微精选

   膝动脉栓塞术最初作为膝关节置换术后的膝关节积血的治疗方式，在实践中发现有缓解膝关节疼痛的作用，随着近年来的研究深入，逐渐兴起了以GAE为代表的经血管内介入栓塞治疗慢性骨骼肌肉疼痛的崭新治疗方式，之前介绍了慢性肌肉骨骼疼痛经血管内介入治疗的研究现状，本文系统梳理OA患者接受GAE治疗的病理机制、血管解剖结构、手术技术要点及未来研究方向。

    膝骨性关节炎（Knee osteoarthritis,OA）是一种慢性疼痛性疾病，严重影响全球数百万人的生活质量，在美国约10%的55岁以上人群会因严重膝关节OA症状而致残。其病理机制复杂，涉及关节炎症、新生血管形成及感觉神经生长，针对OA相关膝痛的治疗手段多样，从非侵入性物理治疗到膝关节置换手术应有尽有；但即便拥有如此丰富的治疗选择，仍有相当比例患者饱受顽固性膝关节疼痛困扰，膝动脉栓塞术（Genicular artery embolization,GAE）作为一种微创手术，通过阻断膝关节新生血管来减轻炎症和疼痛，多项临床试验已验证该技术安全可靠、效果持久且疗效显著，传统上，GAE主要用于治疗膝关节置换术后复发的关节积血。近十年来，研究开始关注其在膝痛治疗中的应用价值。

    骨关节炎是一种复杂的疾病，其发病机制与衰老、关节压力、炎症反应及血管生成密切相关。目前对其病理生理学尚未完全阐明，且超越了传统软骨磨损的生物力学模型范畴，该疾病反映了生物力学过程与生化过程之间的复杂相互作用，是生化损伤、血管生成、滑膜炎症、软骨退变及感觉神经再生等慢性循环作用的结果，临床前研究和临床观察表明，膝关节骨关节炎源于关节过度负荷导致的生物力学性软骨退化，这种机械损伤会引发滑膜炎症，刺激促炎细胞因子产生并促进血管生成。血管新生不仅加剧炎症反应，还会加速退行性骨关节病变的发展，因此关节周围软组织、滑膜及炎症反应均与疾病发展相关；炎症与血管生成相互交织，彼此促进病情进展，新生血管网络如同运输通道，将炎症介质和分解代谢因子输送至滑膜及邻近关节组织，当这些炎症介质抵达目标组织时，会进一步引发炎症反应和增生。此外，血管生成还与感觉神经的萌芽有关，这一恶性循环最终导致局部软骨破坏及感觉神经再生，从而加剧疼痛。鉴于炎症、血管生成与致痛性感觉神经纤维之间的关联，针对血管生成部位进行靶向治疗成为可能，通过栓塞异常充血的膝关节血管系统，有望实现抑制血管生成、炎症反应、神经萌芽及疼痛的综合治疗方案。

评估 clinical assessment

    膝关节骨性关节炎（OA）通常表现为膝痛，疼痛程度从轻微间歇性发作到严重影响日常活动的剧烈持续性疼痛不等，评估膝关节骨性关节炎严重程度的最佳方法是通过站立位前后位负重X光检查，凯尔格伦-劳伦斯（Kellgren–Lawrence score，KL）分级系统是常用的影像学分类体系，采用0-4级评分标准，其中4级为最严重等级。该系统主要依据以下影像学特征进行分级：骨赘形成、关节间隙变窄、软骨下硬化以及骨骼畸形。X光检查仍是评估骨关节炎及其进展的主要手段，而磁共振成像（MRI）能更精准地识别疾病进展中涉及的骨骼、韧带、半月板及滑膜等组织的退行性改变。综合运用多种影像学检查手段，才能对骨关节炎的进展做出最全面的评估。

   除了膝关节骨性关节炎的客观影像学特征外，WOMAC和KOOS还能对患者症状进行标准化评估，并定期评估治疗效果。作为膝关节骨性关节炎及全膝关节置换术（GAE）研究中最早被推荐且应用最广泛的骨关节炎专用评分系统，WOMAC在临床试验和长期研究中被广泛使用，不仅因其是首个问世的评估工具，其评分系统采用区域而非病变为基础的评估方式，可为每个区域单独打分，便于与后续研究对比；更因它是唯一评估软骨下骨磨损的量表，能综合多个关节特征而成为主流选择，这对准确判断OA严重程度至关重要。然而该系统最初是为老年骨关节炎患者设计的，而GAE项目更侧重于对年轻活跃患者的早期干预，因此KOOS应运而生以填补这一空白。作为WOMAC的扩展版本，KOOS在生活质量评估中新增了运动休闲及高强度活动的评估维度。自问世以来，KOOS已被证实对年轻活跃人群具有更高的敏感性和响应度，因此在GAE研究中与WOMAC形成互补应用。

