單束類等長重建前交叉韌帶術(shù)后骨道位置及直徑變化

鄭維蓬 劉治軍 魏合偉△ 萬雷 陳勝 廖志浩 趙國源 胡偉堅

前交叉韌帶(Anterior Cruciate Ligament，ACL)是膝關(guān)節(jié)重要的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)之一，其損傷斷裂會造成膝關(guān)節(jié)前向不穩(wěn)和部分旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的喪失，常引起半月板、關(guān)節(jié)軟骨等結(jié)構(gòu)的繼發(fā)性損傷，嚴(yán)重影響膝關(guān)節(jié)功能[1-2]。關(guān)節(jié)鏡下ACL重建術(shù)是治療前交叉韌帶損傷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，而骨道的位置及擴大的狀態(tài)都是影響手術(shù)效果的重要因素[3-5]。因此，如何正確評估ACL重建術(shù)后骨道的位置及其擴大情況就顯得尤其重要。本研究采用不同的X線片測量技術(shù)對ACL類等長重建術(shù)后患者的骨道的位置及其擴大情況進行測量與評估，旨在為臨床治療提供參考依據(jù)，現(xiàn)報告如下。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

收集2016年1月至2019年12月廣州中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)科ACL斷裂患者43例，其中男26例，女17例；年齡22～49歲；病程1周～18個月。所有患者經(jīng)關(guān)節(jié)鏡下證實ACL斷裂并行單束類等長重建，合并有半月板及軟骨等結(jié)構(gòu)損傷者，同時給予修復(fù)。手術(shù)均由2名高年資主刀醫(yī)生操作且采用相同術(shù)式。術(shù)后1周內(nèi)及術(shù)后12個月分別給予X線片檢查，由兩名主治醫(yī)生對影像進行測量。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

采用前交叉韌帶損傷的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]：1)運動傷病史；2)查體Lachman試驗陽性；3)磁共振顯示前交叉韌帶損傷。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

1)符合上述診斷標(biāo)準(zhǔn)；2)年齡18～50歲；3)手術(shù)適應(yīng)證明確，且單側(cè)膝關(guān)節(jié)ACL重建者；4)同意參與本項研究，簽署知情同意書。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn)

1)無明顯外傷史者；2)MRI檢查不支持ACL斷裂者；3)膝關(guān)節(jié)骨骼發(fā)育異?；蛘吖钦壅?。患者只要滿足排除標(biāo)準(zhǔn)中的任意一條，就必須被排除在研究范圍之外。

1.5 方法

1.5.1股骨及脛骨骨道定位方法 1)股骨骨道內(nèi)口定位：極度屈膝位，使用股骨定位器經(jīng)前內(nèi)側(cè)入路(Anteromedial Portal，AM)定位于髁間窩外側(cè)壁過頂點前遠方約7 mm(類等長點)處打入導(dǎo)針至股骨外髁皮膚外。然后使用直徑4.5 mm空心鉆鉆穿骨皮質(zhì)，預(yù)定骨道內(nèi)移植物的合適長度，拔出空心鉆，使用股骨空心鉆頭制備粗骨道，清理骨道內(nèi)碎屑，完成股骨道的制備。2)脛骨骨道內(nèi)口定位：從AM入路插入脛骨骨道“點對點”定位器，定位點位于外側(cè)半月板前角游離緣與脛骨內(nèi)側(cè)髁間嵴連線上，即原ACL足印區(qū)的中后部，距離后交叉韌帶前緣前方大約7 mm處。脛骨骨道內(nèi)口位置確定后，將定位器勾尖勾住定位點，擺動定位尾端以調(diào)整隧道的方向，通過體外觀察，調(diào)整脛骨道與矢狀面成30°，與脛骨縱軸成角45°～50°。

1.5.2移植物的選擇及固定方式 移植韌帶為自體腘繩肌腱(同側(cè)半腱肌腱和股薄肌腱)4股單束或5股單束(見圖1)，長度一般為75～85 mm，脛骨端直徑為7～9 mm，股骨端直徑為6～8 mm。股骨端固定方式為TighRope(Arthrex公司，美國)懸吊固定，脛骨端為可吸收界面擠壓螺釘、門形釘栓樁混合固定。

圖1 單束的ACL移植物、TighRope及關(guān)節(jié)鏡下重建后的ACL形態(tài)

