應(yīng)用Transtibial技術(shù)進(jìn)行前交叉韌帶生物力學(xué)止點重建的病例系列研究

張家豪 牛星躍 邵嘉藝 胡曉青 敖英芳

北京大學(xué)第三醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)研究所，北京市運動醫(yī)學(xué)關(guān)節(jié)傷病重點實驗室（北京100191）

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）重建是目前治療ACL 斷裂的主要方法，而股骨骨道定位是否準(zhǔn)確是影響ACL 重建后效果至關(guān)重要的因素[1]。股骨骨道制備的主流方法在過去20年中發(fā)生了很大變化，經(jīng)脛骨隧道（transtibial，TT）技術(shù)曾經(jīng)是應(yīng)用最廣泛的術(shù)式，其優(yōu)勢為低創(chuàng)傷性、切口入路少、操作不需要額外入路，重建移植物等長性好，Lachman 試驗結(jié)果穩(wěn)定，股骨隧道軸線與ACL軸線相似、可最小化移植物與骨隧道原位撞擊及髁間窩撞擊，其劣勢為股骨骨道制備受限于脛骨骨道、難以達(dá)到解剖定位[2]。而隨著解剖重建理念的深入，獨立于脛骨骨道外的股骨骨道制備技術(shù)，如前內(nèi)側(cè)入路（anterior medial portal，AMP）及由外向內(nèi)（outside-in，OI）等技術(shù)，獲得了更多關(guān)注和應(yīng)用[3，4]。有研究表明在TT 技術(shù)中，通過小于9 mm 直徑的脛骨骨道鉆取股骨骨道無法達(dá)到解剖定位，但結(jié)合9 mm或以上直徑的脛骨骨道及更加靠近脛骨近端的起始點，可以達(dá)到股骨骨道解剖定位[5]。本課題組前期研究[6]提出的ACL 生物力學(xué)止點重建手術(shù)優(yōu)勢之一即為依據(jù)理論值擴(kuò)大脛骨骨道長徑，以完成生物力學(xué)止點重建，同時可通過直徑擴(kuò)大的脛骨骨道增加股骨骨道定位的范圍，以滿足股骨骨道解剖定位的要求。本研究通過回顧30 例應(yīng)用TT 技術(shù)進(jìn)行ACL 生物力學(xué)止點重建患者的臨床資料，分析其臨床效果，并通過CT 評估骨道長短徑是否與公式計算所得理論值匹配，以及是否滿足解剖定位。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究納入分析了北京大學(xué)運動醫(yī)學(xué)研究所2015年6月至2017年6月間應(yīng)用TT技術(shù)進(jìn)行ACL生物力學(xué)止點重建的患者30例。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡18～50歲；（2）膝關(guān)節(jié)不合并骨折、其它韌帶損傷；（3）膝關(guān)節(jié)無明顯退變；（4）臨床資料齊全，已完善術(shù)后CT檢查。

患者平均年齡29.6±8.0 歲，男性19 例，女性11例，左膝16 例，右膝14 例，受傷時間為0.5～51月（5.5月），平均隨訪時間為24.5±3.5月。研究方案經(jīng)北京大學(xué)第三醫(yī)院倫理委員會審核通過。

1.2 手術(shù)方法

麻醉方式均采用常規(guī)連續(xù)硬膜外麻醉，仰臥位，患肢大腿根部扎氣囊式止血帶。移植物均采用自體同側(cè)半腱肌腱和股薄肌腱，取脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)斜形切口，逐層分離暴露鵝掌，分離副腱，用取腱器取出半腱和股薄肌腱，修理肌腱后編織兩端，對折成4股預(yù)備牽張用。

脛骨骨道定位以脛骨前嵴和內(nèi)側(cè)髁間嵴作為界定前界和內(nèi)側(cè)界的骨性標(biāo)志，同時可參照與外側(cè)半月板前角游離緣的關(guān)系及后交叉韌帶前方纖維距離確認(rèn)骨道中心點。選取直徑5 mm骨道鉆鉆取小直徑骨道，再依據(jù)理論值利用直徑5 mm 骨道銼將近關(guān)節(jié)腔側(cè)10 mm 骨道銼修為圓矩形。股骨骨道經(jīng)脛骨骨道定位骨道中心點，屈膝90 度，4.5 mm 鉆穿透股骨外側(cè)皮質(zhì)制備細(xì)骨道，粗骨道先選取6 mm 直徑骨鉆鉆取，隨后利用骨道銼依據(jù)理論值銼修為橢圓形，可根據(jù)骨道中心位點調(diào)節(jié)銼修方向，滿足個性化重建需要。脛骨及股骨骨道制作過程中利用鏡下比例尺輔助，并利用對應(yīng)尺寸骨道擴(kuò)孔器匹配以標(biāo)準(zhǔn)化骨道，使移植物與骨道完美匹配。

