前交叉韧带重建术前后股骨外旋角度变化的核磁测量

程序 敖英芳 崔国庆 余家阔 马勇

北京大学第三医院运动医学研究所（北京 100191）

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）是人体膝关节内重要的稳定结构，其重要功能是限制胫骨的过度前移以及内旋。ACL断裂是最常见的运动损伤之一，造成患者运动中反复扭伤，无法完成急转急停动作。文献报道，在前向及内旋应力作用下，胫骨前移增加，内旋也会增加[1]。Vassalou等人[2]的研究表明，ACL断裂后可以在MRI影像上测得明显的胫骨内旋增加，如果角度大于5.6°，则对陈旧ACL断裂具有诊断意义。但是，ACL重建术后能否完全恢复MRI影像上所见的胫骨内旋，尚未见研究报道。另外，作为重要的髌股关节对位关系的指标之一的胫骨结节到滑车沟距离（tibial tubercle to trochlear Groove，TTTG）在ACL断裂后是否具有相同的变化，亦未见文献报道。

1 对象与方法

1.1 对象

本研究选取2016年7月至2017年7月间于北京大学第三医院运动医学研究所接受ACL重建术后内固定物取出手术的患者50例作为ACL断裂组。由Pets系统中连续抽取自2015年12月31日至2016年12月31日就诊于本院接受膝关节核磁共振检查、报告显示未见异常，并且临床查体亦未见明显异常的患者50例作为对照组。

ACL断裂组患者均因ACL断裂于本院行ACL重建术。患者平均年龄26.9（18～40）岁，男性37例，女性13例，左膝29例，右膝21例。平均ACL断裂病史23.2（0.25～240）个月，ACL重建术后至内固定取出手术的平均时间为26.4（12～53）个月。排除标准：（1）多发韧带损伤；（2）前交叉韧带再次损伤或断裂；（3）有膝关节其他手术史；（4）术前术后检查不全。

对照组平均年龄25.9（18～39）岁，男性28例，女性22例，左膝24例，右膝26例。所有患者的膝关节核磁报告均显示为未见明显异常。排除标准：（1）核磁影像不清晰；（2）有解剖变异；（3）有既往膝关节手术史；（4）膝关节无法伸直；（5）扫描方向不佳。

1.2 方法

1.ACL重建术：研究组所有患者均使用自体腘绳肌腱作为韧带移植物。使用单切口关节镜下重建，股骨骨道使用经附加前内下入路技术制备。其中，47例患者接受了单束ACL重建术，3例接受了双束ACL重建手术。股骨侧使用Endobutton（Smith&Nephew）固定，胫骨侧使用含羟基磷灰石的可吸收挤压螺钉（Smith&Nephew）外加门型钉固定。

2.术后康复：术后拄拐4周，佩戴可调支具3个月。屈膝练习从术后第5天开始。术后5～7天屈膝达到90度，5～6周达到120度。10～11周被动屈膝恢复正常角度，11～12周主动屈膝恢复正常。术后6个月后进行0～40度伸膝抗阻，可以进行慢跑并逐渐恢复到快跑。术后9个月如果患侧与健侧肌肉周径相同，经过适应性训练可以进行对抗性运动。

3.内固定物取出术：ACL重建术后1年，行内固定物取出术，同时进行二次膝关节镜检。仔细记录韧带张力及愈合情况，记录并处理继发损伤，仔细探查并按照改良Outerbridge[3]的方法记录髌股关节软骨情况，分为四度：1度：软骨软化或肿胀；2度：直径＜1.3 cm的破碎或裂隙；3度：更严重的破碎或裂隙，直径超过1.3 cm；4度：侵蚀到软骨下骨。

根据二次关节镜探查的结果，将ACL断裂患者分为髌股关节软骨损伤加重和未加重两个亚组。对比两个亚组测量结果的差异。

4.MRI检查：所有患者均使用同一台核磁共振机（超导磁共振Optima MR430s1.5T四肢骨关节检查专用成像系统，GE公司，美国）进行检查。检查时，患者膝关节位于完全伸直位。标准MRI扫描序列包括T1和T2相矢状位扫描，T2相冠状位及横断位扫描。

