保留残端长度对自体腘绳肌腱单束重建前交叉韧带的效果影响

陈敏，林佳俊，刘文革

(福建医科大学附属协和医院骨科，福建 福州 350001)

前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)损伤导致膝关节运动功能障碍，影响青壮年患者生活质量。目前关节镜技术考虑解剖重建、手术时机等多种因素以提高ACL重建术后稳定性，恢复膝关节正常运动功能。除机械稳定性外，恢复本体感觉被认为是ACL重建术后获得满意结果的关键，部分机械感受器在本体感觉中对膝关节韧带的位置、平衡和运动有重要作用，包括ACL[1]。研究报告Ruffini和Golgi机械感受器和游离神经末梢散在并均匀分布于ACL与胫骨、股骨附着组织中(周围滑膜下层)[2-3]。ACL损伤后残端可检测到中枢神经系统的反射电波，证实残端组织中仍含有机械感受器，因此人们尝试保留残端组织并报道了相关生物力学和临床研究效果[4-5]。ACL损伤后本体感觉受损引起的神经肌肉功能改变被认为是功能不稳定的主要因素，同时本体感觉的恢复而不是机械稳定性的恢复与患者的满意度和ACL重建后的功能结果更为密切相关[6]。然而对于是否需要保留以及保留多少残端组织仍存在争议，因为保留残端增加技术难度，可能增加Cyclops病变导致髁间窝撞击等并发症[7]。因此，本研究对100例ACL损伤患者临床资料进行回顾性分析，旨在比较应用自体腘绳肌腱单束移植重建ACL对各组患者的临床疗效，探讨保留残端覆盖长度对ACL重建结果的影响。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准 纳入标准：(1)MRI诊断为ACL完全断裂并经关节镜证实；(2)单纯ACL损伤而无其他韧带损伤；(3)单侧ACL损伤而无对侧膝关节损伤；(4)至少随访24个月。排除标准：(1)半月板次全或全切除导致半月板的环向张力丧失；(2)关节镜下Outerbridge软骨病变分级高于Ⅱ级[8]；(3)下肢关节畸形；(4)患膝既往手术史；(5)合并创伤性关节炎、关节内骨折；(6)术后无法接受规范化康复锻炼。

1.2 一般资料 收集2016年1月至2018年2月我院骨科连续进行自体股薄肌和半腱肌腱单束移植重建ACL100例患者资料，手术均由同一组外科医生使用相同的关节镜技术完成。

ACL重建术后关节镜下评估ACL残端覆盖长度：膝关节屈曲90°后前内侧入路观察并评估，将残端覆盖长度小于重建后ACL长度50%和无残端保留的患者归为“小/无残端”；残端覆盖长度大于50%归为“大残端”；50%阈值是由后交叉韧带中轴投影线(中心纤维等分线)将ACL中轴一分为二确定的。研究表明在ACL重建过程中保留残端组织覆盖长度大于50%阈值可能对术后移植物形态如肥大、滑膜化和临床结果产生积极的影响[9]。因此，根据残端保留长度不同将患者分为三组：A组(40例)清除残端，B组(35例)保留残端长度<50%，C组(25例)保留残端长度>50%。三组患者的术前一般资料及术中探查附加诊断如部分半月板切除术(Ⅰ级或Ⅱ级)、低度软骨软化症比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。

