前交叉韧带单、双束重建术后膝关节稳定性比较的研究现状*

刘刚 综述 余家阔 审校

（北京大学第三医院运动医学研究所，北京100083）

前交叉韧带（anterior cruciate ligament,ACL）断裂是膝关节常见的严重运动创伤。ACL断裂后会造成膝关节前后不稳及一定程度的旋转不稳和侧方不稳，并继发软骨损伤、半月板损伤、胫股关节关系异常和髌股关节关系异常，最终导致骨关节炎等。对于活动量达到一定程度的患者，主张进行早期ACL重建。目前，关节镜下ACL重建术已成为治疗ACL损伤的主要方法。本文对ACL单、双束重建后膝关节稳定性的试验研究及临床效果进行综述。

根据ACL在胫骨端附着的相对位置，将其分为前内束（anterior medial bundle,AMB）和后外束（posterior lateral bundle,PLB）[1]。传统ACL重建是单束重建，只重建ACL的AMB，并能够很好地恢复膝关节前向稳定性，消除打软腿现象，缓解症状，恢复伤前运动水平，而等长点的发现及“单束等长重建”概念的提出也极大促进了单束重建的发展。即使标准的单束重建术能为患者提供主观上满意的预后[2]，但仍有30%～40%的患者遗留一定程度的膝关节不稳或术后运动水平未能恢复伤前水平。近90%的单束重建患者术后第7年已出现膝关节疼痛及早期关节病变[3]。有学者推测，只重建ACL的AMB不能恢复膝关节旋转稳定性，从而导致单束重建ACL的临床效果不佳[4]，因此希望通过增加重建PLB而更好地改善膝关节稳定性。Mott[5]首次报告了双束重建技术，但并未提及骨道位置情况。Zaricznyj[6]报道了股骨单骨道、胫骨双骨道的双束重建技术，此后出现股骨双骨道、胫骨单骨道的双束重建技术，Muneta等[7]将双束重建改进为胫骨及股骨均为双骨道的四骨道双束重建ACL技术。多篇关于ACL双束重建技术的研究报道均以四骨道双束重建为主，但均未详细提及如何定位ACL的PLB的股骨骨道中心位置和如何按解剖位置重建PLB。Yasuda等[8]将四骨道双束重建的骨道中心定位在ACL的AMB及PLB的股骨胫骨止点中心，并首次提出了“解剖双束重建”概念，认为只有接近ACL实际解剖位置重建，才能最大限度地恢复膝关节的解剖结构和功能，而四骨道双束重建在解剖形态上重建ACL的AMB及PLB，但未按解剖止点钻取骨道而不等同于解剖重建。

ACL的双束重建有明确的理论优势，但双束重建是否增加手术难度及翻修手术难度；是否增加股骨外髁骨折及移植物撞击的风险；最重要是能否更好地恢复膝关节的前向稳定性和旋转稳定性。本文通过多篇ACL单束与双束重建对比的实验室研究及设计严谨的临床对照研究，归纳两种术式对恢复膝关节稳定性的效果，利用计算机检索Medline、Embase databases；检索词包括：ACL、anterior cruciate ligamen、double bundle、single bundle、reconstruction；纳入2000年以后的人类尸体标本ACL单、双束重建对比的实验室研究，纳入2004年（2004年Muneta等[7]首次发表双束重建改进为胫骨及股骨均为双骨道的四骨道双束重建ACL技术的临床研究）以后的Ⅰ～Ⅱ级临床队列研究。

1 ACL单、双束重建比较的实验室研究

ACL的主要功能是维持膝关节胫骨相对于股骨的前后向稳定性，ACL的AMB被认为在膝关节屈曲状态下最为重要，而PLB则在伸直位起重要的稳定性作用[1]。膝关节稳定性的评估不但应关注前后向稳定性，还应进行旋转稳定性的评估。近几年来，有关ACL抗旋转稳定性的生物力学功能的研究逐渐增加。通过测定不同屈膝角度AMB及PLB的张力及分别切断AMB及PLB的生物力学研究表明，PLB在维持膝关节稳定性尤其是旋转稳定性的重要作用，PLB是维持膝关节旋转稳定性的主要结构，为“ACL双束重建可以更好地恢复膝关节稳定性”这一假说提供依据[9,10]。ACL双束重建不但能比单束重建更好地维持膝关节的前向稳定性，而且重建后韧带内各部分的受力情况也更接近正常，尤其是在合并旋转应力的情况下[11-13]。股骨双骨道的ACL双束重建虽然不能完全恢复膝关节的稳定性，但效果明显优于单束重建。研究发现，在膝关节各个角度控制前后稳定性方面，四骨道双束重建比三骨道双束重建更符合ACL的力学特点，四骨道双束重建的移植物在关节活动中所受的原位力明显优于三骨道双束重建，更接近自然韧带。在复合外翻和内旋应力的情况下，四骨道双束重建ACL的旋转控制虽不及自然ACL，但明显优于三骨道双束重建，而股骨单骨道、胫骨双骨道和胫骨单骨道、股骨双骨道的方法不但无法重建膝关节正常的稳定性，而且有可能限制膝关节的运动[14-16]。

