单束类等长重建前交叉韧带术后骨道位置及直径变化

郑维蓬 刘治军 魏合伟△ 万雷 陈胜 廖志浩 赵国源 胡伟坚

前交叉韧带(Anterior Cruciate Ligament，ACL)是膝关节重要的稳定性结构之一，其损伤断裂会造成膝关节前向不稳和部分旋转稳定性的丧失，常引起半月板、关节软骨等结构的继发性损伤，严重影响膝关节功能[1-2]。关节镜下ACL重建术是治疗前交叉韧带损伤的“金标准”，而骨道的位置及扩大的状态都是影响手术效果的重要因素[3-5]。因此，如何正确评估ACL重建术后骨道的位置及其扩大情况就显得尤其重要。本研究采用不同的X线片测量技术对ACL类等长重建术后患者的骨道的位置及其扩大情况进行测量与评估，旨在为临床治疗提供参考依据，现报告如下。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

收集2016年1月至2019年12月广州中医药大学第三附属医院运动医学科ACL断裂患者43例，其中男26例，女17例；年龄22～49岁；病程1周～18个月。所有患者经关节镜下证实ACL断裂并行单束类等长重建，合并有半月板及软骨等结构损伤者，同时给予修复。手术均由2名高年资主刀医生操作且采用相同术式。术后1周内及术后12个月分别给予X线片检查，由两名主治医生对影像进行测量。

1.2 诊断标准

采用前交叉韧带损伤的临床诊断标准[6]：1)运动伤病史；2)查体Lachman试验阳性；3)磁共振显示前交叉韧带损伤。

1.3 纳入标准

1)符合上述诊断标准；2)年龄18～50岁；3)手术适应证明确，且单侧膝关节ACL重建者；4)同意参与本项研究，签署知情同意书。

1.4 排除标准

1)无明显外伤史者；2)MRI检查不支持ACL断裂者；3)膝关节骨骼发育异常或者骨折者。患者只要满足排除标准中的任意一条，就必须被排除在研究范围之外。

1.5 方法

1.5.1股骨及胫骨骨道定位方法 1)股骨骨道内口定位：极度屈膝位，使用股骨定位器经前内侧入路(Anteromedial Portal，AM)定位于髁间窝外侧壁过顶点前远方约7 mm(类等长点)处打入导针至股骨外髁皮肤外。然后使用直径4.5 mm空心钻钻穿骨皮质，预定骨道内移植物的合适长度，拔出空心钻，使用股骨空心钻头制备粗骨道，清理骨道内碎屑，完成股骨道的制备。2)胫骨骨道内口定位：从AM入路插入胫骨骨道“点对点”定位器，定位点位于外侧半月板前角游离缘与胫骨内侧髁间嵴连线上，即原ACL足印区的中后部，距离后交叉韧带前缘前方大约7 mm处。胫骨骨道内口位置确定后，将定位器勾尖勾住定位点，摆动定位尾端以调整隧道的方向，通过体外观察，调整胫骨道与矢状面成30°，与胫骨纵轴成角45°～50°。

1.5.2移植物的选择及固定方式 移植韧带为自体腘绳肌腱(同侧半腱肌腱和股薄肌腱)4股单束或5股单束(见图1)，长度一般为75～85 mm，胫骨端直径为7～9 mm，股骨端直径为6～8 mm。股骨端固定方式为TighRope(Arthrex公司，美国)悬吊固定，胫骨端为可吸收界面挤压螺钉、门形钉栓桩混合固定。

图1 单束的ACL移植物、TighRope及关节镜下重建后的ACL形态

1.5.3影像观察 所有随访对象在术后1周内及术后12个月随访时均行膝关节标准正侧位X线检查(日本岛津R SPEED M 型数字化X线摄影系统DR机)。图像可在“东软”医学影像系统调用，软件自带比例尺，并已经进行放大率的矫正，还可提供直线、角度的测量。测量范围包括胫骨骨道位置及其直径，股骨骨道位置及其直径。

1.5.4X线片测量骨道位置的方法 股骨骨道位置测量：1)第一种方法采用Bernard象限法[7]，Blumensaat 线通过股骨髁间窝顶部，FG线为通过骨道中心E且平行于Blumensaat 线，JI线为通过骨道中心E且垂直于Blumensaat 线。在矢状面的X线片上，骨道中心点E的位置为外侧髁前后径水平的(EG/FG)%，距离髁间窝顶的高度为(EI/JI)%(见图2c)。2)第二种方法采用Segawa[8]的方法测量股骨骨道中心相对于Blumensaat’s 线长度的比例。在矢状面的X线片上，骨道中心点E的位置为(HK/HL)%(见图2a)。