患者选择及  Indications and Patient Selection

    临床研究表明，与重度OA患者相比，轻中度患者在12个月随访时自述疼痛改善幅度显著更大，部分研究指出，基线疼痛严重程度较高且体重指数（BMI）较高的患者术后症状缓解更明显，可能对GAE的治疗获益更敏感。关于GAE的最佳适应症标准，目前仍在持续优化中，一般而言，临床试验的入选标准包括：年龄超过40岁的轻至重度膝骨关节炎患者（根据膝关节X光片显示Kellgren-Lawrence（KL）评分1-4分），经保守治疗至少3-6个月后仍存在≥40持续疼痛评分（视觉模拟量表VAS），且不符合手术条件或拒绝接受手术治疗。尽管各研究间存在细微差异，但当前的核心原则表明：对于病情轻重程度为轻至重度、且症状对保守治疗无效至少三个月的患者，GAE可能带来临床获益，从而延迟或避免手术干预。如同所有临床决策，评估GAE适用性时应采取多学科综合方案，优先选择最有利于患者自主生活能力和生活质量的治疗方案。GAE的建议禁忌症包括：因可能危及下肢通过膝动脉供血的潜在侧支循环而引发的严重外周动脉疾病（PAD）、活动性或疑似膝关节感染、因造影剂诱发肾衰竭风险导致的肾功能障碍、影像学检查显示膝关节正常的患者，以及存在纤维肌痛、自身免疫性疾病或炎症性疾病病史的患者（这些患者可能存在其他病因导致膝关节疼痛）。

术前评估

WOMAC骨关节炎指数和VAS是评估术前术后疼痛程度的有效工具，基于WOMAC指数开发的KOOS量表已被多项研究用于评估临床疗效，因其能精准检测干预后膝关节疼痛的变化，生活质量评估作为术前评估的重要环节，也可用于术后治疗效果的评价，针对骨关节炎设计的生活质量问卷，如《骨关节炎膝髋生活质量问卷》（OAKHQOL）和《骨关节炎生活质量量表》（OA-QoL），均已通过验证。临床操作中需触诊膝关节四个象限并记录疼痛程度，为术后对比建立基线数据。四象限膝关节疼痛评估可在栓塞术前进行，通过在皮肤标记不透光珠来精确定位血管造影时引发疼痛的动脉区域。完整标准膝关节检查应评估膝关节与髌骨的活动度及功能。此外，需记录患者术后止痛药使用情况以监测用药变化。近期需要拍摄承重膝关节X光片以确定影像学骨关节炎改变的基线严重程度，通常采用KL评分系统评估，此外，近期膝关节MRI检查具有多重必要性：首先，它有助于排除其他可能引起疼痛的病因，从而避免采取替代治疗方案；其次，通过WORMS系统可对滑膜炎、滑膜高血管化及关节积液进行基线评估，该系统用于术后监测治疗效果。术前不建议进行CT或MR血管造影，通常在栓塞手术开始时的初次诊断血管造影中完成解剖定位。

膝动脉解剖 anatomy

    深入理解膝关节解剖结构对于安全有效地识别和栓塞目标血管供血至关重要，在膝关节骨性关节炎中，内侧关节腔的病变负荷比外侧关节腔高出5到10倍，因此内侧动脉分支和降支膝动脉常被选作栓塞靶点；考虑到需要保留关节囊的部分血液供应，全膝动脉栓塞术通常会在每侧膝关节选择2-3条高灌注血管作为治疗目标。其中，中支膝动脉是前、后交叉韧带的主要供血血管，内侧和外侧膝动脉下段负责为髌骨及其附着的髌腱提供血管支持，除了为膝关节内部结构供血外，皮肤分支还起源于膝动脉近端，在栓塞手术中需特别注意动脉吻合问题，因为存在通过吻合导致非靶向栓塞的风险，观察膝关节内侧间隙时发现，DGA和SMGA之间吻合的出现率为85%，在15%的病例中观察到连接SMGA和腘动脉的分支，在10%的病例中观察到连接DGA和腘动脉的分支。所有吻合处直径均超过300微米，这被认为是栓塞材料逆向流入非预期区域的重要风险指标。

