不再可怕的膝退化

年紀大了、膝退化了!!!

六十歲的許先生任職廚師,每日動輒站立十多小時。三年前開始,他偶爾會感右膝疼痛。久行久站後,疼痛更會加劇。但貼上膠布或按摩後,疼痛卻會在兩三天內稍退,因此許先生也不太理會,繼續工作。可是,疼痛往往很快又再出現,令他不但苦於上下樓梯、下蹲和下跪,甚至連行平路都有困難。

「……早十多年前,自己年輕時不是這樣的。但不知為何,近年雙腿越來越彎,膝部亦變得越來越痛。起初只是上下樓級時才痛,現在漸漸變成走平路也會痛。」

許先生發現止痛膠貼起不到任何作用,他開始進行針灸治療和服食止痛藥。這些方法雖然能暫時減低疼痛的程度,讓他能站在廚房繼續工作,但治標不治本,且能止痛的時間愈來愈短。在保險經紀的建議下,他接受了透明質酸(hyaluronate)的關節注射。注射後,疼痛果然迅速消失。許先生滿心歡喜,認為他的膝關節終於有救了。然而好景不常,膝痛在九個月後又再次出現。別無選擇之下,他又再次接受了透明質酸注射。結果,這次的止痛時間更短,疼痛在不足六個月後便再捲土重來。這時候他已對治療失去信心,並決定停工休養。

許先生在家休養了數個月,後來在僱主的多番催促下,他終於嘗試了一開始非常抗拒的膝關節矯正支架,和能減低膝內側受力的Flex OA鞋,並開始作針對性的膝部運動。出乎他意料之外,膝痛的程度漸漸減低。不久,許先生又可再重投工作,暫時不需要再為膝痛而徬徨。

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解構膝內側退化性關節炎

膝內側退化性關節炎,顧名思義,就是膝關節向內的部份磨蝕了。這種毛病多源於「O」形腳。正常來說,站立時將雙腳合攏,兩膝之間應只有一細小的空隙,約能容納三隻手指。但當有膝內翻,亦即「O」形腳時,兩膝之間的距離卻會增加。

加劇膝部「Ο」形的因素

很多患者在年紀較輕時,可能已察覺到自己的膝部呈微微的「O」形。惟由於沒有影響日常生活,也就沒有理會,卻沒料想到日後可能會導致關節退化。

事實上,膝部的「O」形會隨著年齡而加重,這是因為日積月累、持續的負重會加劇膝部彎曲。體形較重、穿著高跟鞋或蝕了外跟的鞋、經常踢足球、打籃球、盤膝坐地、缺乏維他命D等,都會令膝部的「O」形愈來愈嚴重。

膝內側關節磨蝕要在負重下的X光才可以見到的。(a)在非負重下(即躺下)的X光,可見膝內側關節間隙仍然存在(),沒有明顯變薄了(即退化);(b)負重時,可見膝內側關節間隙消失了。

肥胖是引起膝退化性關節炎的一個重要因素。身體是否肥胖通常以身體質量指數(BMI,body mass index)作為準則:你只需將你的體重(千公斤除以身高(米)兩次,就可以得出身體質量指數。

健康人士的身體質量指數應該介乎18.5–24.9之間。當BMI超越30時,患膝退化性關節炎的風險就會增加,達到正常體重人士的4.2至6.8倍。

缺乏維他命D亦是一個重要的因素。2016年香港中文大學的一份研究指出,約76%的青少年有不同程度的維他命D缺乏症,原因相信與他們的不良膳食習慣有關。維他命D的其中一個功能是維持和增加骨質的密度,因此缺乏維他命D會令小腿骨骼變軟,使其更易變彎,加劇膝部的「O」形。

上述的因素都會增加膝內側的負重,使膝內側關節的軟骨慢慢磨蝕。這增加了膝關節內翻的程度,且令軟骨下的骨骼相互碰觸,刺激局部神經,引起疼痛和腫脹。

症狀

如果我們仔細觀察周圍的人,可發現「O」形腳會隨著年紀慢慢加劇。由於膝內側過份受力,初時膝內側半月板可能會拉傷,並出現膝內側疼痛。止痛藥、針灸治療、物理治療等都可以減輕疼痛,但疼痛卻不會完全消失,並會持續時發時止。

症狀多於五十多歲時出現,體重較輕和不需要長期站立的人較少出現症狀。相反,較肥胖、經常勞動或站立的人較易有膝痛。初期,患者在上下樓梯時才感受到疼痛。但隨著時間過去,在平路上行走和從坐位起來時都會感覺困難,需要借助手杖助行。

