胫骨平台后倾角与前交叉韧带损伤的关系研究

陈懿，崔秀，姚军，陈学,韦庆军

（1.桂林医学院第二附属医院骨科，广西 桂林 541001；2.桂林医学院第二附属医院营养科, 广西 桂林 541001；3.广西医科大学第一附属医院骨关节外科，广西 南宁 530021；4.广西医科大学第一附属医院创伤骨科手外科，广西 南宁530021）

0 引言

交叉韧带（anterior cruciate ligament，简称ACL）是人体膝关节的重要组成结构，具有稳定膝关节并阻止胫骨前移的作用[1]。运动损伤是ACL损伤的主要危险因素[2]{Gans, 2018#14;Lansdown, 2018 13}。ACL损伤难以自愈，治疗不及时可导致关节不稳，继发半月板损伤甚至膝关节退变[3]。目前，ACL损伤治疗方案是关节镜下ACL重建术，然而重建体不能够完全代替本体，且术后并发症甚至重建失败的问题依然存在[4]。因此，探索ACL损伤的高危因素，提前预防显得尤为重要。本课题以胫骨平台后倾角作为新的切入点，探讨其与ACL损伤的相关性，为ACL损伤的早期防治以及术后康复锻炼提供一定的理论依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2017年05月01日至2020年1月31日我院收治的33例（男性22例，女性11例）行关节镜前交叉韧带重建术的患者为实验组，同时选取期间行MRI检查但未提示前交叉韧带损伤者55例（其中男性32例，女性23例）作为对照组。搜集所有研究对象的基本信息（年龄、性别、身高、体重、BMI指数）以及MRI检查结果。所有研究对象本研究知情同意。

1.2 纳入标准

（1）年龄为18-50周岁；（2）既往无膝关节慢性疼痛病史；（3）患者的膝关节MRI在该医院检查且胫骨平台倾角能准确测出；（4）实验组为非接触性膝关节损伤，体格检查、核磁共振（MRI）检查及膝关节镜检查确诊为ACL完全断裂；对照组为门诊就诊者，MRI未见明显ACL损伤或断裂征象，体格检查无明显阳性体征。

1.3 排除标准

（1）高能暴力性损伤、直接接触损伤，如车祸伤、高空坠落伤等；（2）严重膝关节退行性变；（3）既往有膝关节相关疾病史；（4）严重心、脑等严重脏器功能损伤者。

1.4 测量方法

我院医学影像信息系统（PACS系统）提供用于精确测量长度和角度的相关工具。步骤如下: （1）遴选符合PCL胫骨附着处内外髁间棘及前、后侧胫骨皮质都呈上凸状的正中矢状位图像，在正中矢状位胫骨结节前后皮质作一直线a，在其下方3cm处作一平行线b，取两条直线的中点作另一条直线c（即胫骨近端的髓腔解剖轴）并延伸至胫骨平台，测量水平线和其解剖轴线夹角a（图A）。（2）在矢状面图像B上按与水平线成a角画出髓腔解剖轴线a，连接前端及最后端的皮质边缘，画出胫骨内侧平台的切线b，将测量直线a、b间夹角大小和角减去90，所得值为内侧平台后倾角（MPTS）的大小（图B）。（3）在矢状面画C出髓腔解剖轴线a，连接最前端及后端皮质中间最平坦的部分，作胫骨外侧平台的切线b，用同样的方法，测量出胫骨外侧平台的后倾度（LPTS）的大小（图C）。在MRI图像上进行量时，内外侧胫骨平台倾斜角均可同时测出。测量由同一骨科医师实施，并由另一位高年资骨科主治医师复核。

图1 胫骨平台内、外后倾角的测量

1.5 统计学分析

所有数据录入SPSS 22.0 软件中进行统计学分析。定量资料（如年龄、身高、体重、BMI和内、外侧胫骨平台后倾角）以均数±标准差表示，使用两独立样本t检验分析。定性资料用χ2检验分析。以α=0.05 为检验水准。

2 结果

2.1 两组患者临床资料的比较

实验组患者（33例）的性别、年龄、身高、体重、BMI指数进行与对照组患者（55例）比较，差异无统计学意义（P＞0.05，表1），具有可比性。

2.2 两组患者MPTS和LPTS的大小比较

与对照组比较，实验组的MPTS比对照组大，差异有统计学意义（P＜0.05，表2）。与对照组比较，实验组的LPTS比对照组大，差别有统计学意义（P＜0.05，表2）。提示，MPTS和LPTS增大可能是ACL损伤的危险因素。

