单髁置换术前判断前交叉韧带功能完整的准确性研究

马童，涂意辉，薛华明，文涛，蔡珉巍

(同济大学附属杨浦医院关节外科，上海200090)

单髁置换术前判断前交叉韧带功能完整的准确性研究

马童，涂意辉，薛华明，文涛，蔡珉巍

(同济大学附属杨浦医院关节外科，上海200090)

目的探讨各种术前检查判断符合单髁置换标准前交叉韧带功能完整的准确性。方法回顾性分析2007年1月至2014年12月，418例(529膝)拟行单髁置换术治疗膝骨关节炎患者，所有患者术前进行Lachman试验、轴移试验和X线检查，405例膝关节行MRI检查，判断前交叉韧带是否符合单髁置换标准。观察各项检查敏感度、特异度、准确性和似然比，采用Kruskal-Wallis法进行统计学检验。结果术中检查前交叉韧带功能完整451膝，功能失完整78膝。Lachman试验准确性90.9%，阳性似然比(positive likelihood ratios，+LR)30.54，阴性似然比(negative likelihood ratios，-LR)0.53;轴移试验准确性89.2%，+LR 17.92，-LR 0.62;X线检查准确性92.8%，+LR 14.04，-LR 0.14;修正X线检查准确性97.4%，+LR 153.47，-LR 0.28;MRI检查准确性32.4%，+LR 1.23，-LR 0.16;修正MRI检查准确性82.5%，+LR 4.13，-LR 0.60。经检验，各项检查准确性差异有统计学意义(P＜0.01)。结论侧位X线检查是目前判断骨关节炎中ACL功能完整性最准确的检查，而Lachman试验和轴移试验有较高的特异性，MRI有较高的敏感性。

前交叉韧带;骨关节炎;关节置换术;单间室;检查

前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)是维持膝关节稳定的重要结构，在单髁置换手术中，ACL功能丧失常导致膝关节不稳，反常运动，外侧间室异常磨损，假体撞击早期失效等，文献报道ACL损伤的假体早期失败率是功能正常的5～7倍，被认为是膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)的绝对禁忌证［1-3］。由于ACL慢性损伤的发病机制不同于急性损伤，各项临床检查的准确性并不清楚，且在单髁置换中仅要求ACL功能性完整，临床上准确判断骨关节炎中ACL的功能完整性较为困难［1，3-4］。本研究对以往病例进行回顾性分析，评价各种临床检查术前判断ACL功能完整性的准确性。

1 资料与方法

1.1一般资料2007年1月至2014年12月，共有418例(529膝)膝骨关节炎患者在本院拟行单髁置换术治疗。男157例(198膝)，女261例(331膝);年龄为56～78岁，平均年龄65.3岁。患者体重53～79 kg，平均66.7 kg，体重指数平均25.9(24～27)。所有患者拟行单髁置换手术治疗，既往无明确膝关节韧带损伤和手术史。术前行膝关节稳定性检查，常规摄患肢负重位正侧位X线片，膝关节内外翻应力位片，405例膝关节行MRI检查。

1.2 临床判断方法及诊断金标准

1.2.1体格检查采用Lachman试验和轴移试验分别进行评估。

1.2.2 X线检查侧位像患者屈膝20°，膝外侧与X线盒接触。如果没有骨磨损(Ⅰ度)或骨磨损局限在平台中前部(Ⅱ度)，则ACL功能完整;如果骨磨损延伸至平台后缘(Ⅲ度)或出现半脱位(Ⅳ度)，则ACL功能失完整［5］。

1.2.3 MRI检查采用1.0TPhillips系统，3 mm层厚。检查结果分为四度。Ⅰ度:ACL正常;Ⅱ度:ACL部分损伤，仍可见连续性纤维;Ⅲ度:ACL损伤伴松弛;Ⅳ度:ACL完全损伤或消失［6］。

1.2.4诊断标准术中判断为准，分为五度，Ⅰ度:正常组织;Ⅱ度:ACL滑膜损伤;Ⅲ度:裸露的韧带纵裂;Ⅳ度:胶原纤维束拉伸缺乏强度，ACL功能失完整;Ⅳ度:破裂或最终韧带消失;其中Ⅰ～Ⅲ度认为ACL功能完整，适合单髁置换;Ⅳ～Ⅴ度认为ACL功能失完整，不适合单髁置换［5］。

1.3统计学方法应用SAS8.1统计学软件包进行分析统计，计算Lachman试验、轴移试验、X线检查、MRI检查的灵敏度、特异度、准确率和似然比(likelihood ratios，LR)，各项检查结果之间分析，均采用Kruskal-Wallis卡方检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

表1 术前各项检查的敏感度、特异度、准确性和似然比

529膝术中诊断共有440膝有不同程度损伤，Ⅰ度89膝，Ⅱ度173膝，Ⅲ度189膝，Ⅳ度57膝，Ⅴ度21膝。依据单髁置换术标准，术中检查ACL功能完整(ACL+)451膝，功能失完整(ACL-)78膝。

