全膝关节置换术后患膝皮温与疼痛、肿胀程度关系的研究

临床研究　
全膝关节置换术后患膝皮温与疼痛、
肿胀程度关系的研究
薛金伟1,王　旭2,陈涛平1,马　铮1,王云飞1
(1.河北大学附属医院,河北保定071000;2.河北大学临床医学院,河北保定
071000)
[摘要]
,并探讨其对
术后感染性炎症反应和非感染性炎症反应鉴别的价值。

随机选取2020年10月—2021年
10月于河北大学附属医院因膝关节骨性关节炎初次行全膝关节置换术无并发症患者40例为研究对象,测量术前1d 及术后1d 、3d 、5d 、7d 、14d 、1个月、2个月、3个月、6个月患膝和健膝皮肤温度,并对患膝疼痛和肿胀程度进行评估,
采用Pearson 法分析双侧膝关节皮温差与患膝疼痛和肿胀程度变化的相关性。

术后患膝皮温高于健膝皮温(P <0.05)。

术后双膝皮温差较术前升
高,于术后3d 达到峰值,后逐渐下降,直到术后6个月患膝和健膝的皮温差异无统计学意义(P >0.05)。

术后患膝疼痛评分和双侧大腿周径差增大,分别于术后1d 和3d 达到峰值,
月均基本恢复正常。

术后患膝疼痛评分(NRS )和双侧大腿周径差与双膝皮温差均呈正相关。

全膝关节置换术后早期患膝皮温、疼痛和肿胀程度均表现为先迅速升高后逐渐下降的变化趋势,且皮温变化与疼痛和肿胀程度变化呈正相关,这可能是由术后非感染性炎症反应造成。

手术半年以后患膝出现明显皮温升高,并伴随明显疼痛和肿胀,需警惕术后假体周围关节感染的发生。

[关键词]　全膝关节置换术;皮温;疼痛;肿胀;炎症doi :10.3969/j.issn.1008-8849.2023.03.011
[中图分类号]　R687.4　[文献标识码]　B　[文章编号]　1008-8849(2023)03-0352-04
[基金项目]　河北省卫健委青年科技课题(20220638)
膝关节骨性关节炎是一种好发于中老年人且以膝关节软骨破坏和骨质增生为主要特点的退行性疾病。

年龄和肥胖是膝关节骨性关节炎的重要危险因素[1],随着社会人口老龄化和肥胖人群的增加,膝关节骨性关节炎的患病人数将不断增多,晚期膝关节骨性关节炎引发的疼痛和功能障碍严重降低了人们的生活质量。

全膝关节置换术是治疗晚期膝关节骨性关节炎的重要方法之一,能够给大部分膝骨关节炎患者带来满意的治疗效果。

笔者在临床发现,全膝关节置换术患者在术后很长一段时间常常出现患膝灼热感,并伴随患膝的疼痛、肿胀,给患者和医生带来了担忧。

膝关节假体周围感染是全膝关节置换术后最严重的并发症之一,也是膝关节翻修手术的最主要原因[2]。

据统计,全膝关节置换术后1~
15年假体周围感染的发生率为0.8%~2%[3]。

但
是全膝关节置换术后的非感染性炎症反应也可引起患膝局部皮温升高、疼痛和肿胀,常与术后感染引发的症状难以鉴别[4-5]。

有研究表明,全膝关节置换术后患膝皮温升高有助于术后感染的诊断[6],但目前关于全膝关节置换术后患膝皮温、疼痛和肿胀程度变化规律的研究较少。

本研究将通过对无并发症全膝关节置换术患者术后膝关节皮温的监测及疼痛、肿胀程度的评估,明确术后膝关节皮温、疼痛和肿胀程度的正常变化规律,并了解皮温变化与疼痛和肿胀程度变化的关系,为全膝关节置换术后感染性炎症反应和非感染性炎症反应的鉴别提供参考依据。