2.3 不同性别的两组患者间MPTS和LPTS的大小比较

与对照组比较，女性患者实验组MPTS和LTPS均比对照组大，差异有统计学意义（P＜0.05，表3）。而男性患者实验组MPTS和LTPS与对照组间未见明显差异，但存在增大趋势（P＞0.05，表3）。

表1 两组患者的临床资料比较

表2 两组患者MPTS和LPTS的比较

表3 不同性别的两组患者MPTS、LPTS比较

2.4 不同年龄层的两组患者间MPTS和LPTS的大小比较

与对照组比较，30-40岁患者中实验组MPTS比对照组大，差别有统计学意义（P＜0.05，表4）。而其他年龄层患者实验组MPTS和LTPS与对照组间未见明显差异，但存在增大趋势（P＞0.05，表4）。

表4 不同年龄层的两组患者间的MTS、LTS比较

3 讨论

前交叉韧带（ACL）是人体正常膝关节的重要组成结构，起点在胫骨平台，分为前内侧束和后外侧束，呈卵圆形分布[5]。膝关节屈曲时，ACL前内侧束紧张以防止其前后过度移动；伸直时，ACL后外侧束紧张以防止其过度旋转[5]。ACL较为常见的损伤机制为[6,7]：足部及小腿位置相对固定，大腿旋转，膝关节处于伸直或过伸位，后外侧束于股骨起点部发生撕裂。流行病调查显示，在中国运动员中ACL损伤发病率为0.47%[6]，在美国每年就有约25万的ACL损伤病例[8]，给个人和社会带来极大的负担。然而，无论保守治疗还是重建术都增加患者关节炎等疾病的风险。因此，探索PTS与ACL损伤的关系，寻找ACL损伤的危险因素，对ACL损伤的早起预防、诊疗显得尤为重要。

膝关节内胫骨平台解剖结构特点与ACL损伤密切相关[9]。在ACL损伤的诊断中，需充分利用现有的辅助检查探索ACL损伤病人的胫骨平台解剖学特点。MRI在诊断ACL损伤方面有较高的灵敏度和准确率且特异性好，能显示ACL损伤情况及区分内、外侧胫骨平台，包括PTS及正常软骨厚度，具有受外界条件干扰小、误差小及精准度高等特点，为临床诊疗和分析胫骨平台解剖学特点提供有益的参考信息[10]。因此，本文选择已行MRI检测的病人作为研究对象，以提高胫骨平台后倾角测量的准确度和可重复性。

PTS是胫骨近端的髓腔解剖轴与其内侧平台切线之间的角度，其主要作用是维持膝关节前后交叉韧带的张力，使股骨髁在膝关节屈伸运动时能正常滑动及后滚，利于膝关节屈曲[9]。有报道显示，无膝关节损伤者行MRI测量MPTS和LPTS 分 别 为：11.4±2.2°，8.7±4.5°[11]，而 PTS 的 增 大 是 否会增加前交叉韧带损伤的风险，目前尚存在争议。有研究者通过膝关节有限元模型研究发现，PTS增加5°，ACL应力增加136N[12]。此外，非接触性ACL损伤患者的后倾角增大，膝关节轴向稳定性降低[12]。然而，Nelitz等的报道提示，人体标本中PTS增加，ACL的张力并没有增加甚至减小[13]。本研究发现ACL损伤的患者中MPTS和LPTS比正常者大，支持MPTS、LPTS增大是ACL损伤的风险因素。在利用数学模型的膝关节力学研究中，发现PTS的角度每增大1°，行走时ACL的受力则增大16N，同时胫骨前移程度也增大，ACL负荷增大，增加损伤甚至断裂的风险[6]。在对研究对象进行年龄分层后，发现30-40岁患者MPTS和LPTS角度越大，越容易发生ACL损伤，可能与患者生活习惯、生活压力等有关。此外，该结果受患者的日常运动量不同所带来的混杂因素及本研究样本量不足影响。

本研究发现MPTS和LPTS的增大是ACL损伤的危险因素。因此，对于MPTS和LPTS大的人群应该尽早做好预防 ACL损伤的措施，如提高该人群神经肌肉功能，损伤教育、力量训练、肌肉伸缩复合训练、平衡训练和动作反馈训练等[14]。