江 凌，劉延青，崔立剛，孟 穎，田 華，張 克，王金銳

北京大學第三醫(yī)院 1超聲診斷科 2骨科，北京 1001913北京大學國際醫(yī)療部超聲診斷科，北京 102206

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·論 著·

膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后內(nèi)側(cè)副韌帶形態(tài)及功能的高頻超聲對比

江 凌1，劉延青2，崔立剛1，孟 穎3，田 華2，張 克2，王金銳1

北京大學第三醫(yī)院1超聲診斷科2骨科，北京 1001913北京大學國際醫(yī)療部超聲診斷科，北京 102206

目的 利用高頻超聲對膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后內(nèi)側(cè)副韌帶進行掃查，探討超聲評估內(nèi)側(cè)副韌帶形態(tài)及功能的可行性及其臨床價值。方法 以38例常規(guī)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)(A組)和22例明確內(nèi)側(cè)副韌帶損傷而使用限制性墊片的膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)(B組)為研究對象，分別進行內(nèi)側(cè)副韌帶長軸切面高頻超聲掃查，依次測量距離關(guān)節(jié)截骨面約1 cm處股骨端及脛骨端內(nèi)側(cè)副韌帶的厚度，比較兩組間韌帶厚度的差異。隨后進行外翻應力動態(tài)觀察，測量股骨側(cè)假體金屬部分與墊片之間的間隙，比較兩組間隙的分布及構(gòu)成比。結(jié)果 高頻超聲能清晰顯示膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的關(guān)節(jié)假體及內(nèi)側(cè)副韌帶。兩種術(shù)式后的內(nèi)側(cè)副韌帶纖維結(jié)構(gòu)連續(xù)，其中B組脛骨端內(nèi)側(cè)副韌帶厚度為(0.25±0.06)cm，較A組的(0.32±0.14) cm明顯變薄(t=2.12，P=0.040)；但B組股骨端內(nèi)側(cè)副韌帶厚度[(0.37±0.09)cm]與A組[(0.42±0.12)cm]厚度差異無統(tǒng)計學意義(t=1.65，P=0.110)。外翻應力條件下掃查，B組患者中11例可以測出股骨側(cè)假體金屬部分與墊片之間的間隙，而A組患者中僅1例可測出間隙；B組患者出現(xiàn)間隙的比例較A組明顯增高(Fisher 確切檢驗，P=0.000)。結(jié)論 高頻超聲可以清晰顯示膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體及內(nèi)側(cè)副韌帶，術(shù)中內(nèi)側(cè)副韌帶損傷后可以愈合但是厚度明顯變薄。外翻應力條件下，根據(jù)假體與墊片之間的間隙可以評價關(guān)節(jié)置換術(shù)后穩(wěn)定性。

膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；內(nèi)側(cè)副韌帶；高頻超聲

ActaAcadMedSin，2016,38(5)：574-578

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是膝關(guān)節(jié)畸形和嚴重功能障礙的最終治療手段[1]。膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中需平衡松解內(nèi)側(cè)副韌帶，此過程可能導致松解過多，甚至損傷內(nèi)側(cè)副韌帶，造成關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)軟組織失平衡，影響術(shù)后恢復[2]。因此，手術(shù)醫(yī)師根據(jù)術(shù)中內(nèi)側(cè)副韌帶是否出現(xiàn)損傷會采取不同的術(shù)中墊片彌補內(nèi)側(cè)副韌帶損傷。然而，術(shù)后有關(guān)內(nèi)側(cè)副韌帶損傷及其損傷后愈合情況受金屬假體的影響，無法行磁共振檢查，僅靠體格檢查給予判斷缺少客觀評價標準。本研究采用高頻超聲對膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后內(nèi)側(cè)副韌帶進行掃查，探討了超聲評估內(nèi)側(cè)副韌帶形態(tài)和功能的可行性及其臨床價值。

對象和方法

對象 2014年1月1日至2015年6月30日在北京大學第三醫(yī)院就診、符合并進行全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)的骨性關(guān)節(jié)炎患者52例，其中，男2例，女50例，平均年齡(67.9±6.6)歲(60～76)歲。52例患者共進行了60例人工膝關(guān)節(jié)假體置換，其中8例為雙側(cè)膝關(guān)節(jié)同時置換。

