前交叉韌帶重建中股骨隧道長度的影響因素分析

王迎春,丁 明,于利鋒,廖炳輝,甄志雷,徐 虎,張春禮(第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院骨科運(yùn)動損傷科,西安 710032;通訊作者,E-mail:zhangcl816@sohu.com)

前交叉韌帶重建中股骨隧道長度的影響因素分析

王迎春,丁 明,于利鋒,廖炳輝,甄志雷,徐 虎,張春禮*
(第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院骨科運(yùn)動損傷科,西安 710032;*通訊作者,E-mail:zhangcl816@sohu.com)

目的 探討膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶重建術(shù)中股骨隧道長度的影響因素。 方法 采用回顧性研究方法,收集100例前交叉韌帶斷裂的患者,于術(shù)后采用X線和雙能量CT掃描三維重建的方法,測量評估股骨隧道入口定位、出口位置和股骨髁大小,分析以上因素對股骨隧道長度的影響。 結(jié)果 Bernard四格表法X軸定位在不同股骨隧道長度組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.09);Y軸定位在不同股骨隧道長度組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.03)。股骨髁大小在不同股骨隧道長度組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00)。股骨隧道長度與Bernard四格表法X軸定位為正相關(guān),線性回歸方程為y=30.15+25.34x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.06,P=0.01;與Bernard四格表法Y軸定位為負(fù)相關(guān),線性回歸方程為y=42.26-16.21x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.07,P=0.00。股骨隧道長度與股骨髁大小成正相關(guān),線性回歸方程為y=13.60+2.54x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.18,P=0.00。不同隧道出口位置下的股骨隧道長度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.48);股骨隧道出口距股骨遠(yuǎn)端的距離在不同股骨隧道長度組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00),且成正相關(guān),線性回歸方程為y=25.35+2.51x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.153,P=0.01;術(shù)中行髁間窩成形術(shù)與未行髁間窩成形術(shù)在股骨隧道長度上差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.04)。 結(jié)論 ACL重建術(shù)中股骨隧道長度和入口定位、股骨髁大小、股骨隧道出口位置距股骨遠(yuǎn)端的距離相關(guān),這可在術(shù)前進(jìn)行隧道長度的預(yù)評估并作為術(shù)中定位的指導(dǎo)。

前交叉韌帶; 股骨隧道; 關(guān)節(jié)鏡

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的重要結(jié)構(gòu)[1]。ACL損傷在青少年人群及運(yùn)動員常見,關(guān)節(jié)鏡下實(shí)施ACL重建為主要治療方法[2]。目前有大量文獻(xiàn)研究指出解剖重建ACL能夠獲得優(yōu)良的預(yù)后,但很少有學(xué)者關(guān)注ACL重建骨隧道長度的研究[3-5]。

以往ACL重建術(shù)中準(zhǔn)備股骨隧道采用經(jīng)脛骨(transtibial,TT)方式,該方式雖然能夠獲得較長的股骨隧道,有利于腱-骨接觸愈合,但隧道入口的“非解剖”卻影響術(shù)后膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué),導(dǎo)致手術(shù)的失敗甚至骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生[6,7]?，F(xiàn)在采用經(jīng)前內(nèi)側(cè)入路(anteromedial portal,AM)方式準(zhǔn)備股骨隧道,可輕松地獲得股骨隧道的解剖位置,但該方法下股骨隧道太過于傾斜,導(dǎo)致股骨隧道變短,不利于腱-骨接觸愈合,甚至可能造成術(shù)中股骨外側(cè)髁后壁的爆裂,導(dǎo)致手術(shù)失敗[7-9]。盡管適于股骨固定的最小隧道長度存在爭論,人們一般認(rèn)為少于25 mm將不會提供足夠的接觸面積以利于腱-骨接觸愈合[10,11]。

我們假設(shè)股骨隧道長度和隧道入口定位、出口位置、股骨髁大小具有相關(guān)性。因此本研究的目的是通過對比術(shù)中測深器測量的股骨隧道長度和術(shù)后運(yùn)用X線及3D-CT評估股骨隧道入口定位、出口位置、股骨髁大小,探討ACL重建術(shù)中股骨隧道長度的影響因素。

1 方法與資料

1.1 病例納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

病例納入標(biāo)準(zhǔn):①選取2014-08～2016-07期間于我科住院的單側(cè)膝關(guān)節(jié)ACL斷裂患者;②行ACL單束重建術(shù)患者;③無多發(fā)韌帶傷;④雙側(cè)膝關(guān)節(jié)發(fā)育正常,無關(guān)節(jié)畸形;⑤無關(guān)節(jié)屈伸受限。