胫骨骨道位置测量：1)AB为胫骨平台矢状面最大直径，CD为胫骨平台冠状面最大直径；A和D分别定义为0%，B和C分别定义为100%；即规定胫骨平台最内侧及前侧为0%，最外侧及后侧为100%；骨道位置采用相对位置百分比方法，使所得数据具有可比性。2)在矢状面的X线片上，骨道中心点P的位置为(PA/AB)%(见图2a)。3)在冠状面的X线片上，骨道中心点O的位置为(OD/CD)%(见图2b)。

图2 股骨骨道和胫骨骨道位置测量方法图示

1.5.5X线片测量骨道直径的方法 胫骨端和股骨端分别测量骨道关节内入口处直径，测量值为骨道的两个硬化壁之间最长的距离(见图3)。测量的胫骨和股骨骨道的直径，取其最大值与重建手术时制作骨道的钻头直径进行对比，来评估骨道扩大的程度。骨道直径减去钻头直径为骨道扩大的绝对值，再以此数值除以钻头直径，得到的数值为骨道扩大的百分数。

图3 股骨骨道和胫骨骨道直径测量方法图示

1.5.6测量及评价方法 骨道扩大情况根据Peyrache等[9]提出的分级方法进行评定，将骨道扩大等级分为4级：0级为<2 mm，1级为2～4 mm，2级为4～6 mm，3级为≥6 mm。一般认为骨道直径扩大绝对值大于2 mm或百分值大于30%为骨道扩大[10]。根据测量的结果，将所有患者分为扩大组和非扩大组，比较两组患者骨道位置。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件对所得数据进行统计处理，计量资料的比较采用t检验，多组间比较若资料符合正态分布且方差齐用单因素方差分析，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 骨道测量情况

根据骨道宽度测量结果，将患者分为骨道扩大组与非扩大组，两组间骨道直径比较，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 骨道扩大组与非扩大组间直径比较及两组骨道扩大的百分数

2.2 骨道扩大与骨道位置变化的关系

扩大组与非扩大组在X线片冠状面上胫骨骨道内口相对位置的测量结果无显著性差异(P=0.124)；其他测量结果差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 骨道扩大组与非扩大组间骨道位置比较

3 讨论

利用X线片对ACL重建术后骨道位置及骨道扩大情况的评价是一种经济实用的方法，一般以骨道内口中心所处位置相对于解剖标志距离的比例来表示骨道位置。而对于骨道直径的测量需待骨道壁硬化后进行，测量的结果用于评价骨道扩大情况。本研究通过测量单束类等长重建ACL术后骨道位置及骨道直径，研究骨道位置与骨道扩大情况的关系，试图寻找合适的类等长重建位点，尽量减少术后骨道扩大程度。

ACL重建术后骨道扩大的原因及其发生率存在争议。先前的研究表明ACL重建术后骨道扩大可能是移植物愈合的自然过程[11-12]，但是随着手术技术及生物力学因素方面对骨道扩大作用的深入研究，骨道扩大并不是受单一自然愈合因素影响，而是一个多方面因素综合作用的结果[13]。研究认为骨道增宽会影响移植物在骨道内的血管化及止点塑造过程，导致未成熟的移植物松弛或手术失败[14]。Okimura等[15]研究了使用骨-髌腱-骨复合体(Bone Patellar Tendon-bone，BTB)移植重建ACL，在不同时间点进行随访，术后胫骨隧道扩大程度是最小的，且胫骨隧道扩大与隧道内BTB移植物腱部长度无关。陈永良等[3]研究表明ACL术后骨道扩大现象对膝关节功能无影响，这与Tajima等[16]研究相似。但也有研究者认为骨道扩大不利于腱-骨愈合，最终会使移植物松弛，从而引起膝关节不稳，使患膝的功能康复受到影响，如Klein等[17]的研究显示骨道扩大程度与Lysholm评分有关。尽管骨道扩大与术后临床疗效相关性研究尚无统一观点，但是笔者认为应尽量减少骨道扩大对临床效果可能潜在的负面影响。本研究术后采用X线片测量均出现了不同程度骨道的扩大，但并未出现严重的骨道扩大情况(见表1)。分析可能原因为考虑总体上采用类等长重建技术，股骨骨道类等长位点兼顾了解剖点的优势，此位点能增加膝关节旋转和平移稳定性，有利于恢复正常ACL的屈伸活动，移植物承受的不良应力较小，自然对骨道的作用力量也较小。另外，可能与Tightrope的可调节性袢环有关，其使骨道无需预留翻袢空间，移植物固定后可紧密贴合骨道底部，消除腔隙，使腱-骨接触更密切。不仅具备强大的抗拔出载荷，而且减少了移植物微动所产生的“蹦极效应”和“雨刷效应”，减少了骨道扩大的程度，可见选择合适的骨道位置及内固定物对减少骨道扩大程度具有重要意义。

