马勇 王海军 蒋艳芳 王永健 王健 林霖 刘阳 余家阔 敖英芳
北京大学第三医院运动医学研究所(北京 100191)
髁间窝外侧壁后软骨缘顶点在评估前交叉韧带股骨骨道位置中的临床应用
马勇 王海军 蒋艳芳 王永健 王健 林霖 刘阳 余家阔 敖英芳
北京大学第三医院运动医学研究所(北京 100191)
目的:以髁间窝外侧壁后软骨缘顶点(the apex of the deep cartilage,ADC)为标志,研究术后CT与镜下评估前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)股骨骨道位置时两种方法的一致性。方法:2014年5月至2016年5月,关节镜下前交叉韧带重建患者36例纳入本研究。所有患者术中均依据完好的股骨残端进行中心点定位。屈膝90°,测量ADC至前骨缘的水平距离(L1)以及与骨道中心点的水平距离(l1),计算l1/L1比值(P1),同时测量骨道中心点与下骨缘的距离(D1)。术后在CT片上测量ADC至前骨缘的水平距离(L2)以及与骨道中心点的水平距离(l2),计算l2/L2比值(P2),同时测量骨道中心点与下骨缘的距离(D2)。应用线性回归、Pearson相关和Bland-Altman分析比较镜下评估与CT评估的一致性。结果:P1= 44.07%±2.22%(41.1%%~49.5%),D1=6.2±0.5 mm(5.5~7 mm)。P2=44.92%±2.27%(40.9%~50.2%),D2=6.3±0.6 mm(5.1~7.5 mm)。P1和P2(r=0.99,P<0.001)、D1和D2(r=0.69,P<0.001))分别呈正相关,且线性关系显著(P<0.001)。Bland-Altman图显示一致性较好。结论:以ADC为标志评估ACL股骨骨道位置,术后CT与镜下评估的一致性较好。
前交叉韧带;股骨骨道;后软骨缘顶点;CT
前交叉韧带(Anterior cruciate ligament,ACL)重建手术的骨道定位渐趋解剖[8]。CT成为术后评估骨道位置的主要手段。由于解剖标志点选择不一,镜下骨道位置与术后CT评估无法“一致”,存在镜下骨道位置感觉优良但术后CT评估不满意(骨道偏前及偏高)的现象[9]。本研究的目的是以髁间窝外侧壁后软骨缘顶点(the apex of the deep cartilage,ADC)[7](图1)为标志,研究术后CT与镜下评估ACL股骨骨道位置的一致性,为临床应用提供参考。
图1 髁间窝外侧壁后软骨缘顶点。镜下(黑箭头);CT(白箭头)
1.1 研究对象
2014年5月至2016年5月,作者收治137例ACL断裂患者并行关节镜下ACL重建手术。36例股骨残端保留完整、软骨无明显破坏患者纳入本研究,男性21例,女性15例,平均年龄34.1岁(16-45岁)。致伤原因:运动损伤28例,车祸伤1例,意外摔伤7例。术前病程2~22个月,平均10.8个月。
1.2 手术治疗
1.2.1 移植物获取及准备
胫骨结节向内下约2 cm处,作3 cm斜形切口,深达鹅足,翻开缝匠肌腱膜,显露深面的股薄肌、半腱肌肌腱,沿肌腱边缘清理与之相连的纤维束及副腱,将肌腱游离端穿入取腱器,沿肌腱近端上推取腱器,于腱腹接合部切断,取出肌腱,置于肌腱操作台,清理肌腱表面残存的滑膜和肌肉,肌腱2~4折,以期移植物直径在7~9 mm,长度在7.5~8.5 cm。用Orthocord线编织缝合肌腱两端各2 cm。
1.2.2 骨道制备
髁间窝清理,保留ACL的股骨残端厚度约1 mm。屈膝90°,前内入路置镜观察股骨残端,由术者及一助(200例以上ACL重建经验)共同决定残端中心,然后用射频标记。关节镜置入前外入路,屈膝120°以上,经前内入路在标记的中心点钻入导针并制作股骨骨道。胫骨骨道用ACUFEX(Smith&Nephew,Andover,MA,USA)胫骨定位器定位在残端中心,根据所测肌腱直径制作胫骨骨道。
1.2.3 股骨骨道镜下测量
关节镜置入前内入路,髌腱中央入路置入镜下测量尺(Smith&Nephew),屈膝90°,测量ADC至前骨缘的水平距离(L1)以及与骨道中心点的水平距离(l1),计算l1/L1比值(P1),同时测量骨道中心点与下骨缘的距离(D1)(图2)。上述测量由术者进行并与一助共同确认。
图2 镜下评估股骨骨道位置。
1.2.4 移植物植入及固定