5.MRI测量：股骨外旋角度（femur tibia angle，FTA）参照Vassalou[2]的方法测量股骨后髁连线相对于胫骨平台后缘连线的外旋角度（图1）。胫骨结节到滑车沟距离（tibial tubercle to trochlear Groove，TTTG），是指滑车沟最低点至胫骨结节最高点的距离。参照Jason[4]的方法进行测量。首先，确定滑车最低点的横断位图像，经过滑车最低点做股骨内外侧后髁连线的垂线；然后，确定胫骨结节最高点并测量距滑车沟的距离。

图1 股骨胫骨角度的测量

6.统计方法

使用STATA 13.1 for windows对数据结果进行单因素方差分析，独立样本t检验与配对t检验，P＜0.05被判断为差异有统计学意义。对断裂组数据进行逻辑回归分析。

2 结果

测量结果方差分析结果见表1。ACL断裂患者重建术前的股骨外旋角度平均为6.5°±6.1°，明显大于对照组的3.6°±4.9°，结果具有统计学差异（P=0.0003）。但是，ACL重建术后的股骨外旋角度平均为6.0°± 5.6°，与术前相比没有显著变化（P=0.556），仍然明显大于对照组（P=0.033）。ACL重建术后膝关节伸直位静态的股骨外旋角度并没有完全恢复到正常膝关节水平。

ACL断裂患者重建术前TT-TG平均6.4±3.3 mm，对照组为6.3±3.6 mm，两者之间没有明显差异（P=0.950），ACL断裂患者重建术后TT-TG平均为6.9±4.0 mm，与重建术前及对照组相比均无明显差异（P=0.308，P=0.297）。

ACL断裂患者ACL重建术前KT-2000平均值为5.3±2.3 mm，ACL重建术后KT-2000平均值为2±1.9 mm，两组数据差异具有统计学意义（P＜0.001）。

表1 ACL重建术前、术后及对照组数据的方差分析结果

ACL断裂患者在ACL重建术后有26例出现了髌股关节软骨损伤加重，24例未发现髌股关节软骨损伤加重。两个亚组的ACL重建术后股骨外旋角度以及TT-TG没有明显差异。见表2。

表2 ACL断裂患者重建术后两亚组数据的t检验分析结果

对断裂组内髌股关节软骨损伤加重与未加重两个亚组的数据进行逻辑回归分析显示，两组间数值差异没有统计学意义。结果见表3。

3 讨论

ACL的主要功能是维持膝关节的前后稳定性，同时也有限制胫骨内旋的作用。ACL断裂后胫骨相对于股骨内旋增加，相对应的，股骨相对于胫骨就变得更加外旋，这样就造成了FTA增大[2]，测量FTA大多使用CT扫描结果进行测量，使用MRI测量较少，两者之间的可比性尚未见文献报道。关于ACL断裂后的FTA的变化，文献较少。Vassalou等人[2]使用MRI测量了正常膝关节、急性ACL断裂患者和慢性ACL断裂患者的FTA，结果显示正常人膝关节FTA平均为3.2度，这与本研究接近。而Vassalou测量的ACL断裂患者FTA为10.7到11.1度，他认为如果MRI测量FTA大于5.6度，对于诊断陈旧ACL断裂有诊断意义。

本研究中正常组平均FTA为3.6度，与Vassalou报道的3.2度基本一致。而ACL断裂组重建术前平均FTA为6.5度，虽然没有上述文献中的结果那么大的角度，但是也超过了其5.6度的诊断值。但是，重建术后的FTA为6.0度，虽然较重建术前有所改善，但是仍未达到具有统计学意义的水平。这说明ACL重建手术只是部分恢复了膝关节在伸直位的胫骨内旋。这些患者在接受二次关节镜探查时，均证实ACL连续性好，并且KT-2000结果显示膝关节前向稳定性得到了很好的恢复，并没有发生重建后ACL的再损伤或断裂。所以，由此看来在评价ACL重建术后再断裂的时候是不能使用FTA大于5.6度来作为参考标准的。

髌股关节炎是ACL重建术后较常见的并发症，其发生率在长期随访中为10%～90%[5]。迄今为止，其发生的原因并不完全清楚。有研究显示，其发生往往与术后肌肉力量的恢复情况、膝关节前后稳定性、旋转稳定性都有关系[6-9]。其中，有研究者认为与ACL重建术后膝关节旋转稳定性没有完全恢复有关。

但是，本研究中在ACL重建术后髌股关节软骨损伤加重的患者与未加重的患者之间，FTA的平均值没有显著差异。这说明膝关节伸直位胫骨内旋与ACL重建术后髌股关节软骨损伤加重并没有显著相关性。

