目前全膝关节置换术(TKA)已经成为治疗终末期膝关节骨关节炎的主要治疗手段，其能显著缓解疼痛，提高膝关节功能及改善生活质量。但是TKA术后早期往往会伴随疼痛、肿胀、炎症反应及出血等一系列问题，这些问题均影响着膝关节的恢复。冷疗在运动伤中公认为是一种有效的治疗手段，其在TKA术后的应用也越来越多。冷疗被认为有缓解疼痛、减轻水肿、减少出血等作用。在英国及澳大利亚，冷疗已经被认为是一种标准的治疗手段，但是在一些国家对其的应用及有效性仍然存在争议。本文就目前冷冻治疗在膝关节置换术后应用的研究现状进行综述。

冷疗的生理学基础

冷疗是指在皮肤外围应用冰袋或冰水使膝关节手术后组织损伤的程度减到最小，其可以穿过软组织到达关节腔从而降低关节腔的温度，减慢神经信号的传导速度。有研究表明在炎症反应中组织温度降低3℃～4℃的同时酶活性会成指数降低，这些改变会减少有害信号的传导及炎症反应，从而可以减轻局部肿胀及缓解疼痛。同时低温可以使血管收缩，因此理论上是可以减少出血的。

有些冷疗设备会联合加压装置，其原理为通过增加静水压来减少液体在间质内的流动从而减轻水肿，在密闭的膝关节囊内加压会减小关节内容积来限制关节内积血。通过对TKA术后的膝关节进行加压冷疗会显著减少前列腺素E2(一种与炎症反应有关的细胞因子)的产生，这也是加压冷疗有效的理论支持。

冷冻治疗的有效性

冷冻治疗对减少出血的作用  在Kullenberg等人的前瞻性研究中，86例单侧初次TKA被分为两组，试验组使用Cryocuff系统，即冷疗联合加压，对照组使用硬膜外镇痛。两组术前血红蛋白均为140g/L，术后第1d试验组为120g/L，而对照组为109g/L。其认为循环加压冷疗可以减少术后出血。Adie等人通过对12篇随机对照研究的文章进行Meta分析，发现冷疗在减少出血方面具有统计学差异，大约可以减少220ml的出血，但其在较少输血率方面并没有统计学差异。Ni等人的Meta分析也得到相似的结果，认为冷疗在减少出血方面安全而有效，可以平均减少109.68ml。

多数研究都认为冷疗可以减少出血，但Holmstrfm等人的研究中冷疗在减少出血方面虽然表现出一定的趋势，但并没有得出具有统计学意义的结果，在其研究中均选用单髁关节置换(UKA)，UKA较TKA明显具有创伤小、出血少的特点，这可能也对结果产生一定的影响。很多例如氨甲环酸的应用、抬高下肢、屈膝位及暂时夹闭引流等方法均可减少TKA出血，TKA的输血率近些年也越来越低，因此单独使用冷冻治疗可能对减少出血作用较小，因此冷冻治疗联合其他多种方法来减少出血更加有效。

冷冻治疗可能通过收缩血管或加压来立即减少出血，但是之后可能会导致低温诱导的血管扩张，从而影响止血。也有证据表明表面局部低温可能影响止血。Forsyth等人在人体及动物模型中均发现低温可能抑制血小板聚集，延长出血及凝血时间，因为止血与凝血均为生化反应，其在正常体温下才能最有效。

但是该研究结果表明，对于具有正常凝血功能的人来说，冷疗并不需过多担心，反而是有利的。而对于血友病的患者来说，用冷疗来治疗急性关节血肿是危险的。因此血友病性关节炎行TKA时，使用冷冻治疗需慎重。

冷疗对缓解疼痛的作用  Morsi等人的研究中，30例患者行分期双侧TKA，每位患者一侧TKA术后马上使用持续流动冷疗，6周后对侧TKA则作为对照组。冷疗组的视觉模拟疼痛评分(VAS)平均为4.2分，而对照组为6.3分，在术后6d内，两组差异具有统计学意义(P＜0.001)。对照组的镇痛药物使用量比冷疗组在术后第1d多150%，到术后第6d仍然多27%，冷疗组平均每天消耗950mg，而对照组则为1400mg(P＜0.01)。Kullenberg等人将使用加压冷疗(Cryocuff)的患者与使用硬膜外镇痛的患者进行对比发现，两组在VAS评分及镇痛药物消耗方面均无明显差异，因此认为加压冷疗可以达到硬膜外镇痛的效果。

