前交叉韧带重建术后膝关节位置觉和运动觉的早期观察研究

李涛 敖英芳 周谋望

临床研究

前交叉韧带重建术后膝关节位置觉和运动觉的早期观察研究

李涛 敖英芳 周谋望

目的观察关节镜下自体腘绳肌腱单双束重建前交叉韧带患者术后早期膝关节位置觉和运动觉的恢复情况，并比较有无差异。方法50例单侧前交叉韧带损伤后重建患者非随机分为两组，单束重建组26例，双束重建组24例，移植物均为自体腘绳肌腱；正常对照组12例。术后对患者进行KT2000关节测量，膝关节被动位置重现和运动感知阈值测量，同时对其IKDC2000膝关节主观功能评分和Lysholm膝关节评分进行观察；对照组进行双侧膝关节被动位置重现和运动感知阈值测量。结果比较两组病例术后膝关节的前向稳定性和功能评分以及位置觉和运动觉结果，差异均无统计学意义（P＞0.05）；两病例组与正常对照组相比较，位置觉和运动觉结果差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论前交叉韧带重建术后早期患者膝关节的位置觉和运动觉并未恢复到正常水平；前交叉韧带单束重建术和双束重建术患者术后早期膝关节位置觉和运动觉恢复水平并无差异。

前交叉韧带；本体感觉；膝关节

很多研究已经证明前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤可以导致膝关节本体感觉不同程度的减退，而手术重建可以在一定程度上恢复膝关节的本体感觉，但是此类研究大多数并未对不同手术方式进行进一步分层比较或者所选病例都接受了同一种ACL重建术式。本研究探讨ACL重建术后早期膝关节本体感觉的恢复情况，在此基础上对单束重建病例和双束重建病例进行分层比较，以期找到不同手术方式与膝关节本体感觉的关系，为临床选择ACL重建术式提供更多的依据。

1 资料与方法

1.1一般资料

选取我所2008年6月至2008年9月期间收治的确诊为ACL断裂，并且施行了自体腘绳肌腱重建的患者作为研究对象。

入选标准：（1）单纯ACL断裂，不伴有后交叉韧带及侧副韧带损伤，可合并半月板、软骨损伤；（2）初次ACL重建，既往患膝无手术史；（3）患侧的髋、踝关节及对侧下肢功能正常；（4）不伴有血管神经损伤；（5）按照既定的康复程序训练；（6）术侧无明显病理学改变；（7）无关节粘连，可完成主被动全范围关节活动；（8）可进行一般活动（骑车、游泳、步行），日常生活活动无明显疼痛肿胀；（9）年龄不超过40岁。

共50位患者符合标准，其中男性41例，女性9例，年龄平均25.6岁，平均随访31.7周。单束重建组26例，双束重建组24例，正常对照组共12例，男性10例，女性2例，平均年龄25.3岁。

1.2手术方法

麻醉满意后，常规消毒铺巾，于患侧大腿根部上气压止血带。常规关节镜入路入镜探查，若发现有副损伤，则先处理副损伤。所有病例均确认前交叉韧带自实质部完全断裂，镜下清理前交叉韧带残端及瘢痕组织。胫骨结节内侧斜切口，分离解剖并以取腱器游离取出股薄肌腱和半腱肌腱移植备用。关节镜下准确定位上下止点后，钻取胫骨及股骨端骨道（双束重建病例均采用双胫骨骨道双股骨骨道方法），选择合适襻长的Endo-Button，穿好牵引线及翻转线备用。清理各骨道出口，经胫骨引入前交叉韧带移植物，Endo-Button通过股骨外髁皮质后成功翻转，胫骨止点以螺钉固定或螺钉和U形钉联合固定。镜下探查重建韧带张力可，无撞击，有过伸角，等距性好，Lachmann试验(-)，前抽屉试验(-)，术毕。

1.3膝关节本体感觉测量方法（图1）

膝关节本体感觉：位置觉以被动位置重现来反映，而运动觉则以被动运动感知阈值来反映。

（1）膝关节被动位置重现：采用被动活动模式，由Biodex带动被测下肢进行2°/s恒定角速度的屈膝运动。先由测试者将仪器暂停在设定角度，复位后由患者模拟重现之前的角度，计算两次角度的误差。设定角度包括5°、15°、45°、55°、85°、95°，共6个位置，6次重现误差取平均值，双膝分别进行测定。

