李丹,趙其純,尚希福,胡飛,賀瑞,楊萬榮
(安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院骨二科,安徽合肥 230001)
三維CT對前交叉韌帶重建術(shù)后骨道的早期評估
李丹,趙其純*,尚希福,胡飛,賀瑞,楊萬榮
(安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院骨二科,安徽合肥 230001)
目的 評估三維CT對單束前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)臨床價值及早期效果。方法 收集我院2014年2月至2015年1月間在關(guān)節(jié)鏡下重建前交叉韌帶重建患者46例。ACL損傷患者均采用前內(nèi)側(cè)入路(anteromedial portal technical,AM)單束重建前交叉韌帶,術(shù)后2~7 d內(nèi)給予患者多層螺旋CT掃描,在此基礎(chǔ)上進行三維CT重建,觀察關(guān)節(jié)內(nèi)移植物、股骨及脛骨骨隧道及內(nèi)固螺釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)情況。結(jié)果 三維CT能夠清晰顯示前交叉韌帶重建術(shù)后關(guān)節(jié)內(nèi)移植物、股骨及脛骨骨隧道及內(nèi)固定螺釘?shù)惹闆r。術(shù)后切口均Ⅰ期愈合、無感染,術(shù)后隨訪1、3、6個月,觀察術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能,用Lysholm評分對患者手術(shù)前后進行評分,Lysholm評分術(shù)前(52.51±9.26)分,術(shù)后隨訪1個月Lysholm評分(67.70±7.78)分,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t =13.87,P<0.001)。結(jié)論 多層螺旋CT及三維重建能夠清晰的顯示前交叉韌帶重建術(shù)后關(guān)節(jié)內(nèi)移植物及骨道情況,是對前交叉韌帶重建術(shù)后情況評估的重要方法,為臨床提供較為準(zhǔn)確的影像學(xué)評價方法和回顧性指導(dǎo)關(guān)節(jié)鏡術(shù)中骨道定位。
前交叉韌帶;重建;三維CT;評估
前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)又稱前十字韌帶,其主要作用是限制脛骨向前過度移位,與膝關(guān)節(jié)其他結(jié)構(gòu)共同作用來維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性,從而使人體能完成各種復(fù)雜的動作。前交叉韌帶損傷是臨床上較為常見而又嚴(yán)重的運動損傷,ACL損傷后如不及時治療,會導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)軟骨退變、相鄰韌帶松弛及半月板損傷等相關(guān)并發(fā)癥。目前,隨著關(guān)節(jié)鏡技術(shù)的進步,關(guān)節(jié)鏡下進行前交叉韌帶重建已被臨床廣泛應(yīng)用[1-2],術(shù)后重建ACL形態(tài)、固定位置及骨隧道都是影響術(shù)后效果的重要因素[3],因此術(shù)后如何評估前交叉韌帶重建移植物、內(nèi)固定物及骨隧道的位置就變得尤為重要。本研究是對關(guān)節(jié)鏡下前交叉韌帶重建術(shù)后患者在術(shù)后行三維CT重建檢查,就ACL脛骨單束骨道面積覆蓋率以及單束骨道中心點與自然印跡中心點相對位置的關(guān)系這兩項參數(shù)做一術(shù)后評估,有助于研究ACL重建術(shù)后相關(guān)參數(shù)評價。旨在對三維圖像進行回顧性指導(dǎo)并促進前交叉韌帶重建術(shù)中定位及為術(shù)后評估提供相關(guān)理論基礎(chǔ),現(xiàn)報告如下。
1.1 選取對象 收集2014年2月至2015年1月間前交叉韌帶損傷患者49例,其中1例患者在膝關(guān)節(jié)損傷后石膏固定后出現(xiàn)下肢深靜脈血栓,2例患者因高能量損傷致全身多處骨折,考慮到術(shù)后影響其他綜合因素影響,不利于術(shù)后綜合評分,不納入研究范圍,患者包括男性28例,女性18例,年齡19~51歲,平均(36.00±9.41)歲,患者病程3周~1年,合并半月板損傷5例,合并關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨Ⅲ~Ⅳ度退變(Outbridge分級)3例,關(guān)節(jié)鏡下證實前交叉韌帶斷裂并通過前內(nèi)側(cè)入路進行ACL重建。術(shù)后1周均給予多層螺旋CT及三維CT重建。
