膝关节MR检查。依次进行T2加权成像（T2 weighted image，T2WI）脂肪抑制序列横轴位，常规T1加权成像（T1 weighted image，T1WI）、质子密度加权成像（proton density weighted image，PDWI）脂肪抑制序列矢状位，PDWI脂肪抑制序列冠状位以及增强T1WI脂肪抑制序列横轴位、冠状位、矢状位，层厚4 mm，层间距1 mm，采集18~20层图像。所有影像检查由1名放射科高年资主任医师及2名经培训的研究生进行评估。使用K-L评分评估患者KOA严重程度。使用磁共振膝骨关节炎评分（MRI osteoarthritis knee score，MOAKS）评估患者MR成像特征，主要包括：软骨任意程度缺损、软骨全层缺损、骨髓病变、骨囊肿、骨赘、Hoffa滑膜炎、渗出滑膜炎等［14］。
双侧腹股沟区消毒铺无菌巾，2%利多卡因局部麻醉后采用Seldinger法穿刺股动脉，以对侧逆行方式建立动脉入路，置入5 F血管鞘，送入5 F造影导管。分别行股浅动脉及腘动脉数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA），以观察膝关节周动脉血管情况。使用同轴2 F微导管进行选择性膝动脉造影，主要包括髌上动脉、膝降动脉、膝上和膝下内外侧动脉、膝中动脉和胫前返动脉，观察各分支动脉是否存在新生血管及异常染色，尤其关注患侧膝关节压痛区域［9］。发现异常血管增生或异常染色后进行栓塞，使用聚乙烯醇颗粒（150~350 μm）20~100 mg作为栓塞剂，术中用20 ml碘造影剂稀释，透视下缓慢进行自由流动栓塞，以初始血管造影异常染色明显减少或消失为栓塞终点。技术成功定义为选择性栓塞至少1条异常染色膝关节动脉［7］。栓塞结束后手动压迫止血。双侧膝关节病变患者采用分次分侧治疗。
所有患者均在术后1 d、1周和1、3、6个月使用VAS、WOMAC量表评估临床结局。临床改善定义为首次经导管动脉栓塞术后6个月时VAS评分减少30%或WOMAC总分减少16%，且止痛药使用或关节内注射频率无增加，这是基于上述量表可以辨别的最小临床重要差异（minimal clinical important difference，MCID）［15］。临床失败定义为首次选择性膝动脉栓塞术后6个月时WOMAC评分较基线降低<50%［8］。在每次随访时记录其他保守疗法的使用情况。在术后5~6个月行MR检查，以评估不良事件及术后患者MRI改变情况。在随访期间询问患者是否出现新发疼痛、双下肢感觉异常等情况。
使用SPSS 26.0软件对所有数据进行统计分析，定量资料符合正态分布时以表示，不符合正态分布时以M（Q1，Q3）表示，计数资料以例数表示。部分疗效评价指标尽管不服从正态分布，但为与其他研究结果相比较，仍采用表示；使用重复测量的方差分析对比术前、术后随访不同时间点评分，重复测量方差分析不满足球形假设时，使用Greenhouse-Geisser方法进行校正。双侧检验，检验水准α=0.05。
本组纳入17例患者（23侧膝关节），年龄（68±7）岁，男6例，女11例，均存在1年以上KOA继发性疼痛。所有患者基线特征及术前影像结果见表1。
17例（23侧膝关节）膝骨关节炎患者基线特征及临床资料
17例（23侧膝关节）膝骨关节炎患者基线特征及临床资料
| 项目 | 结果 |
|---|---|
| 年龄［岁，M（Q1，Q3）］ | 70（57，74） |
| 性别（例，男/女） | 6/11 |
| BMI（） | 27±4 |
| 疼痛病史［侧（%）］ | |
<2年 | 4（17.4） |
2~10年 | 13（56.5） |
>10年 | 6（26.1） |
| 患膝［侧（%）］ | |
左侧 | 8（34.8） |
右侧 | 15（65.2） |
| 既往治疗［例（%）］ | |
非甾体抗炎药 | 15（88.2） |
中成药及中医理疗 | 9（52.9） |
关节腔内注射 | 8（47.1） |
| 膝关节置换意愿［例（%）］ | 2（11.1） |
| K-L分级［侧（%）］ | |
2级 | 5（21.7） |
3级 | 11（47.8） |
4级 | 7（30.1） |
| MR成像MOAKS评分［分，M（Q1，Q3）］ | |
骨髓病变 | 9（2.7，14.0） |
软骨任意缺损 | 18.5（10.2，22.0） |
软骨全层缺损 | 13.5（4.5，17.7） |
骨赘 | 20.5（13.0，25.0） |
Hoffa滑膜炎 | 2（1.0，3.0） |
渗出滑膜炎 | 2（1.0，3.0） |
注：BMI为体质指数；K-L分级为Kellgren-Lawrence分级；MOAKS为磁共振膝骨关节炎评分
23侧患膝均超选并栓塞3~7支膝动脉分支，其中7例K-L分级4级患者栓塞4~7支膝动脉分支。23侧患膝完成6个月以上随访：GAE术后1个月临床改善率为95.6%（22/23），3个月临床改善率为86.9%（20/23），6个月临床改善率为91.3%（21/23），2例K-L分级4级患者归入临床失败。VAS评分、WOMAC疼痛评分及WOMAC总评分术后1、3、6个月分别降低63%、71%及59%，56%、62%及53%，59%、65%及57%。所有患者术后1、3、6个月VAS评分、WOMAC疼痛评分、WOMAC总评分与术前相比，差异均有统计学意义（均P<0.01）（表2）。典型病例影像资料见图1。