依據(jù)粗細(xì)骨道長度及寬度選取對應(yīng)長度的固定裝置，保證移植物在骨道內(nèi)長度為20～25 cm。用導(dǎo)引線將連接Endo-button（Smith &Nephew Endoscopy，Andover MA，USA）的肌腱沿脛骨骨道引入關(guān)節(jié)內(nèi)，股骨端待Endo-button 出骨道后翻轉(zhuǎn)固定，脛骨端屈膝20°拉緊移植物，后推應(yīng)力下利用Bio-absorbable In?tra-fix（Intra-fix，DepuyMitek）固定，骨道形態(tài)調(diào)整僅限于近關(guān)節(jié)腔側(cè)10 mm 長的骨道，主要位于腱骨愈合區(qū)域，所以不影響脛骨及股骨端固定。伸屈膝關(guān)節(jié)確認(rèn)移植物張力，檢查與髁間窩是否撞擊。

1.3 康復(fù)方案

患者術(shù)后均參照北京大學(xué)運動醫(yī)學(xué)研究所制定的標(biāo)準(zhǔn)康復(fù)計劃進(jìn)行康復(fù)。術(shù)后膝關(guān)節(jié)支具伸直位保護(hù)，待麻醉恢復(fù)后即可開始股四頭肌主動收縮、直抬腿、髕骨活動度練習(xí)。術(shù)后第2 天可于支具保護(hù)下拄拐行走，盡早練習(xí)屈膝角度。1 周后屈膝達(dá)90°，4～6周達(dá)120°，可去除支具。8～12 周后屈膝達(dá)正常角度。6個月可開始慢跑，依據(jù)肌肉力量恢復(fù)情況參加不同程度體育活動。

1.4 臨床效果及影像學(xué)評估

患者術(shù)后1周內(nèi)完成膝關(guān)節(jié)平掃+重建CT（西門子雙源64 排螺旋CT，德國）進(jìn)行影像學(xué)評估，采用PACS系統(tǒng)內(nèi)置測量功能對術(shù)后骨道中心點位置、骨道長短徑進(jìn)行測量，并結(jié)合先前研究中提到的理論公式[6]，將長短徑測量值與公式計算得出的理論值進(jìn)行比較分析。其中股骨骨道中心位置采用Bernard 和Hertel等[7]提出的四分法進(jìn)行測量，如圖1（A）所示，測量股骨外髁沿Blumensaat’s線的全長距離L、股骨髁間窩的高度H、骨道中心至最后外側(cè)股骨髁軟骨下邊緣l 和骨道中心至Blumensaat’s 線距離h，并以l/L×100%和h/H×100%計算比例。脛骨骨道采用Taukada[8]等提出的方法，如圖1（B）所示，測量脛骨平臺內(nèi)側(cè)緣至外側(cè)緣的水平距離L，前緣至后緣的垂直距離T，骨道中心點至脛骨平臺前緣的距離t，骨道中心點至脛骨平臺內(nèi)側(cè)緣的距離l，并以t/T×100%和l/L×100%計算比例。理論值依據(jù)既往發(fā)表研究中的公式進(jìn)行計算[6]，假設(shè)圓形骨道和改良后的骨道與移植物完全匹配，則兩骨道截面積相等，因此我們可以利用面積公式計算理論值。D 代表圓骨道直徑，Major代表銼修后骨道長徑，Minor代表短徑，根據(jù)面積公式可分別計算出脛骨骨道長短徑與圓骨道直徑的關(guān)系Maj=+4Min，股骨骨道長短徑與橢圓骨道直徑的關(guān)系D2=Maj×Min。例如，移植物直徑為8 mm時，需要制備短徑為5 mm 的圓矩形骨道，簡稱5 調(diào)8。脛骨骨道先用直徑5 mm的骨鉆鉆取骨道，再用骨道銼依據(jù)圓矩形骨道理論值將骨道長徑調(diào)整為11.1 mm，短徑維持5 mm不變，骨隧道口即為圓矩形。

