股骨骨道位置對(duì)前交叉韌帶術(shù)后半年腘繩肌腱移植物信噪比的影響

馬勇 張家豪 蔣艷芳 王海軍 王永健 王健 敖英芳

北京大學(xué)第三醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所（北京100191）

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）重建的主要目的是改善患者膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)功能。ACL重建能否取得好的效果，移植物能否韌帶化是關(guān)鍵因素之 一[1，6]。磁 共 振 成 像（magnetic resonance image，MRI）是評(píng)估ACL移植物韌帶化程度的主要檢查手段[1，6，7，12，13，18，21，22]。信噪比（signal/noise quotient，SNQ）被認(rèn)為是評(píng)估術(shù)后移植物韌帶化程度較為客觀的指標(biāo)。術(shù)后半年及以上，SNQ 越低代表移植物含水量越低，韌帶化程度越高[13，21]。隨著解剖和臨床研究的進(jìn)展，將股骨骨道位置調(diào)高至近前內(nèi)束成為很多單束重建的選擇，其位于解剖范圍內(nèi)且移植物等長(zhǎng)性優(yōu)于解剖中心位置，被稱為“功能解剖重建”（functional anatomical reconstruction）[8，11，19]。本研究觀察腘繩肌腱重建ACL 術(shù)后半年移植物SNQ 的特點(diǎn)，按照股骨定位不同，分成近前內(nèi)束組和近解剖中心組，比較兩組移植物SNQ的差異，為后繼研究提供參考。

1 臨床資料

1.1 研究對(duì)象

2015年10月至2018年6月，作者收治154 例ACL斷裂患者并行關(guān)節(jié)鏡下ACL 重建手術(shù)。入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～45 歲；初次單側(cè)膝關(guān)節(jié)ACL 斷裂；既往無(wú)膝關(guān)節(jié)手術(shù)史。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前Kellgren-Lawrence 骨關(guān)節(jié)退變3 期及以上患者（18 例）；合并其它韌帶損傷（19例）。術(shù)前將患者（117 例）隨機(jī)分為近前內(nèi)束（AM）組和近解剖中心（Center）組。

1.2 手術(shù)治療

1.2.1 移植物獲取及準(zhǔn)備

脛骨結(jié)節(jié)向內(nèi)下約2 cm 處，作3 cm斜形切口，深達(dá)鵝足，翻開(kāi)縫匠肌腱膜，顯露深面的股薄肌、半腱肌肌腱，沿肌腱邊緣清理與之相連的纖維束及副腱，將肌腱游離端穿入取腱器，沿肌腱近端上推取腱器，于腱腹接合部切斷，取出肌腱，置于肌腱操作臺(tái)，清理肌腱表面殘存的滑膜和肌肉，肌腱2～4 折，以期移植物直徑在7～9 mm，長(zhǎng)度在7.5～8.5 cm。用Orthocord線編織縫合肌腱兩端各2 cm。

1.2.2 骨道制備

髁間窩清理，AM 組將股骨骨道定位于前內(nèi)束位置，Center 組將股骨骨道定位于解剖中心位置（圖1），均從前內(nèi)入路制作。脛骨骨道用ACUFEX（Smith &Nephew，Andover，MA，USA）脛骨定位器定位在解剖中心，根據(jù)所測(cè)肌腱直徑制作脛骨骨道。

1.2.3 移植物植入及固定

經(jīng)前內(nèi)入路將導(dǎo)線用長(zhǎng)導(dǎo)針引入股骨骨道。用抓線器經(jīng)脛骨骨道將此線逆行引出關(guān)節(jié)腔。用導(dǎo)線將移植物經(jīng)脛骨骨道引入關(guān)節(jié)腔和股骨骨道，確認(rèn)Endobutton在骨道外口翻轉(zhuǎn)貼服。脛骨骨道外口下方預(yù)置門形釘，伸直位，拉緊移植物將編織線在門形釘上栓樁固定。

1.3 術(shù)后康復(fù)

