保留韌帶殘端在前交叉韌帶重建術(shù)中的價(jià)值

丁 明 綜述 張春禮* 審校

(第四軍醫(yī)大學(xué)西京骨科醫(yī)院運(yùn)動(dòng)損傷科，西安 710032)

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文獻(xiàn)綜述·

保留韌帶殘端在前交叉韌帶重建術(shù)中的價(jià)值

丁 明 綜述 張春禮* 審校

(第四軍醫(yī)大學(xué)西京骨科醫(yī)院運(yùn)動(dòng)損傷科，西安 710032)

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)損傷[1]。ACL斷裂造成的膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)不僅影響患者日常生活和運(yùn)動(dòng)，而且會(huì)造成關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步損傷。因此，為恢復(fù)膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及功能，對(duì)損傷的ACL進(jìn)行重建已達(dá)成共識(shí)[2]。為了在ACL重建手術(shù)中清晰顯露ACL股骨止點(diǎn)及脛骨的足跡，ACL重建術(shù)通常將ACL殘端進(jìn)行清掃[3]。最近有研究證實(shí)，此類(lèi)韌帶殘端具有維持膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)、促進(jìn)移植物血管再生、有助于預(yù)防膝關(guān)節(jié)前向再松弛的作用，故ACL斷裂患者術(shù)中保留韌帶殘端逐漸被臨床醫(yī)生認(rèn)可，并在術(shù)后康復(fù)中取得了較滿(mǎn)意的結(jié)果。本文就此做一綜述。

1 前交叉韌帶殘端的生理特點(diǎn)

1.1 維持膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)

Schultz等[4]于1984年首先發(fā)現(xiàn)并描述ACL中含有機(jī)械感受器。隨后，學(xué)者分析機(jī)械感受器在ACL中廣泛分布，起到了維護(hù)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的作用。ACL重建術(shù)后機(jī)械感受器的再生也已經(jīng)在人類(lèi)、綿羊和狗中報(bào)道，以上表明，保留斷裂后韌帶殘端可能使患膝在ACL重建術(shù)后獲益[5]。機(jī)械感受器所感受的本體感覺(jué)包括身體和四肢的位置感，通過(guò)不同位置或運(yùn)動(dòng)由不同種類(lèi)的機(jī)械感受器傳輸?shù)街袠猩窠?jīng)系統(tǒng)，刺激神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的內(nèi)反饋機(jī)制，作用于關(guān)節(jié)或關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)的機(jī)械附著點(diǎn)[6]。Freeman等[7]將機(jī)械感受器分為4類(lèi)：球形或卵形魯菲尼小體；同心圓柱形帕齊尼小體；紡錘形高爾基小體；無(wú)髓鞘游離神經(jīng)末梢。魯菲尼小體和高爾基體在ACL中廣泛存在。其中拉伸運(yùn)動(dòng)刺激興奮魯菲尼小體，壓縮刺激興奮帕齊尼小體，炎癥疼痛與游離神經(jīng)末梢有關(guān)。Lee等[5]運(yùn)用免疫組織化學(xué)方法，在ACL殘端上明確標(biāo)記出機(jī)械感受器的廣泛存在，證實(shí)保留ACL殘端可以為膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)的恢復(fù)營(yíng)造有利的環(huán)境。但是，膝關(guān)節(jié)是一個(gè)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的關(guān)節(jié)，ACL周?chē)嘘P(guān)節(jié)囊、肌腱、滑膜、韌帶、軟骨等諸多毗鄰結(jié)構(gòu)，ACL通過(guò)何種機(jī)制與周?chē)M織共同作用，維持膝關(guān)節(jié)的本體感覺(jué)，依舊是研究熱點(diǎn)。

1.2 移植物血管的形成

解剖學(xué)因素、生物力學(xué)因素、生理學(xué)因素均被認(rèn)為與ACL重建術(shù)預(yù)后有關(guān)。部分學(xué)者認(rèn)為ACL殘端依舊具備血液循環(huán)系統(tǒng)，從人體采集的ACL細(xì)胞離體后依舊具有體外移行能力、肌動(dòng)蛋白亞型的收縮能力和細(xì)胞外基質(zhì)的攀附能力，說(shuō)明ACL殘端依舊可以提供生物學(xué)支撐[8]。Wu等[9]對(duì)成熟新西蘭雄兔進(jìn)行建模，模擬保留殘端的ACL重建術(shù)，使用激光多普勒血流儀對(duì)移植物進(jìn)行血流檢測(cè)，觀察到殘端保留組的雄兔模型ACL移植物血流明顯多于清除組模型。隨后他們對(duì)模型移植物進(jìn)行取樣，使用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)，觀察到殘端保留組的移植物中CD34和Ⅲ型膠原蛋白高表達(dá)，這被認(rèn)為與血管再生和肌腱移植物重塑有關(guān)。以上研究表明，ACL殘端對(duì)移植物的血管再生與形態(tài)學(xué)重塑有積極作用。但尚無(wú)研究結(jié)果說(shuō)明移植物的血管再生的機(jī)制，ACL韌帶殘端與骨隧道的相互作用可能是一個(gè)研究方向。