（2）膝关节被动运动感知阈值：屏蔽患者视觉的情况下，采用被动活动模式，先由测试者将仪器暂停在设定角度，测试开始后Biodex会带动被测下肢进行0.5°/s恒定角速度的伸膝或屈膝运动，患者一旦感觉到被测膝关节有运动产生则测试即刻停止，并记录下运动所经过的角度值作为感知阈值。设定角度包括10°、50°、90°，共3个位置，每个位置可以测得伸膝和屈膝两个阈值，共6个阈值取平均值，双膝分别进行测定。

1.4统计学方法

图1 Biodex多关节等速系统测量膝关节位置觉和运动觉

使用SPSS 15.0软件包进行处理数据，符合正态分布且方差齐性的两组计量数据进行比较时采用t检验；符合正态分布且方差齐性的多组独立计量数据采用单因素方差分析；不符合正态分布或方差不齐时采用非参数检验方法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1两病例组及病例组与对照组之间配比因素的比较结果

两病例组及对照组之间年龄，两病例组之间受伤时间、联合损伤（膝关节半月板和软骨损伤）、膝关节功能评分（IKDC2000评分和Lysholm评分）、膝关节前向稳定性（KT2000不同拉力下的测量值）的比较差异均无统计学意义（P值均＜0.05，表1）。

2.2 Biodex系统测量膝关节本体感觉结果（正常对照组的双侧膝关节测量结果合为一组进行综合比较分析）

2.2.1膝关节被动位置重现结果 总的位置重现误差单束重建组为（10.57±4.46）°，双束重建组为（10.10±4.44）°，正常对照组为（7.62±3.15）°，两病例组间差异无统计学意义（P=0.685），而单双束重建组与正常对照组间差异均有统计学意义（P值分别为0.014和0.035）。将位置重现数据进一步细分为伸直段、中间段和屈曲段，分别进行比较，各段内两病例组数据差异均无统计学意义（P分别为0.478，0.719和0.861，表2）。

2.2.2膝关节被动运动感知阈值结果 总的感知阈值单束重建组为（3.04±1.80）°，双束重建组为（2.61±1.74）°，正常对照组为（1.87±0.85）°，两病例组间差异无统计学意义（P=0.151），而单双束重建组与正常对照组间差异均有统计学意义（P值分别为0.001和0.030）。将感知阈值数据进一步细分为伸直段、中间段和屈曲段，分别进行比较，各段内两病例组数据差异均无统计学意义（P值分别为0.414，0.285和0.063，表2）。

3 讨论

ACL不仅具有限制胫骨前移和旋转的力学作用，而且还参与构成膝关节的本体感觉。已有研究证明，本体感觉的好坏与患者的满意度和膝关节功能密切相关，并且已经逐渐成为评价ACL重建手术效果的一项指标[1,2]。

膝关节的本体感觉是由存在于关节囊、半月板、交叉韧带、侧副韧带和髌下脂肪垫的机械感受器，肌腱和皮肤内的机械感受器以及肌梭，及其向脊髓和大脑皮层投射的神经纤维共同组成的复杂系统。其中任何一个环节出现异常，都可能会对本体感觉产生影响。不仅如此，对于ACL损伤后重建的患者来说，不同手术方式、移植物和术后康复锻炼，都可能会对膝关节本体感觉产生影响。

Skinner等[3]对一组20～82岁的病例进行研究后发现，膝关节本体感觉与年龄有正相关性。Sell等[4]证明膝关节骨性关节炎与本体感觉有关，且膝关节退变越严重，其本体感觉减退也就越明显。当然这两个影响本体感觉的因素之间本身就存在着相关性，随着年龄的增长，必然会出现关节的退变，所以得出这样的结果也就很容易理解了。本研究在试验设计时考虑了这样的因素，为避免年龄对结果的影响，入组病例年龄限制在40岁以内，而且对最终随访的两组病例及正常对照组的年龄进行比较，结果发现，差异无统计学意义。