手術(shù)方法及分組 采用常規(guī)髕骨旁內(nèi)側(cè)入路，剝離內(nèi)側(cè)副韌帶脛骨側(cè)止點顯露膝關(guān)節(jié)，置入Genesis ⅡPS假體(英國施樂輝公司)。根據(jù)術(shù)中是否有內(nèi)側(cè)副韌帶損傷可以分為：(1)A組(n=38):無內(nèi)側(cè)副韌帶損傷，采用PS高屈曲墊片；(2)B組(n=22)：術(shù)中內(nèi)側(cè)副韌帶損傷或松弛，采用PS限制墊片。所有患者均在術(shù)后1年隨訪并進行X線攝片及內(nèi)側(cè)副韌帶超聲掃查。

膝關(guān)節(jié)功能評價 所有患者復查時均由同一臨床醫(yī)師根據(jù)美國特種醫(yī)院膝關(guān)節(jié)功能評分(the hospital for special surgery, HSS)[3]給予評分，膝關(guān)節(jié)外翻應力試驗于屈膝90°時為陽性，提示膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定。

超聲檢測 采用邁瑞M9超聲診斷儀L14- 6Ns探頭，東芝Aplio500超聲診斷儀PLT- 1204BT探頭，均為高頻線陣探頭，內(nèi)置肌肉骨骼系統(tǒng)掃查條件。受檢者平臥于檢查床，患側(cè)膝關(guān)節(jié)屈曲90°，髖外展約10～20°。為了保持超聲檢查測量位置固定，在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)首先用卷尺測量關(guān)節(jié)后方至髕骨后緣距離并在體表標記，然后取其中點沿內(nèi)側(cè)副韌帶長軸切面掃查(圖1)。利用金屬強回聲后方混響回聲作為聲像圖解剖標志，尋找并顯示內(nèi)側(cè)副韌帶結(jié)構(gòu)。觀察韌帶的形態(tài)、連續(xù)性以及周圍軟組織有無腫脹及壓痛。分別測量內(nèi)側(cè)副韌帶股骨端、脛骨端距離關(guān)節(jié)截骨面約1 cm處的韌帶厚度徑值，每次均測量3次后取平均值。由助手協(xié)助，一只手置于膝關(guān)節(jié)外側(cè)，另一只手握住足踝，進行膝外翻動作。此時操作者保持探頭位置穩(wěn)定，觀察膝關(guān)節(jié)假體股骨端金屬部分與關(guān)節(jié)間墊片之間的距離。若兩者之間始終無間隙，測量值為零。以上操作均由1名專門從事肌肉骨骼超聲5年以上的醫(yī)師完成掃查，掃查時該醫(yī)師并不知曉患者的臨床相關(guān)資料。本研究獲北京大學第三醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，所有受試者接受B超檢查均簽署知情同意書。

統(tǒng)計學處理 應用Excel建立數(shù)據(jù)庫并錄入核對，采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以率表示，組間比較采用Fisher確切概率法；P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

MCL：內(nèi)側(cè)副韌帶

MCL：medial collateral ligament

圖 1 膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后超聲掃查MCL時探頭位置

Fig 1 Probe position during the ultrasonic scan of medial collateral ligament

結(jié) 果

一般情況 兩組患者在年齡[(68.26±6.78)歲比(67.56±6.91)歲，t=0.38，P=0.700]、病程[(8.45±5.88)年比(7.95±2.98)年，t=0.43，P=0.66]、體重指數(shù)(body mass index，BMI)[(22.8±0.56)kg/m2比(22.82±0.51)kg/m2，t=0.26，P=0.790]等方面差異均無統(tǒng)計學意義。52例患者的60例人工膝關(guān)節(jié)均無關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的主訴。臨床醫(yī)師通過查體確認膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)不穩(wěn)定患者4例，均為B組患者。術(shù)后兩組患者HSS評分差異無統(tǒng)計學意義[(91.68±4.11)分比(92.32±2.23)分，t=-0.67，P=0.505]。