由於膝關節呈內翻,步行時,身體需要側移較多才能平衡,因此患者在步行時軀幹左右搖擺的幅度較大。患者的步行速度亦會較慢、步幅單腳負重的時間較短,原因是退化的膝關節由於疼痛而不能負重太久,需要很快將身體重心轉移至健康的腳。

檢查

檢查時可發覺膝內側關節出現壓痛,整個關節腫脹發熱,亦不能完全屈曲或伸直。半蹲時,膝部會發出啪的嘈雜聲音。大部份患者都無法完全下蹲─縱使能蹲,患者都會因膝部疼痛及軟弱無力,而要以手撐著大腿才能站起來。步行時,為了減低膝關節承受的壓力,他們的軀幹擺動會比常人多以。

治療

治療主要分為三大類,計有:

  • 藥物治療
  • 機械性治療
  • 外科手術(即高位脛骨截骨術或全關節置換術)

藥物治療通常包括止痛藥物及非類固醇的消炎藥,兩者均作用短暫。相對而言,注射透明質酸至膝關節的止痛效果較佳。透明質酸是一種生理物質,天然存在於身體─包括膝關節內。它是關節液的組成部份,功能是潤滑關節。關節炎時,膝關節內透明質酸的分子量會減低。這降低了膝關節液的潤滑功能,引發疼痛。注射透明質酸至關節內可糾正這些變化,改善關節的潤滑功能。透明質酸還有抗炎的功能,因此可以減輕疼痛。注射一次透明質酸能減輕疼痛達六至九個月,且能明顯增加六分鐘內步行的距離。問題是:這種方法不能從根本減低膝內側關節承受的壓力,故疼痛於注射多個月後又會再次出現。

葡萄糖胺補充劑

除了止痛藥外,膝關節炎患者還可能選擇服用硫酸葡萄糖胺(glucosamine sulphate)、硫酸軟骨素(chondroitin sulphate)、甲基硫醯基甲烷(methyl-sulfonyl-methane)和奧米加三(omega-3)油

很多膝關節炎患者都會服食葡萄糖胺。他們認為這種食物補充劑能減慢膝關節退化和減少疼痛。然而,他們並不知道的是─大部份聲稱的效益都是建基於實驗室的動物試驗,而不是用於人的臨床研究。其實,有關葡萄糖胺效用的臨床研究結果並不一致。一些研究指出,硫酸葡萄糖胺能減低膝關節炎引起的疼痛、關節的僵硬度、使用的止痛藥量及改善膝關節功能,但另一些大型研究則發現它的效果與安慰劑分別不大。基於以上原因,國際關節炎研究學會(Osteoarthritis Research Society International)在2014年的報告中,表示不建議以硫酸葡萄糖胺和硫酸軟骨素用作治療膝關節疼痛。學會對葡萄糖胺減低症狀的效果存疑,歐州食物安全局在2012年亦認為沒有足夠證據證明葡萄糖胺有維繫正常軟骨功能的作用。

現時在市面上可購買到的硫酸葡萄糖胺主要有三種,分別為硫酸葡萄糖胺、鹽酸葡萄糖胺(glucosamine hydrochloride)和乙氨基葡糖(N-acetylglucosamine)。很少研究比較這三種補充劑的效用,但由於大部份研究都是基於硫酸葡萄糖胺而進行的,故如果真打算補充葡萄糖胺,宜選擇含有硫酸的種類。

蛋殼膜素

近年的研究發現蛋殼膜含有豐富膠原蛋白、軟骨素、透明質酸及獨有的水解蛋白,能夠全面補充關節營養,能夠迅速減輕關節不適;有效抑制發炎因子、延緩退化過程。

臨床研究發現,患者服用10天內可減輕關節疼痛及僵硬問題,比傳統葡萄糖胺及軟骨素速效5倍。NEM蛋殼膜素能夠調節關節的免疫機能,減少發炎因子影響,有效抑制軟骨退化。韓國大田大學的研究發現,在評估軟骨糜爛程度的實驗中,NEM有效抑制軟骨降解酶,減少對軟骨的破壞,產生保護作用。

奧米加三油

脂肪對身體的健康至為重要。芸芸眾油脂中,有一些脂肪酸不能在身體內先行製造,而是需要從食物攝取─這些脂肪酸名為「必需脂肪酸」。這包括了兩種不飽和脂肪酸:奧米加三油和奧米加六油。奧米加六油在體內可轉化為致炎的前列腺素,而奧米加三油在體內則可轉化為消炎的前列腺素。

