前交叉韌帶重建中股骨隧道長度的影響因素分析

王迎春,丁 明,于利鋒,廖炳輝,甄志雷,徐 虎,張春禮(第四軍醫大學西京醫院骨科運動損傷科,西安 710032;通訊作者,E-mail:zhangcl816@sohu.com)

前交叉韌帶重建中股骨隧道長度的影響因素分析

王迎春,丁 明,于利鋒,廖炳輝,甄志雷,徐 虎,張春禮*
(第四軍醫大學西京醫院骨科運動損傷科,西安 710032;*通訊作者,E-mail:zhangcl816@sohu.com)

目的 探討膝關節前交叉韌帶重建術中股骨隧道長度的影響因素。 方法 采用回顧性研究方法,收集100例前交叉韌帶斷裂的患者,于術后采用X線和雙能量CT掃描三維重建的方法,測量評估股骨隧道入口定位、出口位置和股骨髁大小,分析以上因素對股骨隧道長度的影響。 結果 Bernard四格表法X軸定位在不同股骨隧道長度組間差異無統計學意義(P=0.09);Y軸定位在不同股骨隧道長度組間差異有統計學意義(P=0.03)。股骨髁大小在不同股骨隧道長度組間差異有統計學意義(P=0.00)。股骨隧道長度與Bernard四格表法X軸定位為正相關,線性回歸方程為y=30.15+25.34x,線性擬合相關系數R2=0.06,P=0.01;與Bernard四格表法Y軸定位為負相關,線性回歸方程為y=42.26-16.21x,線性擬合相關系數R2=0.07,P=0.00。股骨隧道長度與股骨髁大小成正相關,線性回歸方程為y=13.60+2.54x,線性擬合相關系數R2=0.18,P=0.00。不同隧道出口位置下的股骨隧道長度差異無統計學意義(P=0.48);股骨隧道出口距股骨遠端的距離在不同股骨隧道長度組間差異有統計學意義(P=0.00),且成正相關,線性回歸方程為y=25.35+2.51x,線性擬合相關系數R2=0.153,P=0.01;術中行髁間窩成形術與未行髁間窩成形術在股骨隧道長度上差異有統計學意義(P=0.04)。 結論 ACL重建術中股骨隧道長度和入口定位、股骨髁大小、股骨隧道出口位置距股骨遠端的距離相關,這可在術前進行隧道長度的預評估并作為術中定位的指導。

前交叉韌帶; 股骨隧道; 關節鏡

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是維持膝關節穩定性的重要結構[1]。ACL損傷在青少年人群及運動員常見,關節鏡下實施ACL重建為主要治療方法[2]。目前有大量文獻研究指出解剖重建ACL能夠獲得優良的預后,但很少有學者關注ACL重建骨隧道長度的研究[3-5]。

以往ACL重建術中準備股骨隧道采用經脛骨(transtibial,TT)方式,該方式雖然能夠獲得較長的股骨隧道,有利于腱-骨接觸愈合,但隧道入口的“非解剖”卻影響術后膝關節的生物力學,導致手術的失敗甚至骨關節炎的發生[6,7]。現在采用經前內側入路(anteromedial portal,AM)方式準備股骨隧道,可輕松地獲得股骨隧道的解剖位置,但該方法下股骨隧道太過于傾斜,導致股骨隧道變短,不利于腱-骨接觸愈合,甚至可能造成術中股骨外側髁后壁的爆裂,導致手術失敗[7-9]。盡管適于股骨固定的最小隧道長度存在爭論,人們一般認為少于25 mm將不會提供足夠的接觸面積以利于腱-骨接觸愈合[10,11]。

我們假設股骨隧道長度和隧道入口定位、出口位置、股骨髁大小具有相關性。因此本研究的目的是通過對比術中測深器測量的股骨隧道長度和術后運用X線及3D-CT評估股骨隧道入口定位、出口位置、股骨髁大小,探討ACL重建術中股骨隧道長度的影響因素。