表1 三组患者术前一般资料比较

1.3 手术方法 所有患者均接受关节镜下自体同侧半腱、股薄肌腱单束移植解剖重建，手术由同一组医师完成，具体手术流程如下：(1)关节镜探查。麻醉完全后关节镜前内侧、前外侧入路探查关节内结构，判断ACL损伤情况，如果出现半月板损伤、关节软骨受损，镜下先予以处理。(2)自体肌腱制备。确定ACL损伤后，在胫骨结节最高点内1 cm，下2 cm为中心由内上斜向外下切开皮肤2～3 cm，将鹅足肌腱显露出来后进行游离，借助取腱器将股薄及半腱肌腱取出，对肌腱进行充分清理，编织两端。对折成四股或六股，测定肌腱的具体直径，将测定结果视作骨道直径的参考值。(3)残端组织处理。刨刀彻底清除髁间窝不稳定的ACL残留组织、增生漂浮韧带滑膜及突出脂肪组织；根据胫骨表面ACL残端组织大小及稳定性予以清除或完整保留，而ACL股骨止点残端组织用尖刀小心分开，使ACL股骨足印区、嵴和软骨的后缘外侧股骨髁可以被识别。(4)股骨骨道制备。极度屈膝，前内入路置入定位器，导针按“右膝10：00至10：30、左膝1：30至2：00”方向置入导针位置满意后，选择4.5 mm的空心钻头钻透股骨外髁皮质。股骨骨道的深度利用深度测量器进行测定以便将至少10 mm的腱束植入股骨隧道中，更换与移植物直径相匹配的钻头从隧道内口钻入适当深度，未采用隧道扩张术。(5)胫骨骨道制备。屈膝90°，安装胫骨定位器，从前内侧入口进入建立胫骨隧道时应注意保护残端滑膜完整，定位器定位于胫骨止点足印区的中心，打入导针，位置满意后，用与移植物直径相匹配的钻头，钻取胫骨隧道，以最大程度地减少对ACL残端组织的损伤。(6)韧带重建。锉平骨隧道内口，由股骨隧道至胫骨隧道置入牵引线，编织的肌腱套接在相应长度的Endobutton袢钢板上并由牵引线经胫骨导入骨隧道直到Endobutton袢钢板拉出到股骨外侧皮质后将钛板翻转，安置过程中注意保护残端，使残端纤维及滑膜充分包裹移植物；拉紧重建韧带胫骨端牵引线，反复屈伸膝关节30次，明确固定效果并检查重建韧带与后交叉韧带及髁间窝无碰撞(必要时行股骨髁间切迹成形术以避免髁间切迹撞击)。屈膝30°～45°，尽量使胫骨后移，经胫骨隧道外口置入可吸收挤压螺钉(直径大于胫骨隧道直径1 mm)固定。关节腔内清除碎屑后撤镜，彻底冲洗术野后缝合切口，无菌包扎，弹力绷带加压包扎，松止血带。

1.4 术后康复 所有患者均遵循相同的康复方案。术后返回病房立即冰敷，指导踝泵锻炼，支具固定膝关节保持伸直位。术后1 d进行肌肉静力练习如直腿抬高等。术后2 d借助支具保护患侧膝关节伸直位部分负重下地，同时非负重状态下进行患侧膝关节的主动闭链屈曲练习。术后7 d练习膝关节屈曲90°。术后21 d练习屈膝120°。术后6周去除支具改用软性护膝，患侧完全负重进行主动伸膝练习、静蹲练习。术后8周练习患膝正常情况下的活动，增加伸膝、抗阻伸膝练习及本体觉训练。术后3个月可进行慢跑训练，加强抗阻练习。术后6个月进行冲刺和剧烈的竞争活动。术后9个月开始允许进行需要旋转动作的运动。

1.5 评价指标 采用国际膝关节文献委员会(international knee documentation committee，IKDC)评分、Tegner评分和Lysholm评分评价膝关节基本运动能力及主观感觉；IKDC主观评分检查与活动相关功能结果，包括症状、体育活动和功能。采用Lachman试验、中立位前抽屉试验(anterior drawer test，ADT)和轴移试验客观评价膝关节前方及旋转稳定性；记录主动屈伸活动度(range of motion，ROM)；单足跳跃评估下肢肌肉力量、神经肌肉控制能力和承受与体育活动相关的负荷的能力，测试方法参照文献[10]。评估ACL重建后的运动恢复水平：ACL重建2年以内根据Tegner评分恢复到损伤前活动水平的患者被视为已完成运动恢复，而在ACL重建2年以后恢复到损伤前活动水平或仅低于Tegner评分一个水平的患者被视为接近恢复运动。

2 结 果

2.1 膝关节功能评分 三组患者随访25～47个月，平均(34.50±10.42)个月。A组的平均随访时间(33.12±11.82)个月，B组的平均随访时间(33.70±10.83)个月，C组的平均随访时间(34.82±9.75)个月，随访时间比较，三组间差异无统计学意义(P>0.05)；术前三组IKDC主观评分、Lysholm评分、Tegner评分比较差异均无统计学意义(P>0.05)。末次随访时三组 IKDC主观评分、Lysholm评分及Tegner评分明显高于术前(P<0.05)；末次随访时三组IKDC主观评分比较差异具有统计学意义(P=0.033)；末次随访时IKDC主观评分的子量表中，三组体育活动和功能的比较差异有统计学意义(P<0.001，P=0.025，见表2)。

配对比较结果显示，C组的IKDC主观评分显着高于A组(P=0.037)；IKDC主观评分子量表中，体育活动方面：A组和C组比较(P=0.011)、B组和C组比较(P=0.037)差异

表2 三组患者术前与末次随访膝关节功能评分比较分)