    研究发现解剖变异比例较高且存在吻合现象，提示在实施栓塞术时需特别注意识别侧支血管，并通过吻合改变血流动力学特征。膝关节的血管供血系统源自膝动脉丛，这个复杂的血管网络通常具有多样性特征，起源于股浅动脉、腘动脉和胫前动脉。这些膝动脉形成一个侧支循环系统，通常被称为膝动脉吻合。在经典的膝动脉吻合解剖结构中，腘动脉始终有五条主要分支参与供血，包括上外侧膝动脉（SLGA）、上内侧膝动脉（SMGA）、中膝动脉（MGA）、下外侧膝动脉（ILGA）和下内侧膝动脉（IMGA）。此外，股浅动脉远端分支、腘动脉及胫前动脉的供血也较为常见。深入理解血管解剖结构并掌握术中应对潜在变异的能力，对提高手术效率和降低并发症风险至关重要。  

上外侧膝动脉（SLGA）起源于腘动脉的前外侧段，位于半月板的前方(cranial to the meniscus)，沿股骨外上髁与髂胫束之间的外侧路径延伸，该动脉在行进过程中会分出多个肌支和骨支，随后向前绕行于股骨周围，在此处分成髌动脉分支和深关节动脉分支——这两条分支是股骨外侧髁的主要供血动脉。除了为髌股关节和膝关节的外侧结构提供血管滋养外，上外侧膝动脉还负责供应膝关节外侧皮肤、外侧副韧带、腓肠肌外侧头，以及股外侧肌远端区域和髂胫束的远端组织。

    上内侧膝动脉（SMGA）起源于腘动脉前内侧段，位于半月板水平的头侧(cranial to the level of the meniscus)。该动脉最初在股骨内上髁与收肌肌、股内侧肌腱之间形成上内侧弓形结构，随后向前走行并分出上、下两支。最终，SMGA主要负责供血于髌股关节和膝关节的内侧部分，同时滋养内侧副韧带以及股内侧肌、半膜肌和半腱肌的远端区域。尽管学界认为SMGA参与皮肤供血，但多项研究表明其在多数临床病例中实际意义有限。

    中支膝动脉（MGA）起源于腘动脉前表面，通常紧邻SLGA起源的尾侧，它穿过股骨髁之间的膝关节后囊，是关节内部结构的主要供血血管，包括交叉韧带、滑膜、半月板以及股骨和胫骨骨骺。

    下外侧膝动脉（ILGA）通常起源于腘动脉的前外侧段，靠近半月板所在位置，该动脉沿胫骨外侧平台与后外侧韧带复合体之间的外侧路径延伸，负责为腓骨头及周围软组织供血。当它向前绕行于胫骨时，ILGA会滋养髌股关节和膝关节的外侧结构，同时覆盖膝关节外侧皮肤、髌下脂肪垫以及前交叉韧带。

    下内侧膝动脉（IMGA）起源于腘动脉前内侧段，靠近半月板位置，沿腘肌下方内侧行进，随后绕过胫骨内侧髁，从腓肠肌内侧头下方穿出，向前穿过内侧副韧带（MCL），向上延伸至胫骨结节，该动脉主要负责供血于髌股关节和膝关节的内侧部分，同时滋养膝关节内侧皮肤、髌下脂肪垫、腘肌以及前交叉韧带。

    除了五条主要的膝动脉外，股浅动脉superficial femoral (SFA)远端分支 和胫前动脉anterior tibial arteries (ATA)的分支也可参与膝关节供血，因此在进行GAE时需予以考虑，降支膝动脉descending genicular artery (DGA)起源于股浅动脉远端内侧表面，紧邻收肌间隙，该动脉沿大腿内侧下行，通常分为三个终末分支：隐支、肌肉分支和骨关节分支。隐支沿隐神经浅表走行，为大腿远端内侧和膝关节上方内侧皮肤供血，并为隐神经、缝匠肌和胫骨近端区域供血，肌肉分支垂直于DGA并共同起源，为大腿远端内侧肌群供血，包括股直肌、内侧股肌、中间股肌、大收肌、缝匠肌及薄肌群。骨关节分支沿大腿深部远端内侧下行，先为内侧股内侧肌供血，随后向前延伸至收肌结节。作为股骨内侧髁的主要供血动脉，该分支在GAE治疗内侧关节骨性关节炎时常被选作栓塞靶点。最后，胫前回旋支anterior tibial recurrent artery (ATRA)从膝关节近端的胫前动脉近端段以锐角起始，该血管沿胫骨前肌上升至小腿，为膝关节外侧、胫骨近端与腓骨以及髌腱提供侧支供血。