Friden和Roberts等[1,5]的研究显示膝关节本体感觉与ACL损伤后的联合损伤（软骨、半月板损伤）有关。因此本研究也对两组病例的联合损伤情况进行了对比，发现两组的软骨和半月板损伤情况无显著性差异，从而消除了此因素对结果的影响。

表1 两病例组（单束26例，双束24例）及对照组（12例）之间配比因素的比较（s）

表1 两病例组（单束26例，双束24例）及对照组（12例）之间配比因素的比较（s）

注：a统计量为F，b统计量为Z，c统计量为χ2，d统计量为t

组别 年龄（岁）30磅1.4±1.6 1.3±2.1 --0.923b0.356受伤时间（周）单束重建组双束重建组正常对照组统计值P值26.8±6.5 24.2±5.2 25.3±5.3 1.352a0.267 39.5±52.5 24.0±37.4 --0.760b0.447联合损伤（构成比）半月板损伤18/26 15/24 -0.252c0.616软骨损伤14/26 15/24 -0.384c0.536膝关节功能评分IKDC评分72.4±10.3 71.5±11.1 -0.284d0.778 Lysholm评分77.3±12.4 77.2±12.5 -0.041d0.967膝关节前向稳定性（KT2000拉力，mm）15磅0.7±0.7 0.7±1.6 --0.474b0.635 20磅1.0±1.2 1.0±1.8 --1.016b0.31

表2 细化后的两组病例（单束26例，双束24例）膝关节本体感觉结果比较（°，）

表2 细化后的两组病例（单束26例，双束24例）膝关节本体感觉结果比较（°，）

组别 位置觉运动觉单束重建组双束重建组Z值P值伸直段3.04±1.74 2.66±1.22 -0.71 0.478中间段15.57±7.04 14.64±6.97 -0.359 0.719屈曲段13.23±7.09 13.02±7.22 -0.175 0.861伸直段2.81±1.72 2.61±1.69 -0.817 0.414中间段3.85±2.88 3.33±2.65 -1.069 0.285屈曲段2.44±1.35 1.92±1.03 -1.856 0.063

另外报道比较多的可以影响膝关节本体感觉的因素是关节的松弛度或稳定性[2,5,6]。本研究也对所有病例进行了KT2000关节前向稳定性的测量，两组病例的稳定性也无显著性差异。

患者膝关节的功能亦与本体感觉相关[1,2]。同样地，本研究的数据显示两组病例的IKDC2000膝关节主观功能评分结果和Lysholm膝关节评分结果均无显著性差异，膝关节功能相当。

另外，虽然目前还没有文献报道受伤至手术时间与术后膝关节本体感觉的恢复有直接关系，但是基础研究显示ACL损伤后其上的机械感受器数量和功能会进行性下降，而且随着损伤时间的延长，膝关节副损伤的程度也会加深，所以作者认为受伤时间也可能会对重建术后的本体感觉产生影响。因此本研究对两组病例进行了受伤时间的对比，结果无显著性差异。至于性别和下肢侧别，目前还没有研究表明其与膝关节本体感觉有关，故未予考虑分析，基于此，本研究将正常对照组12例测得的双侧膝关节本体感觉数值合为一组综合考虑，也不会对最终结果产生影响。

通过对以上常见的可能影响膝关节本体感觉的因素的分析，证明本研究随访的两组ACL重建病例不存在相关的显著性差异，消除了这些影响因素对于最终本体感觉对比时的干扰，具有良好的可比性；同样，病例组与正常对照组也具可比性（之所以选择正常对照而不是把患侧与健侧进行直接对比，是因为已有研究证明单侧ACL损伤后，双侧膝关节的本体感觉均有减退）。

目前临床上最常用的测定膝关节本体感觉的方法分别是针对位置觉的角度重现法和针对运动觉的阈值测量法。但是各种报道中所使用的测量设备、受试者体位、测量角度和速度都不尽相同，无明显优劣之分，且分析各种测量方法后发现它们之间并无相关性，可比性也不强。