1.2 手術(shù)方式 所有患者采用氣管內(nèi)麻醉,取仰臥位,關(guān)節(jié)鏡下證實前交叉韌帶斷裂,其中合并關(guān)節(jié)內(nèi)半月板損傷及關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨退變,手術(shù)均由同一手術(shù)醫(yī)師完成,取脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)3 cm處切口,依次切開皮膚、皮下,切開深筋膜,小心分離切開縫匠肌筋膜,找到下方的半腱肌及股薄肌,分離后,取腱器套入后切取肌腱后由同一手術(shù)助手使用Ethibond 2號縫線常規(guī)編制肌腱,用浸潤稀釋過的慶大霉素濕紗布包裹備用。合并半月板損傷給予咬除半月板撕裂瓣或給予全內(nèi)縫合。
股骨及脛骨骨隧道定位: a)股骨隧道定位。作前內(nèi)側(cè)輔助入路定位股骨骨隧道,中心點距股骨外側(cè)髁后緣前方皮質(zhì)6~7 mm處,防止皮質(zhì)破裂。b)脛骨骨隧道定位。保留前交叉韌帶脛骨止點處纖維,外側(cè)半月板前角、髁間隆突的內(nèi)側(cè)及后交叉韌帶前7 mm。定位好脛骨及股骨骨隧道后分別鉆取股骨脛骨骨隧道,牽引編制好肌腱進入骨洞,脛骨端以Intrafix固定,股骨端以Endo-button固定。脛骨骨道剩余肌腱以1枚帶線錨釘縫合并固定。
1.3 術(shù)后康復(fù) 術(shù)后康復(fù)鍛煉均由同一醫(yī)師指導(dǎo),康復(fù)鍛煉從術(shù)后2 d后即可開始,在轉(zhuǎn)盤式支具固定下進行功能鍛煉,在術(shù)后1周內(nèi)彎曲度達到60°,2周到90°,3~4周要求膝關(guān)節(jié)彎曲度達到110°以上,并有計劃進行膝關(guān)節(jié)伸直鍛煉,記錄所有患者術(shù)前及術(shù)后1、3、6個月膝關(guān)節(jié)Lysholm評分。
1.4 多層螺旋CT檢查方法和測量方法 使用多排螺旋CT,對患者術(shù)后膝關(guān)節(jié)進行CT掃描,通過骨窗和軟組織窗進行觀察前交叉韌帶重建術(shù)后骨隧道的走形及周圍的骨性標(biāo)志,也可觀察到重建術(shù)后股骨端Endo-button和脛骨端的可吸收的擠壓螺釘?shù)?。根?jù)骨道中心及單束骨道輪廓測量各自面積,計算單束骨道面積覆蓋率自然印跡中心點與骨道中心點的位置關(guān)系:脛骨平臺矢狀面差值百分比% =自然印跡中心點%(PF/AB)-骨道中心點%(OE/AB)、脛骨平臺冠狀面差值百分比% =自然印跡中心點%(PH/CD)-骨道中心點%(OG/CD)。(見圖1~2,其中AB為脛骨平臺矢狀面最大直徑,CD為冠狀面最大直徑,A、C兩點定義為0,B、D兩點定義為100%。O點在AB、CD上的垂直點分別為G、E,P點在AB、CD上的垂直點分別為H、F)。按照Lorenz等[4]的方法,骨道位置采用相對位置百分比方法,使所得數(shù)據(jù)具有可比性。統(tǒng)一規(guī)定脛骨平臺最外側(cè)及前側(cè)為0,最內(nèi)側(cè)及后側(cè)為100%。測量結(jié)果與實物大小關(guān)系:本實驗所采用的掃描野均為16.0 cm,使膝關(guān)節(jié)三維模型較實物放大1.67倍。
1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件對所得數(shù)據(jù)進行處理,計量資料是以(珋x±s)表示。手術(shù)前后Lysholm評分比較采用t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
圖1 單束術(shù)后骨道圖
圖2 脛骨平臺ACL自然印跡和術(shù)后骨道輪廓示意圖
2.1 患者術(shù)后均獲得隨訪,42例術(shù)后患者前抽屜試驗陰性,44例Lachman試驗陰性,術(shù)后患者膝關(guān)節(jié)均無明顯的交鎖癥狀和關(guān)節(jié)感染,術(shù)后均無血管神經(jīng)損傷和骨折等其他并發(fā)癥,1例患者術(shù)后2個月劇烈運動后膝關(guān)節(jié)存在疼痛并有關(guān)節(jié)腫脹?;颊咝g(shù)前、術(shù)后Lysholm評分結(jié)果如表1所示。
表1 前交叉韌帶重建術(shù)前、術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能Lysholm評分表(珋x±s)