解剖变异Anatomical Variations

    膝动脉的分支展现出高度变异的特征，这些特征对术中识别至关重要，既能避免非靶向栓塞又能提升手术效率，研究表明膝关节内侧承担着更高的病变负荷，因此在GAE中，内侧血管供血区域更易成为治疗目标，需特别关注供血动脉的解剖变异，多项尸体标本研究和影像学研究探讨了解剖分支模式，并提出了多种分类体系，其中最具说服力的研究包括Sighary团队2022年的尸体标本研究，以及Callese团队2023年采用术中锥形束CT扫描技术开展的研究，相关分类体系详见表及图。

    在Sighary等人的研究中，研究人员对204具尸体的腘动脉进行了解剖，其中196例（96%）符合六种特定的膝动脉分支模式分类。该分类方案将类型1定义为SLGA、SMGA、MGA、ILGA和IMGA独立发出，这与传统描述的解剖模式一致，发生率为28%；其余分类描述了上膝动脉与中膝动脉的共同起源具有变异性，而两条下膝动脉则具有独立的腘动脉起源。此外，本研究提出了一种基于降支膝动脉（DGA）初始分叉位置的定位分类系统，该分叉处为隐支与肌皮支、骨关节支的分界点。最常见的B型结构特征表现为分叉点位于隐支起始部与股骨内上髁上表面中点之间的远端位置，该类型占样本量的72%。

    Callese等学者的研究提出了股动脉内镜解剖学的四个分类，其中77%的病例呈现标准的分叉结构，分别分出隐支和肌皮/骨关节支。关于上膝动脉，研究发现四种分支模式，其中最常见的模式是SLGA和MGA的共同起源，占病例数的56%。典型的解剖为所有的膝上动脉均独立起源，在本研究中仅出现于22%的病例。此外，研究还描述了膝下动脉的两种分支模式，但99.5%的病例显示其起源于独立血管。值得注意的是，该研究还发现85%的病例存在髌动脉，且在所有观察到该动脉的情况下，均对关节间隙提供了血管供血支持。

the descending genicular artery (DGA)降支膝动脉、 superior lateral genicular artery (SLGA), 上外侧支膝动脉、superior medial genicular artery (SMGA),上内侧支膝动脉、middle genicular artery (MGA)中支膝动脉、inferior lateral genicular artery (ILGA),下外侧支膝动脉、inferior medial genicular artery (IMGA)下内侧支膝动脉、anterior tibial recurrent artery (ATRA)胫前回旋支，以及superior patellar artery (SPA)髌上动脉。

手术过程与技术细节Procedure and Technical Details

    在进行导管插入术前，首先通过触诊确定栓塞治疗的总体靶区。若患者出现疼痛反应，则需在目标区域皮肤表面涂抹显影剂或金属标记，股动脉穿刺可通过顺行方式在同侧进行，或借助超声引导下逆行操作，通过血管造影可精确定位显影剂标记处附近供血异常区域的膝动脉分支，这些异常分支通常较正常血管呈现明显增生。随后将微导管精准置入膝动脉内，确认微导管准确到达目标血管后，采集早期和延迟期的DSA图像以识别并定位供栓的靶动脉，异常靶动脉呈现肥大和“肿瘤样显影”。

    术中采用锥形束计算机断层扫描（CBCT）结合动力注射器同步注入造影剂，可辅助绘制膝动脉分布图、识别复杂解剖结构，并识别存在非靶向栓塞风险的分支，持续注入栓塞材料直至可见新生血管显影消失，若无法采用顺行导管插入术，则可考虑通过胫后动脉入路实施逆行操作，无论选择何种入路方式，都需注意这些血管易发生夹层或痉挛，建议提前备好解痉剂以备不时之需。为避免非靶向栓塞，需特别注意可能延伸至皮肤或与其他血管存在侧支连接的皮支血管。在栓塞前进行强力注射可更清晰地呈现解剖结构特征。若治疗区域存在明显皮支血管，可在膝部放置冰袋以限制栓塞剂向皮肤迁移并避免皮肤变色，使用较大直径栓塞剂能降低皮肤缺血性并发症风险。

栓塞材料 Embolic Agents for GAE

    针对膝关节骨性关节炎的骨关节内栓塞术（GAE），通常分为暂时性和永久性两种栓塞类型，虽然并非所有医疗机构都遵循相同标准，但在治疗血肿积液时，GAE常会联合使用颗粒栓塞剂与弹簧圈，以实现对膝关节动脉的完全阻断。相比之下，用于骨关节炎的GAE仅采用颗粒栓塞剂，专门清除远端血管系统及病理性充血区域，同时保留从腓总动脉向膝关节骨骼和韧带结构供血的侧支循环，这种选择性栓塞病理性充血血管并维持整体血流的功能，对未来如全膝关节置换术（TKA）等介入治疗也具有重要指导意义。