ACL断裂后胫骨内旋增加，相应地，胫骨结节也会增加其内旋，这样可以推论在ACL断裂后TT-TG可能会减小，进而可能会导致髌骨相对于滑车沟内移。但是，最终结果显示，ACL断裂后TT-TG并未明显变小。

TT-TG的测量值在ACL断裂患者ACL重建术前与术后，以及与正常组对比时均未发现明显改变。并且，两个测量值在髌股关节软骨损伤加重的患者和未加重患者之间也没有明显差别。

Krischak等人[10]认为，ACL重建术后髌股软骨损伤的加重与胫骨前移度增大有关。但是，本研究中，ACL断裂患者在接受了ACL重建术后KT-2000的平均测量值由5.3 mm减小到了2 mm，很好地限制了胫骨前移。而且，在髌股关节损伤加重的亚组与损伤未加重的亚组比较时，KT-2000的平均值没有明显差异（P＜0.001）。这说明，本研究中，ACL重建后髌股关节软骨损伤加重并不是胫骨前向位移增加造成的。

Belle等人[7]对ACL重建术后髌股关节炎发生的相关因素进行了研究，发现其发生率与ACL重建手术前受伤的时间没有关系。本研究中，患者受伤到接受ACL重建的时间，在髌股关节软骨损伤加重组与未加重组之间没有明显差异，与文献报道一致。

在本研究中，髌股关节软骨损伤加重组在ACL重建术后平均25.6个月接受了内固定物取出手术，而髌股关节软骨损伤未加重组为平均28.7个月，两组间差异没有显著性。

非解剖单束重建往往移植物位置更加接近于垂直方向，位于髁间窝顶部，导致膝关节不正常的运动学表现[11]。有文献研究表明，在矢状位过于垂直的移植物，会造成胫骨前向移位的增加，对于旋转的控制也会较差[12，13]。这样，会造成术后髌股关节运动学的异常。而解剖单束重建可以很好地恢复膝关节的稳定性。也有学者提出[14]双束重建可以更好地恢复膝关节的旋转稳定性，进而更好地保护髌股关节软骨。但是，Hussein[15]等人进行的一项回顾性对照研究的结果显示了不同的结果。这项研究包括了101例患者，研究者对胫骨止点长度大于16 mm的ACL断裂患者施行双束ACL重建术，胫骨止点长度小于16 mm者则进行单束ACL重建术。最终，32例患者接受了ACL单束重建，69例患者接受了ACL双束重建，在平均30个月的随访中，两组患者无论在Lysholm评分、IKDC评分、胫骨前向稳定性还是Pivot-shift试验方面均无明显差异。本研究中虽然包含了双束重建患者，但是只有3例，并不能说明术式对髌股关节软骨的影响。

本研究结果显示了ACL重建术后膝关节伸直位胫骨内旋没有完全恢复到正常膝关节的水平。ACL重建术后髌股关节软骨损伤加重，是由很多因素引起的，ACL重建术后胫骨的内旋及髌股关节对位关系与其没有显著的相关性。另外，在评价ACL重建术后再断裂时使用FTA大于5.6度来作为参考标准是不准确的。

本研究的局限性：首先，膝关节的旋转稳定机制是非常复杂的，本研究只是研究了膝关节伸直位静态下的胫骨内旋，并不能反映膝关节运动时的真实情况。其次，本研究中正常组使用的人群资料是在我院就诊的门诊患者，虽然这些人都由影像科医生出具了正式的报告证实膝关节未见明显异常。但是，这些ACL未断裂人群并不是真正严格意义上的正常对照人群。第三，本研究纳入病例数量有限，如果要获得更加精确的结果，还需要更多的病例数量。

4 结论

本研究中ACL重建术后患者在伸膝0度位的静态股骨外旋角度并不能完全恢复到正常膝关节的水平。ACL重建术后髌股关节软骨损伤加重是由多因素导致的，结合ACL重建术后再次关节镜检的结果，未发现髌股关节软骨损伤Outerbridge分级增加与ACL重建术后股骨相对胫骨外旋角度的增加有显著相关性。虽然既有文献认为FTA大于5.6度可以作为ACL断裂的诊断标准，但是ACL重建术后股骨外旋角度大于5.6度并不能提示ACL再断裂。