1 方法與資料

1.1 病例納入標準與排除標準

病例納入標準:①選取2014-08～2016-07期間于我科住院的單側膝關節ACL斷裂患者;②行ACL單束重建術患者;③無多發韌帶傷;④雙側膝關節發育正常,無關節畸形;⑤無關節屈伸受限。

病例排除標準:①雙側膝關節ACL損傷患者;②ACL單束(前內或后外側束)加強重建患者;③關節發育異常或屈伸活動受限;④多發韌帶傷患者;⑤孕期婦女或有近期生育計劃的患者。

1.2 一般資料

本研究共納入100例患者,男性75例,女性25例;左側ACL損傷45例,右側ACL損傷55例;100例患者均為ACL完全斷裂,無內科并發疾病,無合并關節其他韌帶損傷。男女患者年齡及受傷至手術時間差異無統計學意義(見表1)。

表1男、女性患者術前一般資料的比較

Table1Comparisonofpreoperativegeneraldatabetweenmaleandfemalepatients

性別年齡(年)病程(月)男性30 09±10 5929 8±15 2女性36 61±13 0435 1±13 7t-3 84-2 59 P0 2830 681

1.3 四格表法評估股骨隧道入口定位,測量出口位置及股骨髁大小

所有納入病例均于ACL單束重建術后第2天進行膝關節雙能量CT(Siemens AG,Germany)掃描,采用Bernard四格表法[12]評估術側膝關節股骨隧道位置(見圖1)。股骨隧道出口的位置評估以Endobutton和股骨干后緣延長線的相對位置進行評估,Endobutton位置位于股骨干后緣延長線之前為A出口點,位于股骨干后緣延長線之后為B出口點(見圖2)。使用華海PACS系統在膝關節正位X線片上測量股骨髁大小,為股骨內上髁和外上髁連線的距離;在X線側位片上測量髓道出口距股骨外髁遠端的距離(見圖3)。

在經髁間窩正中的縱行剖面上,以Blumensaat線為基準邊,兩端延長線與股骨髁前后輪廓邊緣相交點做基準邊的垂線,在髁輪廓后下緣做切線平行于基準邊,構成矩形,再把矩形內網格化四等分,而矩形的后上角為原點,命名矩形的兩個邊分別為X、Y軸,矩形內的任何一點均可以用相對于X、Y全長的百分比來定位圖1 Bernard四格表法測量評估股骨隧道入口Figure 1 Measurement and evaluation of femoral tunnel entrance by Bernard four lattice table

1.4 統計與分析

采用IBM SPSS統計軟件(版本:19.0;SPSS公司,美國)進行統計學分析。對年齡、受傷至手術時間使用Shapiro-Wilk檢驗為正態分布數據,且方差齊性,結果以均數±標準差表示;對其均衡性檢驗采用t檢驗;對隧道長度、髁大小、出口距股骨遠端距離等計量資料采用描述性統計,結果以均數±標準差表示;對不同股骨隧道入口位置時股骨隧道長度的差別、不同股骨髁大小時股骨隧道長度的差別采用單因素方差分析;對于股骨隧道長度與股骨隧道入口位置、股骨隧道出口距股骨遠端距離的相關性采用單因素方差分析并計算線性回歸方程;對不同隧道出口位置下的股骨隧道長度差異進行t檢驗;對術中行髁間窩成形術與未行髁間窩成形術在股骨隧道長度的差異進行t檢驗。以上統計量均以P<0.05認為差異具有統計學意義。

A.出口點位于股骨干后緣延長線前方 B.出口點位于延長線后方圖2 股骨隧道出口位置的評估Figure 2 Evaluation of the femoral tunnel exit location

圖3 股骨髁大小的測量和股骨隧道出口距股骨遠端距離的測量Figure 3 Measurement of femoral condyle size and the distance from femoral tunnel exit to the distal femur