有统计学意义；功能方面：A和C组比较(P=0.029)、B和C组比较(P=0.031)差异有统计学意义(见表3)。

三组之间术后Lysholm膝关节评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。三组之间术后Tegner评分比较差异有统计学意义(P<0.001，见表2)。配对比较结果(见表3)显示，A组和C组(P=0.012)，B组和C组(P=0.045)之间差异有统计学意义。

表3 三组间Bonferroni校正术后变量配对比较调整P值

2.2 膝关节稳定性 术前三组患者的Lachman、ADT及轴移试验结果差异均无统计学意义(P>0.05)。末次随访时三组Lachman、ADT及轴移试验结果相比术前均明显改善，差异有统计学意义(P<0.05)；末次随访时三组间Lachman、ADT及轴移试验结果差异无统计学意义(P>0.05，见表4～6)。

表4 三组患者术后Lachman试验比较(例)

表5 三组患者ADT试验比较(例)

表6 三组患者术后轴移试验比较(例)

2.3 膝关节活动度和运动能力 术前三组膝关节屈曲和伸膝角度差异均无统计学意义(P>0.05)；末次随访时三组膝关节屈曲和伸膝角度较术前差异无统计学意义(P>0.05)；末次随访时三组间膝关节屈曲和伸膝程度的差异均无统计学意义(P>0.05，见表7～8)。

三组患者在单足跳跃距离、接近重返运动比例方面差异无统计学意义(P>0.05)。三组患者完全重返运动的比例差异有统计学意义(P=0.021，见表9)，配对比较结果(见表3)显示C组的完全重返运动比例显著高于A组(P=0.038)。

表7 三组患者手术前后患膝伸直度比较

表8 三组患者手术前后患膝屈曲度比较

表9 三组患者末次随访膝关节运动能力测试比较

2.4 并发症情况 随访期间所有患者未发现膝关节感染、移植物失败、关节僵硬、Cyclops综合征及翻修病例。C组中1例患者术后伤口皮肤愈合不良，重新清创缝合后完全愈合，未见任何其他并发症。21例患者下蹲时前膝关节取腱区感到疼痛。

2.5 典型病例 (1)31岁女性患者，以“外伤致左膝部肿痛伴活动受限5 d”为主诉入院。MRI示左膝关节ACL连续性中断，结合查体诊断：左膝关节ACL损伤。在全麻下行“关节镜下左膝关节腔探查清理+ACL重建术”，术中保留残端组织长度<50%，术后复查MRI示腱-骨愈合良好，移植肌腱张力可，疗效满意(见图1～3)。(2)29岁男性患者，以“外伤致右膝部肿痛伴活动受限25 d”为主诉入院。MRI示右膝关节ACL出血、水肿明显，结合查体诊断：右膝关节ACL损伤。在全麻下行“关节镜下右膝关节腔探查清理+ACL重建术”，术中保留残端组织长度>50%，术后复查X线片示内固定牢固，疗效满意(见图4～6)。

图1 术前MRI示左膝关节ACL连续性中断 图2 术中保留<50%残端组织 图3 术后MRI示腱-骨愈合良好

图4 术前MRI示右膝关节ACL出血、水肿明显 图5 术中保留>50%残端组织 图6 术后X线片示内固定牢固

3 讨 论

ACL损伤后内源性再生能力较低、血液供应较弱以及持续关节不稳定导致保守治疗失败率高，传统ACL重建存在供区病变，移植物解剖结构松散，生理功能、固有细胞数量和本体感觉下降等并发症[11]。吴冰等[12]发现ACL重建术后在自体腘绳肌腱移植物塑形稳定期，关节镜下评估为塑形良好的移植物在光镜下其组织学结构更接近于正常ACL，但其超微结构特点与正常ACL仍存在明显差异。随着组织工程和再生医学发展，部分研究提倡采用ACL断端缝合修复技术，其与传统肌腱移植重建相比优势包括：恢复自然解剖结构、保留本体感觉和避免供区并发症等[13]。然而Hoogeslag等[14]发现通过缝合修复技术术后2年内再次手术的相关不良事件明显增加，主要为Cyclops病变引起肿胀或伸膝受限[15]。目前ACL断端缝合修复术后临床疗效的高质量证据不多，尽管有希望但难以确立其在治疗ACL撕裂中的作用[16]，而ACL残断保留已被建议作为进行ACL重建时达到更好术后效果的一种补充方法。