大多研究得出ACL双束重建的膝关节前向及旋转稳定性均优于单束重建，但双束重建中PLB移植物负荷相对于完整膝关节PLB明显加重[17-19]。对于ACL解剖重建概念，解剖双束重建及解剖单束重建在维持膝关节的旋转稳定性方面无统计学差异，但均明显优于传统单束重建[13,20]。比较发现，解剖双束重建及解剖单束重建均可以恢复严重损伤的膝关节的前后稳定性，只有解剖双束重建可以恢复其旋转稳定性[21]。但并非所有实验室研究都证明双束重建ACL可同时更好地恢复膝关节的前向稳定性和旋转稳定性。有实验室研究表明，ACL双束重建及解剖双束重建在恢复膝关节的前向和旋转稳定性方面均明显优于传统单束重建，且四骨道双束重建优于三股道双束重建，少数研究发现ACL双束重建在恢复膝关节旋转稳定性方面有优势[22-25]。

2 ACL单、双束重建比较的临床研究

上述针对ACL的解剖学研究及生物力学研究明确了ACL双束重建较单束重建有更大的优越性，为临床ACL双束重建提供了丰富的理论基础。学者们最为关心的问题是概念或理论上的优势是否能带来更好的临床效果及手术技术要求更高的双束重建在临床上是否必要。临床结果评价标准的选择尤为重要，目前认为良好的临床效果是通过重建ACL恢复膝关节的稳定性，使患者能重新进行高强度运动，同时减缓膝关节长期关节退化病变。常用评价标准包括膝关节的主观评分如IKDC评分、Lysholm评分及Tegner评分等；客观评价主要为Lachman试验、pivot shift试验及KT膝关节稳定性检测。

多位学者进行了设计严谨的ACL单束及双束重建临床对照研究。7个前瞻性随机对照研究结果均显示ACL双束重建在恢复膝关节稳定性方面未表现出明显的优势，但在减少髁间窝成型、避免胫骨骨道增宽、减少翻修率等方面存在一定优势[26-32]。13个前瞻性随机对照研究结果显示，ACL双束重建在恢复膝关节稳定性方面较单束重建存在显著性优势。ACL双束重建与单束重建相比，其中6个研究发现术后膝关节前后稳定性及旋转稳定性均存在优势，6个研究发现至少旋转稳定性存在优势，1个研究发现至少前后稳定性存在优势[33-45]。

Meredick等[46]对ACL双束重建与单束重建对比的临床研究结果进行Meta分析，共纳入9篇文献，评价指标为KT测量值和轴移试验阴性比例，结论认为双束重建KT-1000及pivot shift试验较单束重建均无明显优势。另一Meta分析在上述基础上增加了3篇ACL单双束重建的临床效果对比研究，结论认为术后随访时以KT-1000或KT-2000及Lachman标准的膝关节前后稳定性和以pivot shift试验的检验标准的旋转稳定性，ACL双束重建效果均优于单束重建。其中7个研究为ACL解剖重建，显示解剖双束重建后的KT值及pivot shift试验表现均优于解剖单束重建；另外5个非解剖重建ACL的研究中，双束重建在恢复膝关节前后稳定性及旋转稳定性方面较单束重建均无统计学差异，认为骨道的位置对膝关节稳定性有重要影响。

3 讨论

ACL重建的目的在于恢复膝关节的稳定性，从而使患者恢复受伤前的运动水平。理论认为，ACL重建时添加PLB以及双束四骨道重建时移植物与骨道的接触面积增加，可以减少膝关节的前后松弛度及旋转松弛度，同时增加接触面积也能促使腱骨愈合加快。几乎所有的生物力学试验研究结果都表明，ACL双束重建及解剖双束重建与传统的单束重建相比，在恢复膝关节的前向和旋转稳定性方面均有明显优势。

通过检索所有单双束对比的临床研究，本文共纳入20篇符合标准的文献，均为设计严谨的LevelⅠ～Ⅱ级别的临床研究，其中7个研究结果均报告ACL双束重建在恢复膝关节稳定性方面较单束重建未显示出明显的优势，13个研究结果显示ACL双束重建在恢复膝关节稳定性方面较单束重建存在明显优势。在双束重建存在优势的13个研究中有12个研究表明ACL双束重建较单束重建能更好地恢复膝关节的旋转稳定性。随着“ACL解剖重建”概念的提出，上述临床试验中提及解剖双束重建技术及临床效果对比的研究逐渐增多，Yasuda等[34]第一次报告ACL解剖双束重建与传统单束重建及非解剖双束重建对比的前瞻性试验临床试验随访结果，解剖双束重建组的前向稳定性和旋转稳定性均优于单束重建组。之后又有9篇LevelⅠ～Ⅱ级别关于ACL解剖双束重建与单束重建临床对比研究发表，研究均采用自体腘绳肌重建ACL，除Streich等[27]的研究报告解剖双束重建与单束重建相比，患者主观评分及膝关节稳定性检查无显著性差异，其余8篇研究均显示解剖双束重建较单束重建在控制膝关节前后稳定性和（或）旋转稳定性上有显著性优势。Meredick等[46]的Meta分析结论为双束重建KT-1000及pivot shift试验较单束重建均无显著性差异，该篇同时包括解剖双束重建及非解剖双束重建与单束重建的对比。另一篇Meta分析中将ACL解剖重建单独分为一个亚组，发现解剖双束重建后膝关节前后稳定性和膝关节旋转稳定性均优于解剖单束重建，非解剖双束重建与非解剖单束重建比较未体现出显著性优势[47]。