经前内入路将导线用长导针引入股骨骨道。用抓线器经胫骨骨道将此线逆行引出关节腔。用导线将移
植物经胫骨骨道引入关节腔和股骨骨道,确认Endobutton在骨道外口翻转贴服。胫骨骨道外口下方预置门形钉,伸直位,拉紧移植物将编织线在门形钉上栓桩固定。
1.3 术后康复
膝关节伸直位支具保护,股四头肌等长收缩、膝关节压直练习、直抬腿及髌骨活动度练习在术后尽早开始。术后第1天即完全负重,1周内开始屈膝练习,推荐1周末过90°,4~6周末过120°,3~4月末屈膝角度达正常。术后5~6月,患者进行静态自行车、单足站立及上下楼,练习游泳及水中快走和慢跑。术后7~9月,可根据肌力及上述运动恢复情况进行快跑和一般运动。术后10~12月,在患膝肌力达到健侧的80%以上或者可以很轻松地进行单足“之”字跳的情况下,患者可逐步恢复伤前运动。
1.4 术后CT评估
所有患者术后1周内接受患侧CT扫描并去除股骨内髁行表面三维重建。将股骨水平放置模拟屈膝90°直观髁间窝外侧壁。CT显示骨性标志,后软骨缘对应的位置在CT上显示为髁间窝外侧壁后髁骨缘与髁间窝深方穹窿相交点,有时需调整角度将髁间窝外侧壁平放来观察此点的位置。应用通用公司的PACS影像系统,在外侧壁上测量ADC至前骨缘的水平距离(L2)以及测量骨道中心点至ADC的水平距离(l2),同时在二维横断面上测量骨道中心点至下骨缘之间的距离(D2)(图3)。上述测量由两名经验丰富的医生分别进行2次,2次之间间隔1周,最终取平均值。骨道中心点前后位置的比例P2=l2/L2。
图3 CT评估股骨骨道位置
1.5 统计学分析
使用Pearson相关、线性回归检验P1与P2,D1与D2的相关性,并使用Bland-Altman图反映一致性界限。术后CT测量的观察者内和观察者间一致性采用Kappa检验。所有统计分析使用Stata 13.0。显著水平为P<0.05。
手术平均止血带时间为52分钟,围手术期未发现并发症。36例患者,4例行内侧半月板Ramp损伤缝合,6例行内侧半月板体后部损伤缝合,2例行内侧半月板提篮缝合,2例行内侧提篮切除,3例行内侧半月板部分切除,5例行外侧半月板后角缝合,6例行外侧半月板部分切除。无明显软骨损伤患者。
术中镜下测量和评估结果:P1=44.07%±2.22%(41.1%~49.5%),D1=6.2±0.5 mm(5.5~7 mm)。术后CT测量及评估结果:P2=44.92%±2.27%(40.9%~50.2%),D2=6.3±0.6 mm(5.1~7.5 mm)。P1和P2(r=0.95,P<0. 001)、D1和D2(r=0.69,P<0.001))分别呈正相关,且线性关系显著(P<0.001)。P1和P2的回归系数为0.93(P< 0.001),R2=91%。D1和D2的回归系数为0.60(P<0. 001),R2=48%。测量比例(P)的Bland-Altman图显示,5.6%(2/36)的数据在95%一致性界限以外;在一致性界限范围内,关节镜下和术后CT两种测量结果最多相差1.7,在临床上可以接受。测量距离(D)的Bland-Altman图显示,8.3%(3/36)的数据在95%一致性界限以外;在一致性界限范围内,关节镜下和术后CT两种测量结果最多相差0.9,在临床上可以接受。两种方法测量的结果具有较好的一致性。此外,术后CT测量的intra-observer以及inter-observer的Kappa系数分别为0.996(95%CI:0.991~0.998)和0.995(95%CI:0.990~0.998)。
ACL重建趋于解剖后,三维CT成为评估骨道位置的主要方法,可更为直观地观察骨道位置是否符合解剖,但缺乏与镜下直观一致的评估标准,不利于直接反馈以提高骨道定位的满意度。本研究应用ADC[7]作为镜下与CT的评估参考解剖标志有如下优势:
3.1 稳定
此解剖标志无缺失可能,便于镜下观察且在三维CT上有相应的骨迹(图1)。在诸多解剖标志中,髁间窝外侧壁前嵴(lateral intercondylar ridge,LIR)的发现率一度被认为高达100%,可作为术中定位的稳定参考[6]。但近来,Tsukada[15]观察了318例股骨标本,发现率为94.0%,且变异较大,其中有18.4%的骨嵴无下半部,此
嵴的中段和远段在ACL前缘后方4 mm。因此,LIR无法用作术后CT评估股骨骨道的解剖标志。而ADC不受残端是否缺失以及骨关节有无退变的影响,镜下与CT上可用作解剖标志协助定位与评估。