1.5.3影像觀察 所有隨訪對象在術(shù)后1周內(nèi)及術(shù)后12個月隨訪時均行膝關(guān)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)正側(cè)位X線檢查(日本島津R SPEED M 型數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)DR機)。圖像可在“東軟”醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)調(diào)用，軟件自帶比例尺，并已經(jīng)進行放大率的矯正，還可提供直線、角度的測量。測量范圍包括脛骨骨道位置及其直徑，股骨骨道位置及其直徑。

1.5.4X線片測量骨道位置的方法 股骨骨道位置測量：1)第一種方法采用Bernard象限法[7]，Blumensaat 線通過股骨髁間窩頂部，F(xiàn)G線為通過骨道中心E且平行于Blumensaat 線，JI線為通過骨道中心E且垂直于Blumensaat 線。在矢狀面的X線片上，骨道中心點E的位置為外側(cè)髁前后徑水平的(EG/FG)%，距離髁間窩頂?shù)母叨葹?EI/JI)%(見圖2c)。2)第二種方法采用Segawa[8]的方法測量股骨骨道中心相對于Blumensaat’s 線長度的比例。在矢狀面的X線片上，骨道中心點E的位置為(HK/HL)%(見圖2a)。

脛骨骨道位置測量：1)AB為脛骨平臺矢狀面最大直徑，CD為脛骨平臺冠狀面最大直徑；A和D分別定義為0%，B和C分別定義為100%；即規(guī)定脛骨平臺最內(nèi)側(cè)及前側(cè)為0%，最外側(cè)及后側(cè)為100%；骨道位置采用相對位置百分比方法，使所得數(shù)據(jù)具有可比性。2)在矢狀面的X線片上，骨道中心點P的位置為(PA/AB)%(見圖2a)。3)在冠狀面的X線片上，骨道中心點O的位置為(OD/CD)%(見圖2b)。

圖2 股骨骨道和脛骨骨道位置測量方法圖示

1.5.5X線片測量骨道直徑的方法 脛骨端和股骨端分別測量骨道關(guān)節(jié)內(nèi)入口處直徑，測量值為骨道的兩個硬化壁之間最長的距離(見圖3)。測量的脛骨和股骨骨道的直徑，取其最大值與重建手術(shù)時制作骨道的鉆頭直徑進行對比，來評估骨道擴大的程度。骨道直徑減去鉆頭直徑為骨道擴大的絕對值，再以此數(shù)值除以鉆頭直徑，得到的數(shù)值為骨道擴大的百分?jǐn)?shù)。

圖3 股骨骨道和脛骨骨道直徑測量方法圖示

1.5.6測量及評價方法 骨道擴大情況根據(jù)Peyrache等[9]提出的分級方法進行評定，將骨道擴大等級分為4級：0級為<2 mm，1級為2～4 mm，2級為4～6 mm，3級為≥6 mm。一般認(rèn)為骨道直徑擴大絕對值大于2 mm或百分值大于30%為骨道擴大[10]。根據(jù)測量的結(jié)果，將所有患者分為擴大組和非擴大組，比較兩組患者骨道位置。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，計量資料的比較采用t檢驗，多組間比較若資料符合正態(tài)分布且方差齊用單因素方差分析，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 骨道測量情況

根據(jù)骨道寬度測量結(jié)果，將患者分為骨道擴大組與非擴大組，兩組間骨道直徑比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 骨道擴大組與非擴大組間直徑比較及兩組骨道擴大的百分?jǐn)?shù)

2.2 骨道擴大與骨道位置變化的關(guān)系

擴大組與非擴大組在X線片冠狀面上脛骨骨道內(nèi)口相對位置的測量結(jié)果無顯著性差異(P=0.124)；其他測量結(jié)果差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 骨道擴大組與非擴大組間骨道位置比較

3 討論

利用X線片對ACL重建術(shù)后骨道位置及骨道擴大情況的評價是一種經(jīng)濟實用的方法，一般以骨道內(nèi)口中心所處位置相對于解剖標(biāo)志距離的比例來表示骨道位置。而對于骨道直徑的測量需待骨道壁硬化后進行，測量的結(jié)果用于評價骨道擴大情況。本研究通過測量單束類等長重建ACL術(shù)后骨道位置及骨道直徑，研究骨道位置與骨道擴大情況的關(guān)系，試圖尋找合適的類等長重建位點，盡量減少術(shù)后骨道擴大程度。

