保留殘端長度對自體腘繩肌腱單束重建前交叉韌帶的效果影響

陳敏，林佳俊，劉文革

(福建醫科大學附屬協和醫院骨科，福建 福州 350001)

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷導致膝關節運動功能障礙，影響青壯年患者生活質量。目前關節鏡技術考慮解剖重建、手術時機等多種因素以提高ACL重建術后穩定性，恢復膝關節正常運動功能。除機械穩定性外，恢復本體感覺被認為是ACL重建術后獲得滿意結果的關鍵，部分機械感受器在本體感覺中對膝關節韌帶的位置、平衡和運動有重要作用，包括ACL[1]。研究報告Ruffini和Golgi機械感受器和游離神經末梢散在并均勻分布于ACL與脛骨、股骨附著組織中(周圍滑膜下層)[2-3]。ACL損傷后殘端可檢測到中樞神經系統的反射電波，證實殘端組織中仍含有機械感受器，因此人們嘗試保留殘端組織并報道了相關生物力學和臨床研究效果[4-5]。ACL損傷后本體感覺受損引起的神經肌肉功能改變被認為是功能不穩定的主要因素，同時本體感覺的恢復而不是機械穩定性的恢復與患者的滿意度和ACL重建后的功能結果更為密切相關[6]。然而對于是否需要保留以及保留多少殘端組織仍存在爭議，因為保留殘端增加技術難度，可能增加Cyclops病變導致髁間窩撞擊等并發癥[7]。因此，本研究對100例ACL損傷患者臨床資料進行回顧性分析，旨在比較應用自體腘繩肌腱單束移植重建ACL對各組患者的臨床療效，探討保留殘端覆蓋長度對ACL重建結果的影響。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準 納入標準：(1)MRI診斷為ACL完全斷裂并經關節鏡證實；(2)單純ACL損傷而無其他韌帶損傷；(3)單側ACL損傷而無對側膝關節損傷；(4)至少隨訪24個月。排除標準：(1)半月板次全或全切除導致半月板的環向張力喪失；(2)關節鏡下Outerbridge軟骨病變分級高于Ⅱ級[8]；(3)下肢關節畸形；(4)患膝既往手術史；(5)合并創傷性關節炎、關節內骨折；(6)術后無法接受規范化康復鍛煉。

1.2 一般資料 收集2016年1月至2018年2月我院骨科連續進行自體股薄肌和半腱肌腱單束移植重建ACL100例患者資料，手術均由同一組外科醫生使用相同的關節鏡技術完成。

ACL重建術后關節鏡下評估ACL殘端覆蓋長度：膝關節屈曲90°后前內側入路觀察并評估，將殘端覆蓋長度小于重建后ACL長度50%和無殘端保留的患者歸為“小/無殘端”；殘端覆蓋長度大于50%歸為“大殘端”；50%閾值是由后交叉韌帶中軸投影線(中心纖維等分線)將ACL中軸一分為二確定的。研究表明在ACL重建過程中保留殘端組織覆蓋長度大于50%閾值可能對術后移植物形態如肥大、滑膜化和臨床結果產生積極的影響[9]。因此，根據殘端保留長度不同將患者分為三組：A組(40例)清除殘端，B組(35例)保留殘端長度<50%，C組(25例)保留殘端長度>50%。三組患者的術前一般資料及術中探查附加診斷如部分半月板切除術(Ⅰ級或Ⅱ級)、低度軟骨軟化癥比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)。

