前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)是维持膝关节稳定和功能的最重要韧带之一。ACL损伤是一种常见的膝关节韧带损伤,占膝关节韧带损伤的56%,尤其在体育运动和高冲击力活动中更为普遍。ACL损伤不仅导致患者疼痛和功能障碍,还会增加关节软骨磨损、半月板损伤以及早期退行性关节病的风险[1-2]。
随着医学技术和理解的进步,ACL解剖重建已成为恢复膝关节稳定性和功能的主要治疗方法[3-4]。ACL解剖重建旨在重建ACL的解剖结构,以尽可能恢复膝关节功能,使之能够恢复前后向稳定性和旋转稳定性,提高患者的运动能力和生活质量[5-6]。
在ACL解剖重建中,单束重建和双束重建是两种常见的手术方法。其中单束重建以一束移植物模拟ACL的走向,达到恢复关节稳定性的效果,双束重建通过模拟ACL的两束[前内侧(antero-medial bundle, AM)束、后外侧(postero-lateral bundle, PL)束],更好地重建关节的稳定性[7]。然而,双束重建和单束保残重建手术在临床实践中的优劣势和手术效果尚存在争议[8]。有限的研究表明,双束重建可能在恢复关节稳定性方面更为出色,而单束保残重建的手术创伤可能更小。然而,这些结论仍缺乏一致性,且仍需要更多的临床研究来明确比较两种手术方法的效果[9-11]。
本研究旨在比较ACL解剖单束保残重建和ACL解剖双束重建手术的效果。本研究将通过临床效果评价和影像学评价等多个指标来比较两种手术方法在关节稳定性、功能恢复以及术后并发症,比较二者的优劣。
1 资料与方法
1.1 病例纳入及排除标准
纳入标准: (1) 年龄18
40周岁,骨骺已闭合;(2) 既往体健,受伤时间<1年,无膝关节手术史,无明显膝关节退行性变患者;(3) 术前MRI判断为ACL损伤;(4) 查体Lackman试验、抽屉试验阳性,关节镜下证实ACL完全断裂,进行解剖双束重建者有或无ACL残留纤维,进行解剖单束保残重建者有ACL残留纤维;(5) 术后随访时间不少于1年。排除标准: (1) 年龄<18岁或>40周岁;(2) 膝关节多发韧带损伤或骨关节炎表现;(3) 既往患侧膝关节手术史;(4) 研究者认为不宜入选本研究的实验者。
1.2 一般资料
本研究采用回顾性研究设计,入组患者的手术均采用上海交通大学医学院附属第六人民医院赵金忠教授提出的ACL解剖单束保残重建和ACL解剖双束重建理念进行,从上海交通大学医学院附属第六人民医院、上海交通大学医学院附属第一人民医院、上海交通大学医学院附属瑞金医院、上海交通大学医学院附属新华医院、同济大学附属东方医院2021年1月—2022年4月就诊患者中,从ACL损伤患者库中随机选取符合入组标准的患者200名,其中行ACL解剖双束重建者100名,为解剖双束组;行ACL解剖单束保残重建者100名,为保残单束组。伦理编号: DY-KY-2019006,临床研究注册号: ChiCTR2000037284。其中入组患者均具有清晰的术前膝关节MRI,见图1,术中关节镜探查均明确ACL完全断裂。根据随访资料显示,随访时间内,MRI均未发现ACL移植物再次断裂,均未进行再次翻修手术。
图1 ACL损伤术前MRI
Fig.1 Preoperative MRI of ACL injury
1.3 手术方法
1.3.1 关节镜探查 全身麻醉/椎管内麻醉后,取仰卧位,常规消毒铺巾,驱血后上止血带,屈膝90°建立前外、前内入路,置入关节镜器械,仔细探查髌上囊,髌骨关节、内外侧沟、股骨髁间凹、半月板等结构及ACL、PCL,并判断ACL残留纤维情况。
1.3.2 取腱及编织 取患侧半腱、股薄肌肌腱,解剖双束重建者,将肌腱分别折叠成四股(即双束八股),进行解剖单束保残重建者,将肌腱合并折叠成八股(单束八股),编织,测量直径后备用,见图2、3。
图2 关节镜下ACL残端
Fig.2 ACL remnants under arthroscopy
图3 ACL移植物编织
Fig.3 ACL graft weaving
A: 单束;B: 双束
1.3.3 镜下操作 膝关节镜下系统探查后,发现病变予以相应处理,如滑膜切除、关节清理、半月板损伤成形或修补、前交叉韧带残端清理保残等。术中注意观察髁间凹大小及是否可能出现碰撞情况,必要时进行髁间凹成形[12],于髁间凹外侧壁的外侧髁间棘顶点的外侧旁开约5 mm为标准,用磨钻成形。