1　资料与方法
1.1　纳入标准　①因原发性膝关节骨性关节炎初次行单侧全膝关节置换术;②无术后感染并发症;③完整随访并记录。

1.2　排除标准　①有心脑血管手术禁忌相关疾病者;②其他感染性疾病者;③有糖尿病、肿瘤、肝硬化、免疫系统及血液系统相关疾病者;④长期服用激素类、免疫抑制类药物者;⑤随访期间吸烟者;⑥术后半年内发生感染者;⑦不愿手术治疗者。

1.3　一般资料　选取2020年10月—2021年10月于河北大学附属医院初次行单侧全膝关节置换术的42例患者为研究对象。

研究方案获得河北大学附属医院伦理委员会的批准(HDFY-LL-2021-230),所有患者均知情同意。

1.4　手术方法　①术前30min均使用头孢唑啉钠预防感染。

②手术由同一手术医生采用相同的手术技术完成;均使用相同的膝关节假体(北京春立);术中均使用相同时间止血带止血;术中均安置一根血浆引流管;术中均未输血。

③术后采用相同的预防血栓、镇痛和抗感染治疗方案;均于术后第2天拔除引流管;术后采用相同的康复锻炼方案;均于术后14d左右拆除缝线;出院后给予相同的止痛、抗凝方案;术后按相同的计划随访。

1.5　观察指标及方法
1.5.1　膝关节皮温　分别于术前1d、术后1d、3d、5d、7d、14d、1个月、2个月、3个月、6个月,采用贝尔康非接触式红外温度计(JXB-178,广州市贝尔康医疗器械有限公司)于15:00在病房或门诊换药室测量患者患膝和健膝髌骨上缘外侧2cm位置的皮肤温度。

每次测量前嘱患者休息30min,避免用液体擦拭膝关节表面,避免让患者处于空气快速流动的环境中。

患者取仰卧位,膝关节外露5~10min,测量距离为3~5cm,每次测量3次,每次测量间隔3~5s,以显示最高的一组数据为最终温度,记录双侧膝关节皮肤温度并计算温差值。

1.5.2　患膝疼痛评估　分别于术前1d、术后1d、3d、5d、7d、14d、1个月、2个月、3个月、6个月,采用NRS(Numerical Rating Scale)疼痛评分量表[7]对患膝疼痛程度进行评估。

1.5.3　患膝肿胀评估　分别于术前1d、术后1d、3d、5d、7d、14d、1个月、2个月、3个月、6个月,采用皮尺测量双侧大腿周径,于髌骨上缘以上5cm位置进行测量,计算患侧与健侧大腿周径差并记录。

1.5.4　患膝疼痛评分、双侧大腿周径差与双膝皮温差变化的相关性　采用Pearson法分析患膝疼痛和肿胀程度与双膝皮温差变化的相关性。

1.6　统计学方法　采用SPSS2
2.0统计软件进行统计分析,计量资料采用⎺x±s表示,患膝与健膝皮
温比较采用配对t检验,术前与术后不同时间指标
比较采用重复测量方差分析。

相关性采用Pearson
法。

P<0.05为差异有统计学意义。

2　结 果
2.1　随访情况　在随访过程中有2例患者脱失,其
余40例患者均完整随访,其中男17例,女23例;年
龄55~75(64.4±5.8)岁,术后均无感染等并发症
发生。

2.2　术前后不同时间点患膝与健膝皮温比较　患
膝皮温在术后表现为先升高后逐渐降低的变化趋
势,于术后3d达到峰值。

全膝关节置换术后1d、3d、5d、7d、14d、1个月、2个月、3个月患膝皮温均高于健膝皮温(P均<0.05),术前、术后6个月双膝皮
温比较差异无统计学意义(t=1.202,0.572,P= 0.237,0.570),见表1。