表1 三組患者術前一般資料比較

1.3 手術方法 所有患者均接受關節鏡下自體同側半腱、股薄肌腱單束移植解剖重建，手術由同一組醫師完成，具體手術流程如下：(1)關節鏡探查。麻醉完全后關節鏡前內側、前外側入路探查關節內結構，判斷ACL損傷情況，如果出現半月板損傷、關節軟骨受損，鏡下先予以處理。(2)自體肌腱制備。確定ACL損傷后，在脛骨結節最高點內1 cm，下2 cm為中心由內上斜向外下切開皮膚2～3 cm，將鵝足肌腱顯露出來后進行游離，借助取腱器將股薄及半腱肌腱取出，對肌腱進行充分清理，編織兩端。對折成四股或六股，測定肌腱的具體直徑，將測定結果視作骨道直徑的參考值。(3)殘端組織處理。刨刀徹底清除髁間窩不穩定的ACL殘留組織、增生漂浮韌帶滑膜及突出脂肪組織；根據脛骨表面ACL殘端組織大小及穩定性予以清除或完整保留，而ACL股骨止點殘端組織用尖刀小心分開，使ACL股骨足印區、嵴和軟骨的后緣外側股骨髁可以被識別。(4)股骨骨道制備。極度屈膝，前內入路置入定位器，導針按“右膝10：00至10：30、左膝1：30至2：00”方向置入導針位置滿意后，選擇4.5 mm的空心鉆頭鉆透股骨外髁皮質。股骨骨道的深度利用深度測量器進行測定以便將至少10 mm的腱束植入股骨隧道中，更換與移植物直徑相匹配的鉆頭從隧道內口鉆入適當深度，未采用隧道擴張術。(5)脛骨骨道制備。屈膝90°，安裝脛骨定位器，從前內側入口進入建立脛骨隧道時應注意保護殘端滑膜完整，定位器定位于脛骨止點足印區的中心，打入導針，位置滿意后，用與移植物直徑相匹配的鉆頭，鉆取脛骨隧道，以最大程度地減少對ACL殘端組織的損傷。(6)韌帶重建。銼平骨隧道內口，由股骨隧道至脛骨隧道置入牽引線，編織的肌腱套接在相應長度的Endobutton袢鋼板上并由牽引線經脛骨導入骨隧道直到Endobutton袢鋼板拉出到股骨外側皮質后將鈦板翻轉，安置過程中注意保護殘端，使殘端纖維及滑膜充分包裹移植物；拉緊重建韌帶脛骨端牽引線，反復屈伸膝關節30次，明確固定效果并檢查重建韌帶與后交叉韌帶及髁間窩無碰撞(必要時行股骨髁間切跡成形術以避免髁間切跡撞擊)。屈膝30°～45°，盡量使脛骨后移，經脛骨隧道外口置入可吸收擠壓螺釘(直徑大于脛骨隧道直徑1 mm)固定。關節腔內清除碎屑后撤鏡，徹底沖洗術野后縫合切口，無菌包扎，彈力繃帶加壓包扎，松止血帶。

1.4 術后康復 所有患者均遵循相同的康復方案。術后返回病房立即冰敷，指導踝泵鍛煉，支具固定膝關節保持伸直位。術后1 d進行肌肉靜力練習如直腿抬高等。術后2 d借助支具保護患側膝關節伸直位部分負重下地，同時非負重狀態下進行患側膝關節的主動閉鏈屈曲練習。術后7 d練習膝關節屈曲90°。術后21 d練習屈膝120°。術后6周去除支具改用軟性護膝，患側完全負重進行主動伸膝練習、靜蹲練習。術后8周練習患膝正常情況下的活動，增加伸膝、抗阻伸膝練習及本體覺訓練。術后3個月可進行慢跑訓練，加強抗阻練習。術后6個月進行沖刺和劇烈的競爭活動。術后9個月開始允許進行需要旋轉動作的運動。

1.5 評價指標 采用國際膝關節文獻委員會(international knee documentation committee，IKDC)評分、Tegner評分和Lysholm評分評價膝關節基本運動能力及主觀感覺；IKDC主觀評分檢查與活動相關功能結果，包括癥狀、體育活動和功能。采用Lachman試驗、中立位前抽屜試驗(anterior drawer test，ADT)和軸移試驗客觀評價膝關節前方及旋轉穩定性；記錄主動屈伸活動度(range of motion，ROM)；單足跳躍評估下肢肌肉力量、神經肌肉控制能力和承受與體育活動相關的負荷的能力，測試方法參照文獻[10]。評估ACL重建后的運動恢復水平：ACL重建2年以內根據Tegner評分恢復到損傷前活動水平的患者被視為已完成運動恢復，而在ACL重建2年以后恢復到損傷前活動水平或僅低于Tegner評分一個水平的患者被視為接近恢復運動。

2 結 果

2.1 膝關節功能評分 三組患者隨訪25～47個月，平均(34.50±10.42)個月。A組的平均隨訪時間(33.12±11.82)個月，B組的平均隨訪時間(33.70±10.83)個月，C組的平均隨訪時間(34.82±9.75)個月，隨訪時間比較，三組間差異無統計學意義(P>0.05)；術前三組IKDC主觀評分、Lysholm評分、Tegner評分比較差異均無統計學意義(P>0.05)。末次隨訪時三組 IKDC主觀評分、Lysholm評分及Tegner評分明顯高于術前(P<0.05)；末次隨訪時三組IKDC主觀評分比較差異具有統計學意義(P=0.033)；末次隨訪時IKDC主觀評分的子量表中，三組體育活動和功能的比較差異有統計學意義(P<0.001，P=0.025，見表2)。

配對比較結果顯示，C組的IKDC主觀評分顯著高于A組(P=0.037)；IKDC主觀評分子量表中，體育活動方面：A組和C組比較(P=0.011)、B組和C組比較(P=0.037)差異

表2 三組患者術前與末次隨訪膝關節功能評分比較分)