2 結果

本研究共納入受試對象100例,80例患者于術中未行股骨髁間窩成形術,20例行股骨髁間窩成形術。術中測量股骨隧道長度為(37.04±4.57)mm(26-50 mm),術后測量股骨髁大小為(9.25±0.78)cm(7.51-10.59 cm),股骨隧道出口距股骨遠端的距離為(4.68±0.54)cm(3.60-6.32 cm),使用Bernard四格表法測量股骨隧道定位,X軸為(27.19±4.69)%,Y軸為(32.20±7.59)%。所有受試對象術后Bernard四格表法評估股骨隧道定位均為解剖位置。術后3D-CT觀察70例股骨隧道出口位于A位置,30例股骨隧道出口位于B位置。

將術中測量股骨隧道長度按照≤30 mm,31-35 mm,36-40 mm,≥41 mm分為4組,Bernard四格表法X軸定位在不同股骨隧道長度組間無顯著差異(P=0.09,見表2)。Bernard四格表法Y軸定位在不同股骨隧道長度組間差異有統計學意義(P=0.03,見表3)。股骨髁大小在不同股骨隧道長度組間差異有統計學意義(P=0.00,見表4)。

股骨隧道長度nX軸定位(%)95%置信區間下限上限FP ≤30mm1024 63±4 420 210 282 200 09 31-35mm1725 68±4 760 230 28 36-40mm5627 85±4 640 270 29 ≥41mm1728 01±4 470 260 30

股骨隧道長度nY軸定位(%)95%置信區間下限上限FP ≤30mm1036 37±5 870 320 413 040 03 31-35mm1733 26±6 180 300 36 36-40mm5632 41±7 520 300 34 ≥41mm1728 00±8 590 240 32

股骨隧道長度與術中隧道的定位有明確相關性。其中,與Bernard四格表法X軸定位為正相關,其線性回歸方程為y=30.15+25.34x,線性擬合相關系數R2=0.06,P=0.01(見圖4);與Bernard四格表法Y軸定位為負相關,其線性回歸方程為y=42.26-16.21x,線性擬合相關系數R2=0.07,P=0.00(見圖5)。股骨隧道長度與股骨髁大小成正相關,其線性回歸方程為y=13.60+2.54x,線性擬合相關系數R2=0.18,P=0.00(見圖6)。

股骨隧道長度數量股骨髁長度(cm)95%置信區間下限上限FP ≤30mm108 61±0 937 949 285 980 00 31-35mm178 91±0 698 559 26 36-40mm569 34±0 729 159 54 ≥41mm179 66±0 639 349 99

圖4 Bernard四格表法X軸定位與股骨隧道長度的關系Figure 4 Relationship between X axis location and femoral tunnel length in Bernard four lattice table method

圖5 Bernard四格表達Y軸定位與股骨隧道長度的關系Figure 5 Relationship between Y axis location and femoral tunnel length in Bernard four lattice table method

隧道出口位置A(在股骨干延長線之前)的隧道長度大于位置B(在延長線之后)的隧道長度,但二者股骨隧道長度差異無統計學意義(P=0.48,見表5);術中行髁間窩成形術的股骨隧道長度顯著大于未行髁間窩成形術的隧道長度(P=0.04,見表6)。

股骨隧道出口距股骨遠端的距離在不同股骨隧道長度組間差異有統計學意義(P=0.00,見表7);股骨隧道長度與股骨隧道出口距股骨遠端的距離成正相關。其線性回歸方程為y=25.35+2.51x,線性擬合相關系數R2=0.15,P=0.01(見圖7)。

圖6 股骨髁大小與股骨隧道長度的關系Figure 6 Relationship between femoral condyle size and femoral tunnel length

出口位置n股骨隧道長度(mm)95%置信區間下限上限PA7038 66±3 873 727 060 48B3033 27±3 843 717 07

分組n股骨隧道長度(mm)95%置信區間下限上限P未行髁間窩成型術8036 72±4 91-3 830 680 04行髁間窩成型術2038 30±2 58-3 170 02