Holmstrom等人将UKA术后的患者分为三组，加压冷疗组与硬膜外镇痛组无论是休息时还是活动时均比对照组的VAS评分低，但是差异并未表现出统计学意义。对照组吗啡类镇痛药在术后48h内的消耗平均为27.1mg，冷疗组为17.3mg(P=0.028)，硬膜外镇痛组为10.7mg(P＜0.001)。考虑到硬膜外镇痛的有创性，作者认为加压冷疗可以降低吗啡消耗，并且更简单、更安全。但是也有研究认为冷疗并不能明显缓解疼痛。

Adie的Meta分析认为冷冻治疗仅在术后48h的时候具有明显优势，在24h内及72h时并无明显优势，而镇痛药物消耗方面也无明显统计学差异。Ni等人的Meta分析也得到相似的结果，认为冷疗可以在术后第2d明显减轻疼痛。Algafly认为神经传导速率的降低可能会增加对疼痛的耐受，这解释了冷疗的局部镇痛作用。但是这种作用仅仅是暂时的，而且在冷冻治疗区域的周围可能出现增敏作用并感受伤害刺激，这可能解释了为什么镇痛药物的消耗量并没有减少。总之，多数研究认为冷冻治疗可以缓解疼痛，但是关于镇痛效果强度及是否能减少镇痛药物的消耗仍然存在争议，因此需要进一步的研究来明确。

冷疗对膝关节活动度的影响  膝关节的活动度(ＲOM)是膝关节置换术后非常重要的结果，与术后功能密切相关。Morsi等人双膝分期手术的研究中发现，冷疗组在术后第1周及术后第2周的膝关节ＲOM大于对照组，而术后第6周的ＲOM则无统计学差异。Adie的Meta分析中对ＲOM的研究发现，冷疗在术后2周及出院时，屈曲度数分别可以增加13°和11°，而术后3个月时在ＲOM方面并没有明显差异。说明冷疗对术后早期膝关节ＲOM的恢复是有利的，而最终的ＲOM与冷疗无关，可能是受其他多种因素的影响。

冷疗对股四头肌的作用  TKA术后常常产生关节源性肌肉抑制(AMI)引起股四头肌无力及萎缩，其是一种神经性抑制来阻止股四头肌的完全激活及降低股四头肌的力量，而这种作用主要是由TKA术后早期的膝关节肿胀引起的。因为股四头肌的力量与膝关节功能密切相关，因此股四头肌AMI影响着TKA术后膝关节功能的恢复。

David等人通过试验来研究冷疗是否对减轻股四头肌AMI有效。测量16位志愿者在最大努力等长收缩股四头肌时的力矩及股内侧肌的肌电图，然后进行关节腔注射葡萄糖氯化钠溶液直到压力为50mmHg(1mmHg=0.133kPa)，再次记录肌电图及力矩。然后对其中8位进行冰敷20min(冷疗组)，之后对记录的股四头肌力矩的峰值、肌纤维传导速率(MFCV)及股内侧肌肌电图信号的均方根(ＲMS)进行分析。

关节注射后股四头肌峰力矩、MFCV及ＲMS均明显减小(P＜0.001)，冷疗可以显著增加股四头肌峰力矩及MFCV(P＜0.05)，而ＲMS并未出现具有统计学意义的差距(P=0.13)。因此作者认为冷疗可以减轻膝关节肿胀引起的AMI，可能减轻膝关节手术后的股四头肌AMI。Melvin对同类的研究进行综述后认为膝关节的局部冷疗可能会改善AMI患者的股四头肌力矩及功能。但是其研究对象均为正常膝关节、试验性关节腔注射及骨关节炎的患者，并没有包括直接对TKA术后患者的研究。

Bente等人直接对TKA术后的伸膝力量进行研究发现，膝关节冰敷30min对增加膝关节伸膝力量无效，这与David及Melvin等对于正常膝关节、试验性关节腔注射及骨关节炎患者的研究结果不同。

Bente认为可能是由于TKA引起更大程度的股四头肌AMI，因为TKA对膝关节结构的破坏及炎症反应等引起的肿胀与单纯肿胀的膝关节是不同的。该研究中膝关节表面温度可以降低至23.8°，即使关节腔内的温度降低是相似的，然而TKA术后可能需要更低的温度来影响股四头肌的AMI。有研究认为前交叉韧带断裂的膝关节AMI可能也与感觉受体传出信号的缺失有关，TKA患者可能因为晚期的骨关节炎及手术对膝关节感觉受体的损害同样影响着股四头肌AMI。多数研究都认为冷疗似乎对缓解膝关节肿胀并无明显作用，这也可能是冷疗并不能缓解TKA术后股四头肌AMI的原因之一。综上所述，冷冻治疗到底能否对股四头肌的恢复起作用仍有争论，可能需要更多的研究来论证。

冷疗的其他作用  冷疗在减少住院时间方面并无统计学意义(冷疗组可以减少0.2d，P=0.77)。目前并无关于冷冻治疗对TKA术后患者生活质量、活动水平影响的研究，因此需要更多关于冷冻治疗对各方面作用的进一步研究。

不同冷疗方法的选择

目前冷冻治疗的类型主要分为三代:第1代为最原始的装有冰渣的塑料袋，或加入高渗盐水制成霜状的冰袋，敷在关节周围；第2代为循环的冰水，或联合加压作用，包括Cryo/Cuff和GameＲeady等；第3代即为电脑持续控制的冷冻治疗装置，其优势为可以设定某个温度来保证恒温。那么是否这些先进的设备就一定能产生更好的效果呢?