1.3.4 骨隧道建立 进行解剖双束重建者,分别建立前内、后外侧胫骨骨隧道,其中前内侧骨隧道与矢状面成角约5°15°,与胫骨纵轴成角约45°55°,后外侧骨隧道与矢状面成角约45°,与胫骨纵轴成角约30°45°。再经胫骨骨隧道建立股骨骨隧道,先建立PL束骨隧道,后建立AM束骨隧道。在定位股骨骨隧道的位置时,须确认参考点和过顶点,在下参考点的前侧5 mm确认PL束中心点,随后向过顶点方向跨5 mm即下可定位ACL的解剖中心点,之后建立股骨骨隧道。进行解剖单束保残重建者,胫骨隧道起钻点接近关节线,且胫骨隧道与矢状面成角约40°,与胫骨纵轴成角约55°,经胫骨骨隧道建立股骨骨隧道,以二分嵴的中点作为参考确认ACL的解剖中心点。
1.3.5 移植物的植入与固定 使用带线导针桥接,导入移植物,于伸膝位确认无髁间凹碰撞,于股骨端完成翻袢后,使用小钢板完成股骨端固定(袢钢板悬吊固定),然后拉紧移植腱的末端编织线,反复屈伸活动膝关节数次,再次确定无髁间凹撞击后,于近伸膝位固定胫骨端(挤压螺钉、外排锚钉双重固定),见图4、5。冲洗,留置引流,关闭切口,弹力绷带加压包扎。
图4 ACL解剖单束保残重建
Fig.4 Anatomic single-bundle preservation reconstruction of ACL
图5 ACL解剖双束重建
Fig.5 Anatomic double-bundle reconstruction of ACL
1.4 术后康复
根据患者耐受性,使用膝关节铰链支具保护68周,可部分负重或完全负重,鼓励进行早期康复及功能锻炼: (1) 股四头肌等长收缩训练、直腿抬高训练等锻炼肌肉力量可从术后次日开始;(2) 髌骨推动训练从术后2周开始;(3) 关节活动度训练: 单纯ACL重建的患者,术后即刻开始,伴有半月板损伤的患者,术后4周内屈膝限制在90°内,术后6周内可训练至屈膝120°;(4) 术后68周内,休息时,需将膝关节支具锁定于伸直位,防止伸直受限,负重时,支具固定于0°,防止膝关节过伸损伤;(5) 3个月后逐步开始跑步训练及其他灵活性训练;(6) 半年后开始对抗性训练。
1.5 疗效观察指标
诊疗团队对患者膝关节功能进行术前评估及术后不少于1年的随访,主要内容包括MRI检查、Lysholm评分、国际膝关节评分委员会(International Knee Documentation Committee, IKDC)膝关节评分。
1.6 统计学处理
1.6.1 样本量计算 参考相关研究[13],实验组数据为85.00±13.48,对照组数据为90.33±6.70,检验效能取0.95(β取0.05),α取0.01,依据统计学公式计算的样本量为126,本次研究样本量为200,故病例数达到要求。
1.6.2 数据统计 使用SPSS 22进行统计学分析。符合正态分布的定量数据均采用均值±标准差
表示。采取独立样本t检验(双尾)统计分析解剖双束组与单束保残组术前术后的Lysholm评分、IKDC评分是否一致或者具有统计学差异,P<0.05则认为两组间差异具有统计学意义。
2 结 果
2.1 入组患者基线资料比较
入组患者一般资料统计分析显示,入组患者的性别差异无统计学意义(P>0.05),保残单束组年龄为(28.72±7.31)岁,解剖双束组为(28.30±7.53)岁,二者无明显差异,此外,身高、体重、BMI等差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。
表1 入组患者一般情况
Tab.1 General condition of enrolled patients
组别年龄/岁身高/cm体重/kgBMI/(kg·m-2)移植物直径/mm保残单束组28.72±7.31169.76±9.2470.22±15.7924.14±3.849.13±0.83解剖双束组28.30±7.53171.21±7.9571.40±14.4124.19±3.618.34±0.52a/6.53±0.41bP0.690.2340.580.921
a: 前内侧束;b: 前外侧束
2.2 ACL解剖单束保残重建患者情况
