單髁置換術前判斷前交叉韌帶功能完整的準確性研究

馬童，涂意輝，薛華明，文濤，蔡珉巍

(同濟大學附屬楊浦醫院關節外科，上海200090)

單髁置換術前判斷前交叉韌帶功能完整的準確性研究

馬童，涂意輝，薛華明，文濤，蔡珉巍

(同濟大學附屬楊浦醫院關節外科，上海200090)

目的探討各種術前檢查判斷符合單髁置換標準前交叉韌帶功能完整的準確性。方法回顧性分析2007年1月至2014年12月，418例(529膝)擬行單髁置換術治療膝骨關節炎患者，所有患者術前進行Lachman試驗、軸移試驗和X線檢查，405例膝關節行MRI檢查，判斷前交叉韌帶是否符合單髁置換標準。觀察各項檢查敏感度、特異度、準確性和似然比，采用Kruskal-Wallis法進行統計學檢驗。結果術中檢查前交叉韌帶功能完整451膝，功能失完整78膝。Lachman試驗準確性90.9%，陽性似然比(positive likelihood ratios，+LR)30.54，陰性似然比(negative likelihood ratios，-LR)0.53;軸移試驗準確性89.2%，+LR 17.92，-LR 0.62;X線檢查準確性92.8%，+LR 14.04，-LR 0.14;修正X線檢查準確性97.4%，+LR 153.47，-LR 0.28;MRI檢查準確性32.4%，+LR 1.23，-LR 0.16;修正MRI檢查準確性82.5%，+LR 4.13，-LR 0.60。經檢驗，各項檢查準確性差異有統計學意義(P＜0.01)。結論側位X線檢查是目前判斷骨關節炎中ACL功能完整性最準確的檢查，而Lachman試驗和軸移試驗有較高的特異性，MRI有較高的敏感性。

前交叉韌帶;骨關節炎;關節置換術;單間室;檢查

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)是維持膝關節穩定的重要結構，在單髁置換手術中，ACL功能喪失常導致膝關節不穩，反常運動，外側間室異常磨損，假體撞擊早期失效等，文獻報道ACL損傷的假體早期失敗率是功能正常的5～7倍，被認為是膝關節單髁置換術(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)的絕對禁忌證［1-3］。由于ACL慢性損傷的發病機制不同于急性損傷，各項臨床檢查的準確性并不清楚，且在單髁置換中僅要求ACL功能性完整，臨床上準確判斷骨關節炎中ACL的功能完整性較為困難［1，3-4］。本研究對以往病例進行回顧性分析，評價各種臨床檢查術前判斷ACL功能完整性的準確性。

1 資料與方法

1.1一般資料2007年1月至2014年12月，共有418例(529膝)膝骨關節炎患者在本院擬行單髁置換術治療。男157例(198膝)，女261例(331膝);年齡為56～78歲，平均年齡65.3歲。患者體重53～79 kg，平均66.7 kg，體重指數平均25.9(24～27)。所有患者擬行單髁置換手術治療，既往無明確膝關節韌帶損傷和手術史。術前行膝關節穩定性檢查，常規攝患肢負重位正側位X線片，膝關節內外翻應力位片，405例膝關節行MRI檢查。

1.2 臨床判斷方法及診斷金標準

1.2.1體格檢查采用Lachman試驗和軸移試驗分別進行評估。

1.2.2 X線檢查側位像患者屈膝20°，膝外側與X線盒接觸。如果沒有骨磨損(Ⅰ度)或骨磨損局限在平臺中前部(Ⅱ度)，則ACL功能完整;如果骨磨損延伸至平臺后緣(Ⅲ度)或出現半脫位(Ⅳ度)，則ACL功能失完整［5］。

1.2.3 MRI檢查采用1.0TPhillips系統，3 mm層厚。檢查結果分為四度。Ⅰ度:ACL正常;Ⅱ度:ACL部分損傷，仍可見連續性纖維;Ⅲ度:ACL損傷伴松弛;Ⅳ度:ACL完全損傷或消失［6］。

1.2.4診斷標準術中判斷為準，分為五度，Ⅰ度:正常組織;Ⅱ度:ACL滑膜損傷;Ⅲ度:裸露的韌帶縱裂;Ⅳ度:膠原纖維束拉伸缺乏強度，ACL功能失完整;Ⅳ度:破裂或最終韌帶消失;其中Ⅰ～Ⅲ度認為ACL功能完整，適合單髁置換;Ⅳ～Ⅴ度認為ACL功能失完整，不適合單髁置換［5］。