病例排除標(biāo)準(zhǔn):①雙側(cè)膝關(guān)節(jié)ACL損傷患者;②ACL單束(前內(nèi)或后外側(cè)束)加強(qiáng)重建患者;③關(guān)節(jié)發(fā)育異?；蚯旎顒邮芟?④多發(fā)韌帶傷患者;⑤孕期婦女或有近期生育計(jì)劃的患者。

1.2 一般資料

本研究共納入100例患者,男性75例,女性25例;左側(cè)ACL損傷45例,右側(cè)ACL損傷55例;100例患者均為ACL完全斷裂,無內(nèi)科并發(fā)疾病,無合并關(guān)節(jié)其他韌帶損傷。男女患者年齡及受傷至手術(shù)時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表1)。

表1男、女性患者術(shù)前一般資料的比較

Table1Comparisonofpreoperativegeneraldatabetweenmaleandfemalepatients

性別年齡(年)病程(月)男性30 09±10 5929 8±15 2女性36 61±13 0435 1±13 7t-3 84-2 59 P0 2830 681

1.3 四格表法評估股骨隧道入口定位,測量出口位置及股骨髁大小

所有納入病例均于ACL單束重建術(shù)后第2天進(jìn)行膝關(guān)節(jié)雙能量CT(Siemens AG,Germany)掃描,采用Bernard四格表法[12]評估術(shù)側(cè)膝關(guān)節(jié)股骨隧道位置(見圖1)。股骨隧道出口的位置評估以Endobutton和股骨干后緣延長線的相對位置進(jìn)行評估,Endobutton位置位于股骨干后緣延長線之前為A出口點(diǎn),位于股骨干后緣延長線之后為B出口點(diǎn)(見圖2)。使用華海PACS系統(tǒng)在膝關(guān)節(jié)正位X線片上測量股骨髁大小,為股骨內(nèi)上髁和外上髁連線的距離;在X線側(cè)位片上測量髓道出口距股骨外髁遠(yuǎn)端的距離(見圖3)。

在經(jīng)髁間窩正中的縱行剖面上,以Blumensaat線為基準(zhǔn)邊,兩端延長線與股骨髁前后輪廓邊緣相交點(diǎn)做基準(zhǔn)邊的垂線,在髁輪廓后下緣做切線平行于基準(zhǔn)邊,構(gòu)成矩形,再把矩形內(nèi)網(wǎng)格化四等分,而矩形的后上角為原點(diǎn),命名矩形的兩個邊分別為X、Y軸,矩形內(nèi)的任何一點(diǎn)均可以用相對于X、Y全長的百分比來定位圖1 Bernard四格表法測量評估股骨隧道入口Figure 1 Measurement and evaluation of femoral tunnel entrance by Bernard four lattice table

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

采用IBM SPSS統(tǒng)計(jì)軟件(版本:19.0;SPSS公司,美國)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。對年齡、受傷至手術(shù)時(shí)間使用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)為正態(tài)分布數(shù)據(jù),且方差齊性,結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示;對其均衡性檢驗(yàn)采用t檢驗(yàn);對隧道長度、髁大小、出口距股骨遠(yuǎn)端距離等計(jì)量資料采用描述性統(tǒng)計(jì),結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示;對不同股骨隧道入口位置時(shí)股骨隧道長度的差別、不同股骨髁大小時(shí)股骨隧道長度的差別采用單因素方差分析;對于股骨隧道長度與股骨隧道入口位置、股骨隧道出口距股骨遠(yuǎn)端距離的相關(guān)性采用單因素方差分析并計(jì)算線性回歸方程;對不同隧道出口位置下的股骨隧道長度差異進(jìn)行t檢驗(yàn);對術(shù)中行髁間窩成形術(shù)與未行髁間窩成形術(shù)在股骨隧道長度的差異進(jìn)行t檢驗(yàn)。以上統(tǒng)計(jì)量均以P<0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

A.出口點(diǎn)位于股骨干后緣延長線前方 B.出口點(diǎn)位于延長線后方圖2 股骨隧道出口位置的評估Figure 2 Evaluation of the femoral tunnel exit location

圖3 股骨髁大小的測量和股骨隧道出口距股骨遠(yuǎn)端距離的測量Figure 3 Measurement of femoral condyle size and the distance from femoral tunnel exit to the distal femur