ACL重建術(shù)后骨道擴大的原因及其發(fā)生率存在爭議。先前的研究表明ACL重建術(shù)后骨道擴大可能是移植物愈合的自然過程[11-12]，但是隨著手術(shù)技術(shù)及生物力學(xué)因素方面對骨道擴大作用的深入研究，骨道擴大并不是受單一自然愈合因素影響，而是一個多方面因素綜合作用的結(jié)果[13]。研究認(rèn)為骨道增寬會影響移植物在骨道內(nèi)的血管化及止點塑造過程，導(dǎo)致未成熟的移植物松弛或手術(shù)失敗[14]。Okimura等[15]研究了使用骨-髕腱-骨復(fù)合體(Bone Patellar Tendon-bone，BTB)移植重建ACL，在不同時間點進行隨訪，術(shù)后脛骨隧道擴大程度是最小的，且脛骨隧道擴大與隧道內(nèi)BTB移植物腱部長度無關(guān)。陳永良等[3]研究表明ACL術(shù)后骨道擴大現(xiàn)象對膝關(guān)節(jié)功能無影響，這與Tajima等[16]研究相似。但也有研究者認(rèn)為骨道擴大不利于腱-骨愈合，最終會使移植物松弛，從而引起膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，使患膝的功能康復(fù)受到影響，如Klein等[17]的研究顯示骨道擴大程度與Lysholm評分有關(guān)。盡管骨道擴大與術(shù)后臨床療效相關(guān)性研究尚無統(tǒng)一觀點，但是筆者認(rèn)為應(yīng)盡量減少骨道擴大對臨床效果可能潛在的負(fù)面影響。本研究術(shù)后采用X線片測量均出現(xiàn)了不同程度骨道的擴大，但并未出現(xiàn)嚴(yán)重的骨道擴大情況(見表1)。分析可能原因為考慮總體上采用類等長重建技術(shù)，股骨骨道類等長位點兼顧了解剖點的優(yōu)勢，此位點能增加膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)和平移穩(wěn)定性，有利于恢復(fù)正常ACL的屈伸活動，移植物承受的不良應(yīng)力較小，自然對骨道的作用力量也較小。另外，可能與Tightrope的可調(diào)節(jié)性袢環(huán)有關(guān)，其使骨道無需預(yù)留翻袢空間，移植物固定后可緊密貼合骨道底部，消除腔隙，使腱-骨接觸更密切。不僅具備強大的抗拔出載荷，而且減少了移植物微動所產(chǎn)生的“蹦極效應(yīng)”和“雨刷效應(yīng)”，減少了骨道擴大的程度，可見選擇合適的骨道位置及內(nèi)固定物對減少骨道擴大程度具有重要意義。

近年來隨著對ACL足印區(qū)解剖特點的不斷研究，術(shù)中骨道的定位理念及重建技術(shù)不斷更新[18]。早期的“解剖重建”更多是模仿真實的解剖止點，功能上分兩束重建，被認(rèn)為更接近正常的生物力學(xué)性能，消除“軸移”效應(yīng)，從而更有效地恢復(fù)膝關(guān)節(jié)前后及旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性[19]。然而許多長期隨訪結(jié)果表明，“解剖重建”的遠期失敗率較高，其原因很可能是因為股-脛骨道內(nèi)口間距不等長及移植物本身問題所致[20-21]。事實上，大多數(shù)ACL重建技術(shù)都是基于ACL的足印區(qū)解剖特點建立骨道。使用單束重建技術(shù)時，股骨骨道定位在整個足印區(qū)的中心，而使用雙束重建技術(shù)，則分別定位在前內(nèi)束和后外束的中心位置。然而，由于ACL解剖特點復(fù)雜，使用中央位點或雙束位點恢復(fù)足印區(qū)的方法受到了挑戰(zhàn)。雙束解剖重建時放置后外側(cè)束區(qū)域的移植物在運動范圍內(nèi)顯示大約1 cm的長度變化，會出現(xiàn)張力不平衡，最終由于過度牽拉而失效；相比之下，單束解剖重建時放置中央位點區(qū)域的移植物則顯示不同程度長度變化[22-23]。另外，生物力學(xué)研究證明移植物放置在足印區(qū)過于偏后，在某些情況下會導(dǎo)致較高的移植物張力，導(dǎo)致其斷裂[24]，可見骨道位置對移植物等長等張及解剖重建功能至關(guān)重要。