近年来随着对ACL足印区解剖特点的不断研究，术中骨道的定位理念及重建技术不断更新[18]。早期的“解剖重建”更多是模仿真实的解剖止点，功能上分两束重建，被认为更接近正常的生物力学性能，消除“轴移”效应，从而更有效地恢复膝关节前后及旋转稳定性[19]。然而许多长期随访结果表明，“解剖重建”的远期失败率较高，其原因很可能是因为股-胫骨道内口间距不等长及移植物本身问题所致[20-21]。事实上，大多数ACL重建技术都是基于ACL的足印区解剖特点建立骨道。使用单束重建技术时，股骨骨道定位在整个足印区的中心，而使用双束重建技术，则分别定位在前内束和后外束的中心位置。然而，由于ACL解剖特点复杂，使用中央位点或双束位点恢复足印区的方法受到了挑战。双束解剖重建时放置后外侧束区域的移植物在运动范围内显示大约1 cm的长度变化，会出现张力不平衡，最终由于过度牵拉而失效；相比之下，单束解剖重建时放置中央位点区域的移植物则显示不同程度长度变化[22-23]。另外，生物力学研究证明移植物放置在足印区过于偏后，在某些情况下会导致较高的移植物张力，导致其断裂[24]，可见骨道位置对移植物等长等张及解剖重建功能至关重要。

原生的ACL在膝关节活动过程中也并非完全等长，研究显示膝关节伸展过程中，原生的ACL大约有3 mm的长度变化[25]。随着人们对ACL的解剖特征和足印区部位的重新认识，提出了一种接近解剖结构及等长的ACL“足印区重建”的方法，即“类等长重建”[26]，其生物力学原理是ACL移植物在整个膝关节屈伸范围内保持相对等长的功能。多项研究阐明ACL移植物的等长特性在很大程度上取决于股骨的位置[27]。本研究采用单束类等长重建ACL，将股骨道定位于过顶点前远方约7 mm处，即位点覆盖了原生ACL的直接纤维区域，偏心地位于足印区的前部(高)和近端(深)区域，这更有利于移植物低张力状态，并可实现移植物相对等长重建，与Pearle等[28]的研究类似。根据Bernard象限法，扩大组测出的股骨骨道位置位于Blumensaat’s 线水平的股骨外髁长度的30.78%±4.45%，高度的上38.80%±9.20%；非扩大组测出的股骨骨道位置位于Blumensaat’s 线水平的股骨外髁长度的27.28%±3.47%，高度的上22.25%±5.58%。根据Segawa方法，扩大组测出的股骨骨道位于Blumensaat’s 线长度的29.20%±4.06%；非扩大组测出的股骨骨道位于Blumensaat’s 线长度的26.53%±3.61%。其实Bernard象限法和Segawa方法测量结果是相似的。虽然扩大组和非扩大组基本位于股骨足印区的范围内，但两者的位点比较差异有统计学意义(P<0.05)。本研究表明扩大组的位点较非扩大组的位点相对偏前及偏下的位置，骨道定位有偏差可能会使移植物张力改变，从而加重移植物在骨道内的微动，引起较大的“雨刷效应”或“蹦极效应”，造成移植物对骨道拽拉力增大，从而引起较为明显的骨道扩大。另外，股骨骨道位置过于偏前容易引起移植物与髁间窝撞击，这种异常撞击力量通过移植物传递到骨道，导致骨道扩大；而股骨骨道位置过于偏下容易导致移植物不等长，伸屈承受的张力变化太大，造成骨道的压应力较大，骨道容易扩大。

目前有研究认为ACL的胫骨止点在侧位片上位于胫骨平台约30%～43%之间，而稳定性较好的位于37%左右[29]。Moisala等[30]进行前瞻性的研究得出在矢状位上胫骨骨道的最佳位置是32%～37%，这与本研究的结果相符。本研究测量胫骨骨道的位置显示，扩大组与非扩大组在X线片冠状面上胫骨骨道内口相对位置的测量结果分别为42.97%±4.37%和45.42%±5.73%，两者比较差异无统计学意义(P=0.124)，而在矢状位上扩大组为34.56%±2.16%，非扩大组为38.62%±3.07%，两者比较差异有统计学意义(P<0.001)。可见扩大组的位点较非扩大组过于偏前内位置。实际上，胫骨骨道的位置在不出现撞击的情况下适当偏前内较好。但是胫骨骨道定位点过于偏前内位置却容易引起移植物与股骨髁间窝撞击，导致移植物承受不良应力，这可能是引起骨道增宽的原因。

本研究结果表明，为得到较理想的骨道位置及避免骨道过度扩大，保持移植物相对等长及低张力的情况下，股骨骨道位点应该在足印区范围内偏后略高的位置；胫骨骨道位点太过于偏前内位置，容易产生撞击引起骨道扩大。这对于单束ACL类等长重建术后评估可能有一定的意义，但骨道扩大与临床疗效是否具有明显相关性，最终的结论仍需要更大量样本、更长期全面的随访研究。