2 結(jié)果

本研究共納入受試對象100例,80例患者于術(shù)中未行股骨髁間窩成形術(shù),20例行股骨髁間窩成形術(shù)。術(shù)中測量股骨隧道長度為(37.04±4.57)mm(26-50 mm),術(shù)后測量股骨髁大小為(9.25±0.78)cm(7.51-10.59 cm),股骨隧道出口距股骨遠(yuǎn)端的距離為(4.68±0.54)cm(3.60-6.32 cm),使用Bernard四格表法測量股骨隧道定位,X軸為(27.19±4.69)%,Y軸為(32.20±7.59)%。所有受試對象術(shù)后Bernard四格表法評估股骨隧道定位均為解剖位置。術(shù)后3D-CT觀察70例股骨隧道出口位于A位置,30例股骨隧道出口位于B位置。

將術(shù)中測量股骨隧道長度按照≤30 mm,31-35 mm,36-40 mm,≥41 mm分為4組,Bernard四格表法X軸定位在不同股骨隧道長度組間無顯著差異(P=0.09,見表2)。Bernard四格表法Y軸定位在不同股骨隧道長度組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.03,見表3)。股骨髁大小在不同股骨隧道長度組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00,見表4)。

股骨隧道長度nX軸定位(%)95%置信區(qū)間下限上限FP ≤30mm1024 63±4 420 210 282 200 09 31-35mm1725 68±4 760 230 28 36-40mm5627 85±4 640 270 29 ≥41mm1728 01±4 470 260 30

股骨隧道長度nY軸定位(%)95%置信區(qū)間下限上限FP ≤30mm1036 37±5 870 320 413 040 03 31-35mm1733 26±6 180 300 36 36-40mm5632 41±7 520 300 34 ≥41mm1728 00±8 590 240 32

股骨隧道長度與術(shù)中隧道的定位有明確相關(guān)性。其中,與Bernard四格表法X軸定位為正相關(guān),其線性回歸方程為y=30.15+25.34x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.06,P=0.01(見圖4);與Bernard四格表法Y軸定位為負(fù)相關(guān),其線性回歸方程為y=42.26-16.21x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.07,P=0.00(見圖5)。股骨隧道長度與股骨髁大小成正相關(guān),其線性回歸方程為y=13.60+2.54x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.18,P=0.00(見圖6)。

股骨隧道長度數(shù)量股骨髁長度(cm)95%置信區(qū)間下限上限FP ≤30mm108 61±0 937 949 285 980 00 31-35mm178 91±0 698 559 26 36-40mm569 34±0 729 159 54 ≥41mm179 66±0 639 349 99

圖4 Bernard四格表法X軸定位與股骨隧道長度的關(guān)系Figure 4 Relationship between X axis location and femoral tunnel length in Bernard four lattice table method

圖5 Bernard四格表達(dá)Y軸定位與股骨隧道長度的關(guān)系Figure 5 Relationship between Y axis location and femoral tunnel length in Bernard four lattice table method

隧道出口位置A(在股骨干延長線之前)的隧道長度大于位置B(在延長線之后)的隧道長度,但二者股骨隧道長度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.48,見表5);術(shù)中行髁間窩成形術(shù)的股骨隧道長度顯著大于未行髁間窩成形術(shù)的隧道長度(P=0.04,見表6)。

股骨隧道出口距股骨遠(yuǎn)端的距離在不同股骨隧道長度組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00,見表7);股骨隧道長度與股骨隧道出口距股骨遠(yuǎn)端的距離成正相關(guān)。其線性回歸方程為y=25.35+2.51x,線性擬合相關(guān)系數(shù)R2=0.15,P=0.01(見圖7)。

圖6 股骨髁大小與股骨隧道長度的關(guān)系Figure 6 Relationship between femoral condyle size and femoral tunnel length

出口位置n股骨隧道長度(mm)95%置信區(qū)間下限上限PA7038 66±3 873 727 060 48B3033 27±3 843 717 07

分組n股骨隧道長度(mm)95%置信區(qū)間下限上限P未行髁間窩成型術(shù)8036 72±4 91-3 830 680 04行髁間窩成型術(shù)2038 30±2 58-3 170 02

股骨隧道長度n出口距股骨遠(yuǎn)端的距離(cm)95%置信區(qū)間下限上限FP ≤30mm104 01±0 473 684 3512 260 00 31-35mm174 51±0 344 344 69 36-40mm564 73±0 444 614 85 ≥41mm175 12±0 654 765 48

圖7 隧道出口距股骨遠(yuǎn)端的距離與股骨隧道長度的關(guān)系Figure 7 Relationship between tunnel exit distance from the distal femur and femoral tunnel length