奧米加三油亦可在體內製造出消散素(resolvin)和保護素(protectin),有助抑制發炎性細胞因子的製造。以動物退化性關節炎模型做的體外實驗顯示,長鏈的奧米加三油對退化性關節炎有潛在的益處,能減低退化性關節炎引起的炎症。

一些食物含有豐富的奧米加三油,這包括植物性的亞麻籽和奇異籽(chia seeds)及動物性的深海魚油、磷蝦油和青口等。這些油的份子結構長度不一:亞麻籽、奇異籽含有的奧米加三油的份子結構長度較短,在體內需要通過一種酵素轉化為長鏈的奧米加三油-即二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DPA),然後才可製造抗炎份子。一些年長人士的身體缺乏所需酵素,無法將植物性的短鏈奧米加三油轉化為抗炎的物質,因此膝關節炎患者宜補充動物性的奧米加三油,當中又以磷蝦油為佳。

磷蝦油

奧米加三脂肪酸亦可以通過磷蝦油攝取。磷蝦油提鍊自南極磷蝦,這種甲殼類動物與小蝦相似,生長於南極海域,少有雜質污染。南極磷蝦以海藻和浮游生物作為主要食物,體內充滿奧米加三脂肪酸、磷脂、抗氧化蝦青素及膽鹼。

磷蝦油的油脂結構特殊,其磷脂型奧米加三油與人體細胞膜結構相似,能夠優先傳送到細胞發揮效能,直接提高心腦血管、眼睛及肝腎等器官的奧米加三油含量。研究顯示,連續服用磷酸油7星期比服用魚油有高1.5倍的吸收利用率。魚油的三酸甘油酯型的奧米加三油不能與水混合,浮在胃液表面,造成打嗝及難聞魚腥味,但磷脂型奧米加三油能夠與胃液溶合,不會形成腥味。

磷蝦油內的奧米加三能夠抑制體內的發炎因子,減慢軟骨耗損過程,鞏固關節健康。科研顯示,90名關節痛患者在服食磷蝦油7天後,疼痛指數、僵硬問題及機能損傷分別顯注下跌29%、20%及23%。

青口素

高劑量的魚油具有抗炎的作用,但較容易引起腸胃不適,例如胃氣、胃脹甚至腹瀉等。對於一些正服食抗凝藥的患者而言,魚油更會增加出血的風險。基於上述的原因,研究人員致力尋找一種更有效及安全的替代品。實驗發現,從青口提煉出來的脂質在治療效果和安全性方面都較魚油好。大部份用作補充劑的魚油都只含有兩種奧米加三油(即EPA和DPA),但青口提煉出來的脂質卻含有超過六十種不飽和脂肪酸。最近的一項研究比對了青口素與一般魚油治療退化性膝關節炎的效果,發現青口素在減低疼痛程度和改善生活質素方面都分別比魚油好89%和91%。研究人員認為青口素的治療效果與它含有的EPA和DHA量無關,因為這兩種脂肪酸在青口素的含量都遠較魚油為低(青口素含有5.2%EPA和3.4%DHA;魚油則含有18%EPA和12%DHA)。他們認為青口素的治療效果與它含有其他能抑制炎症的不飽和脂肪酸有關。由於所有治療組的病人都沒有不良的反應,研究人員建議在治療退化性膝關節炎時,可加入這種補充劑。

維他命D

一些研究認為維他命D有助改善膝關節炎,但最近的一份研究發現,提升血清內的維他命D水平並不能減低退化性關節炎患者的膝痛或減低軟骨的磨損。

改善膝關節生物力學的方法

上述的補充劑旨在減低炎症和保護軟骨,但是與透明質酸一樣,它們都不能改善膝內側的過分負重。

若能結合機械性治療包括減輕體重、使用手杖、穿著外側楔形鞋墊、輕便楔形鞋履外翻護膝,效果可能會較顯著。上述的方法都旨在改變大腿(股骨)和小腿(脛骨)的力學關係,從而減低膝內側關節所受的壓力。當以上保守治療均無效時,才應該考慮接受手術治療。

減輕體重

膝關節承受的壓力與體重相關。體重增加時,膝關節承受的壓力亦相對增加。故此,肥胖是膝退化性關節炎的一個危險因子。一份整合分析報告指出,身體質量指數(BMI)超標時,膝退化性關節炎的風險就會增加。另外,不論關節炎的退化程度,BMI較高的病人的疼痛程度亦會較高。故此,當體重減輕時,膝關節所承受的壓力亦會相應減低。一項臨床研究發現,在20個星期內將體重減輕5.1%或每個星期將體重減輕多於0.24%的人士,能明顯改善行動不便的程度。

