前交叉韧带残端保留自体腘绳肌腱重建术对膝关节功能、稳定性及本体感觉影响

黄干 葛绍勇 汪洋 李俊

前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL) 主要提供膝关节稳定性，限制胫骨前移，在膝关节伸展时防止膝内 / 外翻[1]。ACL 损伤可引起膝关节稳定性下降、半月板撕裂或关节软骨退变，导致膝关节疼痛和功能障碍[2]。目前 ACL 重建主要分为关节镜下自体移植、同种异体移植和异种移植。自体移植物，包括骨 - 髌腱 - 骨、股四头肌腱和绳肌腱(半腱肌腱及股薄肌腱) 是目前临床中常用的重建方法[3-4]。最近几项研究证实自体绳肌腱是初次重建 ACL 的首选移植物[5]，重建 ACL 断裂风险更小[6]。

近年来，关节镜的广泛使用及对 ACL 生物学(血管分布、神经支配和本体感觉受体) 的精确理解，促使学者对 ACL 重建方式产生兴趣。有学者倾向于 ACL 残端保留的 ACL 修复重建，有利于增加膝关节稳定性，本体感觉功能恢复及再植韧带的再血管化[7-8]。为此，本研究选取 2017年1月至 2020年10月在我院行绳肌腱修复重建 ACL 治疗的患者 98例进行随机对照研究，现报道如下。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：( 1) 年龄 > 18岁；( 2) 术前膝关节专科查体：前抽屉试验、Lachman 试验、轴移试验阳性；( 3) 术前膝关节 MRI 提示 ACL 损伤；(4) 关节镜下证实 ACL 损伤；( 5) 无关节内骨折；(6) 无骨关节炎影像学表现。

2.排除标准：( 1) 关节镜探查 ACL 未见明显断裂；( 2) 膝关节存在其它韧带严重损伤；( 3) 膝关节合并有关节内的骨折；( 4) 膝关节存在 3 级以上骨关节炎；( 5) 受伤至手术时间 6 个月以上；( 6) 既往行半月板次切除术或全切除术；( 7) 合并风湿、类风湿等全身疾病。

二、一般资料

本组共纳入 98例。入组患者主要临床症状为膝关节失稳、疼痛、肿胀伴活动受限。根据随机数字表法分为残端保留组与残端非保留组各 49例。两组患者临床资料比较差异无统计学意义(P< 0.05)(表1)。

表1 两组患者临床资料比较Tab.1 Comparison of clinical data between the two groups

三、手术方法

1.手术方法：麻醉成功后，患者平卧，健侧下肢截石位，患侧大腿根部上气囊止血带。常规消毒、铺巾，连接进出水、成像及动力系统。取患侧膝前内、外侧标准入路，探查内外侧半月板形态，前、后叉韧带形态及张力。自患侧胫骨结节内侧约 1.5 cm 处做一长约 3.0 cm 斜行切口，逐层切开、分离，暴露鹅足肌腱附丽，用取腱器截取完整半腱肌腱及股薄肌腱各 1 根，清理编织，制备成直径至少 8.0 mm，长度至少 7.0～8.5 cm 的 ACL 移植肌腱。 80 N 张力预张 5 min 备用。残端保留组适当清理 ACL，原则上需保留超过 5 mm 长度的残端，残端非保留组清理残端。显露 ACL 下止点，以外侧半月板前角延长线与内侧髁间棘外侧面交点为定位点，用 ACL 胫骨定位器定位后克氏针钻孔，并用胫骨钻钻取骨道。将 ACL 残留部中央打通，自前外侧切口置入过线器插入股骨隧道，将过线器经 ACL 残留部中央引入胫骨通道内，将长度 15 mm 带袢接骨板牵引及翻盘线拉出股骨隧道，牵引后翻袢，牵拉移植物残端伸屈膝关节，移植物未见明显滑动，镜下未见撞击。屈膝 30° 拉紧 ACL 尾端保持膝关节后抽屉位拧入直径 9 mm 胫骨固定螺钉固定。术毕，大量生理盐水冲洗关节，镜检确认无关节内异物，缝合切口，弹力绷带加压包扎，松止血带，支具外固定，安返病房。伴有内侧副韧带损伤患者，在植入自体肌腱后植入胫骨挤压螺钉前，利用带线铆钉，加强缝合内侧副韧带。

