股骨骨道位置对前交叉韧带术后半年腘绳肌腱移植物信噪比的影响

马勇 张家豪 蒋艳芳 王海军 王永健 王健 敖英芳

北京大学第三医院运动医学研究所（北京100191）

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）重建的主要目的是改善患者膝关节的运动功能。ACL重建能否取得好的效果，移植物能否韧带化是关键因素之 一[1，6]。磁 共 振 成 像（magnetic resonance image，MRI）是评估ACL移植物韧带化程度的主要检查手段[1，6，7，12，13，18，21，22]。信噪比（signal/noise quotient，SNQ）被认为是评估术后移植物韧带化程度较为客观的指标。术后半年及以上，SNQ 越低代表移植物含水量越低，韧带化程度越高[13，21]。随着解剖和临床研究的进展，将股骨骨道位置调高至近前内束成为很多单束重建的选择，其位于解剖范围内且移植物等长性优于解剖中心位置，被称为“功能解剖重建”（functional anatomical reconstruction）[8，11，19]。本研究观察腘绳肌腱重建ACL 术后半年移植物SNQ 的特点，按照股骨定位不同，分成近前内束组和近解剖中心组，比较两组移植物SNQ的差异，为后继研究提供参考。

1 临床资料

1.1 研究对象

2015年10月至2018年6月，作者收治154 例ACL断裂患者并行关节镜下ACL 重建手术。入选标准：年龄18～45 岁；初次单侧膝关节ACL 断裂；既往无膝关节手术史。排除标准：术前Kellgren-Lawrence 骨关节退变3 期及以上患者（18 例）；合并其它韧带损伤（19例）。术前将患者（117 例）随机分为近前内束（AM）组和近解剖中心（Center）组。

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，AM 组将股骨骨道定位于前内束位置，Center 组将股骨骨道定位于解剖中心位置（图1），均从前内入路制作。胫骨骨道用ACUFEX（Smith &Nephew，Andover，MA，USA）胫骨定位器定位在解剖中心，根据所测肌腱直径制作胫骨骨道。

1.2.3 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。

1.4 术后MRI评估

术后半年，患者在同一台核磁共振机器（超导磁共振Optima MR360 1.5T 四肢骨关节检查专用成像系统，GE 公司，美国）完成检查。从PACs 终端调出PDFSE 斜冠状位图像进行分析，选取5 个关注区域，即ROI（region of interest），关节内移植物近端、中段、远端分别标注为1、2、3，后交叉韧带信号标记为4，背景ROI 选取在内侧关节隙内侧1 cm，远端2 cm，标记为5。上述所有ROI 计数均为125，记录每个ROI 像素值（图2）。上述数据由2 名10年以上从业经验的临床医师分别测量，取平均值。信噪比计算公式：SNQ=（移植物ROI-后交叉韧带ROI）／背景ROI[13]。

图2 PD-FSE斜冠状位，关节内移植物近端、中段、远端ROI分别标注为1、2、3，后交叉韧带ROI标记为4，背景ROI标记为5

1.5 统计学分析

评价观察者自身和观察者之间的可靠性用相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）度量。患者一般资料利用独立样本t检验（年龄、病程）或卡方检验（性别、患膝）。术后移植物SNQ 同一组不同区域用单因素方差分析，事后检验采用LSD。组间比较采用独立样本t检验。结果以均值±标准差表示。统计学分析采用SPSS20.0，采用双侧检验（P＜0.05）。

2 结果

18 例患者因失访未行MRI 检查。最终研究纳入99 例患者。所有患者均为初次手术，合并半月板损伤者73 例，依据损伤类型分别行半月板成形和缝合术，无半月板全切病例。软骨损伤患者32 例，无Ⅳ度病例，均行清理术。其中AM 组56 例，Center 组43 例，两组患者年龄、性别、左右患膝、受伤到手术时间均无统计学差异，见表1。两组未出现股骨骨道后壁破裂、血管神经损伤、术后感染等并发症。所有患者康复进程顺利，术后半年，活动度无受限，膝关节无肿胀等炎症表现，无再断裂。术后MRI 测量观察者自身一致性为0.995（95%置信区间0.991～0.997），观察者之间一致性为0.993（95%置信区间0.990～0.997）。AM 组SNQ 移植物近、中、远端分别为3.52±1.08、2.43±0.52、1.53±0.61（P＜0.001，远端 vs 中段；P＜0.001，中段vs 近端；P＜0.001，近端vs 远端）。Center组SNQ移植物近、中、远端分别为3.68±1.52、3.02±0.82、1.55±0.43（P＜0.001，远端 vs 中段；P=0.018，中段vs 近端；P＜0.001，近端vs 远端）。组间比较，近、远端SNQ 无差异，AM 组中段SNQ 较Center 组有优势（P=0.023）。见表2。

表1 患者一般资料

表2 各组不同部位信噪比（SNQ）比较

此外，部分病例显示出个体化差异，并未完全符合上述规律（图3）。韧带化程度依据SNQ 值依次描述为优（SNQ＜2）、良（2≤SNQ＜3）、中（3≤SNQ＜4）、差（SNQ≥4）。第1类整个移植物韧带化优（AM组8例，Center 组5例）。第2类中段韧带化优，两端良（AM 组1例）。第3 类整个移植物韧带化中（AM 组5 例，Center 组7例）。第4 类远端韧带化优、中段良、近端中且融合不佳（Center 组1例）。第5类整个融合不佳，近远端韧带化优、中段良（Center组1例）。第6类整个融合不佳，中段韧带化良、近远端中（AM组2例，Center组1例）。