股骨隧道長度n出口距股骨遠端的距離(cm)95%置信區間下限上限FP ≤30mm104 01±0 473 684 3512 260 00 31-35mm174 51±0 344 344 69 36-40mm564 73±0 444 614 85 ≥41mm175 12±0 654 765 48

圖7 隧道出口距股骨遠端的距離與股骨隧道長度的關系Figure 7 Relationship between tunnel exit distance from the distal femur and femoral tunnel length

3 討論

目前ACL制備股骨隧道的方法主要有經脛骨隧道的TT方法和經前內側入路的AM方法。經AM方法制備的股骨隧道,其隧道入口更接近解剖位點[6,13-15],其臨床預后更佳。然而,經AM方法制備的隧道也存在著隧道長度偏短甚至有可能打爆股骨髁后壁的風險[16-18]。我們術中采用AM技術,并測量股骨隧道長度平均為37.04 mm,其中低于30 mm的占1/10(10/100)。術后經3D-CT評估所有隧道位置均位于ACL自然生理足跡區。本研究發現,ACL重建術中股骨隧道Y軸定位點越高,則股骨隧道越長,定位點越低,則股骨隧道越短。該結論說明經AM技術制備股骨隧道時,在ACL自然足跡范圍內,隧道定位越接近Blumensaat線,則可以獲得滿意的隧道長度。我們還發現股骨隧道長度與術中隧道的X軸定位為正相關,與Bernard四格表法Y軸定位為負相關,這說明術中股骨隧道定位越靠后、靠下則隧道長度越短。也就是說,如果術中定位偏后下側,則獲得的股骨隧道長度有可能不甚理想,甚至有打爆股骨后髁的風險。

理論上講,股骨髁越大股骨隧道越長。有學者通過3D-CT發現,在使用AM技術制備股骨隧道時存在一定的斜率,可能影響到股骨隧道的長度[19]。研究認為,手術中矢狀位鉆取角度在50°-65°、軸位鉆取角度在30°-45°時,95%的股骨隧道能長于35 mm,獲得滿意的長度。在我們的研究中,100例患者均由一名資深手術醫師完成,術中屈膝120°徒手制備股骨隧道。我們發現,在股骨鉆入角度相似的情況下,股骨髁越大,則股骨隧道越長,兩者成線性相關。這提示我們,術前進行股骨髁大小的評估,可預測術中可能的股骨隧道長度,進而可在術中操作時,通過調整制備骨道的角度,獲得滿意的股骨隧道長度。對于股骨髁較大的患者,術中出現隧道過短,提示股骨后壁打爆的可能,需更換視野,反復檢查及時調整。

本研究顯示,盡管不同隧道出口位置下的股骨隧道長度有差別,出口位置越靠前,隧道長度越長,但這種差別無統計學意義。Gali等[20]通過尸體標本研究指出,在制備股骨隧道時,膝關節的屈曲角度決定了隧道出口的方向,在AM技術制備股骨隧道時,膝關節屈曲角度至少要達到110°才能獲得安全的股骨隧道長度,避免股骨后髁被打爆的風險。這與多數學者的研究結果一致[21-24]。本研究發現,在膝關節屈曲115°至全屈曲狀態的范圍內,雖然低屈曲角度會導致隧道出口位置偏后,但這與全屈曲狀態下隧道出口位置偏前的組在隧道長度上無顯著差異。這可能提示,在關節屈曲度滿意的情況下,制備股骨隧道均可獲得合適的長度。本研究還發現,術中行髁間窩成形術與未行髁間窩成形術在股骨隧道長度上有顯著差異,這種差異體現在行髁間窩成形后隧道長度相對更長。這是由于術中行髁間窩擴大成形多數是為了解除髁間窩前方入口的增生撞擊[12],并不影響髁間窩后方韌帶止點區域的骨質。相反,行髁間窩成形術后再制備股骨隧道時排除了增生骨質的干擾,視野更清晰,操作更方便,在鉆取骨道時更好把握定位點及角度。