既往研究发现ACL残端组织通过本体感觉和周围肌肉的激活维持膝关节动态稳定性[17]，避免关节滑液渗入胫骨隧道与移植物间隙以致扩宽骨髓道[5]，甚至通过促进移植物滑膜形成以及滑膜下、纤维束内良好的血管形成维持移植物完整性[18]。Takahashi等[19]报道75例使用双束腘绳肌腱自体移植进行ACL重建患者，保留残端可能会增强移植物成熟度、滑膜覆盖度以及膝关节稳定性。姚望等[20]采用三维膝关节动态功能分析系统计算膝关节6个自由度数据及膝关节运动功能评分，报告保残重建ACL患者较非保残者在运动学特征上更接近于正常人，而且在术后前中期恢复更优于非保残者。本研究采用单束腘绳肌腱自体移植结果表明，与传统ACL重建相比保留残端并未提供额外更好的机械稳定性，Tie等[21]meta分析发现保留残端单束重建ACL后膝关节前稳定性和日常功能活动恢复方面与传统技术结果无显著差异，与本研究结果相符。另一方面，包括IKDC主观评分(总分、体育活动、功能)、Tegner活动量表评分、完全恢复运动在内的对神经肌肉控制能力要求高于日常生活活动的运动功能结果，与传统ACL重建相比残端保存效果明显更好，可能由于残端组织中含有机械感受器和游离神经末梢，促进ACL神经支配，对功能结果有积极影响[2]。

对于保留残端组织大小的研究，Muneta等[22]对双束ACL重建进行回顾性研究，根据关节镜评估的残端组织体积将患者分为三组(≤30%，35%～55%和≤60%)，术后2年保留良好的残端体积组(≤60%)具有较好的稳定性但膝关节伸展滞缺明显增加，而保留中度组(35%～55%)具有最佳的主观功能效果，表明残端体积太大反而可能会降低临床疗效。魏民等[23]仅仅研究保留ACL胫骨残端的长度对重建术后膝关节本体感觉恢复的影响。与先前研究不同，本研究根据损伤后ACL残端覆盖长度占ACL重建后总长度比例50%为阈值更详细分为三组，包括ACL残端清除病例。有研究通过关节镜术中机械刺激观察ACL重建患者手术前后膝关节体感诱发电位的变化，发现保留残端有利于膝关节内神经系统重建，与本体感觉改善密切相关[2]。Ouanezar等[5]使用单束生物增强技术解剖重建ACL术后未发现保留残端大小对临床结果有显著影响。本研究三组间比较分析显示保留>50%残端可提供与体育活动相关更好的功能结果，根据Tegner活动量表、IKDC主观评分和完全恢复运动患者比例的比较结果，A组(清除残留组织)和C组(保留残端组织长度>50%)之间存在显著性差异。对ACL重建后功能的研究表明[24]，ACL重建后良好效果不仅取决于机械稳定性的恢复，而且还与本体感受的恢复密切相关；此外，ACL残端组织机械感受器与膝关节本体感受水平呈正相关[25]。因此，保留更多的>50%的残余组织可以保留大量的机械感受器和游离神经末梢，并在ACL重建后带来更好的本体感受功能。

对于保留残端后发生髁间窝撞击和Cyclops病变的风险增加已有认识，这些病变的特征是在ACL移植物之前形成纤维血管组织样结节，导致膝关节症状性伸直不足，相关的步态干扰耐受性较差。有证据表明在步态负荷反应阶段，矢状面力学的改变易使患者发生早期的内侧间室退变[26]。Pinto等[27]将术后早期(术后3周和6周)的伸展不足确定为Cyclops病变重要的危险因素。本研究结果显示ACL重建术后三组间ROM差异无统计学意义，无伸直受限病例，末次随访均未见Cyclops综合征。部分研究通过磁共振成像等表明保留残端和清除残端之间Cyclops病变发生率差异无统计学意义[28]。Kim等[9]报告将ACL残端放置在移植物侧面时，移植物与髁间切迹之间可能不会发生撞击。本研究术中在前交叉韧带残端前方进行了系统的关节镜评估，包括在每次手术结束时进行全面的伸展以排除髁间切迹内的任何物理撞击，部分病例适当进行股骨髁间切迹成形术降低撞击风险。目前有部分学者推测引起Cyclops综合征风险增加的伸膝受限可能与关节源性肌肉抑制相关，但并未得到公认[29]。

本研究缺乏基于术后磁共振成像或组织学证实的二次关节镜检查结果，无法分析重建的ACL与残端组织之间的结构关系；同时术后未常规行三维计算机断层扫描以排除胫骨和股骨隧道错位，可能会对临床结果产生一定程度影响。

综上所述，与传统ACL重建相比，保留残端自体腘绳肌腱单束重建ACL并不能提供更好机械稳定性，然而保留>50%残端比清除残端更能改善与运动相关的临床结果。若有大量残端组织存留，建议在尽可能保留残端组织的情况下重建前交叉韧带。