3.2 缩小了术后CT评估的范围,可快速测量
对于股骨骨道,比较经典的方法是Bernard和Hertel在1996年首次发表的Quadrant象限法,适合标准侧位X线片评估。距离t为经Blumensaat's线的股骨外髁前后长度,距离h为股骨外髁下缘距离Blumensaat's线的高度,距离a为ACL股骨止点中心与股骨外髁背侧轮廓的垂直长度,距离b为ACL股骨止点中心与Blumensaat's线的垂直长度。在这个象限中,ACL股骨止点中心的深度a/t为24.8%,高度b/h为28. 5%[2]。目前Quadrant象限法被广泛套用于三维CT评估[1,3-5,10-12,16]。Bird等[3]在三维CT上设计Quadrant方格,其上边沿着Blumensaat's线,后边为股骨外后髁切线,下边为股骨髁下缘切线,前边经过Blumensaat's线与股骨髁前缘交点且平行于后边。他们的研究中,ACL股骨止点中心的深度为28%,高度为35%。应用相同的评估方法,Ahn[1]发现的深度为44.25%,高度为28.4%;Lee[10]发现的深度为41.89%,高度为32.94%;de Abreu-e-Silva[4]发现的深度为30.9%,高度为30%;Youm[16]发现的深度为31.0%,高度为41.1%。不难看出,二维X线片的Quadrant象限法套用到三维CT上出现了乱象。三维CT评估ACL股骨骨道位置需要截去股骨内髁,若未沿Blumensaat's线截势必影响骨道位置高低的评估,截多则骨道距离截出的“Blumensaat's线”近,显得高,反之截少则显得低。此外,如果三维CT中的股骨外髁在冠状面上发生旋转,也会将股骨骨道的位置在Quadrant象限内前后移动。因此,诸多研究结果差异较大的一个可能的原因就是三维CT成像的标准不一。事实上,镜下定位及评估时参考的解剖范围是髁间窝外侧壁,无法去评估Blumensaat's线以及整个股骨外髁。因此,本研究着重于在CT上还原镜下评估,减少了扩大评估范围带来的影响。此外,只计算髁间窝外侧壁的前后比例则避免了三维CT成像存在的旋转误差,也减少了因股骨髁大小不一所带来的个体差异。对于骨道中心点到外侧壁下缘距离,研究中则在二维CT的横断面上测量,提高了精确性。相对于Quadrant象限法,本研究的方法无需规划矩形图框,只需测量前后比例和上下距离,简便快速,可提高术后CT测量评估的效率。
3.3 有利于应用CT反馈,更好地提高后续股骨定位的满意度
对于残端不清晰的病例,若需将股骨骨道制作在相对解剖的点,可以参考本研究的镜下数据,再通过术后CT评估反馈,便于初学者快速调整改善骨道定位。Inderhaug等[9]曾用Quadrant象限法进行反馈,但其术中定位和术后评估用的不是同一参考标志,那么调整改善就无从下手,只能依据感觉。本研究将镜下评估与术后CT评估归于同一个参考体系并有同样的参考标志,可为今后研究者评估和调整股骨骨道位置提供方便、快捷的参考。
本研究存在一些不足之处。首先,术中定位只能根据术者和助手的经验来确定和评估骨道中心点。因此,作者谨慎挑选了137例中36例股骨残端完好的病例,邀请具备200例以上ACL重建经验的医生当一助,尽量降低定位和评估在解剖上的不确定性。其次,镜下量尺的最小刻度为1 mm,最小只能估到0.5 mm。而Pax系统的量尺可以精确到0.01 mm,此是镜下测量不可比拟的,因此存在一定误差。最后,本研究是临床实测数据,或需要解剖研究来证实。此前有两篇解剖研究测量了股骨骨道中心点在前后软骨缘之间的比例,Piefer[13]发现后前的比例为43%,Watanabe[14]的比例为50%。本研究的数据与这两篇较为接近,但是他们的研究没有选择ADC作为参考点。
以髁间窝外侧壁后软骨缘顶点为标志评估ACL股骨骨道位置,术后CT与镜下评估的一致性较好。
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The Role of the Apex of the Deep Cartilage in Assessing Femoral Tunnel Position for Anterior Cruciate Ligament Reconstruction
