胫骨外侧平台后倾角对单束解剖重建前交叉韧带术后胫骨隧道扩张的影响研究

目的    探讨胫骨外侧平台后倾角（lateral posterior tibial slope，LPTS）对单束解剖重建前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）术后胫骨隧道扩张影响，以及隧道扩张对膝关节功能的影响。

方法    回顾分析2018 年 11 月—2019 年 12 月 52 例因 ACL 断裂行关节镜下单束解剖重建患者的临床资料。男 32 例，女 20 例；年龄 14～64 岁，平均 34.3 岁。左膝 22 例，右膝 30 例。受伤至手术时间 7～30 d，平均 15.9 d。术前及术后 3、6 个月采用国际膝关节文献委员会（IKDC）评分及 Lysholm 评分评价膝关节功能。术后 3、6 个月基于 MRI 测量 LPTS 及胫骨隧道出口、中段、入口、距关节面出口 2 cm 处宽度；计算隧道绝对及相对扩张量，并根据绝对扩张量对隧道扩张程度进行分度（0～3 度）比较。同时将患者根据 LPTS 分为<6.0° 组（A 组）、6°～12° 组（B 组）、>12° 组（C组），比较组间胫骨隧道扩张程度差异。

结果    52 例患者术后均获随访，随访时间 6～12 个月，平均 7.1 个月。术后 3、6 个月 IKDC 评分和 Lysholm 评分与术前比较，术后 3、6 个月间比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。术后胫骨隧道均发生扩张，其中出口和中段相对扩张量术后 3、6 个月间差异有统计学意义（P<0.05）。术后 3 个月胫骨隧道扩张程度达 0 度 5 例、1 度 28 例、2 度 16 例、3 度 3 例，6 个月时分别为 5、20、25、2 例。不同胫骨隧道扩张程度患者术后同时间点 IKDC 评分和 Lysholm 评分比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。52 例患者 LPTS 为-0.8°～18.7°，平均 10.6°；其中 A 组 7 例、B 组 24 例、C 组 21 例。3 组患者年龄、性别、术前 IKDC 评分及 Lysholm评分、胫骨隧道初始宽度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。A、B、C 组胫骨隧道出口和中段相对扩张量比较，术后 3 个月时差异均无统计学意义（P>0.05），6 个月时差异均有统计学意义（P<0.05）。

结论    单束解剖重建 ACL术后，胫骨隧道在早期均会发生一定程度扩张。LPTS 对胫骨隧道扩张有显著影响，该角度越大，胫骨隧道近端扩张越明显，但是患者早期膝关节功能未受隧道扩张影响。

前交叉韧带断裂（anterior cruciate ligament， ACL）是临床常见运动损伤类型之一，关节镜下重建术是主要治疗手段^[1]。骨隧道扩张是 ACL 重建术后常见并发症^[2-4]，多发生于术后 6 个月内^{[2, 5-8]}，也有研究发现术后 2 年内仍有发生^{[2, 9-10]}，是导致术后移植物失效及翻修手术难度增加的重要原因之一^[11-14]。骨隧道扩张发生机制尚未明确，可能是滑液源性细胞因子和炎症介质、骨质量、移植物选择及钻孔导致的细胞坏死等^{[12, 15]}生物学因素，也可能是移植物位置、张力、固定方式以及患者术后过于积极康复锻炼等^{[3, 5, 12, 15]}机械性因素，或者上述两种因素共同作用的结果。

研究表明，胫骨外侧平台后倾角（lateral posterior tibial slope，LPTS）较大不仅是 ACL 损伤的危险因素^[16-19]，还可能导致 ACL 重建术后移植物失效。我们分析 LPTS 导致重建术失效的可能原因为整合初期骨隧道受到来自移植物的异常作用力，进而发生骨隧道扩张、移植物松弛及断裂，但目前国内外鲜有相关研究报道。