膝關(guān)節(jié)伸直位支具保護(hù)，股四頭肌等長(zhǎng)收縮、膝關(guān)節(jié)壓直練習(xí)、直抬腿及髕骨活動(dòng)度練習(xí)在術(shù)后盡早開(kāi)始。術(shù)后第1 天即完全負(fù)重，1 周內(nèi)開(kāi)始屈膝練習(xí)，推薦1 周末過(guò)90°，4～6 周末過(guò)120°，3～4月末屈膝角度達(dá)正常。術(shù)后5～6月，患者進(jìn)行靜態(tài)自行車、單足站立及上下樓，練習(xí)游泳及水中快走和慢跑。

1.4 術(shù)后MRI評(píng)估

術(shù)后半年，患者在同一臺(tái)核磁共振機(jī)器（超導(dǎo)磁共振Optima MR360 1.5T 四肢骨關(guān)節(jié)檢查專用成像系統(tǒng)，GE 公司，美國(guó)）完成檢查。從PACs 終端調(diào)出PDFSE 斜冠狀位圖像進(jìn)行分析，選取5 個(gè)關(guān)注區(qū)域，即ROI（region of interest），關(guān)節(jié)內(nèi)移植物近端、中段、遠(yuǎn)端分別標(biāo)注為1、2、3，后交叉韌帶信號(hào)標(biāo)記為4，背景ROI 選取在內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)隙內(nèi)側(cè)1 cm，遠(yuǎn)端2 cm，標(biāo)記為5。上述所有ROI 計(jì)數(shù)均為125，記錄每個(gè)ROI 像素值（圖2）。上述數(shù)據(jù)由2 名10年以上從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的臨床醫(yī)師分別測(cè)量，取平均值。信噪比計(jì)算公式：SNQ=（移植物ROI-后交叉韌帶ROI）／背景ROI[13]。

圖2 PD-FSE斜冠狀位，關(guān)節(jié)內(nèi)移植物近端、中段、遠(yuǎn)端ROI分別標(biāo)注為1、2、3，后交叉韌帶ROI標(biāo)記為4，背景ROI標(biāo)記為5

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

評(píng)價(jià)觀察者自身和觀察者之間的可靠性用相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）度量。患者一般資料利用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（年齡、病程）或卡方檢驗(yàn)（性別、患膝）。術(shù)后移植物SNQ 同一組不同區(qū)域用單因素方差分析，事后檢驗(yàn)采用LSD。組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS20.0，采用雙側(cè)檢驗(yàn)（P＜0.05）。

2 結(jié)果

18 例患者因失訪未行MRI 檢查。最終研究納入99 例患者。所有患者均為初次手術(shù)，合并半月板損傷者73 例，依據(jù)損傷類型分別行半月板成形和縫合術(shù)，無(wú)半月板全切病例。軟骨損傷患者32 例，無(wú)Ⅳ度病例，均行清理術(shù)。其中AM 組56 例，Center 組43 例，兩組患者年齡、性別、左右患膝、受傷到手術(shù)時(shí)間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，見(jiàn)表1。兩組未出現(xiàn)股骨骨道后壁破裂、血管神經(jīng)損傷、術(shù)后感染等并發(fā)癥。所有患者康復(fù)進(jìn)程順利，術(shù)后半年，活動(dòng)度無(wú)受限，膝關(guān)節(jié)無(wú)腫脹等炎癥表現(xiàn)，無(wú)再斷裂。術(shù)后MRI 測(cè)量觀察者自身一致性為0.995（95%置信區(qū)間0.991～0.997），觀察者之間一致性為0.993（95%置信區(qū)間0.990～0.997）。AM 組SNQ 移植物近、中、遠(yuǎn)端分別為3.52±1.08、2.43±0.52、1.53±0.61（P＜0.001，遠(yuǎn)端 vs 中段；P＜0.001，中段vs 近端；P＜0.001，近端vs 遠(yuǎn)端）。Center組SNQ移植物近、中、遠(yuǎn)端分別為3.68±1.52、3.02±0.82、1.55±0.43（P＜0.001，遠(yuǎn)端 vs 中段；P=0.018，中段vs 近端；P＜0.001，近端vs 遠(yuǎn)端）。組間比較，近、遠(yuǎn)端SNQ 無(wú)差異，AM 組中段SNQ 較Center 組有優(yōu)勢(shì)（P=0.023）。見(jiàn)表2。