图3 ACL重建术后半年，关节腔内自体腘绳肌腱移植物韧带化的个体化差异（详见结果描述）。

3 讨论

3.1 ACL重建术后，自体腘绳肌腱移植物的韧带化进程以及早期最佳观察时间点

相关韧带化进程观察多见于动物研究[20]。韧带化进程分为三个阶段：早期韧带化、塑形改建以及成熟。早期韧带化在术后2～4周，比较明确的表现是新生肉芽组织从外周进入肌腱内部，富含细胞及血管。塑形改建在术后6～8 周，肉芽组织被纵行胶原纤维取代，也是从外周开始，逐渐进入肌腱内部。与早期韧带化不同，此期细胞仍然较多，但是血管化逐渐减少。术后24 周，成熟期开始，肉芽组织完全被胶原纤维取代，细胞也逐渐减少至接近正常ACL。目前的康复进程多参照此结果，一般推荐术后半年恢复有保护下的慢跑，10～12月可重返竞技对抗运动[4，5，14，16，17]。随着MRI技术的发展，人ACL重建术后韧带化的过程得到评估，相关研究也逐渐增加，最终何时完全变成韧带争议较大[8，11，12，17，19]。甚至有研究认为术后24月时信号仍未正常，建议术后2～4年再根据韧带化情况决定是否参加对抗性运动[22]。但比较一致的观点是，术后5～6月是早期评估腘绳肌腱移植物韧带化程度的最佳节点[9，13，16]，因术后SNQ最高的时候是术后2～4月，然后开始逐渐降低[16]。SNQ 越低说明移植物生物力学特性越好[21]。术后半年也是ACL重建术后患者开始准备重返一般运动的最佳时间[14，17]，有必要针对这一时间节点进行移植物韧带化的评估和研究。

3.2 解剖位置自体腘绳肌腱重建ACL移植物在关节腔内韧带化进程的特点

本研究两组移植物总体上显示关节腔内近端韧带化程度要滞后于远端。影响因素应为多方面，一是解剖位点重建移植物的等长不佳[20]，二是固定方式导致的所谓“雨刷效应”和“蹦极效应”[3]，三是移植物与股骨骨道的“成角效应”[1]，四是远端移植物靠近脂肪垫及其表面的滑膜，这些部位可提供充足的血运[13]。但是等长不佳同样会影响到远端，本研究胫骨侧也是栓桩固定，前两点因素不能解释远端韧带化程度优于近端。因此移植物与骨道成角以及远端血运可能是影响其韧带化进程的重要因素。作者发现，无论在冠状位还是矢状位，移植物与胫骨骨道的成角皆小于其与股骨骨道的成角[13]。胫骨残端保留可能会对移植物韧带化造成积极影响，但不同研究报道各异[10，18]。作者此前比较过腘绳肌腱与股四头肌腱-骨移植物在术后半年的差异，发现后者如果把骨块放到近端固定，关节腔内近端移植物在术后半年的韧带化程度与远端没有差异[13]。因此，自体腘绳肌腱移植物在解剖位置重建ACL 其近端韧带化进度滞后于远端目前尚无法通过手术解决。

3.3 解剖位置自体腘绳肌腱重建ACL 应将股骨骨道制作于前内束位置

本研究的积极意义在于将股骨骨道置于近前内束，可改善腘绳肌腱移植物在中段的韧带化程度。目前，将骨道位置定于解剖范围内已经不存在争议[2]。但是如何优化骨道位置？除了实验室研究发现的直接止点和间接止点解剖提供参考[15，19]，还应该找到直接的临床证据。研究发现，越偏向后外束的位点，移植物等长性越差，在膝关节屈伸活动中，腘绳肌腱移植物势必受到过度牵拉[8，11]。这种牵拉作用对移植物的韧带化是否存在影响，本研究给出了答案。当然，近端移植物的韧带化并未因调整骨道位置获得改善。这是因为经前内技术的股骨骨道成角效应有可能减弱了调整骨道位置带来的优势[1，13]。但是在受成角因素影响较小的中段移植物韧带化上，调整骨道位置体现出了优势。因此，本研究认为，在单束自体腘绳肌腱“解剖重建”ACL手术中，应尊重肌腱移植物的生物力学特性，将股骨骨道置于近前内束止点位置，以便更有利于肌腱移植物的韧带化。

3.4 本研究存在的不足

本研究为术后早期的影像学观察，尚不能将移植物韧带化与临床效果关联。当然，早期的结果可为康复方案的调整提供参考[13]。早期发现移植物韧带化的个体化差异也可提示临床对韧带化较好的患者给予较为积极的康复，对韧带化不好的患者应给予保护，以利于个体化康复的早期开展。

4 结论

ACL重建术后半年，腘绳肌腱移植物关节腔内远端韧带化程度最好，中段次之。较之近解剖中心，将股骨骨道定于近前内束位置的移植物中段韧带化程度更好。