随访结果显示保残单束组术前Lysholm评分为52.83±10.41,IKDC评分为52.47±11.55;术后3个月时,Lysholm评分为63.81±5.53,IKDC评分为62.80±6.42;术后6月时,Lysholm评分为71.78±6.30,IKDC评分为72.62±6.37;术后1年时,Lysholm评分为82.00±7.05,IKDC评分为81.84±6.17;术后膝关节功能评分均较术前明显好转,均具有统计学意义。
2.3 ACL解剖双束重建患者情况
随访结果显示解剖双束组术前Lysholm评分为52.97±9.49,IKDC评分为51.98±11.46;术后3个月时,Lysholm评分为64.18±5.32,IKDC评分为62.91±6.57;术后6个月时,Lysholm评分为72.07±6.30,IKDC评分为73.72±6.47;术后1年时,Lysholm评分为82.96±7.37,IKDC评分为83.13±6.01;术后膝关节功能评分均较术前明显好转,均具有统计学意义。
2.4 两组患者情况对比
随访结果显示,两组患者组术前Lysholm评分和IKDC评分差异均无统计学意义;术后3个月、6个月和1年时,两组患者组术前Lysholm评分和IKDC评分差异均无统计学意义,见表2、3。
表2 入组患者术前术后Lysholm评分情况
Tab.2 Preoperative and postoperative Lysholm scores of enrolled patients
组别术前术后3个月术后6个月术后1年保残单束组52.83±10.4163.81±5.5371.78±6.3082.00±7.05解剖双束组52.97±9.4964.18±5.3272.07±6.3082.96±7.37P0.9210.630.7450.348
表3 入组患者IKDC评分情况
Tab.3 Preoperative and postoperative IKDC scores of enrolled patients
组别术前术后3个月术后6个月术后1年保残单束组52.47±11.5562.80±6.4272.62±6.3781.84±6.17解剖双束组51.98±11.4662.91±6.5773.72±6.4783.13±6.01P0.7640.9050.2270.136
关于术后两组重返运动的情况,统计结果显示,解剖双束组相比于保残单束组,有较多的患者于术后一年参与了竞技运动,包括足球、篮球、拳击格斗、竞技比赛等,见表4。
表4 入组患者术后1年恢复运动情况
Tab.4 Recovery of movement in patients one year after surgery (n=100)
组别无法恢复运动轻度活动非对抗运动竞技运动保残单束组0314227解剖双束组0253144
无法运动指静止、坐着或躺着不进行运动,或偶尔走路且需要器械或他人辅助;轻度活动包括缓慢步行、瑜伽、缓慢上下楼等;非对抗性运动包括有氧运动,如快步走、长跑,无氧运动,如重量训练,骑自行车、游泳、健身操等;竞技运动包括足球、篮球、拳击格斗、竞技比赛等
3 讨 论
ACL损伤是一种常见的膝关节损伤,导致膝关节的不稳定和功能障碍,严重影响患者的生活质量,同时伴发或者继发的膝关节损伤,如半月板损伤、关节软骨损伤等,对膝关节功能有着进一步的损伤,困扰着广大患者。通过重建ACL手术干预,可以恢复膝关节的稳定性,并改善患者的功能水平,是目前的主流治疗方案[14-15]。具体手术方式包括等长重建、解剖重建等,其中解剖重建有分为解剖单束、解剖双束,保留残留纤维的解剖重建等方式,在本研究中,ACL解剖单束保残重建组和ACL解剖双束重建组的患者术后功能明显改善,再次肯定了手术治疗能够有效地恢复膝关节的功能。
术后功能改善的机制可以归因于多个因素。首先,手术重建了断裂的ACL,通过重新建立膝关节的稳定性,恢复了膝关节的生物力学,使得患者能够更好地进行日常活动和运动[16]。其次,手术还可以修复其他与ACL损伤相关的结构,如半月板和韧带,进一步增强膝关节的稳定性[17]。此外,手术后的康复措施和物理治疗也起到了重要的作用,帮助患者恢复肌力、关节运动范围和功能[18]。由于ACL解剖的特殊,重建手术对术后康复效果影响显著。ACL位于膝关节内,起自股骨外侧髁内侧面,止于胫骨髁间隆起前部,分为AM束和PL束。膝关节伸屈时,AM、PL束功能不同。据此,有学者提出了ACL解剖双束重建,更具膝关节稳定性优势,尤其是旋转稳定性,但亦有研究认为单束重建操作简便,可缩短手术时间,远期膝关节骨关节炎风险低[19]。