一个多中心的前瞻性随机对照实验涉及11个国家的280位患者，将其分为2组，试验组为持续加压冷疗，对照组为冰袋联合绷带加压，两组均在术后3h内开始使用，使用2h休息1h，每天至少4次。结果发现:术后2周内试验组的镇痛药物消耗较少(509mgVS680mg，P＜0.05)，2周后则没有明显差异；术后6周时6min行走距离测试中试验组表现出更远的趋势(29.4mVS7.9m，P=0.13)；在患者满意评分方面试验组更优(P＜0.001)；而在起立行走时间、ＲOM、VAS及膝关节周径在术后6周时两组差异均无统计学意义。因此作者认为加压冷疗装置的使用对TKA的恢复是有益的。

国内的徐晓华等人通过对比循环加压冷疗系统(Cryo/Cuff)与间歇高渗盐水冰敷在TKA术后的疗效发现，加压冷疗在术后2d内较间断高渗盐水冰敷能减轻组织肿胀、减轻疼痛、增加活动度，但3d后没有显著性差异，说明术后第3d间断冰敷能达到Cryo/cuff同样的效果。

Thienpont将第三代的恒温冷疗系统cTreatment与传统冰袋进行对比发现，更先进的冷疗设备在VAS评分、镇痛药用量方面、出血及消肿方面均无统计学差异，因此并未表现出预期的临床优势。这与Demoulin等人的研究结果相似。是否选用更先进的冷疗装置仍然存在争议，但是如果考虑到其效价比的话，传统冰袋显然效价比更高。至于冷疗作用的时间及温度则更没有统一的标准，在发展更新更贵的冷疗设备之前，应该对冷疗的生理学有更进一步的研究，究竟什么温度可以在保证安全的前提下使冷疗发挥最大作用，这样才能设计出新的随机对照试验来发现恒温冷疗设备的优势。

冷疗的不良反应及并发症

多数关于冷冻治疗的研究都认为冷冻治疗相对比较安全，并发症很少。在Thienpont等人的研究中有30%的患者认为整晚使用Cryo/Cuff的话会因太吵影响睡眠，有3位患者全身发冷，其中有1位因此而中断使用。在冷冻治疗中最担心发生的并发症为冻伤，Dundon报道了2例冷冻治疗导致髌骨表面皮肤坏死的病例，都诊断为冻伤，并且行清创术及皮片移植，联合使用可降解的胶原蛋白糖胺聚糖、银离子辅料及低压真空装置。冻伤往往在10℃时开始发生，因为在此时皮肤感觉开始发生改变及缺失，血管收缩导致组织氧供减少，使细胞内液渗入间质内，细胞发生皱缩及变形，而前列腺素的释放通过血管收缩、血栓形成及血液分流使局部更加缺血，进一步发展则可能发生局部组织坏死。

如果坏死未涉及关节囊，可按照Dundon报道的方法来处理，如果坏死累及关节囊、假体暴露，那么可能需要去除假体，抗生素骨水泥旷置，软组织修复则需要复杂的带蒂或带血管蒂的组织转移。对于冻伤的预防才是关键，Dundon认为良好的护理及宣教是至关重要的，并且建议冷疗每2h需暂停20min来预防冻伤的发生。由此看来，虽然冷冻治疗相对比较安全，但仍需警惕及预防冻伤的发生。

目前关于冷冻治疗的使用仍然存在争议，其有利于TKA术后膝关节的恢复具有一定的理论基础，但是目前临床研究认为其在减少出血、镇痛及早期ＲOM可能有些作用，却依然存在争议，其在促进股四头肌恢复及其他方面的作用都需要进一步的研究。对于冷疗设备的选择需要结合患者经济状况及个体情况，并考虑到其效价比。由于冷冻治疗相对安全，并发症较少，并且简便易行，因此目前临床上TKA术后冷疗的使用越来越多，但是需要更多循证医学的证据来指导冷疗的使用，并使其作用最大化，才能进一步促进TKA术后膝关节的康复。

来源：中国矫形外科杂志2016年2月第24卷第3期