圖1 骨道中心點位置數(shù)據(jù)測量示意圖

圖2 骨道長短徑測量示意圖

患者術(shù)前及術(shù)后2年隨訪獲得的臨床功能評分，包括Tegner 評分、Lysholm 評分、IKDC 主觀功能評分。KT-2000（Knee Ligament Athrometer，Medmetric，USA）測量數(shù)據(jù)，評估膝關(guān)節(jié)前后向穩(wěn)定性，統(tǒng)一取屈膝30°位，132 N拉力下脛骨前移的距離作統(tǒng)計分析。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 24.0 軟件系統(tǒng)（SPSS，Chicago，IL，USA）進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析?；颊呤中g(shù)前后Tegner 評分采用Mann-Whitney 秩和檢驗，Lysholm 評分和IKDC評分，以及KT2000 的差異、骨道長短徑測量值與理論值的比較采用配對樣本t檢驗，數(shù)據(jù)描述采用中位數(shù)或均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究納入的30 例患者術(shù)中及術(shù)后隨訪過程中均未出現(xiàn)骨道破裂、關(guān)節(jié)感染、移植物斷裂等情況。術(shù)后骨道長短徑的CT 測量值如表1所示。納入分析的30 例患者中移植物直徑為7 mm 者為10 例，直徑為8 mm者為20例。將CT實際測量值對比標(biāo)準(zhǔn)化計算所得理論值，發(fā)現(xiàn)脛骨端和股骨端長徑測量值和理論值基本匹配，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而短徑測量值和理論值相比偏大，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 骨道長短徑CT測量值與理論值比較

股骨骨道中心點位置測量結(jié)果為：l/L 24.8±3.1%，h/H 33.2±2.0%；脛骨骨道中心點位置測量結(jié)果為：t/T 38.8±2.7%，l/L 43.4±1.8%，如表2所示。與既往研究數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，本研究中ACL-MIR術(shù)后脛骨及股骨骨道均基本達(dá)到解剖定位。

表2 本研究與既往研究中骨道中心點位置的比較

患者術(shù)后2年臨床功能評分，包括Tegner 評分、Lysholm評分、IKDC主觀功能評分，均較術(shù)前顯著改善（P＜0.001），達(dá)到滿意臨床效果，KT-2000術(shù)后2年隨訪結(jié)果為1.1±1.0 mm，較術(shù)前4.6±2.4 mm顯著降低（P＜0.001）。見表3。

表3 患者手術(shù)前后臨床功能評分及KT-2000比較

3 討論

本回顧性研究中納入的30例患者術(shù)后2年臨床功能隨訪顯示Tegner評分、Lysholm評分和IKDC 主觀功能評分均較術(shù)前顯著提高，達(dá)到滿意的臨床效果。KT-2000術(shù)后2年的隨訪數(shù)據(jù)表明，膝關(guān)節(jié)前后向穩(wěn)定性亦較術(shù)前顯著改善。關(guān)于雙束ACL 重建技術(shù)，既往多數(shù)研究認(rèn)為其相比單束ACL重建可以更好地恢復(fù)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，認(rèn)為雙束重建技術(shù)的雙骨道對于ACL 解剖止點的覆蓋要優(yōu)于單束重建[9-11]，而解剖止點面積很大，只能將雙束重建的四個骨道定位于雙束各自中心點位置，通過在解剖位置重建來更大程度地恢復(fù)原始ACL 的生物力學(xué)特性[12]。生物力學(xué)止點重建并非首要以解剖中心點定位，而是首先考慮生物力學(xué)因素，通過模擬生物力學(xué)止點的形態(tài)改變了骨道的形態(tài)，同時也改變了移植物的形態(tài)，將移植物前后向直徑增加，左右徑減小，變得更加扁平，但這并未影響膝關(guān)節(jié)前后向穩(wěn)定性，雖然理論上移植物左右徑減小可能會影響抵抗膝關(guān)節(jié)前后向位移的力量，但生物力學(xué)止點為移植物抵抗應(yīng)力集中區(qū)域，我們認(rèn)為此止點區(qū)域覆蓋面積的增加應(yīng)該會更好地恢復(fù)ACL 的生物力學(xué)特性，包括抵抗前后向位移和抵抗旋轉(zhuǎn)的力量。

ACL生物力學(xué)重建術(shù)中以骨道銼修據(jù)理論值進(jìn)行骨道銼修，并輔以關(guān)節(jié)鏡下比例尺標(biāo)準(zhǔn)化，本研究于患者術(shù)后CT 冠狀面及矢狀面對關(guān)節(jié)腔側(cè)骨道口長短徑進(jìn)行測量分析，結(jié)果顯示脛骨端和股骨端長徑測量值和理論值基本匹配，無統(tǒng)計學(xué)差異，而短徑測量值和理論值相比則偏大，此結(jié)果符合預(yù)期。分析原因如下：骨道長徑最終為標(biāo)準(zhǔn)化銼修所得，理應(yīng)與理論值相符，而短徑為利用5 mm或6 mm直徑骨道鉆直接鉆取所得，可能骨道口爆裂效應(yīng)或骨道銼修過程對松質(zhì)骨的擠壓。但短徑與理論值誤差控制在0.5 mm左右，對臨床效果影響甚微，動物實驗驗證了改良骨道形態(tài)有助于早期腱骨愈合，而未觀察到骨道匹配誤差會帶來負(fù)面影響[13]，且臨床隨訪也證實橢圓形骨道術(shù)后移植物成熟度優(yōu)于圓形骨道[14]，本研究術(shù)后2年臨床功能隨訪結(jié)果亦說明了這點。此部分結(jié)果表明應(yīng)用TT 技術(shù)可以依據(jù)理論值調(diào)整骨道參數(shù)，順利完成生物力學(xué)止點重建。