然而,患者通常都感覺「減肥」這種建議不切實際─他們認為要減肥才能減痛是太遙遠的事,因此很多時候最後都不了了之。但近年的研究發現,減輕體重並不是一件困難的事情。患者只需要減少攝取碳水化合物(減少至每天總熱能量的20-25%)和增加攝取優質的脂肪(例如牛油、橄欖油、椰子油和動物油等等),就可以減輕體重。

外側楔形鞋墊

外厚內薄的楔形鞋墊能減低膝內側關節承受的壓力,有助減慢O形腳的退化。

楔形鞋墊是一塊外厚內薄的斜墊,適用於初、中期的退化性膝內側關節炎。研究發現,楔形墊可改變膝關節大腿骨與小腿骨的力學關係,減低膝內收的力矩18%。當外側楔形鞋墊附有足弓墊時,膝內收力距的減低幅度較少,只有9.7%,但疼痛的程度則顯著減少,達24%。更重要的是,楔形鞋墊使用便利,超過九成患者都接受這種鞋墊,並願意長時間穿著。然而,要注意的是,加了有足弓承托的楔形鞋墊會增加膝內收的力距,可能會增加膝內側退化的機會,因此患者不應該在有「O」形腳時穿著足弓墊。

通常使用的外側楔形鞋墊斜度為4°至6°。使用時,將楔形墊放置於鞋內,外厚內薄。如果要增加斜度,亦可將病人鞋子的外跟改為楔形,外厚內薄。

針對Ο形腳的醫療鞋

除了外側楔形墊外,亦有鞋履可輔助治療膝內側關節炎引起的疼痛。這種醫療鞋名為Flex-OA,由美國芝加哥拉什大學醫學中心(Rush University Medical Centre)的風濕病學專家所研發,鞋底為高彈性物料及附有專利X坑紋的凹槽,主要依照正常人赤腳走路的模式設計。研究發現,患者穿上這種鞋後,能減低膝內側關節承受的壓力達18%,即時減輕痛楚,並減低惡化風險。患者同時亦能重新學習及養成自然步態的習慣,有助於維繫正常社交活動。相對於外翻矯正護膝,患者通常較易接受這種醫療鞋履─大部份的病人在穿著六個月後仍然願意繼續穿著。

外厚內薄的楔形鞋墊能減低膝內側關節承受的壓力,有助減慢O形腳的退化。

減壓矯正護膝

內側膝關節減壓的護膝能減輕退化性關節炎引起的痛楚,改善步距。

近年,越來越多的研究文獻證明護膝(如Bledsoe Brace System)能減低膝關節炎引起的疼痛和增加步幅,改善生活質素及減低止痛藥的劑量。

這種護膝的外殼以硬膠、碳纖、鋁合金或鎂合金製造。它的內側有一堅固的多軸滑車關節,在大腿和小腿內側加壓,微微打開膝內側的關節,使配戴者在負重時,大腿與小腿骨內側不會磨擦,從而減輕炎症及痛楚。香港大學於2015年的一份研究報告指出,它能減低膝內翻力矩15.5%和疼痛約15.5%。

更重要的是,該研究發現當患者同時穿著外翻矯正護膝和外側楔形墊時,疼痛程度減少29.4%,關節僵硬度減少18.8%,日常活動則改善了26.4%,甚至連服用止痛藥的頻率亦明顯減少。其唯一的缺點是超過50%的患者認為長期配戴這種護膝比較辛苦,尤其是天氣炎熱時。

外翻矯正護膝亦有其禁忌症,它不適用於:

  • 內側半月板損傷
  • 過分的膝屈曲畸形(即膝關節在伸直時仍然微屈約15°)
  • 膝關節屈曲幅度<115°
  • 雙腳長短相差兩厘米或以上

個案分析

許先生患的是O形膝,其膝關節內側負重過多,引起局部退化和疼痛。由於之前的治療只是集中於消炎和止痛方面,沒有處理關節炎的惡化因子,因此病情只會不斷惡化。

穿著Flex OA和穿戴膝外翻護膝減低了許先生膝內側關節的負荷,因此能減輕其關節承受的壓力,從而減輕疼痛,令他能繼續安心工作。

如果許先生能同時補充奧米加三油、多進食一些好的油(壞的油如花生油、粟米油、葵花籽油等較容易導致發炎)和減少進食澱粉質,則膝關節的退化速度可望緩減,延遲需要接受手術治療的時間。