17例（23侧膝关节）膝骨关节炎患者治疗前后VAS评分及WOMAC评分比较（分，）
17例（23侧膝关节）膝骨关节炎患者治疗前后VAS评分及WOMAC评分比较（分，）
| 时间 | VAS评分 | WOMAC疼痛评分 | WOMAC总分 |
|---|---|---|---|
| 术前 | 6.6±0.9 | 11.4±2.6 | 47.0±12.0 |
| 术后1个月 | 2.5±1.3a | 3.4±2.4a | 19.7±9.8a |
| 术后3个月 | 3.0±1.8a | 4.5±3.4a | 22.3±11.3a |
| 术后6个月 | 2.8±1.5a | 4.1±3.0a | 20.5±11.0a |
| F值 | 124.13 | 132.11 | 69.72 |
| P值 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
注：VAS为视觉模拟评分；WDMAC为西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数评分；与术前相比，aP<0.01
随访期间，共7例患者出现术后不良事件：3例股动脉穿刺区域皮肤瘀斑，4例患者膝关节僵痛感，均在1周内自行缓解；其中6例患者术后存在伸屈活动时关节弹响，其中3例于术后3个月内自行消退。所有患者术后均复查膝关节MR成像，未见骨缺血梗死等严重不良反应。所有患者均未发生与手术相关的重大不良事件。
膝关节的慢性炎症刺激膝关节周围组织，导致其内新生血管生成和无髓感觉神经纤维生长，同时可能通过提高外周伤害性感受神经元的反应性使患者痛觉敏感性增加［16］；其次，在KOA的病程中，炎性细胞、促炎性细胞因子、营养物质等可通过新生血管输送至膝关节维持炎症状态［16, 17］。GAE术栓塞异常新生血管后，可减少炎性细胞和促炎性细胞因子流入新生血管，减少与疼痛相关的炎症反应；同时随着栓塞减少了炎症反应，也可能减少对新生血管附近无髓感觉神经生长的刺激，从而减轻疼痛。在本组病例中，所有患者动脉造影均发现不同程度的新生血管及异常染色情况，大部分位于膝关节周围组织（如滑膜、骨膜、关节囊等），且在随访期间疼痛明显改善，这表明KOA患者的疼痛可能与新生血管相关，新生血管的栓塞有助于抑制炎症发展，与之前的文献报道相符合［9, 10］。
本研究采用GAE治疗23侧膝关节，均完成6个月随访，大多数患者（22/23）在GAE术后6个月疼痛减轻。基于VAS和WOMAC量表的研究将MCID定义为VAS和WOMAC评分分别降低30%和16%［15］，但在本组患者中随访 6个月时，平均VAS、WOMAC评分较基线分别降低59%和65%，显著高于MCID。在Okuno等［8］进行的GAE研究中，72例轻度至中度KOA患者的95侧膝关节的平均VAS评分从基线到术后24个月显著降低，6个月和3年的累积临床成功率分别为86.3%和79.8%，表明短期内GAE术可明显缓解KOA患者继发疼痛症状。
本研究纳入7例K-L分级4级KOA患者，其中1例患者术后无明显诱因出现疼痛复发，6个月随访时归为临床失败，该患者在治疗前已存在明显关节畸形，同时存在严重的股骨内侧髁及胫骨平台内侧骨质磨损，其疼痛复发可能由于术后行走过程中应力不均，软骨下骨直接摩擦，加重膝关节损伤，进而导致病情进展，最终关节疼痛复发［18］。其余6例K-L分级4级患者在术后1、3、6个月时均获得了临床改善。文献报道，K-L分级4级患者VAS评分在术后1个月后再次增加，且3个月后，VAS评分有向初始评分逐渐增加的趋势，最终未达到临床成功［9］。本组K-L分级4级患者表现出更好的临床结果，这可能是因为本研究中针对K-L分级4级患者尽可能地针对每一支膝动脉分支造影，发现异常后进行栓塞，栓塞血管分支数目较多（4~7支），而之前国外的研究中栓塞动脉分支较少（2~3支），但这需要进一步进行临床验证。
本组病例均完成6个月以上随访观察，均未出现局部软组织或骨缺血坏死症状。术后随访期间7例患者出现不良事件：3例患者自限性股动脉穿刺区域皮肤瘀斑；4例患者术后1 d内膝关节僵痛，均在1周内自行缓解；6例患者术后存在伸屈活动时关节弹响，其中3例于术后3个月内自行消退，考虑与患者关节活动恢复后关节内游离体卡压有关。在国外相关研究中，部分患者出现自限性的轻微并发症，如皮肤变色、脚趾麻木等［10］，可能与使用直径更小的永久性栓塞微球（75 μm）作为栓塞剂有关；本组患者均未出现皮肤颜色变化及重大手术相关不良事件。
本研究局限性：首先，没有纳入对照组进行分析，所纳入的样本量目前较少，患者随访期仍较短，后续将进一步扩大样本量并延长术后随访周期观察长期疗效。其次，在使用WOMAC评分量表进行随访时，由于WOMAC量表为患者主观性评价，如患者对手术疗效的心理预期过高，在进行评分时容易受到影响。计划在后续的研究过程中，充分发挥膝关节MRI功能成像的优势，进一步定量评价患膝滑膜炎、软骨等特征的GAE术后恢复情况。
综上，使用永久性栓塞剂对症状性KOA患者进行GAE治疗安全、有效，尤其是对影像学上无明显骨磨损的患者，短期可明显改善患者的疼痛、功能情况，并有效改善生活质量。GAE术为保守治疗无效的KOA疼痛患者提供了新的治疗选择。
所有作者均声明不存在利益冲突