Lachman试验、轴移试验的准确率分别为90.93%和89.22%(见表1)。

X线检查:Ⅰ度196膝(ACL+194膝，ACL-2膝)，准确率99.0%;Ⅱ度237膝(ACL+229膝，ACL-8膝)，准确率96.6%;Ⅲ度68膝(ACL+26膝，ACL-42膝)，准确率61.8%;Ⅳ度28膝(ACL+2膝，ACL-26膝)，准确率92.9%。依据传统判断方法总体准确率92.8%，修正(剔除Ⅲ度)后准确率97.4%(见表1)。

MRI检查:Ⅰ度75膝(ACL+73膝，ACL-2膝)，ACL功能完整率97.3%;Ⅱ度231膝(ACL+207膝，ACL-24膝)，ACL功能完整率89.6%;Ⅲ度32膝(ACL+26膝，ACL -6膝)，ACL功能完整率81.3%;Ⅳ度67膝(ACL+39膝，ACL-28膝)，ACL功能完整率58.2%。准确率(以Ⅰ度为正常，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ度为损伤)32.4%，修正后(以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度为正常，Ⅳ度为损伤)82.5%。

各术前检查方法中，修正后X线检查准确率最高，为97.40%，经Kruskal-Wallis法卡方检验，P＜0.05，差异有统计学意义(见表1)。

3 讨论

近15年来UKA在治疗膝关节前内侧骨关节炎取得了巨大的成功，其良好的手术效果和长期的假体生存率，被越来越多的医师作为首选的手术治疗方法。其复兴除了微创技术的提高和手术器械的改进外，手术指证的进一步明确起到了关键作用［3，7］。在ACL严重损伤的患者中，膝关节不稳和反常运动常导致手术失败率明显增高，被几乎所有学者认为是UKA的禁忌证［1-2，5，8］。

骨关节炎患者中ACL损伤十分常见，损伤机制不清，判断适合UKA的功能完整的ACL困难［5-6］。ACL慢性损伤机理不同于急性损伤，多由髁间凹骨赘的长期撞击和磨损或软骨量显著丢失导致膝关节不稳长期的异常载荷导致，是一个长期和逐渐变化的过程，在骨关节炎患者中十分常见［1，5，9］。在Lee等［10］报道的107例骨关节炎的ACL中有41例(39%)大体检查损伤，Cushner等［11］报道的19例骨关节炎的ACL中有14例(74%)损伤。另一项针对55例骨关节炎的ACL研究中，术中肉眼检查仅31例(56%)ACL正常，24例(44%)中到重度损伤，31例大体正常的ACL行组织学检查，22例(71%)有不同程度损伤［4］。在本研究中，术中检查440例(83.2%)膝关节中ACL有不同程度损伤。临床上在手术中对于ACL有纵向裂隙的使用小拉钩用力牵拉纤维束，如无法拉断则认为可满足单髁置换的条件［5］，在本研究中，以此标准定义ACL功能损伤或功能完整，ACL+451膝(85.3%)，ACL-78膝(14.7%)。

UKA要求ACL的功能完整，理论上Lachman试验和轴移试验是判断膝关节稳定性的最佳方法，文献报道对ACL急性损伤中的敏感性85%～93.5%，特异性91%～100%［12-13］;Lachman试验-LR为0.08～0.52，+LR为1.4～40.8;轴移试验-LR为0.38～0.84，+LR为4.4～16.4［14］。但在慢性损伤中却准确性不佳，在Trompeter［4］针对55例因骨关节炎行全膝置换术患者的前交叉韧带研究中，55例患者术前轴移试验均为阴性，术中肉眼检查仅31例(56%)ACL正常。Dodd［15］报道的50例骨关节炎病例，术前行轴移试验检查均为阴性，但术中检查有14%的病例ACL完全断裂。在本研究中，Lachman试验-LR为0.53(0.48～0.58)，+LR为30.54(18.62～50.09);轴移试验-LR为0.62(0.57～0.67)，+LR为17.92(10.93～29.39)，与上述研究相似。两种检查具有很高的特异度(98.4%和97.5%)，但灵敏度偏低(47.4%和39.7%)，一定数量ACL损伤被漏诊。这可能由于膝关节后方结构的屈曲挛缩、骨赘增生导致膝关节稳定性增加，髁间凹骨赘使ACL结构性短缩，这些因素使ACL的损伤情况被掩盖。虽然理论上存在由于膝关节内侧间隙高度持续性丢失使完整ACL显得不稳定的可能，但在本研究中这一情况少见，可能在骨关节炎中，骨赘增生等提供额外稳定因素的情况更多，导致ACL损伤被掩盖的情况更为明显。