靜態(tài)超聲評價內(nèi)側(cè)副韌帶 全部患者人工膝關(guān)節(jié)假體及內(nèi)側(cè)副韌帶均能被高頻超聲清晰顯示。在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)縱斷面掃查，人工關(guān)節(jié)的金屬部分顯示為強回聲伴后方混響偽像，股骨端和脛骨端金屬部分之間為聲波不能穿透的聚乙烯墊片，表現(xiàn)為線樣強回聲伴聲影，與X線平片結(jié)構(gòu)相對應(圖2)。所有患者內(nèi)側(cè)副韌帶長軸掃查顯示為連續(xù)的帶狀低回聲，內(nèi)部回聲不均勻。分別測量其股骨端及脛骨端的韌帶厚度(圖3)，結(jié)果顯示A組及B組患者股骨端韌帶厚度差異無統(tǒng)計學意義[(0.42±0.12)cm比(0.37±0.09)cm，t=1.65，P=0.110]。但是，B組脛骨端韌帶厚度較A組明顯變薄[(0.25±0.06)cm比(0.32±0.14)cm，t=2.12，P=0.040]。臨床醫(yī)師通過查體確認膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)不穩(wěn)定的4例患者，其厚度均值為0.2 cm。

Fem：股骨;Tib：脛骨；TKA：全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)

Fem：femur bone；Tib: tibia；TKA：total knee arthroplasty

A.65歲男性TKA后，內(nèi)側(cè)縱斷面掃查TKA后聲像圖顯示金屬假體-聚乙烯墊片界面，聚乙烯墊片(箭)為低回聲伴后方聲影，金屬假體(箭頭)為強回聲伴后方彗星尾征；B.同一患者X線側(cè)位片顯示高密度金屬假體(箭頭)，和兩者之間低密度聚乙烯墊片(箭)

A.longitudinal ultrasound image obtained on the MCL in a 65-year-old man with TKA shows metal-one-olyethylene interface, note the straight echogenic interface (arrows)posterior acoustic shadow generated by polyethylene；in contrast, the metallic tibial component (arrowhead) exhibits posterior reverberation artifact；B. correlative lateral radiograph obtained with the same patient shows the normal radiographic appearance of the tibial metallic component (arrowhead)and the radiolucent polyethylene line(arrow)

圖 2 TKA后X線側(cè)位片和聲像圖

Fig 2 X-ray lateral radiographs and sonogram with TKA

測量標記處：內(nèi)側(cè)副韌帶

Mark point: medial collateral ligament

A. TKA后，A組患者脛骨表面MCL愈合厚度；B. TKA后，B組患者術(shù)中脛骨表面MCL有損傷后愈合厚度

A. after TKA, the MCL thickness on the tibial surface of A group；B. after TKA, the MCL thickness on the tibial surface of B group with diagnosed MCL injury

圖 3 TKA后脛骨端MCL聲像圖

Fig 3 Sonogram of the MCL on the tibia in a patient after TKA

動態(tài)超聲評價內(nèi)側(cè)副韌帶 被動應力外翻時掃查，測量膝關(guān)節(jié)股骨側(cè)金屬部分與墊片之間的距離(圖4)。48例膝關(guān)節(jié)未見兩者間存在明顯間隙；12例膝關(guān)節(jié)在膝關(guān)節(jié)最大外翻位時，膝關(guān)節(jié)股骨側(cè)金屬部分與墊片之間的平均距離為(0.36±0.13)cm(0.24～0.56 cm)。12例患者中，1例(2.6%，1/38)為A組，11例(50.0%，11/22)為B組，B組比例明顯高于A組(P=0.000)。

討 論

在全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，必需對膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)副韌帶脛骨表面部分進行剝離，目的是為了顯露膝關(guān)節(jié)和松解內(nèi)側(cè)副韌帶而矯正內(nèi)翻畸形。然而，術(shù)中的過度剝離會帶來內(nèi)側(cè)副韌帶損傷。文獻報道，膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后由于內(nèi)側(cè)副韌帶損傷導致膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)發(fā)病率為0.5%～3.0%，對于肥胖患者的發(fā)病率甚至達8.0%[4]。為了減少術(shù)后內(nèi)側(cè)副韌帶損傷帶來的不穩(wěn)定，學者們在術(shù)中根據(jù)內(nèi)側(cè)副韌帶損傷的情況采用不同的墊片，本研究中B組患者即應用了限制性墊片，其實質(zhì)是對術(shù)中內(nèi)側(cè)副韌帶損傷的一種補救方法。限制性墊片可以阻止膝關(guān)節(jié)的側(cè)方不穩(wěn)定，從而利于內(nèi)側(cè)副韌帶損傷處的愈合和長期穩(wěn)定。然而，限制墊片自身會使應力傳導到假體與骨界面，不利于假體穩(wěn)定，文獻報道可能使假體松動發(fā)生時間提前[5]。因此，需要一種方法術(shù)后有效地評估內(nèi)側(cè)副韌帶損傷愈合情況以及關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。