表1 患者一般資料

表2 各組不同部位信噪比（SNQ）比較

此外，部分病例顯示出個(gè)體化差異，并未完全符合上述規(guī)律（圖3）。韌帶化程度依據(jù)SNQ 值依次描述為優(yōu)（SNQ＜2）、良（2≤SNQ＜3）、中（3≤SNQ＜4）、差（SNQ≥4）。第1類整個(gè)移植物韌帶化優(yōu)（AM組8例，Center 組5例）。第2類中段韌帶化優(yōu)，兩端良（AM 組1例）。第3 類整個(gè)移植物韌帶化中（AM 組5 例，Center 組7例）。第4 類遠(yuǎn)端韌帶化優(yōu)、中段良、近端中且融合不佳（Center 組1例）。第5類整個(gè)融合不佳，近遠(yuǎn)端韌帶化優(yōu)、中段良（Center組1例）。第6類整個(gè)融合不佳，中段韌帶化良、近遠(yuǎn)端中（AM組2例，Center組1例）。

圖3 ACL重建術(shù)后半年，關(guān)節(jié)腔內(nèi)自體腘繩肌腱移植物韌帶化的個(gè)體化差異（詳見(jiàn)結(jié)果描述）。

3 討論

3.1 ACL重建術(shù)后，自體腘繩肌腱移植物的韌帶化進(jìn)程以及早期最佳觀察時(shí)間點(diǎn)

相關(guān)韌帶化進(jìn)程觀察多見(jiàn)于動(dòng)物研究[20]。韌帶化進(jìn)程分為三個(gè)階段：早期韌帶化、塑形改建以及成熟。早期韌帶化在術(shù)后2～4周，比較明確的表現(xiàn)是新生肉芽組織從外周進(jìn)入肌腱內(nèi)部，富含細(xì)胞及血管。塑形改建在術(shù)后6～8 周，肉芽組織被縱行膠原纖維取代，也是從外周開(kāi)始，逐漸進(jìn)入肌腱內(nèi)部。與早期韌帶化不同，此期細(xì)胞仍然較多，但是血管化逐漸減少。術(shù)后24 周，成熟期開(kāi)始，肉芽組織完全被膠原纖維取代，細(xì)胞也逐漸減少至接近正常ACL。目前的康復(fù)進(jìn)程多參照此結(jié)果，一般推薦術(shù)后半年恢復(fù)有保護(hù)下的慢跑，10～12月可重返競(jìng)技對(duì)抗運(yùn)動(dòng)[4，5，14，16，17]。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，人ACL重建術(shù)后韌帶化的過(guò)程得到評(píng)估，相關(guān)研究也逐漸增加，最終何時(shí)完全變成韌帶爭(zhēng)議較大[8，11，12，17，19]。甚至有研究認(rèn)為術(shù)后24月時(shí)信號(hào)仍未正常，建議術(shù)后2～4年再根據(jù)韌帶化情況決定是否參加對(duì)抗性運(yùn)動(dòng)[22]。但比較一致的觀點(diǎn)是，術(shù)后5～6月是早期評(píng)估腘繩肌腱移植物韌帶化程度的最佳節(jié)點(diǎn)[9，13，16]，因術(shù)后SNQ最高的時(shí)候是術(shù)后2～4月，然后開(kāi)始逐漸降低[16]。SNQ 越低說(shuō)明移植物生物力學(xué)特性越好[21]。術(shù)后半年也是ACL重建術(shù)后患者開(kāi)始準(zhǔn)備重返一般運(yùn)動(dòng)的最佳時(shí)間[14，17]，有必要針對(duì)這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移植物韌帶化的評(píng)估和研究。

3.2 解剖位置自體腘繩肌腱重建ACL移植物在關(guān)節(jié)腔內(nèi)韌帶化進(jìn)程的特點(diǎn)