MRI检查是诊断急性ACL损伤的另一个常用方法，在以往的研究中MRI对诊断ACL急性损伤敏感度大于94%，特异度为95%～100%［16］，但对ACL慢性损伤判断的可靠性一直被质疑［1，17］。在Sharpe等［18］对膝关节置换患者的研究中，MRI检查有33%的患者ACL损伤，而术中判断仅13%的患者因ACL损伤而改为全膝关节置换。但在Vahey等［17］的研究中，对30例关节镜证实慢性损伤的ACL采用MRI检查，有9例(30%)ACL保持完整。在本研究中，MRI检查-LR为0.16(0.05～0.48)，+LR为1.23(1.09～1.39);总体准确率仅32.4%。存在的问题:a)对韧带损伤有很高的灵敏性，在骨关节炎中，ACL多伴有不同程度的慢性损伤，造成特异性过低。b)本研究依据的ACL损伤标准为功能失完整，而MRI为影像诊断，难以提供功能性评判。c)软骨的丢失常使功能正常的前后交叉韧带影像上表现松弛，导致ACL损伤的错误判断。在本研究中，由于在MRI中Ⅱ度和Ⅲ度损伤在术中检查符合ACL功能性完整的标准分别占89.6%(207/231)和81.3%(26/32)，我们将此2类损伤归于ACL正常范围，虽然校正后检查特异性大幅提高，但修正MRI准确率仍仅83%。

目前在牛津单髁置换手册中推荐的是通过侧位X线片判断的方法，认为在骨关节炎患者中ACL功能完整的情况下，磨损只存在于胫骨平台前部或中央部(Ⅰ度或Ⅱ度);当ACL功能损伤时磨损延伸到平台后方或出现股骨向后方半脱位(Ⅲ度或Ⅳ度)。在本研究中准确率为92.8%，与Goodfellow等［5］认为的95%的准确性相似。其中ACL功能完整的判断准确率为97.7%(423/433)，在对ACL功能损伤判断中，X线表现半脱位(Ⅳ度)病例的准确率为92.9%，X线表现磨损延伸到平台后方(Ⅲ度)病例，准确率仅为61.7%。在剔除Ⅲ度病例，修正后X线判断准确率可达97.4%。此影像学检查更相似于ACL的功能性检查，具有相对其他检查更高的准确性。存在的问题:a)对X线质量要求较高，要求内外髁和内外侧平台重叠，否则无法评估。b)对于骨磨损延伸至平台后缘(Ⅲ度)界定困难，这也造成了在Ⅲ度病例中准确性不佳。c)由于额外的稳定性，在有些ACL功能损伤的病例中，磨损仍只局限于前中部。

综上所述，术前完全明确ACL功能情况较为困难，侧位X线检查是目前判断骨关节炎中ACL功能完整性最准确的检查，X线表现为Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ度时准确性较高，Ⅲ度时准确性低，需辅助其他方法协助判断;而Lachman试验和轴移试验有较高的特异性，MRI有较高的敏感性。

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Evaluation of Anterior Cruciate Ligament Integrity in Patients before Unicompartmental Knee Arthroplasty

Ma Tong，Tu Yihui，Xue Huaming，et al

(Department of Orthopaedics，Affiliated Yangpu Hospital of Tongji University，Shanghai200090，China)

Objective To evaluate the diagnostic accuracy of tests for the diagnosis of ACL deficiency before UKA.Methods Between January 2007 and December2014，418 patients(529 knees)with unicompartmental knee osteoarthritis were prepared to treat with Oxford UKA.All caseswere tested by Lachman's test，pivot shift test and X-rays，405 cases received MRI test.Sensitivity，specificity，accuracy and likelihood ratios were evaluated.Results At surgery，451 ACLs were found to be intact and 78 ACLs were deficiency.The accuracy of Lachman's test was 90.9%，positive likelihood ratios(+LR)was 30.54，negative likelihood ratios(-LR)was 0.53.The accuracy of pivot shift test was 89.2%，+LR was 17.92，-LR was 0.62.The accuracy of X-rayswas 92.8%，+LR is14.04，-LR was 0.14.The accuracy ofmodified X-rayswas97.4%，+LR was 153.47，-LR was 0.28.The accuracy of MRIwas 32.4%，+LR was 1.23，-LR was 0.16.The accuracy of modified MRI was 82.5%，+LR was 4.13，-LR was 0.16.There was significant difference in accuracy(P＜0.01).Conclusion The modified X-rays is the most accurate test to judge ACL.Lachman's testand pivot shift testare better in specificity.MRI is better in sensitivity.

anterior cruciate ligament;osteoarthritis;arthroplasty;unicompartmental;test

R684

B

2015-08-03

马童(1982-)，男，主治医师，同济大学附属杨浦医院关节外科，200090。

1008-5572(2016)01-00018-04

上海市卫生局重大科研项目(2013040);上海市科委引导类项目(134119b1400)