1.3統計學方法應用SAS8.1統計學軟件包進行分析統計，計算Lachman試驗、軸移試驗、X線檢查、MRI檢查的靈敏度、特異度、準確率和似然比(likelihood ratios，LR)，各項檢查結果之間分析，均采用Kruskal-Wallis卡方檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

表1 術前各項檢查的敏感度、特異度、準確性和似然比

529膝術中診斷共有440膝有不同程度損傷，Ⅰ度89膝，Ⅱ度173膝，Ⅲ度189膝，Ⅳ度57膝，Ⅴ度21膝。依據單髁置換術標準，術中檢查ACL功能完整(ACL+)451膝，功能失完整(ACL-)78膝。

Lachman試驗、軸移試驗的準確率分別為90.93%和89.22%(見表1)。

X線檢查:Ⅰ度196膝(ACL+194膝，ACL-2膝)，準確率99.0%;Ⅱ度237膝(ACL+229膝，ACL-8膝)，準確率96.6%;Ⅲ度68膝(ACL+26膝，ACL-42膝)，準確率61.8%;Ⅳ度28膝(ACL+2膝，ACL-26膝)，準確率92.9%。依據傳統判斷方法總體準確率92.8%，修正(剔除Ⅲ度)后準確率97.4%(見表1)。

MRI檢查: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%。準確率(以Ⅰ度為正常，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ度為損傷)32.4%，修正后(以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度為正常，Ⅳ度為損傷)82.5%。

各術前檢查方法中，修正后X線檢查準確率最高，為97.40%，經Kruskal-Wallis法卡方檢驗，P＜0.05，差異有統計學意義(見表1)。

3 討論

近15年來UKA在治療膝關節前內側骨關節炎取得了巨大的成功，其良好的手術效果和長期的假體生存率，被越來越多的醫師作為首選的手術治療方法。其復興除了微創技術的提高和手術器械的改進外，手術指證的進一步明確起到了關鍵作用［3，7］。在ACL嚴重損傷的患者中，膝關節不穩和反常運動常導致手術失敗率明顯增高，被幾乎所有學者認為是UKA的禁忌證［1-2，5，8］。

骨關節炎患者中ACL損傷十分常見，損傷機制不清，判斷適合UKA的功能完整的ACL困難［5-6］。ACL慢性損傷機理不同于急性損傷，多由髁間凹骨贅的長期撞擊和磨損或軟骨量顯著丟失導致膝關節不穩長期的異常載荷導致，是一個長期和逐漸變化的過程，在骨關節炎患者中十分常見［1，5，9］。在Lee等［10］報道的107例骨關節炎的ACL中有41例(39%)大體檢查損傷，Cushner等［11］報道的19例骨關節炎的ACL中有14例(74%)損傷。另一項針對55例骨關節炎的ACL研究中，術中肉眼檢查僅31例(56%)ACL正常，24例(44%)中到重度損傷，31例大體正常的ACL行組織學檢查，22例(71%)有不同程度損傷［4］。在本研究中，術中檢查440例(83.2%)膝關節中ACL有不同程度損傷。臨床上在手術中對于ACL有縱向裂隙的使用小拉鉤用力牽拉纖維束，如無法拉斷則認為可滿足單髁置換的條件［5］，在本研究中，以此標準定義ACL功能損傷或功能完整，ACL+451膝(85.3%)，ACL-78膝(14.7%)。