1.3 預(yù)防膝關(guān)節(jié)移植物的前向松弛

關(guān)節(jié)鏡下所見(jiàn)斷裂的ACL殘端具有不同的形態(tài)。大多數(shù)情況下，其近端附著于后交叉韌帶(posterior cruciate ligament，PCL)上，但在部分情況下，仍可見(jiàn)ACL殘端與脛骨及股骨相連，雖然其形態(tài)異于正常的束型。某種程度上，這種類(lèi)型的ACL殘端結(jié)構(gòu)仍具有維持膝關(guān)節(jié)前向穩(wěn)定性的作用[10]。Crain等[11]認(rèn)為ACL殘端與周?chē)匾リP(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)諸如半月板、副韌帶、關(guān)節(jié)軟骨等共同作用，維持膝關(guān)節(jié)的前向穩(wěn)定性。他們按關(guān)節(jié)鏡觀察到的ACL殘端形態(tài)將其分為四類(lèi)：①ACL殘端與PCL粘連或吸附于后交叉韌帶，占16%；②ACL殘端與股骨髁間窩頂部形成瘢痕，占12%；③ACL殘端指向股骨髁間窩外側(cè)壁或股骨外髁內(nèi)側(cè)方向，占28%；④ACL被完全吸收，未見(jiàn)殘端，占44%。通過(guò)對(duì)比ACL重建術(shù)中進(jìn)行殘余纖維清掃的術(shù)后患者與ACL殘端保存術(shù)后患者，驗(yàn)證了第②類(lèi)和第③類(lèi)韌帶殘端的形態(tài)對(duì)保護(hù)膝關(guān)節(jié)移植物前向松弛有積極的作用[6,10,12]。

2 前交叉韌帶殘端纖維成像方法新進(jìn)展

為了避免殘余的ACL對(duì)股骨隧道和脛骨足跡點(diǎn)定位的干擾[13]，術(shù)者需要詳細(xì)了解ACL殘端纖維的狀況，特別是和理想骨隧道的相對(duì)位置關(guān)系，以供做出手術(shù)決策。這就對(duì)影像學(xué)檢查提出了更高的要求。常規(guī)MRI成像對(duì)于完全斷裂的ACL檢查具有較高的敏感度(92%～96%)與特異度(92%～98%)[14]，是ACL完全斷裂的首選方法，但存在對(duì)斷裂后韌帶殘端顯像不清的情況[3]。

2.1 三維CT成像

三維CT成像(3D-CT)是利用螺旋CT或雙能CT對(duì)膝關(guān)節(jié)諸結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維重建的一種成像方法。首先對(duì)CT獲取的斷層數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后將膝關(guān)節(jié)諸結(jié)構(gòu)從斷層圖像中分割開(kāi)，再在相鄰兩斷層圖像間進(jìn)行內(nèi)插，最后將重建后的三維圖像數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行立體感顯示，可對(duì)其進(jìn)行各種幾何變換的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)多種投影顯示方式及幾何尺寸的測(cè)量等，完成任意方位斷層的重構(gòu)、任意方位立體視圖、手術(shù)摸擬和醫(yī)學(xué)教學(xué)等功能。Uozumi等[3]采集25例ACL斷裂患者的CT影像進(jìn)行三維重建，運(yùn)用工作站做后處理，按形態(tài)不同區(qū)分為四組：①ACL殘端附著于PCL上，占12%；②ACL殘端位于PCL與股骨外髁內(nèi)側(cè)壁之間，占12%；③ACL殘端貼附在股骨外髁上，占32%；④ACL完全吸收，未見(jiàn)韌帶影像，占44%。這與Crain等[11]的研究是完全一致的。與關(guān)節(jié)鏡下所見(jiàn)ACL韌帶殘端進(jìn)行形態(tài)學(xué)對(duì)比，3D-CT影像具有80%的診斷準(zhǔn)確率，說(shuō)明3D-CT成像可以使術(shù)者從任意角度去觀察ACL殘端，這對(duì)于術(shù)前評(píng)估ACL殘端的形態(tài)學(xué)、與周?chē)T結(jié)構(gòu)的相對(duì)關(guān)系有一定的應(yīng)用價(jià)值，并可以為術(shù)式選擇提供決策。