我們目前尚沒有發現相關股骨隧道出口位置距股骨遠端的距離與股骨隧道長度的關系的文獻報道。在本研究中,我們發現股骨隧道長度與股骨隧道出口距股骨遠端的距離成正相關。這一發現有可能用于指導股骨隧道出口的定位。因為傳統TT方法制備股骨隧道的非解剖定位,目前對于股骨隧道的制備,有學者提出采用AM技術及OI(outside-in)技術[25-28]。相比較AM技術,OI技術制備股骨隧道具有防止后壁爆裂、避免過度屈膝關節致軟骨損傷、手術操作視野開闊等優勢,但OI技術的操作依賴切開外側關節囊進行股骨隧道出口的定位。我們研究的發現可能為OI技術股骨隧道出口的定位及手術預后提供了一個新的研究方向。

本研究仍存在一下局限性:①本研究的病例均為ACL解剖重建,對于非解剖重建的病例,本研究的結論是否適用仍需進一步研究;②本研究的所有病例均采用AM技術制備股骨隧道,對于其他改進手段制備隧道的病例,本研究的結論是否適用仍需進一步研究;③屈曲角度會影響股骨隧道的長度,本研究未對屈曲角度進行精確的測量分組;④本研究為回顧性研究,尚需進行RCT進一步研究。

4 結論

ACL重建術中股骨隧道長度和入口定位、股骨髁大小、股骨隧道出口位置距股骨遠端的距離相關,這可在術前進行隧道長度的預評估并作為術中定位的指導。

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Influentialfactorsoffemoraltunnellengthinanteriorcruciateligamentreconstruction

WANG Yingchun, DING Ming, YU Lifeng, LIAO Binghui, ZHEN Zhilei, XU Hu, ZHANG Chunli*
(DepartmentofOrthopedicsSportsInjury,XijingHospital,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an710032,China;*Correspondingauthor,E-mail:zhangcl816@sohu.com)

ObjectiveTo explore the factors affecting the length of the femoral tunnel during anterior cruciate ligament(ACL) reconstruction.MethodsThis study was a retrospective study. One hundred patients with ACL rupture were evaluated by X-ray and dual energy CT scan after ACL reconstruction. The position of the femoral tunnel and the location of the femoral tunnel outlet were evaluat-ed, and the length of the femoral condyle was measured. The influence of the above factors on the length of femoral tunnel was analyzed.ResultsThere was no significant difference in X axis location by Bernard four lattice table method between different femoral tunnel length groups(P=0.09),but there was a significant difference in Y axis location by Bernard four lattice table method between the different length groups(P=0.03). There was a significant difference in the length of femoral condyle between different length groups(P=0.00). The length of the femoral tunnel was positively correlated with the X axis evaluated by Bernard four grid method, and the linear regression equation wasy=30.15+25.34x(R2=0.06,P=0.01), but it was negatively correlated with Y axis positioning evaluated by Bernard four grid method, and the linear regression equation wasy=42.26-16.21x(R2=0.07,P=0.00). The length of the femoral tunnel was positively correlated with the length of the femoral condyle, and the linear regression equation wasy=13.60+2.54x(R2=0.18,P=0.00). There was no significant difference in the length of femoral tunnel between different tunnel outlet locations(P=0.48). The distance of femoral tunnel exit to the distal femur had a significant difference among different femoral tunnel length groups(P=0.00), and there was a positive correlation between them, and the linear regression equation wasy=25.35+2.51x(R2=0.153,P=0.01). There was a significant difference in the length of femoral tunnel between patients undergoing intercondylar fossa plasty or not(P=0.04).ConclusionThe influential factors of femoral tunnel length in anterior cruciate ligament reconstruction are the location of femoral tunnel, the length of femoral condyle and the distance of femoral tunnel exit to distal femur, which can be used for preoperatively evaluating the tunnel length and guiding intraoperative positioning.

anterior cruciate ligament; femoral tunnel; arthroscopy

王迎春,男,1982-01生,碩士,主治醫師,E-mail:yingchun20002009@163.com

2017-09-06

R686

A

1007-6611(2017)12-1295-07

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.12.021