表1　40例全膝关节置换患者不同时间点双侧膝关节皮肤
温度比较(⎺x±s,℃)
时间患膝健膝t P
术前36.27±0.0836.24±0.101.2020.237术后1d38.53±0.2136.33±0.0975.631<0.001术后3d38.70±0.1836.32±0.0885.669<0.001术后5d38.42±0.2036.25±0.1082.320<0.001术后7d38.01±0.1736.24±0.0977.014<0.001术后14d37.68±0.1536.23±0.0863.245<0.001术后1个月37.35±0.1736.22±0.0951.729<0.001术后2个月37.00±0.1836.20±0.0734.072<0.001术后3个月36.75±0.1836.19±0.0825.108<0.001术后6个月36.23±0.1236.21±0.080.5720.570 2.3　术前及术后不同时间点双膝皮温差、双侧大腿周径差、患膝NRS疼痛评分情况　各指标不同时间测量值球形检验显示不符合球形,故采用一元方差分析Greenhouse-Geisser校正方法。

各指标不同时间测量值差异有统计学意义(P<0.05)。

双膝皮温差、双侧大腿周径差、患膝NRS疼痛评分在术后均表现为先升高后逐渐降低的变化趋势。

双膝皮温差于术后3d达到峰值,为(2.38±0.18)℃,直到术后6个月双膝皮温差与术前比较差异无统计学意义。

双侧大腿周径差于术后3d达到峰值,为(5.14±0.52)cm,直到术后3月双侧大腿周径差与术前比较差异无统计学意义(P>0.05)。

患膝NRS疼痛评分于术后1d达到峰值,为(7.48±0.78)分,直到术后3个月基本降至正常,为(0.58±0.24)分,见
表2。

表2　40例全膝关节置换患者术前及术后不同时间点双膝皮温差、双侧大腿周径差、患膝NRS疼痛评分(⎺x±s)
时间双膝皮温差/℃双侧大腿周径差/cm患膝NRS疼痛评分/分术前0.03±0.010.10±0.044.03±0.66
术后1d2.20±0.184.84±0.497.48±0.78
术后3d2.38±0.185.14±0.526.65±0.80
术后5d2.17±0.174.54±0.415.70±0.82
术后7d1.77±0.154.01±0.424.53±0.72
术后14d1.45±0.151.95±0.343.38±0.74
术后1个月1.14±0.141.44±0.362.63±0.77
术后2个月0.80±0.150.82±0.301.53±0.75
术后3个月0.56±0.140.16±0.070.58±0.24
术后6个月0.02±0.010.11±0.050.43±0.20 F2139.3182501.585979.680
P<0.001<0.001<0.001
注:一元方差分析的Greenhouse-Geisser校正。

2.4　患膝疼痛评分、双侧大腿周径差与双膝皮温差变化的相关性　Pearson相关分析显示,患膝NRS 疼痛评分与双膝皮温差呈正相关(r=0.820,P= 0.004),双侧大腿周径差与双膝皮温差呈明显正相关(r=0.964,P<0.001)。

3　讨 论
全膝关节置换术是治疗晚期膝骨关节炎最有效的方法之一,术后康复是治疗的重要阶段。

尽管丰富的中西医结合方法已被证实有利于全膝关节置换术后患者的康复,如冰敷加中药外敷、针刺联合PCM机治疗被认为有利于减轻术后患者的疼痛和肿胀,从而促进患者康复[8-9]。

但临床发现,全膝关节置换术后患者仍长时间出现患膝灼热、疼痛、肿胀等类似感染的症状,引发患者和医生的担忧。

全膝关节置换术后的感染性炎症反应和非感染性炎症反应均可引起患膝皮温的升高、疼痛和肿胀,两者不易鉴别。

感染性炎症反应和非感染性炎症反应导致术后患膝皮温升高的机制有所不同,当发生感染性炎症反应时,致病微生物通过病原体相关分子模式,被免疫细胞受体识别,从而启动转录因子活化和促炎细胞因子合成[10-11]。

而非感染性炎症反应主要由非感染性损伤因素所诱发,如手术创伤、骨水泥聚合产生热损伤、假体与骨水泥磨损产生微粒反应等使组织细胞遭受破坏[12],从而通过内源性损伤相关分子模式刺激免疫细胞分泌促炎因子[13]。