有統計學意義；功能方面：A和C組比較(P=0.029)、B和C組比較(P=0.031)差異有統計學意義(見表3)。

三組之間術后Lysholm膝關節評分比較差異無統計學意義(P>0.05)。三組之間術后Tegner評分比較差異有統計學意義(P<0.001，見表2)。配對比較結果(見表3)顯示，A組和C組(P=0.012)，B組和C組(P=0.045)之間差異有統計學意義。

表3 三組間Bonferroni校正術后變量配對比較調整P值

2.2 膝關節穩定性 術前三組患者的Lachman、ADT及軸移試驗結果差異均無統計學意義(P>0.05)。末次隨訪時三組Lachman、ADT及軸移試驗結果相比術前均明顯改善，差異有統計學意義(P<0.05)；末次隨訪時三組間Lachman、ADT及軸移試驗結果差異無統計學意義(P>0.05，見表4～6)。

表4 三組患者術后Lachman試驗比較(例)

表5 三組患者ADT試驗比較(例)

表6 三組患者術后軸移試驗比較(例)

2.3 膝關節活動度和運動能力 術前三組膝關節屈曲和伸膝角度差異均無統計學意義(P>0.05)；末次隨訪時三組膝關節屈曲和伸膝角度較術前差異無統計學意義(P>0.05)；末次隨訪時三組間膝關節屈曲和伸膝程度的差異均無統計學意義(P>0.05，見表7～8)。

三組患者在單足跳躍距離、接近重返運動比例方面差異無統計學意義(P>0.05)。三組患者完全重返運動的比例差異有統計學意義(P=0.021，見表9)，配對比較結果(見表3)顯示C組的完全重返運動比例顯著高于A組(P=0.038)。

表7 三組患者手術前后患膝伸直度比較

表8 三組患者手術前后患膝屈曲度比較

表9 三組患者末次隨訪膝關節運動能力測試比較

2.4 并發癥情況 隨訪期間所有患者未發現膝關節感染、移植物失敗、關節僵硬、Cyclops綜合征及翻修病例。C組中1例患者術后傷口皮膚愈合不良，重新清創縫合后完全愈合，未見任何其他并發癥。21例患者下蹲時前膝關節取腱區感到疼痛。

2.5 典型病例 (1)31歲女性患者，以“外傷致左膝部腫痛伴活動受限5 d”為主訴入院。MRI示左膝關節ACL連續性中斷，結合查體診斷：左膝關節ACL損傷。在全麻下行“關節鏡下左膝關節腔探查清理+ACL重建術”，術中保留殘端組織長度<50%，術后復查MRI示腱-骨愈合良好，移植肌腱張力可，療效滿意(見圖1～3)。(2)29歲男性患者，以“外傷致右膝部腫痛伴活動受限25 d”為主訴入院。MRI示右膝關節ACL出血、水腫明顯，結合查體診斷：右膝關節ACL損傷。在全麻下行“關節鏡下右膝關節腔探查清理+ACL重建術”，術中保留殘端組織長度>50%，術后復查X線片示內固定牢固，療效滿意(見圖4～6)。

圖1 術前MRI示左膝關節ACL連續性中斷 圖2 術中保留<50%殘端組織 圖3 術后MRI示腱-骨愈合良好

圖4 術前MRI示右膝關節ACL出血、水腫明顯 圖5 術中保留>50%殘端組織 圖6 術后X線片示內固定牢固

3 討 論

ACL損傷后內源性再生能力較低、血液供應較弱以及持續關節不穩定導致保守治療失敗率高，傳統ACL重建存在供區病變，移植物解剖結構松散，生理功能、固有細胞數量和本體感覺下降等并發癥[11]。吳冰等[12]發現ACL重建術后在自體腘繩肌腱移植物塑形穩定期，關節鏡下評估為塑形良好的移植物在光鏡下其組織學結構更接近于正常ACL，但其超微結構特點與正常ACL仍存在明顯差異。隨著組織工程和再生醫學發展，部分研究提倡采用ACL斷端縫合修復技術，其與傳統肌腱移植重建相比優勢包括：恢復自然解剖結構、保留本體感覺和避免供區并發癥等[13]。然而Hoogeslag等[14]發現通過縫合修復技術術后2年內再次手術的相關不良事件明顯增加，主要為Cyclops病變引起腫脹或伸膝受限[15]。目前ACL斷端縫合修復術后臨床療效的高質量證據不多，盡管有希望但難以確立其在治療ACL撕裂中的作用[16]，而ACL殘斷保留已被建議作為進行ACL重建時達到更好術后效果的一種補充方法。

