丁 明 綜述 張春禮* 審校

(第四軍醫(yī)大學西京骨科醫(yī)院運動損傷科，西安 710032)

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文獻綜述·

保留韌帶殘端在前交叉韌帶重建術(shù)中的價值

丁 明 綜述 張春禮* 審校

(第四軍醫(yī)大學西京骨科醫(yī)院運動損傷科，西安 710032)

前交叉韌帶(anterior cruciate ligament，ACL)損傷是一種常見的運動損傷[1]。ACL斷裂造成的膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)不僅影響患者日常生活和運動，而且會造成關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)的進一步損傷。因此，為恢復膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及功能，對損傷的ACL進行重建已達成共識[2]。為了在ACL重建手術(shù)中清晰顯露ACL股骨止點及脛骨的足跡，ACL重建術(shù)通常將ACL殘端進行清掃[3]。最近有研究證實，此類韌帶殘端具有維持膝關(guān)節(jié)本體感覺、促進移植物血管再生、有助于預防膝關(guān)節(jié)前向再松弛的作用，故ACL斷裂患者術(shù)中保留韌帶殘端逐漸被臨床醫(yī)生認可，并在術(shù)后康復中取得了較滿意的結(jié)果。本文就此做一綜述。

1 前交叉韌帶殘端的生理特點

1.1 維持膝關(guān)節(jié)本體感覺

Schultz等[4]于1984年首先發(fā)現(xiàn)并描述ACL中含有機械感受器。隨后，學者分析機械感受器在ACL中廣泛分布，起到了維護關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的作用。ACL重建術(shù)后機械感受器的再生也已經(jīng)在人類、綿羊和狗中報道，以上表明，保留斷裂后韌帶殘端可能使患膝在ACL重建術(shù)后獲益[5]。機械感受器所感受的本體感覺包括身體和四肢的位置感，通過不同位置或運動由不同種類的機械感受器傳輸?shù)街袠猩窠?jīng)系統(tǒng)，刺激神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的內(nèi)反饋機制，作用于關(guān)節(jié)或關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)的機械附著點[6]。Freeman等[7]將機械感受器分為4類：球形或卵形魯菲尼小體；同心圓柱形帕齊尼小體；紡錘形高爾基小體；無髓鞘游離神經(jīng)末梢。魯菲尼小體和高爾基體在ACL中廣泛存在。其中拉伸運動刺激興奮魯菲尼小體，壓縮刺激興奮帕齊尼小體，炎癥疼痛與游離神經(jīng)末梢有關(guān)。Lee等[5]運用免疫組織化學方法，在ACL殘端上明確標記出機械感受器的廣泛存在，證實保留ACL殘端可以為膝關(guān)節(jié)本體感覺的恢復營造有利的環(huán)境。但是，膝關(guān)節(jié)是一個結(jié)構(gòu)較為復雜的關(guān)節(jié)，ACL周圍有關(guān)節(jié)囊、肌腱、滑膜、韌帶、軟骨等諸多毗鄰結(jié)構(gòu)，ACL通過何種機制與周圍組織共同作用，維持膝關(guān)節(jié)的本體感覺，依舊是研究熱點。

1.2 移植物血管的形成

解剖學因素、生物力學因素、生理學因素均被認為與ACL重建術(shù)預后有關(guān)。部分學者認為ACL殘端依舊具備血液循環(huán)系統(tǒng)，從人體采集的ACL細胞離體后依舊具有體外移行能力、肌動蛋白亞型的收縮能力和細胞外基質(zhì)的攀附能力，說明ACL殘端依舊可以提供生物學支撐[8]。Wu等[9]對成熟新西蘭雄兔進行建模，模擬保留殘端的ACL重建術(shù)，使用激光多普勒血流儀對移植物進行血流檢測，觀察到殘端保留組的雄兔模型ACL移植物血流明顯多于清除組模型。隨后他們對模型移植物進行取樣，使用免疫組織化學方法檢測，觀察到殘端保留組的移植物中CD34和Ⅲ型膠原蛋白高表達，這被認為與血管再生和肌腱移植物重塑有關(guān)。以上研究表明，ACL殘端對移植物的血管再生與形態(tài)學重塑有積極作用。但尚無研究結(jié)果說明移植物的血管再生的機制，ACL韌帶殘端與骨隧道的相互作用可能是一個研究方向。