3 討論

目前ACL制備股骨隧道的方法主要有經(jīng)脛骨隧道的TT方法和經(jīng)前內(nèi)側(cè)入路的AM方法。經(jīng)AM方法制備的股骨隧道,其隧道入口更接近解剖位點(diǎn)[6,13-15],其臨床預(yù)后更佳。然而,經(jīng)AM方法制備的隧道也存在著隧道長度偏短甚至有可能打爆股骨髁后壁的風(fēng)險(xiǎn)[16-18]。我們術(shù)中采用AM技術(shù),并測量股骨隧道長度平均為37.04 mm,其中低于30 mm的占1/10(10/100)。術(shù)后經(jīng)3D-CT評估所有隧道位置均位于ACL自然生理足跡區(qū)。本研究發(fā)現(xiàn),ACL重建術(shù)中股骨隧道Y軸定位點(diǎn)越高,則股骨隧道越長,定位點(diǎn)越低,則股骨隧道越短。該結(jié)論說明經(jīng)AM技術(shù)制備股骨隧道時(shí),在ACL自然足跡范圍內(nèi),隧道定位越接近Blumensaat線,則可以獲得滿意的隧道長度。我們還發(fā)現(xiàn)股骨隧道長度與術(shù)中隧道的X軸定位為正相關(guān),與Bernard四格表法Y軸定位為負(fù)相關(guān),這說明術(shù)中股骨隧道定位越靠后、靠下則隧道長度越短。也就是說,如果術(shù)中定位偏后下側(cè),則獲得的股骨隧道長度有可能不甚理想,甚至有打爆股骨后髁的風(fēng)險(xiǎn)。

理論上講,股骨髁越大股骨隧道越長。有學(xué)者通過3D-CT發(fā)現(xiàn),在使用AM技術(shù)制備股骨隧道時(shí)存在一定的斜率,可能影響到股骨隧道的長度[19]。研究認(rèn)為,手術(shù)中矢狀位鉆取角度在50°-65°、軸位鉆取角度在30°-45°時(shí),95%的股骨隧道能長于35 mm,獲得滿意的長度。在我們的研究中,100例患者均由一名資深手術(shù)醫(yī)師完成,術(shù)中屈膝120°徒手制備股骨隧道。我們發(fā)現(xiàn),在股骨鉆入角度相似的情況下,股骨髁越大,則股骨隧道越長,兩者成線性相關(guān)。這提示我們,術(shù)前進(jìn)行股骨髁大小的評估,可預(yù)測術(shù)中可能的股骨隧道長度,進(jìn)而可在術(shù)中操作時(shí),通過調(diào)整制備骨道的角度,獲得滿意的股骨隧道長度。對于股骨髁較大的患者,術(shù)中出現(xiàn)隧道過短,提示股骨后壁打爆的可能,需更換視野,反復(fù)檢查及時(shí)調(diào)整。

本研究顯示,盡管不同隧道出口位置下的股骨隧道長度有差別,出口位置越靠前,隧道長度越長,但這種差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Gali等[20]通過尸體標(biāo)本研究指出,在制備股骨隧道時(shí),膝關(guān)節(jié)的屈曲角度決定了隧道出口的方向,在AM技術(shù)制備股骨隧道時(shí),膝關(guān)節(jié)屈曲角度至少要達(dá)到110°才能獲得安全的股骨隧道長度,避免股骨后髁被打爆的風(fēng)險(xiǎn)。這與多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)果一致[21-24]。本研究發(fā)現(xiàn),在膝關(guān)節(jié)屈曲115°至全屈曲狀態(tài)的范圍內(nèi),雖然低屈曲角度會導(dǎo)致隧道出口位置偏后,但這與全屈曲狀態(tài)下隧道出口位置偏前的組在隧道長度上無顯著差異。這可能提示,在關(guān)節(jié)屈曲度滿意的情況下,制備股骨隧道均可獲得合適的長度。本研究還發(fā)現(xiàn),術(shù)中行髁間窩成形術(shù)與未行髁間窩成形術(shù)在股骨隧道長度上有顯著差異,這種差異體現(xiàn)在行髁間窩成形后隧道長度相對更長。這是由于術(shù)中行髁間窩擴(kuò)大成形多數(shù)是為了解除髁間窩前方入口的增生撞擊[12],并不影響髁間窩后方韌帶止點(diǎn)區(qū)域的骨質(zhì)。相反,行髁間窩成形術(shù)后再制備股骨隧道時(shí)排除了增生骨質(zhì)的干擾,視野更清晰,操作更方便,在鉆取骨道時(shí)更好把握定位點(diǎn)及角度。