2.2 各向同性三維快速自旋回波MRI成像

各向同性三維快速自旋回波MRI(isotropic three-dimensional fast spin echo MRI，3D-FSE-Cube MRI)是一種新的影像技術(shù)，利用傳統(tǒng)2D-MRI在軟組織成像上的優(yōu)越性，基于采集的2D-MRI圖像，進(jìn)行三維化后處理，其精度可達(dá)亞毫米級(jí)，對(duì)軟組織細(xì)微的解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)小的組織異常具有較高的分辨率，已在神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉骨骼系統(tǒng)的影像診斷上取得肯定的效果，在膝關(guān)節(jié)的運(yùn)用上也具有一定的臨床價(jià)值[14]。Swami等[15]運(yùn)用3D-MRI對(duì)青少年ACL斷裂的患者進(jìn)行殘端成像，并根據(jù)殘端影像成功模擬出ACL在脛骨、股骨附麗區(qū)的形態(tài)，進(jìn)而可用于對(duì)術(shù)式的指導(dǎo)。

以上兩種方法均以其多參數(shù)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)及特色，采用強(qiáng)大的后處理技術(shù)三維成像[16]，不僅可以提供較為直觀的ACL韌帶殘端影像，并且可利用專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件(如Mimics等)進(jìn)行進(jìn)一步三維形態(tài)學(xué)及力學(xué)模擬，術(shù)前對(duì)患者進(jìn)行個(gè)體化術(shù)式的設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)上實(shí)施虛擬手術(shù)，術(shù)中對(duì)手術(shù)醫(yī)師進(jìn)行導(dǎo)航，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

2.3 膝關(guān)節(jié)屈曲位MRI與斜矢狀位MRI成像

MRI已應(yīng)用于全身各系統(tǒng)的成像診斷，對(duì)于軟組織成像效果尤佳。為了觀察ACL韌帶殘端情況，不少醫(yī)師對(duì)常規(guī)MRI掃描技術(shù)做出改進(jìn)，嘗試通過(guò)不同的掃描角度及膝關(guān)節(jié)的屈曲程度，獲得更為清晰的ACL殘端成像。以膝關(guān)節(jié)屈曲位(flexion technique)和斜矢狀位(sagittal-oblique technique)應(yīng)用最為廣泛。膝關(guān)節(jié)屈曲位MRI掃描技術(shù)，即在常規(guī)MRI檢查時(shí)，患膝屈曲約17°，沿ACL縱軸行矢狀位掃描；斜矢狀位MRI掃描技術(shù)，即沿ACL縱軸行斜冠狀面及斜矢狀面常規(guī)MRI掃描。以上兩種改良MRI掃描技術(shù)均能有效避開(kāi)股骨髁間窩中PCL及膝關(guān)節(jié)周?chē)浗M織對(duì)ACL韌帶殘端的影像干擾，更加清晰地顯露ACL殘端，對(duì)其形態(tài)、位置、毗鄰可做出精準(zhǔn)的估計(jì)[17]。

3 前交叉韌帶保留韌帶殘端技術(shù)應(yīng)用對(duì)術(shù)后患者康復(fù)的影響

膝關(guān)節(jié)韌帶重建術(shù)中，ACL重建術(shù)應(yīng)用最廣，治療結(jié)果也更為注重其對(duì)ACL解剖位置的重現(xiàn)，以達(dá)到功能行為的重建[18]。但由于ACL韌帶殘端附著于其生理解剖位點(diǎn)，重建的移植物未必能很完美地達(dá)到解剖學(xué)重建。為此，評(píng)價(jià)ACL保留韌帶殘端重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能就顯得尤為重要。膝關(guān)節(jié)功能大致可分為生物力學(xué)功能和本體覺(jué)功能兩類(lèi)。

3.1 生物力學(xué)評(píng)價(jià)