2.2術(shù)后三維CT影像處理結(jié)果 通過術(shù)后三維CT處理能夠清晰地顯示骨隧道口和膝關(guān)節(jié)周圍骨性解剖標(biāo)志的關(guān)系。去除股骨后由上至下觀察,可直觀的觀察脛骨隧道內(nèi)口與髁間嵴的關(guān)系分(見圖3)。去除脛骨部分,然后再去除股骨內(nèi)側(cè)髁部分(見圖4),通過旋轉(zhuǎn)可直接觀察到股骨外側(cè)髁內(nèi)側(cè)面的骨隧道內(nèi)口。骨窗上可顯示脛骨端擠壓螺釘內(nèi)固定、移植物走形及脛骨骨隧道情況(見圖5)。從股骨側(cè)位上可觀察到股骨端Endo-button固定(見圖6)。
圖3 脛骨骨隧道情況
圖4 股骨外側(cè)髁骨隧道內(nèi)口情況
圖5 脛骨端擠壓螺釘內(nèi)固定,移植物走形及脛骨骨隧道情況
圖6 股骨端Endo-button固定
2.3 測量結(jié)果 骨道中心點在脛骨平臺上的相對位置見表2。在矢狀面單束骨道中心點相對位置與自然印跡中心點相對位置無顯著性差異,冠狀位骨道中心點與自然印跡中心點相對位置有顯著性差異。
表2 骨道中心點在脛骨平臺上的相對位置(珋x±s,%)
目前,前交叉韌帶韌帶損傷后行前交叉韌帶重建是已取得理想的臨床效果并廣泛的應(yīng)用于臨床的手術(shù)方式[5]。前交叉韌帶解剖重建最重要的就是恢復(fù)ACL的自然形態(tài)。其中重要的一項就是盡可能恢復(fù)ACL脛骨段的解剖附著點。本研究的目的是通過給術(shù)后患者行三維重建觀察重建后ACL脛骨止點自然印跡和骨道,比較骨道與自然印跡相對位置的關(guān)系,從各個方向觀察重建后ACL形態(tài),總結(jié)規(guī)律,為臨床改進手術(shù)提供依據(jù)。
單束矢狀面骨道中心點位置與自然印跡中心點位置無顯著性差異,說明在矢狀面上單束的骨道選擇還是比較理想的。單束冠狀面有顯著性差異,說明在冠狀面上單束的骨道選擇還不是很理想。經(jīng)統(tǒng)計46例單束重建患者中,冠狀面上骨道中心點位置7例與自然印跡中心點相對較符合,其余39例均不同程度偏斜,提示再次手術(shù)時需在原來骨道定位的基礎(chǔ)上再精確一點。
Khalfayan等[6-7]認(rèn)為在前交叉韌帶重建中股骨及脛骨骨隧道的定位對術(shù)后患者膝關(guān)節(jié)功能存在很大的影響,若定位在前交叉韌帶股骨止點后方或者上方,膝關(guān)節(jié)在伸直移植物緊張,影響到膝關(guān)節(jié)伸直,脛骨骨隧道的定位同樣重要,如脛骨定位偏外或者偏前可能會導(dǎo)致移植物與股骨髁的外側(cè)髁發(fā)生撞擊,這都會嚴(yán)重的影響前交叉韌帶重建術(shù)后的膝關(guān)節(jié)功能。因此,前交叉韌帶重建脛骨及股骨骨隧道的選擇對手術(shù)有至關(guān)重要的影響[8-10]。
近年來,從經(jīng)脛骨進行股骨骨隧道定位到經(jīng)前內(nèi)側(cè)入路定位過渡之后,又面臨新的挑戰(zhàn)[11]。在影像學(xué)參數(shù)和以前的評價標(biāo)準(zhǔn)及手術(shù)的適用性已經(jīng)在慢慢的改變[12]。Khalfayan等[6]所描述的射線照相參數(shù),以評估在傳統(tǒng)的經(jīng)脛骨骨隧道定位。這樣的定位會導(dǎo)致股骨遠(yuǎn)端骨隧出口位置較高[12-14],利用傳統(tǒng)的X線就不能直觀的顯示及評估二種手術(shù)方式術(shù)后的直觀效果。事實上,此種情況使用三維CT可直觀的觀察到兩個髁間解剖和股骨和脛骨內(nèi)外口隧道的位置。
通過比較相關(guān)影像學(xué)檢查,綜合各影像學(xué)檢查的優(yōu)缺點,少數(shù)學(xué)者提出使用三維CT來評價前交叉韌帶重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)骨隧道問題[15-17]。其更加直觀的顯示股骨和脛骨骨隧道所在位置,能明顯觀察到各骨道與相鄰解剖標(biāo)志的關(guān)系。在患者術(shù)后拍攝CT后,在取得容積數(shù)據(jù)后可在冠狀位、橫軸位和矢狀位進行多角度隨意旋轉(zhuǎn),以往采用經(jīng)脛骨隧道定位股骨端骨道位置技術(shù),現(xiàn)在采用關(guān)節(jié)鏡下前內(nèi)側(cè)入路技術(shù)來定位股骨端骨道位置[18],通過三維CT檢查然后進行綜合處理得到的結(jié)果來評價兩種手術(shù)方式可能要優(yōu)于X線片及MRI等影像學(xué)檢查。通過對股骨骨隧道的全長的斷層切面可以直接比較兩種手術(shù)方式優(yōu)缺點,并且可以去除妨礙觀察的骨性結(jié)構(gòu)。前交叉韌帶重建術(shù)后通過三維CT可以去除一些骨性障礙物,以便于更好的觀察骨道位置,比如要觀察脛骨內(nèi)口骨道位置可以通過三維CT去除脛骨平臺以上股骨部分,將其脛骨平臺通過旋轉(zhuǎn)可以直接觀察。同樣,在觀察股骨外側(cè)髁的骨隧道時,通過三維CT去除股骨內(nèi)側(cè)髁部分,再通過旋轉(zhuǎn)可以直接看到前交叉韌帶股骨外側(cè)髁的內(nèi)側(cè)面的骨洞,這是其他影像學(xué)檢查無法做到的。