2.术后管理：术后予消肿、止痛、止血等对症处理，患肢下肢支具外固定 2 周，常规抗生素 3～7 天。术后第1天开始在 0°～30° 活动范围内进行膝关节屈膝、伸膝运动，1～5 天时完全伸展，2～3 周完全屈曲，实现并保持负重步态(0～1 周双拐或单拐，1～2 周无拐)，期间观察患者不用拐杖走路是否有恐惧感。3～4 周时可居家办公。

四、临床效果评价

1.膝关节功能：采用 Lysholm 评分、Tegner 膝关节运动评分评估患者术前及术后 9 个月的膝关节功能。Lysholm 评分分值 100 分，评估项目跛行、支撑、交锁及不稳定情况。Tegner 膝关节运动评分分值 10 分，根据受测对象日常生活、工作负荷以及运动类型和能力将运动水平分为由低到高 11 个等级，最低级为 0 级(由于膝关节问题而病退或残弱人员)， 最高级为 10 级(国际级橄榄球和足球运动员)。

2.膝关节稳定性：术前及术后 9 个月采用关节测量仪 KT-1000 测试评估膝关节稳定性：屈曲膝关节 90°，施于 30 磅(1 磅 = 0.454 kg) 力量，测得同一患者双膝松弛度差异。

3.膝关节本体感觉功能：于术后 9 个月，采用国产持续被动运动仪(型号 LFK2KF-120A1，北京海富达科技有限公司) 进行膝关节位置重建试验。

( 1) 被动重新定位测试：受试者患肢置于持续被动运动仪上，调整机器至屈伸膝关节同步，采用耳罩和眼罩隔绝患者听觉和视觉，固定膝关节外其它关节。膝关节初始位置定于 0° 伸直位，选取 3 个不同膝关节复位角度(15°、30°、45°)，将膝关节逐次被动屈曲至以上复位角度，停留 10 s 以便让患者感觉到角度位置。患者在检测前可以进行复位角度捕获练习。熟悉角度位置后，将持续被动运动仪角速度设为 0.5° / s，接下来让患者捕获 3 个膝关节复位角度，记录患者最终捕获的角度，计算受试者的绝对误差角度即受试者按下按钮的角度与本试验预设目标角度的绝对误差值，绝对误差角度决定了本体感觉功能的恢复状况。

( 2) 被动运动察觉阈值测量：采用耳罩和眼罩隔绝患者听觉和视觉，持续被动运动仪膝关节初始角度从 15°、30°、45° 开始，以 0.5° / s 的速度缓慢向伸展方向移动。当患者意识到角度的第一次变化时，检查人员测量角度。每个膝关节角度重复测量 3 次，测出 3 个时间取平均时间。被动运动察觉阈值 = 0.5° / s ×平均时间(s)。

五、统计学处理

采用 SPSS 21.0 软件进行统计学分析。计数资料采用率(%) 表示，采用χ2检验进行比较；计量资料采用x-±s表示，采用独立样本t检验，P< 0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、膝关节功能恢复及稳定性

两组患者术中探查见 ACL 均为部分断裂。术后探查移植韧带张力好，大部分被韧带残端及鞘膜包绕，伸屈膝关节未见韧带撞击。随访期间均未出现术中出血、切口感染、膝关节感染、骨隧道扩大等术后并发症。末次随访时所有患者患侧膝关节稳定性恢复较好，屈膝 110°～120°；膝关节 Lachman 试验、抽屉试验、侧方应力试验及 Dial 试验均阴性。