两者均可通过炎症因子刺激局部组织毛细血管扩张,加快血流,增加产热量,从而导致局部皮温升高。

明确全膝关节置换术后患膝皮温、疼痛和肿胀程度的正常变化规律,对术后感染性炎症反应和非感染性炎症反应的鉴别具有重要参考价值。

红外温度测量是一种有效、便捷、价廉、客观、无创的监测方法,已被应用于多种临床相关疾病研究[14-15]。

Haidar等[16]采用数字表面温度计对全膝关节置换术患者术前及术后7d、6周、3个月、6个月、12个月和24个月双膝皮温进行了测量和比较,结果显示术后7d双膝温差值达到最大,术后6个月内双膝温度存在显著差异。

而Honsawek等[17]采用数字表面温度计对40例女性、9例男性全膝关节置换术患者术前及术后1d、2周、6周、14周、26周双膝皮温进行了测量和比较,结果显示术后2周双膝温差值达到最大,术后26周时双膝温度比较差异无统计学意义。

Haidar等[16]和Honsawek等[17]对全膝关节置换术后早期皮温测量的间隔时间较长,且Honsawek等[17]的研究对象中,女性病例明显多于男性病例,这很难得出较为准确的正常皮温变化规律。

本研究通过非接触式红外温度计对23例女性、17例男性全膝关节置换术患者术前及术后1d、3d、5d、7d、14d、1个月、2个月、3个月、6个月双膝皮温进行了测量和分析,并对患膝疼痛、肿胀程度变化进行了评估。

有研究表明,全膝关节置换术后患膝外侧皮温最高[18],故本研究选择髌骨上缘外侧2cm 位置进行皮肤温度测量。

结果显示,全膝关节置换术前双膝皮温比较差异无统计学意义,术后患膝皮温高于健膝皮温,直到术后6个月双膝皮温比较差异无统计学意义。

术后患膝皮温、双膝皮温差表现为先迅速升高后逐渐降低的趋势,双膝皮温差于术后3d达到峰值,该时段可能是术后炎症反应程度最重的时期,直到术后6个月基本恢复至术前水平。

林蔚等[19]对全膝关节置换术后6个月非感染患者和感染患者的双膝皮温差进行了对比,结果显示非感染患者术后6个月双膝皮温差已基本恢复正常,而感染患者术后6个月双膝皮温差仍处于较高水平,这也说明了全膝关节置换术后患膝皮温的监测对术后感染的诊断具有重要意义。

患膝疼痛评分和双侧大腿周径差具有与双膝皮温差相似的变化趋势,均表现为先升高后逐渐降低。

患膝疼痛评分和双侧大腿周径差分别于术后1d和3d达到峰值,均于术后3个月基本恢复正常。

通过Pearson法分析
得出,术后患膝疼痛评分、双侧大腿周径差与双膝皮温差变化均呈正相关。

综上所述,无并发症全膝关节置换术后患者患膝皮温、疼痛和肿胀程度均出现先迅速升高后逐渐降低的变化趋势。

因此,全膝关节置换术后半年内患膝出现一定程度的皮温升高,并伴随一定程度的疼痛和肿胀,可能是由术后非感染性炎症反应所致。

当术后半年以后患膝出现明显皮温升高,并伴随明显疼痛和肿胀,应警惕假体周围关节感染的发生。

本研究仅纳入了因原发性膝骨关节炎行全膝关节置换术患者为研究对象,后期可进一步对创伤性骨关节炎等其他原因行全膝关节置换术患者进行相关研究。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。