1.3 預防膝關(guān)節(jié)移植物的前向松弛

關(guān)節(jié)鏡下所見斷裂的ACL殘端具有不同的形態(tài)。大多數(shù)情況下，其近端附著于后交叉韌帶(posterior cruciate ligament，PCL)上，但在部分情況下，仍可見ACL殘端與脛骨及股骨相連，雖然其形態(tài)異于正常的束型。某種程度上，這種類型的ACL殘端結(jié)構(gòu)仍具有維持膝關(guān)節(jié)前向穩(wěn)定性的作用[10]。Crain等[11]認為ACL殘端與周圍重要膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)諸如半月板、副韌帶、關(guān)節(jié)軟骨等共同作用，維持膝關(guān)節(jié)的前向穩(wěn)定性。他們按關(guān)節(jié)鏡觀察到的ACL殘端形態(tài)將其分為四類：①ACL殘端與PCL粘連或吸附于后交叉韌帶，占16%；②ACL殘端與股骨髁間窩頂部形成瘢痕，占12%；③ACL殘端指向股骨髁間窩外側(cè)壁或股骨外髁內(nèi)側(cè)方向，占28%；④ACL被完全吸收，未見殘端，占44%。通過對比ACL重建術(shù)中進行殘余纖維清掃的術(shù)后患者與ACL殘端保存術(shù)后患者，驗證了第②類和第③類韌帶殘端的形態(tài)對保護膝關(guān)節(jié)移植物前向松弛有積極的作用[6,10,12]。

2 前交叉韌帶殘端纖維成像方法新進展

為了避免殘余的ACL對股骨隧道和脛骨足跡點定位的干擾[13]，術(shù)者需要詳細了解ACL殘端纖維的狀況，特別是和理想骨隧道的相對位置關(guān)系，以供做出手術(shù)決策。這就對影像學檢查提出了更高的要求。常規(guī)MRI成像對于完全斷裂的ACL檢查具有較高的敏感度(92%～96%)與特異度(92%～98%)[14]，是ACL完全斷裂的首選方法，但存在對斷裂后韌帶殘端顯像不清的情況[3]。

2.1 三維CT成像

三維CT成像(3D-CT)是利用螺旋CT或雙能CT對膝關(guān)節(jié)諸結(jié)構(gòu)進行三維重建的一種成像方法。首先對CT獲取的斷層數(shù)字圖像進行預處理，然后將膝關(guān)節(jié)諸結(jié)構(gòu)從斷層圖像中分割開，再在相鄰兩斷層圖像間進行內(nèi)插，最后將重建后的三維圖像數(shù)據(jù)在計算機屏幕上進行立體感顯示，可對其進行各種幾何變換的運算，實現(xiàn)多種投影顯示方式及幾何尺寸的測量等，完成任意方位斷層的重構(gòu)、任意方位立體視圖、手術(shù)摸擬和醫(yī)學教學等功能。Uozumi等[3]采集25例ACL斷裂患者的CT影像進行三維重建，運用工作站做后處理，按形態(tài)不同區(qū)分為四組：①ACL殘端附著于PCL上，占12%；②ACL殘端位于PCL與股骨外髁內(nèi)側(cè)壁之間，占12%；③ACL殘端貼附在股骨外髁上，占32%；④ACL完全吸收，未見韌帶影像，占44%。這與Crain等[11]的研究是完全一致的。與關(guān)節(jié)鏡下所見ACL韌帶殘端進行形態(tài)學對比，3D-CT影像具有80%的診斷準確率，說明3D-CT成像可以使術(shù)者從任意角度去觀察ACL殘端，這對于術(shù)前評估ACL殘端的形態(tài)學、與周圍諸結(jié)構(gòu)的相對關(guān)系有一定的應(yīng)用價值，并可以為術(shù)式選擇提供決策。