測量標記處：間隙距離

Mark point: gap between the femoral metal prosthesis and polyethylene spacer

A.膝關(guān)節(jié)屈膝90°時，中立位股骨內(nèi)金屬假體(箭頭)與聚乙烯墊片(箭)之間無明顯間隙；B.給予患者膝關(guān)節(jié)外翻時動態(tài)掃查，股骨內(nèi)金屬假體與聚乙烯墊片之間出現(xiàn)間隙(+…+)

A. coronal view of knee, there is no gap between the femoral metal prosthesis (arrowheads)and polyethylene spacer(arrows) when knee in neutral position with flexion 90 degrees；B. a dynamic scan of the knee with valgus stress, the gap between the femoral metal prosthesis(arrowheads) and polyethylene spacer(arrows) is detected(+…+)

圖 4 動態(tài)掃查膝關(guān)節(jié)完全置換術(shù)后股骨內(nèi)金屬與聚乙烯墊片之間距離測量的聲像圖

Fig 4 Dynamic sonogram with measurement of gap between the femoral metal prosthesis and the polyethylene spacers after TKA

高頻超聲對附著在關(guān)節(jié)表面的肌腱、韌帶有良好的分辨力，已有文獻表明高頻超聲顯示軟組織的細微結(jié)構(gòu)優(yōu)于CT和MRI[6- 7]。利用高頻超聲評估膝關(guān)節(jié)副韌帶損傷及愈合情況的臨床應用已經(jīng)被普遍接受[8- 9]。膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后評估內(nèi)側(cè)副韌帶時，首先應辨識假體的形態(tài)。聲波傳播至金屬假體表面時可發(fā)生多次內(nèi)部混響(振鈴效應)，形成典型“彗尾征”偽像， 因此可以幫助識別金屬假體的存在和位置。隨后，即可在金屬假體表面顯示內(nèi)側(cè)副韌帶，呈條狀低回聲結(jié)構(gòu)。本研究重點掃查脛骨表面內(nèi)側(cè)副韌帶。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，B組患者盡管術(shù)中對內(nèi)側(cè)副韌帶剝離較多并造成一定損傷，但在1年后的聲像圖顯示內(nèi)側(cè)副韌帶纖維結(jié)構(gòu)連續(xù)性完整，手術(shù)后由于纖維結(jié)構(gòu)黏連，瘢痕形成，導致韌帶回聲不均勻，但韌帶內(nèi)未見撕裂帶來的裂隙樣回聲，表明韌帶愈合良好。但是，愈合韌帶的厚度較A組顯著變薄，提示韌帶的支持力量可能會受到影響。本研究中，術(shù)后1年隨訪，已經(jīng)有4例患者經(jīng)查體確認膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)不穩(wěn)定，該4例患者的內(nèi)側(cè)副韌帶厚度平均為0.2 cm。雖然內(nèi)側(cè)副韌帶變薄的患者尚無關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的主訴，但這可能與術(shù)后隨訪時間較短，術(shù)中預防性使用限制性墊片有關(guān)。針對這組人群，應增加術(shù)后隨訪的頻率，長期進行隨訪。

除進行內(nèi)側(cè)副韌帶靜止狀態(tài)下的形態(tài)學觀察外，還充分發(fā)揮超聲檢查的優(yōu)勢對膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性進行動態(tài)評估，即在患者膝關(guān)節(jié)屈曲90°時，施行側(cè)方應力外翻試驗，觀察膝關(guān)節(jié)股骨側(cè)金屬假體部分與墊片之間的距離，評價膝關(guān)節(jié)冠狀方向的穩(wěn)定性。以往利用X線或關(guān)節(jié)測量儀[10]測量關(guān)節(jié)間隙距離和外翻角度的生物力學研究，大部分都是在關(guān)節(jié)靜止狀態(tài)下進行，有關(guān)動態(tài)分析研究較少[11]。本研究采用實時動態(tài)超聲測量膝關(guān)節(jié)股骨側(cè)金屬假體部分與墊片之間，在應力狀態(tài)下可出現(xiàn)間隙，平均范圍為(0.36±0.13) cm。金屬假體與墊片之間在應力狀態(tài)下出現(xiàn)間隙，表明關(guān)節(jié)冠狀方向上存在不穩(wěn)的風險，間接提示內(nèi)側(cè)副韌帶支持力量薄弱。12例出現(xiàn)間隙的患者，11例為B組患者，其內(nèi)側(cè)副韌帶亦薄，說明術(shù)中內(nèi)側(cè)副韌帶損傷，應用限制性墊片的必要性。