本研究?jī)山M移植物總體上顯示關(guān)節(jié)腔內(nèi)近端韌帶化程度要滯后于遠(yuǎn)端。影響因素應(yīng)為多方面，一是解剖位點(diǎn)重建移植物的等長(zhǎng)不佳[20]，二是固定方式導(dǎo)致的所謂“雨刷效應(yīng)”和“蹦極效應(yīng)”[3]，三是移植物與股骨骨道的“成角效應(yīng)”[1]，四是遠(yuǎn)端移植物靠近脂肪墊及其表面的滑膜，這些部位可提供充足的血運(yùn)[13]。但是等長(zhǎng)不佳同樣會(huì)影響到遠(yuǎn)端，本研究脛骨側(cè)也是栓樁固定，前兩點(diǎn)因素不能解釋遠(yuǎn)端韌帶化程度優(yōu)于近端。因此移植物與骨道成角以及遠(yuǎn)端血運(yùn)可能是影響其韌帶化進(jìn)程的重要因素。作者發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在冠狀位還是矢狀位，移植物與脛骨骨道的成角皆小于其與股骨骨道的成角[13]。脛骨殘端保留可能會(huì)對(duì)移植物韌帶化造成積極影響，但不同研究報(bào)道各異[10，18]。作者此前比較過(guò)腘繩肌腱與股四頭肌腱-骨移植物在術(shù)后半年的差異，發(fā)現(xiàn)后者如果把骨塊放到近端固定，關(guān)節(jié)腔內(nèi)近端移植物在術(shù)后半年的韌帶化程度與遠(yuǎn)端沒(méi)有差異[13]。因此，自體腘繩肌腱移植物在解剖位置重建ACL 其近端韌帶化進(jìn)度滯后于遠(yuǎn)端目前尚無(wú)法通過(guò)手術(shù)解決。

3.3 解剖位置自體腘繩肌腱重建ACL 應(yīng)將股骨骨道制作于前內(nèi)束位置

本研究的積極意義在于將股骨骨道置于近前內(nèi)束，可改善腘繩肌腱移植物在中段的韌帶化程度。目前，將骨道位置定于解剖范圍內(nèi)已經(jīng)不存在爭(zhēng)議[2]。但是如何優(yōu)化骨道位置？除了實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)的直接止點(diǎn)和間接止點(diǎn)解剖提供參考[15，19]，還應(yīng)該找到直接的臨床證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，越偏向后外束的位點(diǎn)，移植物等長(zhǎng)性越差，在膝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)中，腘繩肌腱移植物勢(shì)必受到過(guò)度牽拉[8，11]。這種牽拉作用對(duì)移植物的韌帶化是否存在影響，本研究給出了答案。當(dāng)然，近端移植物的韌帶化并未因調(diào)整骨道位置獲得改善。這是因?yàn)榻?jīng)前內(nèi)技術(shù)的股骨骨道成角效應(yīng)有可能減弱了調(diào)整骨道位置帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)[1，13]。但是在受成角因素影響較小的中段移植物韌帶化上，調(diào)整骨道位置體現(xiàn)出了優(yōu)勢(shì)。因此，本研究認(rèn)為，在單束自體腘繩肌腱“解剖重建”ACL手術(shù)中，應(yīng)尊重肌腱移植物的生物力學(xué)特性，將股骨骨道置于近前內(nèi)束止點(diǎn)位置，以便更有利于肌腱移植物的韌帶化。

3.4 本研究存在的不足

本研究為術(shù)后早期的影像學(xué)觀察，尚不能將移植物韌帶化與臨床效果關(guān)聯(lián)。當(dāng)然，早期的結(jié)果可為康復(fù)方案的調(diào)整提供參考[13]。早期發(fā)現(xiàn)移植物韌帶化的個(gè)體化差異也可提示臨床對(duì)韌帶化較好的患者給予較為積極的康復(fù)，對(duì)韌帶化不好的患者應(yīng)給予保護(hù)，以利于個(gè)體化康復(fù)的早期開(kāi)展。

4 結(jié)論

ACL重建術(shù)后半年，腘繩肌腱移植物關(guān)節(jié)腔內(nèi)遠(yuǎn)端韌帶化程度最好，中段次之。較之近解剖中心，將股骨骨道定于近前內(nèi)束位置的移植物中段韌帶化程度更好。