[参考文献]
[1]　Wang T,He C.Pro-inflammatory cytokines:The link
between obesity and osteoarthritis[J].Cytokine Growth
Factor Rev,2018,44:38-50.
[2]　Postler A,Lützner C,Beyer F,et al.Analysis of Total
Knee Arthroplasty revision causes[J].BMC Musculoske⁃
let Disord,2018,19(1):55.
[3]　Koh C K,Zeng I,Ravi S,et al.Periprosthetic Joint Infec⁃
tion Is the Main Cause of Failure for Modern Knee Ar⁃
throplasty:An Analysis of11,134Knees[J].Clin Or⁃
thop Relat Res,2017,475(9):2194-2201. [4]　Amanatullah D,Dennis D,Oltra E G,et al.Hip and Knee
Section,Diagnosis,Definitions:Proceedings of Interna⁃
tional Consensus on Orthopedic Infections[J].J Arthro⁃
plasty,2019,34(2S):S329-S337.
[5]　Zhang Y,Lin B,Huang R,et al.Flexible integrated sens⁃
ing platform for monitoring wound temperature and pre⁃
dicting infection[J].Microb Biotechnol,2021,14(4):
1566-1579.
[6]　何澄,刘训志,项卫卫.血清可溶性细胞间黏附分子-
1及皮肤温度对全膝关节置换假体周围感染的诊断作
用[J].中华医院感染学杂志,2019,29(18):2816-
2819.
[7]　Kim H J,Jung S parative evaluations of single⁃i⁃
tem pain⁃intensity measures in cancer patients:Numeric
rating scale vs.verbal rating scale[J].J Clin Nurs,
2020,29(15-16):2945-2952.
[8]　田会,曹云丽,周婷.冰敷加中药外敷和局部雷火灸用
于全膝关节置换术后的疗效观察[J].现代中西医结
合杂志,2018,27(31):3440-3443.
[9]　李婉露,郭新荣,郭杨,等.针刺联合CPM机治疗对全
膝关节置换术后关节功能康复的影响[J].现代中西
医结合杂志,2021,30(22):2423-2426,2464. [10]Gong T,Liu L,Jiang W,et al.DAMP⁃sensing receptors in
sterile inflammation and inflammatory diseases[J].Nat Rev Immunol,2020,20(2):95-112.
[11]刘军.正确理解危重病免疫功能障碍免疫与炎症的关
系[J].中华医学杂志,2017,97(7):483-486. [12]刘国印,徐院生,蒋文丽,等.磨损微粒引起的成骨细
胞内质网应激反应在骨溶解中的作用及机制研究[J].
中国骨伤,2020,33(12):1148-1156. [13]Russo A J,Vasudevan S O,Méndez-Huergo S P,et al.
Intracellular immune sensing promotes inflammation via gasdermin D⁃driven release of a lectin alarmin[J].Nat Immunol,2021,22(2):154-165.
[14]Mufti A,Coutts P,Sibbald R G.Validation of commercial⁃
ly available infrared thermometers for measuring skin sur⁃face temperature associated with deep and surrounding wound infection[J].Adv Skin Wound Care,2015,28
(1):11-16.
[15]Sabetkish S,Sabetkish N,Kajbafzadeh A M.Early detec⁃
tion of deep wound infection in bladder exstrophy and hy⁃pospadias using a novel intervention[J].J Wound Care, 2018,27(10):686-691.
[16]Haidar S G,Charity R M,Bassi R S,et al.Knee skin tem⁃
perature following uncomplicated total knee replacement [J].Knee,2006,13(6):422-426.
[17]Honsawek S,Deepaisarnsakul B,Tanavalee A,et al.Rela⁃
tionship of serum IL⁃6,C⁃reactive protein,erythrocyte sed⁃imentation rate,and knee skin temperature after total knee arthroplasty:a prospective study[J].Int Orthop,2011,35
(1):31-35.
[18]Windisch C,Brodt S,Roehner E,et al.Regional differ⁃
ences in temperature course after knee arthroplasty[J].
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2016,24(8):2686-
2691.
[19]林蔚,洪伟力,梁伟,等.可溶性细胞间粘附分子-1和
白细胞介素-6在全膝关节置换术术后感染诊断中的意义[J].中华医院感染学杂志,2017,27(13):3017-
3020.
[收稿日期]　2022-06-17。