Ma Yong,Wang Haijun,Jiang Yanfang,Wang Yongjian,Wang Jian,Lin Lin,Liu Yang,Yu Jiakuo and Ao Yingfang
Institute of Sports Medicine,The Third Hospital of Peking University,Beijing 100191,China Corresponding Author:Ao Yingfang,Email:yingfang.ao@vip.sina.com
ObjectiveTo examine the consistency between postoperative CT scan and intraoperative arthroscopic measurement in evaluating femoral tunnel position for anterior cruciate ligament(ACL)reconstruction,both using the apex of the deep cartilage(ADC)as the marker.Methods A total of 36 patients undergoing anatomic arthroscopic ACL reconstruction in our institute between May 2014 and 2016 were recruited.The position of the center of femoral tunnel was decided in the complete femoral stub.Then the length from the ADC to the anterior cartilage margin(L1)and to the center of femoral tunnel(l1),as well as the center to the distal cartilage margin(D1)were measured under arthroscopy and on post-operative CT scan(L2,l2and D2).Moreover,P1and P2were calculated through l1/L1and l2/L2.Linear regression,Pearson correlation and Bland-Altman analysis were performed to evaluate the consistency between the two measurements of P and D respectively.Results P1=44.07%±2.22%(41.1%-49.5%),D1=6.2±0.5 mm(5.5-7 mm)。P2=44.92% ±2.27%(40.9%-50.2%),D2=6.3±0.6 mm(5.1-7.5 mm).A positive correlation was detected between P1and P2(r=0.99,P<0.001),as well as D1and D2(r=0.69,P<0.001),both with significances in linear regression(P< 0.001).Bland-Altman plot also showed excellent consistency.ConclusionsWhen using the ADC as the marker,an excellent consistency was found between postoperative CT scan and intraoperative arthroscopic
anterior cruciate ligament(ACL),femoral tunnel,apex of the deep cartilage(ADC),CT
2016.06.24
敖英芳,Email:yingfang.ao@vip.sina.com
measurements in evaluating femoral tunnel position for ACL reconstruction.