關(guān)于骨道定位，與AMP 技術(shù)或OI 相比，TT 技術(shù)具有其獨特的優(yōu)勢，如更少的手術(shù)切口、更短的手術(shù)時間、平行的骨道、更低的翻修風(fēng)險等[2，15，16]。然而，其最大的局限性來源于股骨骨道的定位依賴于脛骨骨道的方向和位置，往往使制備的脛骨骨道位于足印區(qū)偏后，而股骨骨道偏高至髁間窩頂，甚至偏離足印區(qū)[17]。理想的定位結(jié)果是移植物重建于ACL 止點的解剖中心點，然而這將會使脛骨骨道制備的起始點非?？拷劰墙薣17]，研究顯示這個起始點位置距離關(guān)節(jié)線僅有11.10 mm[18]，這必然會對脛骨端移植物固定產(chǎn)生影響。如果采用骨-髕腱-骨重建，還會造成移植物與骨道不匹配的問題[18]。Bhatia 等通過在膝關(guān)節(jié)標(biāo)本上應(yīng)用TT 技術(shù)制備股骨骨道發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脛骨骨道小于9 mm時，股骨骨道難以達(dá)到解剖定位，而當(dāng)結(jié)合靠近近端的脛骨骨道起始點及9 mm或以上直徑的脛骨骨道時，股骨骨道可以實現(xiàn)解剖定位[5]。應(yīng)用TT技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)止點重建時，當(dāng)移植物直徑大于7 mm 時，短徑為5 mm 或6 mm 的骨道對應(yīng)的長徑均大于9 mm，給予了股骨骨道定位時充足的空間，以完成更準(zhǔn)確的股骨骨道定位。本研究利用Bernard 和Hertel[7]提出的四分法以及Taukada 提出的方法分別測量了股骨骨道中心點的位置和脛骨骨道中心點的位置，并與既往利用CT對膝關(guān)節(jié)標(biāo)本進(jìn)行骨道定位評估的系列研究進(jìn)行對比[8，19-21]（見表2）。股骨骨道中心點位于Blumensaat’s 線水平的股骨外側(cè)髁長度的后24.8%和高度的上33.2%，與文獻(xiàn)中前內(nèi)側(cè)（anteromedial，AM）束和后外側(cè)（pos?terolateral，PL）束中心點位置數(shù)據(jù)對比，并未出現(xiàn)股骨骨道偏高至髁間窩頂，而是位于解剖中心點范圍。脛骨骨道中心點位于脛骨長度的前38.8%和寬度的內(nèi)43.4%，與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對比，脛骨骨道中心點較ACL 整個止點的中心點偏前，較AM 束中心點偏后，且更偏近內(nèi)側(cè)，我們考慮這主要與生物力學(xué)止點中心并非在AM束和后PL束正中，而是略偏向AM束，而且應(yīng)力集中區(qū)域靠近內(nèi)側(cè)，沿內(nèi)側(cè)髁間嵴狹長分布有關(guān)。

本研究為病例系列研究，主要對應(yīng)用TT技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)止點重建的患者進(jìn)行研究，不足之處為未采用對照組對比分析，而是將自身作為對照，對比術(shù)前、術(shù)后的臨床功能，而骨道測量方面是與理論值和既往文獻(xiàn)進(jìn)行比較分析，利用AMP 技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)重建與解剖單束重建進(jìn)行對比研究將是進(jìn)一步研究的方向。

綜上，本研究通過分析30例應(yīng)用TT技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)止點重建的患者的臨床資料，發(fā)現(xiàn)生物力學(xué)止點重建患者術(shù)后可以取得良好的臨床效果，術(shù)后CT評估顯示骨道銼修效果基本與理論值匹配，脛骨骨道定位更偏內(nèi)側(cè)，而經(jīng)TT 技術(shù)定位股骨骨道時，可充分利用脛骨骨道長徑增加后的空間，完成股骨骨道解剖定位，對生物力學(xué)止點重建及習(xí)慣選擇TT 技術(shù)進(jìn)行ACL重建的術(shù)者具有一定的臨床指導(dǎo)意義。