由于在前交叉韌帶重建術(shù)中,術(shù)者觀察角度及患者體位的不同,往往會對股骨和脛骨骨隧道的定位出現(xiàn)偏差,但三維CT能夠很好的顯示ACL重建術(shù)后脛骨和股骨的骨道位置,可以回顧性的指導(dǎo)醫(yī)生在術(shù)中的骨道定位,可以提高骨道的定位的準(zhǔn)確性[19]。選用CT可以任意選擇對臨床有用的平面視野;可以選擇和關(guān)節(jié)鏡下手術(shù)視野的平面一致,測量出來的數(shù)據(jù)結(jié)果可以應(yīng)用到術(shù)中骨道定位中去,對臨床手術(shù)具有很好的指導(dǎo)意義,三維CT的應(yīng)用可以使得骨性標(biāo)志和韌帶立體化,更加直觀的觀察和回顧性指導(dǎo)臨床工作。
綜上所述,三維CT重建其獨特的特點可以更加直觀地觀察ACL重建后關(guān)節(jié)內(nèi)外移植物的固定、脛骨和股骨內(nèi)外骨隧道,對ACL韌帶重建術(shù)后早期評價提供了一個較好的平臺,分析骨道與自然印跡相對位置關(guān)系對術(shù)后評估、改進手術(shù)有重要指導(dǎo)意義。
[1]Middleton KK,Hamilton T,Irrgang JJ,et al.Anatomic anterior cruciate ligament(ACL)reconstruction: a global perspective.Part 1[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2014,22(7):1467-1482.
[2]Woo SL,Wu C,Dede O,et al.Biomechanics and anterior cruciate ligament reconstruction[J].J Orthop Surg Res,2006,1(2):1-9.
[3]Beynnon BD,Uh BS,Johnson RJ,Abate JA,et al.Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction: a prospective,randomized,double-blind comparison of programs administered over 2 different time intervals [J].Am J Sports Med,2005,33(3):347-359.
[4]Lorenz S,Elser F,Mitterer M,et al.Anterior Cruciate Lig Radiologic Evaluation of the Insertion Sites of the 2 Functional Bundles of the ament Using 3-dimensional Computed Tomography[J].Am J Sports Med,2009,37(12):2368-2376.
[5]Marx A,Siebold R,Sobau C,et al.ACL reconstruction in skeletally immature patients[J].Z Orthop Unfall,2008,146(6):715-719.
[6]Khalfayan EE,Sharkey PF,Alexander AH,et al.The relationship between tunnel placement and clinical results after anterior cruciate ligament reconstruction[J].Am J Sports Med,1996,24(3):335-341.
[7]Good L,Odensten M,Gillquist J.Sagittal knee stability after anterior cruciate ligament reconstruction with a patellar tendon strip[J].Am J Sports Med,1994,22(4): 518-523.
[8]Musahl V,Bedi A,Citak M,et al.Effect of single-bundle and double-bundle anterior cruciate ligament reconstructions on pivot-shift kinematics in anterior cruciate ligament and meniscus deficient knees[J].Am J Sports Med,2011,39(2):289-295.