我們目前尚沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)股骨隧道出口位置距股骨遠(yuǎn)端的距離與股骨隧道長度的關(guān)系的文獻(xiàn)報(bào)道。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)股骨隧道長度與股骨隧道出口距股骨遠(yuǎn)端的距離成正相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)有可能用于指導(dǎo)股骨隧道出口的定位。因?yàn)閭鹘y(tǒng)TT方法制備股骨隧道的非解剖定位,目前對于股骨隧道的制備,有學(xué)者提出采用AM技術(shù)及OI(outside-in)技術(shù)[25-28]。相比較AM技術(shù),OI技術(shù)制備股骨隧道具有防止后壁爆裂、避免過度屈膝關(guān)節(jié)致軟骨損傷、手術(shù)操作視野開闊等優(yōu)勢,但OI技術(shù)的操作依賴切開外側(cè)關(guān)節(jié)囊進(jìn)行股骨隧道出口的定位。我們研究的發(fā)現(xiàn)可能為OI技術(shù)股骨隧道出口的定位及手術(shù)預(yù)后提供了一個新的研究方向。

本研究仍存在一下局限性:①本研究的病例均為ACL解剖重建,對于非解剖重建的病例,本研究的結(jié)論是否適用仍需進(jìn)一步研究;②本研究的所有病例均采用AM技術(shù)制備股骨隧道,對于其他改進(jìn)手段制備隧道的病例,本研究的結(jié)論是否適用仍需進(jìn)一步研究;③屈曲角度會影響股骨隧道的長度,本研究未對屈曲角度進(jìn)行精確的測量分組;④本研究為回顧性研究,尚需進(jìn)行RCT進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

ACL重建術(shù)中股骨隧道長度和入口定位、股骨髁大小、股骨隧道出口位置距股骨遠(yuǎn)端的距離相關(guān),這可在術(shù)前進(jìn)行隧道長度的預(yù)評估并作為術(shù)中定位的指導(dǎo)。

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Influentialfactorsoffemoraltunnellengthinanteriorcruciateligamentreconstruction

WANG Yingchun, DING Ming, YU Lifeng, LIAO Binghui, ZHEN Zhilei, XU Hu, ZHANG Chunli*
(DepartmentofOrthopedicsSportsInjury,XijingHospital,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an710032,China;*Correspondingauthor,E-mail:zhangcl816@sohu.com)

ObjectiveTo explore the factors affecting the length of the femoral tunnel during anterior cruciate ligament(ACL) reconstruction.MethodsThis study was a retrospective study. One hundred patients with ACL rupture were evaluated by X-ray and dual energy CT scan after ACL reconstruction. The position of the femoral tunnel and the location of the femoral tunnel outlet were evaluat-ed, and the length of the femoral condyle was measured. The influence of the above factors on the length of femoral tunnel was analyzed.ResultsThere was no significant difference in X axis location by Bernard four lattice table method between different femoral tunnel length groups(P=0.09),but there was a significant difference in Y axis location by Bernard four lattice table method between the different length groups(P=0.03). There was a significant difference in the length of femoral condyle between different length groups(P=0.00). The length of the femoral tunnel was positively correlated with the X axis evaluated by Bernard four grid method, and the linear regression equation wasy=30.15+25.34x(R2=0.06,P=0.01), but it was negatively correlated with Y axis positioning evaluated by Bernard four grid method, and the linear regression equation wasy=42.26-16.21x(R2=0.07,P=0.00). The length of the femoral tunnel was positively correlated with the length of the femoral condyle, and the linear regression equation wasy=13.60+2.54x(R2=0.18,P=0.00). There was no significant difference in the length of femoral tunnel between different tunnel outlet locations(P=0.48). The distance of femoral tunnel exit to the distal femur had a significant difference among different femoral tunnel length groups(P=0.00), and there was a positive correlation between them, and the linear regression equation wasy=25.35+2.51x(R2=0.153,P=0.01). There was a significant difference in the length of femoral tunnel between patients undergoing intercondylar fossa plasty or not(P=0.04).ConclusionThe influential factors of femoral tunnel length in anterior cruciate ligament reconstruction are the location of femoral tunnel, the length of femoral condyle and the distance of femoral tunnel exit to distal femur, which can be used for preoperatively evaluating the tunnel length and guiding intraoperative positioning.

anterior cruciate ligament; femoral tunnel; arthroscopy

王迎春,男,1982-01生,碩士,主治醫(yī)師,E-mail:yingchun20002009@163.com

2017-09-06

R686

A

1007-6611(2017)12-1295-07

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.12.021