两组患者术前 Lysholm 评分、Tegner 膝关节运动评分比较差异无统计学意义(P> 0.05)；术后 9 个月，残端保留组患者 Lysholm 评分、Tegner 膝关节运动评分与残端非保留组比较差异无统计学意义(P> 0.05)(表2)。

两组患者手术前后松弛度差值比较差异无统计学意义(P> 0.05)；残端保留组术后 9 个月与术前松弛度差值低于残端非保留组，差异有统计学意义(P< 0.05)(表2)。

表2 两组患者膝关节功能恢复情况 (±s)Tab.2 Recovery of knee functions of the two groups(±s)

表2 两组患者膝关节功能恢复情况 (±s)Tab.2 Recovery of knee functions of the two groups(±s)

项目 残端非保留组(n = 49) 残端保留组(n = 49) t 值 P 值Lysholm 评分(分) 术前 69.65±6.58 68.36±6.71 0.961 0.339 术后 9 个月 90.35±8.96 93.35±8.86 1.667 0.099 Tegner 膝关节运动评分(分) 术前 4.12±1.15 4.31±1.25 0.783 0.436 术后 9 个月 6.87±1.57 7.11±1.75 0.715 0.477前后松弛度差值(mm) 术前 4.24±1.06 4.32±0.86 0.410 0.683 术后 9 个月 2.52±0.55 2.07±0.31 4.989 0.000

二、膝关节本体感觉功能

术后 9 个月，残端保留组被动重新定位角度(15°、30°、45°)、被动运动察觉阈值(15°、30°、45°) 均低于残端非保留组，差异有统计学意义(P< 0.05)(表3)。典型病例见图1(残端保留组)、图 2(残端非保留组)。

图1 患者，男，19岁，摔伤致右侧 ACL 损伤 a、b：患膝关节 ACL 信号欠均匀，呈落叶征；c：镜下见 ACL 上止点完全撕脱，残端呈马尾状；d、e：术中镜下可见自体绳肌腱重建后的 ACL，保残重建，韧带位置及张力良好；f、g：ACL 重建术后 X 线片示内固定物位置良好Fig.1 Male, 19 years old, right ACL injury after a fall a - b: Knee ACL signals were not uniform with a deciduous sign; c: Avulsed ACL upper end and horsetail residual; d - e: Arthroscopic autologous hamstring reconstruction with anterior cruciate ligament stump preservation; the ligament position and tension were good; f - g: X-ray after ACL reconstruction showed that the internal fixator was in good position

图2 患者，女，38岁，交通伤致左侧 ACL 损伤 a、b：患膝关节 MRI 示 ACL 信号欠均匀，呈垂落征；c：镜下见 ACL 上止点完全断裂，残端呈马尾状；d：镜下见 ACL 重建后位置、张力满意；e、f：术后 6 个月复查 MRI 示 ACL 恢复良好Fig.2 Female, 38 years old, left ACL injury after a traffic accident a - b: Knee ACL signals were not uniform with a drop sign; c: Avulsed ACL upper end and horsetail residual; d: Good position and tension after ACL reconstruction; e - f: MRI 6 months after operation showed good ACL recovery

表3 两组患者膝关节本体感觉功能情况(±s)Tab.3 Knee proprioception of the two groups(±s)

表3 两组患者膝关节本体感觉功能情况(±s)Tab.3 Knee proprioception of the two groups(±s)

时间 残端非保留组(n = 49) 残端保留组(n = 49) t 值 P 值被动重新定位角度(°) 15 0.69±0.52 1.36±1.01 4.129 0.000 30 0.43±0.38 1.33±0.74 7.573 0.000 45 0.76±0.51 1.71±1.02 5.831 0.000被动运动察觉阈值(°) 15 0.71±0.63 1.33±1.10 3.424 0.001 30 1.07±0.77 1.61±0.81 3.382 0.001 45 1.30±1.08 1.86±1.35 2.267 0.026