2.2 各向同性三維快速自旋回波MRI成像

各向同性三維快速自旋回波MRI(isotropic three-dimensional fast spin echo MRI，3D-FSE-Cube MRI)是一種新的影像技術(shù)，利用傳統(tǒng)2D-MRI在軟組織成像上的優(yōu)越性，基于采集的2D-MRI圖像，進行三維化后處理，其精度可達亞毫米級，對軟組織細微的解剖結(jié)構(gòu)和細小的組織異常具有較高的分辨率，已在神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉骨骼系統(tǒng)的影像診斷上取得肯定的效果，在膝關(guān)節(jié)的運用上也具有一定的臨床價值[14]。Swami等[15]運用3D-MRI對青少年ACL斷裂的患者進行殘端成像，并根據(jù)殘端影像成功模擬出ACL在脛骨、股骨附麗區(qū)的形態(tài)，進而可用于對術(shù)式的指導。

以上兩種方法均以其多參數(shù)設(shè)計為基礎(chǔ)及特色，采用強大的后處理技術(shù)三維成像[16]，不僅可以提供較為直觀的ACL韌帶殘端影像，并且可利用專業(yè)的計算機軟件(如Mimics等)進行進一步三維形態(tài)學及力學模擬，術(shù)前對患者進行個體化術(shù)式的設(shè)計，在計算機上實施虛擬手術(shù)，術(shù)中對手術(shù)醫(yī)師進行導航，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

2.3 膝關(guān)節(jié)屈曲位MRI與斜矢狀位MRI成像

MRI已應(yīng)用于全身各系統(tǒng)的成像診斷，對于軟組織成像效果尤佳。為了觀察ACL韌帶殘端情況，不少醫(yī)師對常規(guī)MRI掃描技術(shù)做出改進，嘗試通過不同的掃描角度及膝關(guān)節(jié)的屈曲程度，獲得更為清晰的ACL殘端成像。以膝關(guān)節(jié)屈曲位(flexion technique)和斜矢狀位(sagittal-oblique technique)應(yīng)用最為廣泛。膝關(guān)節(jié)屈曲位MRI掃描技術(shù)，即在常規(guī)MRI檢查時，患膝屈曲約17°，沿ACL縱軸行矢狀位掃描；斜矢狀位MRI掃描技術(shù)，即沿ACL縱軸行斜冠狀面及斜矢狀面常規(guī)MRI掃描。以上兩種改良MRI掃描技術(shù)均能有效避開股骨髁間窩中PCL及膝關(guān)節(jié)周圍軟組織對ACL韌帶殘端的影像干擾，更加清晰地顯露ACL殘端，對其形態(tài)、位置、毗鄰可做出精準的估計[17]。

3 前交叉韌帶保留韌帶殘端技術(shù)應(yīng)用對術(shù)后患者康復的影響

膝關(guān)節(jié)韌帶重建術(shù)中，ACL重建術(shù)應(yīng)用最廣，治療結(jié)果也更為注重其對ACL解剖位置的重現(xiàn)，以達到功能行為的重建[18]。但由于ACL韌帶殘端附著于其生理解剖位點，重建的移植物未必能很完美地達到解剖學重建。為此，評價ACL保留韌帶殘端重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能就顯得尤為重要。膝關(guān)節(jié)功能大致可分為生物力學功能和本體覺功能兩類。