針對假體置換后關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的研究，國外Itokazu等[12]采用與我們相似的方法，但他們利用超聲測量膝關(guān)節(jié)伸直位，關(guān)節(jié)假體間的分離間隙約0.22 cm。文獻中還提到有學者對于有明確內(nèi)側(cè)副韌帶損傷患者，麻醉后利用X線測量股骨與脛骨分離間隙約為0.5～1.0 cm[13]。這些數(shù)值的不同與測量的體位、測量的手法和位置不同有關(guān)。

本研究不足之處在于術(shù)后隨訪時間較短，雖然發(fā)現(xiàn)限制性墊片對于內(nèi)側(cè)副韌帶損傷有一定彌補作用，但該墊片的長期效果如何，該墊片對假體穩(wěn)定性的長期影響均需進一步研究。

綜上，本研究結(jié)果顯示，對于膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者，采用超聲實時動態(tài)掃查可以清楚顯示術(shù)后假體及其表面內(nèi)側(cè)副韌帶聲像圖。超聲檢查不僅可以觀察到內(nèi)側(cè)副韌帶的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，評價其連續(xù)性，測量其厚度，還可以通過動態(tài)檢查評價其功能。對于使用限制性墊片的膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者，內(nèi)側(cè)副韌帶可以愈合，不影響患者功能，但其脛骨表面韌帶厚度較對照組薄，且對關(guān)節(jié)穩(wěn)定作用產(chǎn)生一定影響。

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Evaluation of the Morphology and Function of Medial Collateral Ligament after Total Knee Arthroplasty with High-frequency Ultrasound

JIANG Ling1, LIU Yan-qing2, CUI Li-gang1, MENG Ying3,TIAN Hua2,ZHANG Ke2, WANG Jin-rui1

1Department of Diagnostic Ultrasound,2Department of Orthopaedics, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China3Department of Diagnostic Ultrasound, Peking University International Hospital, Beijing 102206, China

LIU Yan-qing Tel:010- 82267370, E-mail: yanqing_liu@sohu.com

Objective To explore the feasibility and clinical value of ultrasonography in evaluating the morphology and function of medial collateral ligaments (MCL) after total knee arthroplasty (TKA). Methods Totally 38 patients undergoing routine KTA (group A) and 22 patients undergoing constrained condylar knee arthroplasty KTA with MCL injury (group B) were included. Long axis views of MCL were taken and the MCL thickness was measured on femur side and tibial side 1 cm away from the joint line, respectively. The thicknesses were compared between the two groups. Subsequently, the gap between the metal part of the femoral prosthesis and the spacer after dynamic valgus stress was measured. The distribution and composition of the gap between the two groups were compared. Results High-frequency ultrasound clearly showed the prosthesis and MCL after TKA. MCL fiber structures of both groups were intact. The MCL thickness on the tibial side in group B was (0.25±0.06)cm, which was significantly thinner than group A [(0.32±0.14)cm] (t=2.12,P=0.040).For the femur side, there was no significant difference (t=1.65,P=0.110) between these two groups [(0.37±0.09) cm in group B versus (0.42±0.12)cm in group A]. Under the condition of valgus stress, the gaps between the metal part of the femoral prosthesis and the spacer could be found in 11 cases in group B but only in 1 case in group A. The proportion of gaps in group B was significantly higher than that in group A (Fisher’s exact test,P=0.000). Conclusions High-frequency ultrasound can clearly show the prosthesis and MCL after TKA. The injured MCL can be well joined but the thickness is thinner. Under the condition of valgus stress of the knee, the stability of the TKA can be evaluated according to the gap between the prosthesis and the spacer.

total knee arthroplasty; medial collateral ligament;high frequency ultrasound

北京大學第三醫(yī)院臨床重點項目(Y72532- 02)Supported by the Key Clinical Project of Peking University Third Hospital (Y72532- 02)

劉延青 電話：010- 82267370，電子郵件：yanqing_liu@sohu.com

R445.1

A

1000- 503X(2016)05- 0574- 05

10.3881/j.issn.1000- 503X.2016.05.015

2016- 07- 20)