    奥库诺及其团队的研究中证实，亚胺培南与西司他丁钠（IPM-CS）联合用药对治疗肌肉骨骼疾病（肌腱病、附着点病及粘连性关节囊炎）的异常新生血管效果显著，这些病症对保守治疗反应不佳。基于该疗法在缓解疼痛方面的成功案例，奥库诺首先为膝关节骨关节炎患者实施了GAE，主要采用IPM-CS（5-10毫升碘化造影剂中添加0.5克IPM-CS）以及永久性栓塞剂——Embozene微球（瓦里安公司生产；2毫升造影剂中添加75μm）；IPM-CS是一种抗生素晶体混合物，当稀释于造影剂后可产生短暂栓塞效应。在非美国地区，IPM-CS是治疗膝关节骨性关节炎（GAE）栓塞疗法的首选材料，其悬浮于造影剂中的颗粒尺寸约为10-70μm。除IPM-CS外，其他针对膝关节骨性关节炎的GAE研究还采用了永久性微粒，包括Embozene微球（75-100μm）、Embospheres微球（美利达医疗系统公司；100-300μm）以及聚乙烯醇(PVA，10-70μm）。

    过去十年的临床研究一致表明，GAE技术在治疗骨关节炎方面取得了显著的技术和临床成效。根据术中影像学检查显示成功栓塞至少一个靶血管的技术指标，其成功率可达84%-100%，尽管技术成功率完全达标，但通过WOMAC、KOOS以及VAS等临床评估指标，其实际疗效仍因栓塞选择标准、骨关节炎严重程度及随时间推移的持续性而存在差异。

栓塞终点  embolization endpoint

    明确GAE栓塞终点至关重要，因为在保持动脉血流的同时进行扩张血管的栓塞与实现完全淤滞的常见栓塞目标不同，技术成功的关键不在于完全阻断，而在于通过DSA确认远端扩张血管已消除，同时保持主干及其分支通畅，这表明GAE的栓塞满意；在持续透视引导下缓慢注入栓塞微球是确保准确检测终点的关键步骤。建议在每次注入0.2-0.4毫升栓塞材料之间进行DSA检查，通过间歇性对比剂注射评估靶血管稳定性、监测栓塞速度并防止回流，从而降低非靶向栓塞风险。理论上，栓塞后立即进行选择性高压注射可能导致微球移位至吻合口区域，因此应避免这种操作。

并发症  Complications

    膝关节骨性关节炎GAE术后并发症为轻微、短暂，且大多与栓塞选择相关，GAE术后最常见的并发症是暂时性皮肤红斑，发生于12%的患者，与IPM-CS 相比其发生率和持续时间随永久性栓塞增加而增加。较少见的并发症包括穿刺部位血肿、足底感觉异常以及轻度短暂发热，所有症状均在两周内消退。尽管总体并发症轻微且短暂，但使用永久性栓塞剂（Embozene、PVA和Embospheres）的并发症发生率似乎高于临时性栓塞剂（IPM-CS）。不过，Little等通过在栓塞区域使用冰袋使血管暂时性收缩，有效降低非靶血管栓塞导致的皮肤缺血。

展望  Future directions

    已有研究探讨了膝关节骨性关节炎患者在治疗前的特定特征，影像学检查发现，存在全层软骨缺损的患者对GAE的反应显著降低，其他如滑膜积液、高级别骨赘、骨髓病变及亚区域软骨损伤（均与KL分级较高相关）等发现，也与疼痛改善效果不佳有关。这些初步结果表明，影像学检查可能有助于识别对GAE疗效较差的患者群体，动态增强MRI等先进影像技术的应用，或将为深入理解滑膜炎与更易产生治疗反应的骨性关节炎表型之间的关联提供新视角。目前临床上使用的临时性和永久性颗粒栓塞剂中，尚未明确哪种效果最佳，针对能够更深入渗透新生血管系统的永久性与临时性液态栓塞剂，仍有探索空间。此外，那些既能栓塞高血管化区域、又能通过药物洗脱抑制炎症或血管生成的栓塞剂，有望带来更显著且持久的治疗效果，最后，评估GAE对OA进展的长期疗效至关重要，鉴于目前缺乏改善OA的干预措施，了解栓塞是否可以减缓充血、炎症和OA进展的过程将为OA治疗提供新的见解和途径。

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