讨论

理想情况下，用于重建 ACL 的移植物应注重天然韧带的解剖和生物力学特性，并坚实、固定牢靠和快速生物整合特点，同时将供体部位并发症发生率降到最低。临床中最常用替代移植物是自体绳肌腱，其中半腱肌肌腱和股薄肌肌腱分别是正常 ACL 强度的 70% 和 49%[9]。因此，股薄肌肌腱与半腱肌腱对折为两股接近于正常 ACL 载荷强度。自体绳肌腱作为移植物，其优点有：腱体较长，取材方便，取材后对膝关节活动影响较小；取腱难度低，切口小，利于术后康复；可替代髌韧带避免取材后出现髌下脂肪垫挛缩，髌腱炎等并发症；避免疾病传播及免疫反应发生；膝关节骨量丢失较少，更适用于青少年重建且取材后可以再生。因此，关节镜下自体绳肌腱残端保留重建膝关节 ACL 的临床效果得到普遍认可[10]。

尽管 ACL 重建技术不断改进，但有些患者预后并不总是与患者满意度或膝关节功能恢复程度一致。对高度不稳定患者进行 ACL 重建后，即使恢复机械完整性，仍有患者在运动过程中出现膝关节功能不稳定现象[11]。在术后早期，当移植物尚未愈合，其强度仅取决于用螺钉，提供膝关节的机械稳定性是至关重要的。而 ACL 残端在防止胫骨前移位方面有很大的生物力学作用[12]。此外，移植物血运重建是使其愈合和生物融合的基本条件。ACL 残端处存在血管网，可以提高移植物血供及血流量，有助于移植物的再血管化及爬行替代[13-14]。因此，本研究观察到术后 9 个月，残端保留组患者前后松弛度差值低于残端非保留组，表明残端保留患者的膝关节更为稳定。

对于 ACL 损伤患者，本体感觉保留非常重要。在某些患者中，术后效果不佳可解释为本体感觉受损，尽管临床试验显示 ACL 解剖重建牢固，移植物张力良好，膝关节稳定，但患者仍抱怨术后存在膝关节不稳定感。近期一项循证医学研究发现 ACL 损伤患者患侧膝关节本体感觉功能比健康对侧膝关节的本体感觉功能差[15]。事实上，ACL 两端与股骨和胫骨的附着处存在机械感受器，例如 Ruffini 小体、Golgi 小体等，这些感受器向中枢传递关节角度、位置、加减速度等本体感觉信息，与反馈机制一起参与调节肌肉兴奋性，有助于形成稳定肌肉收缩的反射弧[16]。这可能意味着 ACL 重建后尽管获得机械完整性，但可能丧失机械感受器，导致无法传导神经信息，丧失本体感觉。此外，本体感觉在防止膝关节进行性退变过程中也起着重要作用[17]。ACL 残端存在隐神经分支可以实现对 ACL 重建后的神经再支配，其含有丰富本体感觉神经末梢，通过神经反射弧实现对膝关节伸、屈肌肉协同收缩调控，恢复韧带对膝关节的动力稳定作用[18]。正如本研究结果显示残端保留患者被动重新定位角度(15°、30°、 45°)、被动运动察觉阈值(15°、30°、45°) 均低于非残端保留患者，表明残端保留可以有效地保留 ACL 重建后的本体感觉。

值得注意是，不管残端保留与否，患者膝关节功能恢复程度相似。这与近期 Lee 等[19]报道的结果一致。但需要考虑的是，本研究及 Lee 等研究随访时间均较短，远期随访结果是否能证明残端保留能改善患者膝关节功能，尚缺乏大型的研究数据，但因残端保留患者膝关节稳定性及本体感觉功能较好，可初步假设远期膝关节功能可能表现出更满意结果。为此，本研究将继续扩大样本量并持续进行随访，以便证实该假设。本研究存在一定局限性：首先入组患者数量较少，可能对研究结果产生影响；其次，膝关节本体感觉功能测量是基于国产持续被动运动仪及患者主观感受，其结果可能受到二者影响；最后，残端组织机械感受器需要进一步组织学验证，这有助于 ACL 残端保留自体绳肌腱重建术的临床开展。