[9]Iriuchishima T,Horaguchi T,Kubomura T,et al.Evaluation of the intercondylar roof impingement after anatomical double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction using 3D-CT[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2011,19(4):674-679.
[10]Taketomi S,Nakagawa T,Takeda H,et al.Anatomical placement of double femoral tunnels in anterior cruciate ligament reconstruction.Anteromedial tunnel first or posterolateral tunnel first[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2011,1(3):424-431.
[11]Webster KE,F(xiàn)eller JA,Elliott J,et al.A comparison of bone tunnel measurements made using computed tomography and digitalplain radiography after anterior cruciate ligament reconstruction[J].J Arthroscopy,2004,20(9):946-950.
[12]Kopf S,F(xiàn)orsythe B,Wong AK,et al.Transtibial ACL reconstruction technique fails to position drill tunnels anatomically in vivo 3D CT study[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2012,20(11):2200-2207.
[13]Sadoghi P,Kr?pfl A,Jansson V,et al.Impact of tibial and femoral tunnel position on clinical resul tsafte ranterior cruciate ligament reconstruction[J].Arthroscopy,2011,27(3):355-364.
[14]Sebastian Kopf,Brian Forsythe,Andrew K,et al.Nonanatomic tunnel position in traditional transtibial singlebundle anterior cruciate ligament reconstruction evaluated by three-dimensional computed tomography[J].J Bone Joint Surg(Am),2010,92(6):1427-1431.
[15]Nakamae A,Deie M,Yasumoto M,et al.Three-dimensional computed tomography imaging evidence of regeneration of the semitendinosus tendon harvested for anterior cruciate ligament reconstruction: a comparison with hamstring muscle strength[J].J Comput Assist Tomogr,2005,29(2):241-245.
[16]Iorio R,Vadalà A,Argento G,et al.Bone tunnel enlargement after ACL reconstruction using autologous hamstring tendons: a CT study[J].Int Orthop,2007,31(1):49-55.
[17]Fink C,Zapp M,Benedetto KP,et al.Tibial tunnel enlargement following anterior cruciate ligament reconstruction with patellar tendon autograft[J].Arthroscopy,2001,17(2):138-143.
[18]韋釗嵐,李富明,彭偉秋,等.關(guān)節(jié)鏡下經(jīng)脛骨骨道與前內(nèi)側(cè)入路重建前交叉韌帶的比較研究[J].中國修復(fù)重建外科雜志,2014,28(3):339-344.
[19]Bird JH,Carmont MR,Dhillon M,et al.Validation of a new technique to determine midbundle femoral tunnel position in anterior cruciate ligament reconstruction using 3-dimensional computed tomography analysis[J].Arthroscopy,2011,27(9):1259-1267.
Early Assessment on Bone Tunne of Anterior Cruciate LigamentI Reconstruction by Three-Dimensional Compute Tomography
Li Dan,Zhao Qichun,Shang Xifu,et al
(No.2 Department of Orthopedics,Anhui Provincial Hospital of Anhui Medical University,Hefei 230001,China)
Objective To evaluate three-dimensional compute tomography of early effect on one single bundle anterior cruciate ligament(ACL)reconstruction of the knee joint and the clinical value.Methods Anterior cruciate ligament reconstruction by anteromedial portal technical(AM)was used to repair 46 patients of ACL injury in our hospital from February 2014 to January 2015.After 2~7 days,the following measurements were observed through 3D-CT: the bone tunnel in tibia and femur,the bone anatomical landmark,the Endobutton,the bone block,interference screw fixing,materials in bone tunnel.Results Three-dimensional compute tomography could clearly show joint cruciate ligament reconstructive surgery grafts,femoral and tibial tunnels and fixation screws,etc.All operation incisions were healed inⅠstage without infection.Preoperative and postoperative Lysholm scores were recorded,postoperative knee joint activity were observed.The patients were followed up 1,3 and 6 months.The Lysholm score for the operated knees were(52.51±9.26)and(67.70±7.78),respectively before and after operation(t =13.87,P<0.001).Conclusion Three-dimensional compute tomography can provide useful information for clinics and be served as an important approach for early follow-up after anterior cruciate ligament reconstruction due to its accurate display of graft shape,bone tunnel and the locations of internal fixation.It is an important method for anterior cruciate ligament reconstruction surgery assessment to provide more accurate imaging method for clinical evaluation.
anterior cruciate ligament; reconstruction; three-dimensional compute tomography; assessment
R684
B
1008-5572(2016)02-0130-04
安徽省科技廳重點科研項目(11070403044); *本文通訊作者:趙其純
2015-09-11
李丹(1989-),男,醫(yī)師,安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院骨二科,230001。
臨床研究