我們亦建議許先生做一些針對性的運動。2005年一份研究報告指出,鍛鍊股外展肌肉有助減低膝內側關節的進行性退化。當髖關節的外展力矩增加一個單位,膝內側關節退化機會就減低50%。運動時,可先仰,躺在床上或地下,然後將橡筋練力帶套在腳掌處,雙腳分開,外展至與肩同寬,再外旋腳掌。維持動作兩至三秒,然後將腳放回原位(參閱50頁的圖)。重覆此動作十至十五次為一組,宜每天早晚各進行一組。

參考資料

  1. Zhou ZY, Liu YK, Chen HL, Liu F. Body mass index and knee osteoarthritis risk: a dose-response meta-analysis. Obesity (Silver Spring). 2014 Oct; 22(10):2180-5.
  2. Al-Zahrani KS, Bakheit AM. A study of the gait characteristics of patients with chronic osteoarthritis of the knee. Disabil Rehabil. 2002 Mar 20; 24(5):275-80.
  3. Petrella RJ, Wakeford C. Pain relief and improved physical function in knee osteoarthritis patients receiving ongoing hylan G-F20, high molecular-weight hyaluronan, versus other treatment options: data from large real-world longitudinal cohort in Canada. Drugs Des Develop Ther 2015 Oct 15:9: 5633-5640
  4. Altman RD, Manjoo A, Fierlinger A, Niazi F, Nicholls M.The mechanism of action for hyaluronic acid treatment in the osteoarthritic knee: a systematic review. BMC Musculoskeletal Disorders 2015; 16:321
  5. McAlindon TE, Bannuru RR, Sullivan MC et al. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage 2014; 24: 363-388
  6. Scientific opinion on the substantiation of a health claim related to glucosamine and maintenance of normal joint cartilage pursuant to Article 12(5) of Regulation (EC) No 1924/2006. EFSA Journal 2012;10(5):2691
  7. Scientific opinion on the substantiation of health claims related to chondroitin and chondroitin sulphate and maintenance of joints (ID 1504, 1505) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006. EFSA Journal 2009; 7(9):1262
  8. Brieni S, Precott P, Coghlani B, Bashiri N, Lewith G. Systematic review of the nutritional supplement Perna Canaliculus (green-lipped mussel) in the treatment of osteoarthritis. Q J Med 2008; 101:167–179
  9. Zawadzki M, Janosch C, Szechinski J. Perna canaliculus Lipid Complex PCSO-524™ demonstrated pain relief for osteoarthritis of patients benchmarked against fish oil, a randomized trial, without placebo control. Marine Drugs 2013; 11: 1920-1935
  10. McAlindon T, LaValley M, Schneider E, Nuite M, Lee JY, Price LL, Lo G, Dawson-Hughes B. Effect of Vitamin D Supplementation on Progression of Knee Pain and Cartilage Volume Loss in Patients With Symptomatic Osteoarthritis. A Randomized Controlled Trial. JAMA. 2013 January 9; 309(2): 155–162.
  11. Yasuda K, Sasaki T: The mechanics of treatment of the osteoarthritic knee with a wedged insole. CORR 215:162-172, 1987
  12. Fu Henry CH, Lie Chester WH, Ng TP, Chen KW, Tse CY, Wong WH. Prospective study on the effects of orthotic treatment for medial knee osteoarthritis in Chinese patients: clinical outcome and gait analysis. Hong Kong Med J 2015;21:98–106.
  13. Shakoor N, Lidtke Roy H, Wimmer Markus A, Mikolaitis Rachel A et al. Improvement in knee loading after use of specialized footwear for knee osteoarthritis: Results of a 6-month pilot investigation. Arthritis Rheum. 2013 May;65(5):1282-9
  14. Baker B, Van Hanswyk E et al: The effect of knee bracing on lateral impact loading of the knee. Am J Sports Med 17:182-186, 1989
  15. Horlick SG, Loomer RL: Valgus knee bracing of medial gonarthrosis. Clin J Sports Med 3:251-255, 1993
  16. Chang A, Hayes K, Dunlop D, Song J, Hurwitz D, Cahue A, Sharma L. Hip abduction moment and protection against medial tibiofemoral osteoarthritis progression. Arthritis Rheum 2005 Nov; 52(11): 3515–3519.