3.1 生物力學評價

ACL的生理生物力學評價主要分為穩(wěn)定性(stability)、旋轉(zhuǎn)活動(rotation)、關(guān)節(jié)運動范圍(range of motion，ROM)及韌帶強度(stiffness)4個方面。①ACL提供了防止脛骨前移的阻抗，尤其以膝關(guān)節(jié)屈曲30°時最大?；诖?，膝關(guān)節(jié)的前后向穩(wěn)定性通常通過前抽屜試驗、Lachman試驗、軸移試驗結(jié)果評價。這3種物理診斷方法被認為具有較高的靈敏度與特異度[19]。并且，Lachman試驗可以通過KT1000/KT2000進行量化。多名臨床醫(yī)師認為，行保留韌帶殘端術(shù)的ACL重建術(shù)與殘端清理的ACL重建術(shù)相比，其穩(wěn)定性無明顯差異[20～23]。Adachi等[21]認為，ACL保留韌帶殘端重建術(shù)后患者的脛骨前向移動度明顯小于韌帶殘端清除的ACL重建術(shù)后患者，也就是說，ACL保留韌帶殘端的膝關(guān)節(jié)在前后向運動上要優(yōu)于ACL殘端清除的膝關(guān)節(jié)。②ACL另一重要作用是阻抗脛骨的旋轉(zhuǎn)。已有多名臨床醫(yī)師驗證，ACL殘端保留的單束重建術(shù)與ACL殘端清除的單束重建術(shù)類似，可提供較好的抗脛骨旋轉(zhuǎn)運動，雖然這種旋轉(zhuǎn)阻抗作用不如ACL雙束重建優(yōu)異[23]。③比較術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈伸運動的康復時程與范圍，ACL殘端清除的重建術(shù)與ACL殘端保留的改良重建術(shù)并無明顯差異，在最終的隨訪中，兩類術(shù)式的患者均能達到完整的膝關(guān)節(jié)屈伸活動范圍[23]。④部分患者在行ACL重建術(shù)后會有移植物再次斷裂的可能性，這可能與重建的移植物強度有關(guān)。Sun等[24]對雌性新西蘭白兔行ACL重建術(shù)，與術(shù)后第4、8、12周比較ACL殘端保存組與殘端清除組的生物學功能，保留韌帶殘端的移植物愈合強度要優(yōu)于去除韌帶殘端的移植物強度，這可能與膠原蛋白高表達有關(guān)。

綜上，保留殘端的ACL重建術(shù)對于膝關(guān)節(jié)的生物力學優(yōu)勢以前后向穩(wěn)定性及移植物強度為主，兼有維持膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運動的作用。

3.2 本體覺功能評價

ACL重建成功與否，患者的主觀感覺也是衡量的一個方面?；颊叩闹饔^感受通常采用量表測量方法進行評估。常用的量表有國際膝關(guān)節(jié)文獻編制委員會(IKDC)主觀膝部功能評價表、膝關(guān)節(jié)損傷與骨關(guān)節(jié)炎評分(Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score,KOOS)、Tegner評分、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(Oseto Arthritis of Knee，OAK)評分、Lysholm評分和Gillquist評分等[19]。Adachi等[21]通過臨床數(shù)據(jù)采集，認為Lysholm評分和Gillquist評分在保留殘端與不保留殘端的ACL重建術(shù)并無明顯差距，但在隨訪中，殘端保留的患者膝關(guān)節(jié)位置覺明顯優(yōu)于殘端清除的患者。Kim等[23]通過3年隨訪，認為保留殘端的患者OAK評分較殘端清除的患者優(yōu)異，但IKDC主觀量表評分則無顯著差異。綜上，可認為ACL殘端保留的患者與殘端清除的患者對于膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的主觀感覺無明顯異常，但在膝關(guān)節(jié)本體感覺上，殘端保留的患者要明顯優(yōu)于殘端清除的患者。

4 小結(jié)

ACL是膝關(guān)節(jié)重要的靜力穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定方面發(fā)揮重要的作用。ACL移植重建手術(shù)是目前治療ACL損傷的主要手段[25]。對于ACL重建術(shù)式的研究，越來越多的臨床工作者更傾向于解剖學重建以達到完美的韌帶解剖學及生物力學重建。ACL殘端被認為具有維持膝關(guān)節(jié)本體感覺、促進移植物血管再生、有助于預防膝關(guān)節(jié)前向再松弛的作用。在對ACL斷裂的患者實施重建術(shù)時保留韌帶殘端，與清除殘端的重建術(shù)式相比較，患者的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、術(shù)后康復時間并無明顯差異，但膝關(guān)節(jié)重建的移植物愈合強度及患者對患膝的本體感受有明顯提高。對ACL殘端的形態(tài)學成像，臨床工作者可以采用3D-CT、3D-FSE-Cube MRI及改良的傳統(tǒng)MRI進行影像學觀察，為實施ACL重建術(shù)提供決策。

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(修回日期：2014-08-04)

(責任編輯：王惠群)

*通訊作者，E-mail：zhangcl816@sohu.com

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