既往研究發現ACL殘端組織通過本體感覺和周圍肌肉的激活維持膝關節動態穩定性[17]，避免關節滑液滲入脛骨隧道與移植物間隙以致擴寬骨髓道[5]，甚至通過促進移植物滑膜形成以及滑膜下、纖維束內良好的血管形成維持移植物完整性[18]。Takahashi等[19]報道75例使用雙束腘繩肌腱自體移植進行ACL重建患者，保留殘端可能會增強移植物成熟度、滑膜覆蓋度以及膝關節穩定性。姚望等[20]采用三維膝關節動態功能分析系統計算膝關節6個自由度數據及膝關節運動功能評分，報告保殘重建ACL患者較非保殘者在運動學特征上更接近于正常人，而且在術后前中期恢復更優于非保殘者。本研究采用單束腘繩肌腱自體移植結果表明，與傳統ACL重建相比保留殘端并未提供額外更好的機械穩定性，Tie等[21]meta分析發現保留殘端單束重建ACL后膝關節前穩定性和日常功能活動恢復方面與傳統技術結果無顯著差異，與本研究結果相符。另一方面，包括IKDC主觀評分(總分、體育活動、功能)、Tegner活動量表評分、完全恢復運動在內的對神經肌肉控制能力要求高于日常生活活動的運動功能結果，與傳統ACL重建相比殘端保存效果明顯更好，可能由于殘端組織中含有機械感受器和游離神經末梢，促進ACL神經支配，對功能結果有積極影響[2]。

對于保留殘端組織大小的研究，Muneta等[22]對雙束ACL重建進行回顧性研究，根據關節鏡評估的殘端組織體積將患者分為三組(≤30%，35%～55%和≤60%)，術后2年保留良好的殘端體積組(≤60%)具有較好的穩定性但膝關節伸展滯缺明顯增加，而保留中度組(35%～55%)具有最佳的主觀功能效果，表明殘端體積太大反而可能會降低臨床療效。魏民等[23]僅僅研究保留ACL脛骨殘端的長度對重建術后膝關節本體感覺恢復的影響。與先前研究不同，本研究根據損傷后ACL殘端覆蓋長度占ACL重建后總長度比例50%為閾值更詳細分為三組，包括ACL殘端清除病例。有研究通過關節鏡術中機械刺激觀察ACL重建患者手術前后膝關節體感誘發電位的變化，發現保留殘端有利于膝關節內神經系統重建，與本體感覺改善密切相關[2]。Ouanezar等[5]使用單束生物增強技術解剖重建ACL術后未發現保留殘端大小對臨床結果有顯著影響。本研究三組間比較分析顯示保留>50%殘端可提供與體育活動相關更好的功能結果，根據Tegner活動量表、IKDC主觀評分和完全恢復運動患者比例的比較結果，A組(清除殘留組織)和C組(保留殘端組織長度>50%)之間存在顯著性差異。對ACL重建后功能的研究表明[24]，ACL重建后良好效果不僅取決于機械穩定性的恢復，而且還與本體感受的恢復密切相關；此外，ACL殘端組織機械感受器與膝關節本體感受水平呈正相關[25]。因此，保留更多的>50%的殘余組織可以保留大量的機械感受器和游離神經末梢，并在ACL重建后帶來更好的本體感受功能。

對于保留殘端后發生髁間窩撞擊和Cyclops病變的風險增加已有認識，這些病變的特征是在ACL移植物之前形成纖維血管組織樣結節，導致膝關節癥狀性伸直不足，相關的步態干擾耐受性較差。有證據表明在步態負荷反應階段，矢狀面力學的改變易使患者發生早期的內側間室退變[26]。Pinto等[27]將術后早期(術后3周和6周)的伸展不足確定為Cyclops病變重要的危險因素。本研究結果顯示ACL重建術后三組間ROM差異無統計學意義，無伸直受限病例，末次隨訪均未見Cyclops綜合征。部分研究通過磁共振成像等表明保留殘端和清除殘端之間Cyclops病變發生率差異無統計學意義[28]。Kim等[9]報告將ACL殘端放置在移植物側面時，移植物與髁間切跡之間可能不會發生撞擊。本研究術中在前交叉韌帶殘端前方進行了系統的關節鏡評估，包括在每次手術結束時進行全面的伸展以排除髁間切跡內的任何物理撞擊，部分病例適當進行股骨髁間切跡成形術降低撞擊風險。目前有部分學者推測引起Cyclops綜合征風險增加的伸膝受限可能與關節源性肌肉抑制相關，但并未得到公認[29]。

本研究缺乏基于術后磁共振成像或組織學證實的二次關節鏡檢查結果，無法分析重建的ACL與殘端組織之間的結構關系；同時術后未常規行三維計算機斷層掃描以排除脛骨和股骨隧道錯位，可能會對臨床結果產生一定程度影響。

綜上所述，與傳統ACL重建相比，保留殘端自體腘繩肌腱單束重建ACL并不能提供更好機械穩定性，然而保留>50%殘端比清除殘端更能改善與運動相關的臨床結果。若有大量殘端組織存留，建議在盡可能保留殘端組織的情況下重建前交叉韌帶。