本研究采用Biodex多关节等速系统对患者进行膝关节本体感觉测量，之前已经有研究证明了此方法的可行性[7-11]。从最终的结果来看，单双束重建组病例的位置觉和运动觉较正常对照组都差，说明在术后早期患者的本体感觉均未恢复到正常水平。其次，结果还显示单束重建组病例和双束重建组病例在膝关节位置觉和运动觉上都无显著性差异，这与Adachi等[12]的结果（108例患者进行了ACL单束重建或双束重建，随访24～36个月，平均32个月，在两组病例的KT2000关节前向稳定性测量结果无显著性差异的基础上，比较膝关节位置觉，发现也无显著性差异）相一致。两种不同的测定方法，研究不同的病例人群，却得到了相同的结果，是否能够证明双束重建术在改善膝关节本体感觉方面确实并无优势可言，也许我们能够从中得到一些提示。

另外Adachi等的研究病例随访时间达32个月，而本研究是术后早期的随访，平均不足8个月。如果抛开所选病例和测定方法的区别，这样两个结果联合起来似乎还能看出：随着时间的推移，单双束重建术改善膝关节本体感觉的状态和程度并没有不同。

当然，就像其它测量方法一样，本研究所使用的Biodex多关节等速系统测量膝关节本体感觉的方法也有不足之处。此方法是一种被测肢体非负重状态下的测量方法，虽然可以消除重力和疲劳效应对测量的影响，但是被动运动时受试者小腿前后侧会产生压力差，使得受试者会混淆此压力差和膝关节的真正运动，而往往此压力差更容易被识别，因此对感知阈值的测量干扰更大。这使得本研究对于膝关节运动觉测量较位置觉测量的可靠性更差。这与以往的经验有所不同（一般认为运动觉的测量方法更可靠）[9,13]。以后的研究应该采用一些措施尽量避免类似的干扰，如借助恒定压力的气囊[7-9]。

总之，本研究观察到ACL重建术后早期患者膝关节的位置觉和运动觉并未恢复到正常水平，患者在ACL单束重建术和双束重建术后早期阶段膝关节位置觉和运动觉恢复方面并未显示出明显差异。由于术后观察时间较短，尚难以说明长期随访观察的结果，但对今后进一步研究ACL单束重建术和双束重建术后膝关节位置觉和运动觉的变化奠定了基础。

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4 Sell S,Zacher J,Lacks S.Disorders of proprioception of the arthrotic knee joint[J].Z Rheumatol,1993,52(3):150-155.

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13 Reider B,Arcand MA,Diehl LH,et al.Proprioception of the knee before and after anterior cruciate ligament reconstruction [J].Arthroscopy,2003,19(1):2-12.

（本文编辑 白朝晖）

A preliminary study in proprioception and kinesthetic sense of knee joint after anterior cruciate ligamentreconstruction

LI Tao,AO Ying-fang,ZHOU Mou-wang.Department of Sports Medicine,The Third Hospital& Institute of Sports Medicine,Peking University,Beijing 100191,China Corresponding author:AO Ying-fang,E-mail：yingfang.ao@vip.sina.com

Objective To compare the postoperative recovery of prorioception and kinesthestic sense of knee joint between single-bundle and double-bundle anterior cruciate ligament(ACL)reconstruction.Methods Fifty patients with unilateral ACL reconstruction were unrandomly divided into two groups.Twenty-six patients were reconstructed by hamstring tendon autografts with single-bundle technique,and the other 24 patients with double-bundle technique.As control 12 normal individuals were included.Each patient underwent KT2000 measurement and the detection of knee joint position and motion sense postoperatively.They also filled the IKDC subjective knee evaluation form and Lysholm scale at the same time.The normal controls were measured position and motion sense of bilateral knee joints.Results There were no significant differences of anterior stability,subjective evaluation,position and motion sense of knee joint between single-bundle double-bundle group（P＞0.05）.But,there were significant differences of knee joint position and motion sense between patient groups and normal controls（P＜0.05）.Conclusion The restoration of knee joint position and motion sense has not been to a normal level in the preoperative stage.There are no differences of the postoperative restoration of knee joint position and motion sense between the groups of single-bundle and double-bundle reconstruction technique.

Anterior cruciate ligament;Proprioception;Knee joint

R684.7,R323.72

A

1674-666X(2009)01-0044-05

100191北京，北京大学第三医院运动医学研究所（李涛、敖英芳），康复中心（周谋望）

敖英芳，E-mail：yingfang.ao@vip.sina.com