原生的ACL在膝關(guān)節(jié)活動過程中也并非完全等長，研究顯示膝關(guān)節(jié)伸展過程中，原生的ACL大約有3 mm的長度變化[25]。隨著人們對ACL的解剖特征和足印區(qū)部位的重新認(rèn)識，提出了一種接近解剖結(jié)構(gòu)及等長的ACL“足印區(qū)重建”的方法，即“類等長重建”[26]，其生物力學(xué)原理是ACL移植物在整個膝關(guān)節(jié)屈伸范圍內(nèi)保持相對等長的功能。多項研究闡明ACL移植物的等長特性在很大程度上取決于股骨的位置[27]。本研究采用單束類等長重建ACL，將股骨道定位于過頂點前遠方約7 mm處，即位點覆蓋了原生ACL的直接纖維區(qū)域，偏心地位于足印區(qū)的前部(高)和近端(深)區(qū)域，這更有利于移植物低張力狀態(tài)，并可實現(xiàn)移植物相對等長重建，與Pearle等[28]的研究類似。根據(jù)Bernard象限法，擴大組測出的股骨骨道位置位于Blumensaat’s 線水平的股骨外髁長度的30.78%±4.45%，高度的上38.80%±9.20%；非擴大組測出的股骨骨道位置位于Blumensaat’s 線水平的股骨外髁長度的27.28%±3.47%，高度的上22.25%±5.58%。根據(jù)Segawa方法，擴大組測出的股骨骨道位于Blumensaat’s 線長度的29.20%±4.06%；非擴大組測出的股骨骨道位于Blumensaat’s 線長度的26.53%±3.61%。其實Bernard象限法和Segawa方法測量結(jié)果是相似的。雖然擴大組和非擴大組基本位于股骨足印區(qū)的范圍內(nèi)，但兩者的位點比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。本研究表明擴大組的位點較非擴大組的位點相對偏前及偏下的位置，骨道定位有偏差可能會使移植物張力改變，從而加重移植物在骨道內(nèi)的微動，引起較大的“雨刷效應(yīng)”或“蹦極效應(yīng)”，造成移植物對骨道拽拉力增大，從而引起較為明顯的骨道擴大。另外，股骨骨道位置過于偏前容易引起移植物與髁間窩撞擊，這種異常撞擊力量通過移植物傳遞到骨道，導(dǎo)致骨道擴大；而股骨骨道位置過于偏下容易導(dǎo)致移植物不等長，伸屈承受的張力變化太大，造成骨道的壓應(yīng)力較大，骨道容易擴大。

目前有研究認(rèn)為ACL的脛骨止點在側(cè)位片上位于脛骨平臺約30%～43%之間，而穩(wěn)定性較好的位于37%左右[29]。Moisala等[30]進行前瞻性的研究得出在矢狀位上脛骨骨道的最佳位置是32%～37%，這與本研究的結(jié)果相符。本研究測量脛骨骨道的位置顯示，擴大組與非擴大組在X線片冠狀面上脛骨骨道內(nèi)口相對位置的測量結(jié)果分別為42.97%±4.37%和45.42%±5.73%，兩者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.124)，而在矢狀位上擴大組為34.56%±2.16%，非擴大組為38.62%±3.07%，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)?？梢姅U大組的位點較非擴大組過于偏前內(nèi)位置。實際上，脛骨骨道的位置在不出現(xiàn)撞擊的情況下適當(dāng)偏前內(nèi)較好。但是脛骨骨道定位點過于偏前內(nèi)位置卻容易引起移植物與股骨髁間窩撞擊，導(dǎo)致移植物承受不良應(yīng)力，這可能是引起骨道增寬的原因。

本研究結(jié)果表明，為得到較理想的骨道位置及避免骨道過度擴大，保持移植物相對等長及低張力的情況下，股骨骨道位點應(yīng)該在足印區(qū)范圍內(nèi)偏后略高的位置；脛骨骨道位點太過于偏前內(nèi)位置，容易產(chǎn)生撞擊引起骨道擴大。這對于單束ACL類等長重建術(shù)后評估可能有一定的意義，但骨道擴大與臨床療效是否具有明顯相關(guān)性，最終的結(jié)論仍需要更大量樣本、更長期全面的隨訪研究。