UKA要求ACL的功能完整，理論上Lachman試驗和軸移試驗是判斷膝關節穩定性的最佳方法，文獻報道對ACL急性損傷中的敏感性85%～93.5%，特異性91%～100%［12-13］;Lachman試驗-LR為0.08～0.52，+LR為1.4～40.8;軸移試驗-LR為0.38～0.84，+LR為4.4～16.4［14］。但在慢性損傷中卻準確性不佳，在Trompeter［4］針對55例因骨關節炎行全膝置換術患者的前交叉韌帶研究中，55例患者術前軸移試驗均為陰性，術中肉眼檢查僅31例(56%)ACL正常。Dodd［15］報道的50例骨關節炎病例，術前行軸移試驗檢查均為陰性，但術中檢查有14%的病例ACL完全斷裂。在本研究中，Lachman試驗-LR為0.53(0.48～0.58)，+LR為30.54(18.62～50.09);軸移試驗-LR為0.62(0.57～0.67)，+LR為17.92(10.93～29.39)，與上述研究相似。兩種檢查具有很高的特異度(98.4%和97.5%)，但靈敏度偏低(47.4%和39.7%)，一定數量ACL損傷被漏診。這可能由于膝關節后方結構的屈曲攣縮、骨贅增生導致膝關節穩定性增加，髁間凹骨贅使ACL結構性短縮，這些因素使ACL的損傷情況被掩蓋。雖然理論上存在由于膝關節內側間隙高度持續性丟失使完整ACL顯得不穩定的可能，但在本研究中這一情況少見，可能在骨關節炎中，骨贅增生等提供額外穩定因素的情況更多，導致ACL損傷被掩蓋的情況更為明顯。

MRI檢查是診斷急性ACL損傷的另一個常用方法，在以往的研究中MRI對診斷ACL急性損傷敏感度大于94%，特異度為95%～100%［16］，但對ACL慢性損傷判斷的可靠性一直被質疑［1，17］。在Sharpe等［18］對膝關節置換患者的研究中，MRI檢查有33%的患者ACL損傷，而術中判斷僅13%的患者因ACL損傷而改為全膝關節置換。但在Vahey等［17］的研究中，對30例關節鏡證實慢性損傷的ACL采用MRI檢查，有9例(30%)ACL保持完整。在本研究中，MRI檢查-LR為0.16(0.05～0.48)，+LR為1.23(1.09～1.39);總體準確率僅32.4%。存在的問題:a)對韌帶損傷有很高的靈敏性，在骨關節炎中，ACL多伴有不同程度的慢性損傷，造成特異性過低。b)本研究依據的ACL損傷標準為功能失完整，而MRI為影像診斷，難以提供功能性評判。c)軟骨的丟失常使功能正常的前后交叉韌帶影像上表現松弛，導致ACL損傷的錯誤判斷。在本研究中，由于在MRI中Ⅱ度和Ⅲ度損傷在術中檢查符合ACL功能性完整的標準分別占89.6%(207/231)和81.3%(26/32)，我們將此2類損傷歸于ACL正常范圍，雖然校正后檢查特異性大幅提高，但修正MRI準確率仍僅83%。

目前在牛津單髁置換手冊中推薦的是通過側位X線片判斷的方法，認為在骨關節炎患者中ACL功能完整的情況下，磨損只存在于脛骨平臺前部或中央部(Ⅰ度或Ⅱ度);當ACL功能損傷時磨損延伸到平臺后方或出現股骨向后方半脫位(Ⅲ度或Ⅳ度)。在本研究中準確率為92.8%，與Goodfellow等［5］認為的95%的準確性相似。其中ACL功能完整的判斷準確率為97.7%(423/433)，在對ACL功能損傷判斷中，X線表現半脫位(Ⅳ度)病例的準確率為92.9%，X線表現磨損延伸到平臺后方(Ⅲ度)病例，準確率僅為61.7%。在剔除Ⅲ度病例，修正后X線判斷準確率可達97.4%。此影像學檢查更相似于ACL的功能性檢查，具有相對其他檢查更高的準確性。存在的問題:a)對X線質量要求較高，要求內外髁和內外側平臺重疊，否則無法評估。b)對于骨磨損延伸至平臺后緣(Ⅲ度)界定困難，這也造成了在Ⅲ度病例中準確性不佳。c)由于額外的穩定性，在有些ACL功能損傷的病例中，磨損仍只局限于前中部。

綜上所述，術前完全明確ACL功能情況較為困難，側位X線檢查是目前判斷骨關節炎中ACL功能完整性最準確的檢查，X線表現為Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ度時準確性較高，Ⅲ度時準確性低，需輔助其他方法協助判斷;而Lachman試驗和軸移試驗有較高的特異性，MRI有較高的敏感性。

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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

馬童(1982-)，男，主治醫師，同濟大學附屬楊浦醫院關節外科，200090。

1008-5572(2016)01-00018-04

上海市衛生局重大科研項目(2013040);上海市科委引導類項目(134119b1400)