临床研究结果虽然存在争论，但也达成很多共识：①研究者更加重视在ACL重建中尽量恢复ACL的自然解剖特性，包括ACL的AMB及PLB结构、股骨端及胫骨端止点位置和膝关节不同屈伸角度下的张力水平。ACL单束重建能为患者恢复膝关节稳定性主观上满意的预后，仍可作为大多数患者采用的标准术式，而采取解剖单束重建可带来更好的临床效果。ACL双束重建需要根据解剖止点在膝关节钻取更多的骨道，应用更多的固定装置，花费更长的手术时间，对术者的手术技巧与经验有更高的要求。②ACL患者的自身因素也决定术者对术式的选择，包括膝关节尺寸尤其是髁间窝大小，术者根据术中关节镜下测量髁间窝的数据选择适合的术式，当髁间窝较小而没有足够空间进行ACL双束重建，为避免移植物之间或移植物与髁间窝撞击，解剖单束重建无疑是更好的选择。此外，采用自体移植物重建时，取材后移植物的直径也是采取何种术式的依据。③高水平的运动强度对膝关节的稳定性尤其是旋转稳定性有更高的要求，生物力学实验及多数临床研究均显示ACL双束重建可以提供更好的膝关节稳定性，对于运动强度要求高的运动员，双束重建是更优的选择。

实验室研究显示，ACL双束重建及解剖双束重建与传统单束重建相比，在恢复膝关节的前向和旋转稳定性方面均有显著的优越性，而临床效果仍存在争论，实验室研究和临床研究结果在一定程度上存在差异的主要原因可能有以下几点：①不同术者的手术方法有较大差异。本文中的临床研究对比ACL双束重建与单束重建膝关节稳定性的差异，并未对具体的手术方法进行分析，即使同为ACL双束解剖重建术，不同术者之间的手术方式也存在较大差别，目前尚无一种ACL双束或单束重建方法被认可为标准方法，不同研究报告可能因为ACL双束和单束重建中骨道位置、移植物、腘绳肌腱的三折或四折等股数和粗细、移植物固定方式等不同，导致临床效果上的差异。②患者的个体差异。同为LevelⅠ级别的研究，双束和单束组患者的大腿粗细、肌肉力量、肌腱粗细、AMB和PLB的止点面积等很难随机分配。③术后康复的差异。即便是高级别的研究，患者的术后康复进度和康复结果等均很难控制，不同术者术后康复方案往往存在较大区别（同一患者在ACL重建后康复过程中肌肉力量已经达标，而腘绳肌与股四头肌力量比值是9:10或5:10，必然影响膝关节的前向稳定性）。

膝关节稳定性测试方法也对实验结果有重要影响，双束和单束重建之间膝关节前后稳定性无统计学差异的研究报告均通过常规的KT-1000或KT-2000检查结果评估膝关节前后稳定性，有学者提出KT-2000检查与客观的临床结果无明确关联[48]。研究认为，常规KT-2000不能测量出双束重建术式和双束重建术式之间膝关节前后稳定性之间的差异，而KT-2000测量结果可以更好地反映膝关节稳定程度[49]。旋转稳定性对膝关节ACL重建术后功能恢复的重要性及其准确测试的困难，目前临床上多以pivot shift试验来测试膝关节旋转稳定性。Kocher等[48]曾报告患者重建术后2年的满意度与患者pivot shift试验的分级有明确关联，Jonsson等[50]在对ACL重建术后长期随访的影像学表现中发现pivot shift试验阳性是晚期骨关节炎的重要因素。上述研究结果充分说明重建膝关节旋转稳定性的重要性。实验室研究可以通过多种方法来评定膝关节旋转稳定性，而临床研究中进行pivot shift试验要求患者充分配合，患肢肌肉特别是腘绳肌得到充分放松，检查者也要受过长时间的查体培训，虽然麻醉下进行pivot shift试验最准确，但实际临床检查无法实施，因此临床上进行pivot shift试验评估膝关节旋转稳定性的准确性和客观性很难比较。

综上所述，实验研究均显示ACL双束重建对恢复膝关节稳定性有显著优越性，临床研究也发现ACL双束重建尤其是解剖双束重建显示出一定的优势，但尚存争议。目前，ACL单、双束重建术均可作为ACL断裂患者的有效术式，而通过韧带重建恢复ACL的解剖结构，根据术者及患者具体情况选择最适合的手术方式是目前ACL重建手术的趋势。

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