保留ACL残端纤维具有积极意义,其具有为移植物提供血供、本体感觉的作用,但ACL残端对于视野及镜下操作具有一定的干扰,尤其是进行双束重建难度较大。ACL解剖单束保残重建,可较容易保留ACL的部分残端,并在其基础上进行重建,以减少对正常结构的破坏[20],在手术创伤和术后康复方面具有一定的优势。
ACL解剖单束保残重建手术相对简单和保守,它基于保留患者天然ACL残端组织的基础上进行[21-22]。这种手术方式相对较为常见,被广泛应用于临床实践中[23]。相比之下,ACL解剖双束重建手术更为复杂,对技术要求较高,在骨隧道的定位、移植物的固定上均有较高的要求,对术者的经验要求较高。这种手术方式在模拟天然ACL的结构和功能方面更加精细,被认为可以提供更好的稳定性和功能恢复[24]。而本研究表明,在术后日常生活所需的功能恢复方面,两种手术方式具有相似的效果。但解剖双束重建的患者术后一年参与竞技运动,包括足球、篮球、拳击格斗、竞技比赛等的比例较高。这可能是由于ACL解剖双束重建手术在重建膝关节的稳定性方面更加精细,在旋转稳定性的恢复上占据优势,能够更好地模拟天然ACL的结构和功能,可能对于运动需求较高的患者具有优势,但仍需要进一步深入分析数据和进行更多的研究来验证这一初步的观察结果[25]。
在手术选择时,需要综合考虑患者的具体情况和手术可行性。由于ACL重建失败率可达6%21%,尽可能选择合适的手术方式以减小失败率,对于患者的术后恢复至关重要,而ACL解剖单束保残重建和ACL解剖双束重建相比常规的ACL解剖单束重建或等长重建均有较低的失败率[7,14,26],是优选方案之一。ACL解剖单束保残重建手术操作相对较简单,对于存在ACL残留纤维的患者来说是一种合适的选择。它能够保留部分残留的天然ACL组织,而残留纤维对于ACL移植物韧带化具有促进作用,减少手术创伤,加速术后康复,具有更为稳定的疗效。然而,对于一些特定情况,如无残留纤维的ACL损伤,复杂的多韧带损伤或需要更高稳定性的运动员,ACL解剖双束重建手术可能是更好的选择[27]。此外,解剖双束重建对于两股移植物的粗细程度有较高的要求,对于半腱肌肌腱<6 mm和股薄肌肌腱<5 mm的患者应该避免使用该技术,以保证移植物的合适大小。当然,尽管ACL解剖双束重建组的膝关节功能评分稍高,但由于差异不具有统计学意义,这说明对于不参加竞技对抗运动的患者而言,ACL解剖单束重建的功能恢复已足以满足日常生活需要,但对于具有较高运动要求的患者而言,ACL解剖双束重建具有更接近解剖的生物力学性质,具有更强的抗旋转稳定性[19,28],进行ACL解剖双束重建仍然具有重要意义,是推荐的术式。
此外,手术选择还应综合考虑患者的个人需求和期望。患者的年龄、活动水平、职业要求等因素都可能影响手术选择。在决定手术方案时,医生应与患者进行充分的沟通和讨论,了解其期望和目标,并根据患者的具体情况进行综合评估。
值得注意的是,本研究的观察时间相对较短,尚不能完全评估ACL解剖单束保残重建和ACL解剖双束重建手术的长期效果和稳定性。进一步的长期随访研究是必要的,以评估手术的持久性和患者的术后功能维持情况。未来的研究可以扩大样本量,并进行长时间的随访,以更全面地评估ACL解剖单束保残重建和ACL解剖双束重建手术的效果和比较。
综上所述,ACL解剖单束保残重建和ACL解剖双束重建手术在术后功能改善方面都取得了显著的成效。手术能够恢复膝关节的稳定性和功能,使患者能够更好地进行日常活动和运动。然而,ACL解剖单束保残重建组和ACL解剖双束重建组之间在术后日常生活的功能改善方面的差异不明显,若进行激烈的对抗性运动,则ACL解剖双束重建可能具有一定优势。在手术选择时,需要综合考虑患者的具体情况和手术可行性。进一步的研究还需要评估手术的长期效果和稳定性,并探索其他影响手术效果的因素。
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