ACL的生理生物力學(xué)評(píng)價(jià)主要分為穩(wěn)定性(stability)、旋轉(zhuǎn)活動(dòng)(rotation)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍(range of motion，ROM)及韌帶強(qiáng)度(stiffness)4個(gè)方面。①ACL提供了防止脛骨前移的阻抗，尤其以膝關(guān)節(jié)屈曲30°時(shí)最大?；诖?，膝關(guān)節(jié)的前后向穩(wěn)定性通常通過(guò)前抽屜試驗(yàn)、Lachman試驗(yàn)、軸移試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)。這3種物理診斷方法被認(rèn)為具有較高的靈敏度與特異度[19]。并且，Lachman試驗(yàn)可以通過(guò)KT1000/KT2000進(jìn)行量化。多名臨床醫(yī)師認(rèn)為，行保留韌帶殘端術(shù)的ACL重建術(shù)與殘端清理的ACL重建術(shù)相比，其穩(wěn)定性無(wú)明顯差異[20～23]。Adachi等[21]認(rèn)為，ACL保留韌帶殘端重建術(shù)后患者的脛骨前向移動(dòng)度明顯小于韌帶殘端清除的ACL重建術(shù)后患者，也就是說(shuō)，ACL保留韌帶殘端的膝關(guān)節(jié)在前后向運(yùn)動(dòng)上要優(yōu)于ACL殘端清除的膝關(guān)節(jié)。②ACL另一重要作用是阻抗脛骨的旋轉(zhuǎn)。已有多名臨床醫(yī)師驗(yàn)證，ACL殘端保留的單束重建術(shù)與ACL殘端清除的單束重建術(shù)類(lèi)似，可提供較好的抗脛骨旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，雖然這種旋轉(zhuǎn)阻抗作用不如ACL雙束重建優(yōu)異[23]。③比較術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)的康復(fù)時(shí)程與范圍，ACL殘端清除的重建術(shù)與ACL殘端保留的改良重建術(shù)并無(wú)明顯差異，在最終的隨訪中，兩類(lèi)術(shù)式的患者均能達(dá)到完整的膝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)范圍[23]。④部分患者在行ACL重建術(shù)后會(huì)有移植物再次斷裂的可能性，這可能與重建的移植物強(qiáng)度有關(guān)。Sun等[24]對(duì)雌性新西蘭白兔行ACL重建術(shù)，與術(shù)后第4、8、12周比較ACL殘端保存組與殘端清除組的生物學(xué)功能，保留韌帶殘端的移植物愈合強(qiáng)度要優(yōu)于去除韌帶殘端的移植物強(qiáng)度，這可能與膠原蛋白高表達(dá)有關(guān)。

綜上，保留殘端的ACL重建術(shù)對(duì)于膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)優(yōu)勢(shì)以前后向穩(wěn)定性及移植物強(qiáng)度為主，兼有維持膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用。

3.2 本體覺(jué)功能評(píng)價(jià)

ACL重建成功與否，患者的主觀感覺(jué)也是衡量的一個(gè)方面。患者的主觀感受通常采用量表測(cè)量方法進(jìn)行評(píng)估。常用的量表有國(guó)際膝關(guān)節(jié)文獻(xiàn)編制委員會(huì)(IKDC)主觀膝部功能評(píng)價(jià)表、膝關(guān)節(jié)損傷與骨關(guān)節(jié)炎評(píng)分(Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score,KOOS)、Tegner評(píng)分、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(Oseto Arthritis of Knee，OAK)評(píng)分、Lysholm評(píng)分和Gillquist評(píng)分等[19]。Adachi等[21]通過(guò)臨床數(shù)據(jù)采集，認(rèn)為L(zhǎng)ysholm評(píng)分和Gillquist評(píng)分在保留殘端與不保留殘端的ACL重建術(shù)并無(wú)明顯差距，但在隨訪中，殘端保留的患者膝關(guān)節(jié)位置覺(jué)明顯優(yōu)于殘端清除的患者。Kim等[23]通過(guò)3年隨訪，認(rèn)為保留殘端的患者OAK評(píng)分較殘端清除的患者優(yōu)異，但I(xiàn)KDC主觀量表評(píng)分則無(wú)顯著差異。綜上，可認(rèn)為ACL殘端保留的患者與殘端清除的患者對(duì)于膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的主觀感覺(jué)無(wú)明顯異常，但在膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)上，殘端保留的患者要明顯優(yōu)于殘端清除的患者。

4 小結(jié)

ACL是膝關(guān)節(jié)重要的靜力穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定方面發(fā)揮重要的作用。ACL移植重建手術(shù)是目前治療ACL損傷的主要手段[25]。對(duì)于ACL重建術(shù)式的研究，越來(lái)越多的臨床工作者更傾向于解剖學(xué)重建以達(dá)到完美的韌帶解剖學(xué)及生物力學(xué)重建。ACL殘端被認(rèn)為具有維持膝關(guān)節(jié)本體感覺(jué)、促進(jìn)移植物血管再生、有助于預(yù)防膝關(guān)節(jié)前向再松弛的作用。在對(duì)ACL斷裂的患者實(shí)施重建術(shù)時(shí)保留韌帶殘端，與清除殘端的重建術(shù)式相比較，患者的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、術(shù)后康復(fù)時(shí)間并無(wú)明顯差異，但膝關(guān)節(jié)重建的移植物愈合強(qiáng)度及患者對(duì)患膝的本體感受有明顯提高。對(duì)ACL殘端的形態(tài)學(xué)成像，臨床工作者可以采用3D-CT、3D-FSE-Cube MRI及改良的傳統(tǒng)MRI進(jìn)行影像學(xué)觀察，為實(shí)施ACL重建術(shù)提供決策。

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(修回日期：2014-08-04)

(責(zé)任編輯：王惠群)

*通訊作者，E-mail：zhangcl816@sohu.com

R686.5

A

1009-6604(2015)01-0077-04

10.3969/j.issn.1009-6604.2015.01.022

2014-05-22)