为此，我们以 2018 年 11 月—2019 年 12 月在大连大学附属中山医院接受关节镜下单束解剖重建的 ACL 断裂患者为研究对象，回顾分析其临床资料，明确 LPTS 对重建术后胫骨隧道扩张的影响，以及隧道扩张对术后早期膝关节功能的影响。报告如下。

1.1    一般资料

纳入标准：① 无基础疾病，如神经系统疾病及精神类疾病；② 患侧膝关节无手术史且对侧膝关节正常；③ 患侧膝关节未合并半月板后根部损伤；④ 无任何形式的关节炎。排除标准：① 患侧膝关节合并多发韧带损伤；② 患侧膝关节存在需治疗的内、外翻及旋转畸形；③ 需同时行 ACL 增强术。2018 年 11 月—2019 年 12 月，共 52 例患者符合选择标准纳入研究。

本组男 32 例，女 20 例；年龄 14～64 岁，平均34.3 岁。左膝 22 例，右膝 30 例。受伤至手术时间7～30 d，平均 15.9 d。术前国际膝关节文献委员会（IKDC）评分及 Lysholm 评分见表1。

1.2    手术方法

本组手术均由同一名高年资医师完成。按照常规关节镜下重建术操作步骤，选用患侧自体腘绳肌肌腱单束解剖重建 ACL，移植物胫骨侧采用IntraFix 胫骨界面螺钉（强生公司，美国）固定，股骨侧选用 Rigidloop 带袢钢板（强生公司，美国）固定。参照移植物直径选择对应器械制备相同直径胫骨隧道（初始宽度）。术后患肢即可在支具保护下逐步负重、康复锻炼，支具固定 2 个月。

1.3    疗效评价指标

1.3.1    临床疗效评价　术前及术后 3、6 个月采用IKDC 评分及 Lysholm 评分评价膝关节功能。 

1.3.2    影像学评价　术后 3、6 个月行患膝 MRI 检查，扫描轴位、冠状位、矢状位质子密度加权成像序列。成像扫描参数：重复时间 11 000 ms、回波时间 25 ms、层厚 1.2 mm、层间距 1.2 mm、矩阵192×320。数据测量由 2 名影像医师完成，每个指标测量 2 次，取均值。2 名影像学医师对胫骨隧道直径测量的组内相关系数（ICC）均>0.745（P< 0.05），具有较高一致性。

① LPTS：参考 Khan 等^[20]方法测量 LPTS。在MRI 轴位图像中，以最接近胫股关节的轴向切面为参考平面，在此平面上确定胫骨平台中心线，同时联合冠状位图像中胫骨中线共同确定中心矢状位。在中心矢状位图像上，首先于胫骨近端作一圆，使其与胫骨前、后皮质相切；然后在远端另作一圆，使其与胫骨前、后皮质相切，且圆心位于近端圆上；连接两圆圆心直线即为胫骨中轴线，并在该切面作一水平线作为水平定位线；测量胫骨中轴线与该水平定位线夹角（∠α），以此来确定矢状位胫骨中轴线走向。在轴位图像中，以胫骨外侧平台中线确定胫骨外侧平台中心矢状位，胫骨平台前后缘最高点连线与胫骨中轴线相交，测量两条线所形成夹角（∠β）；以 90° 与该夹角差值即为 LPTS，若该值为负值，提示胫骨平台前倾。见图1。

② 胫骨隧道宽度：参照 Weber 等^[11]的方法测量胫骨隧道宽度。于 MRI 矢状位图像，沿胫骨隧道长轴作一直线，均分为出口、中段、入口 3 段，测量每段分界点处的隧道宽度。同时，为保证测量能覆盖整个胫骨隧道，增加测量距关节面出口 2 cm处隧道宽度^[21]。见图2。计算隧道绝对扩张量（随访时各分界点隧道宽度与初始宽度差值）和相对扩张量（隧道绝对扩张量与初始宽度比值）。

1.4    统计学方法

采用 SPSS26.0 统计软件进行分析。根据隧道绝对扩张量对患者胫骨隧道扩张程度进行分度，其中 0～2 mm 为 0 度、2～4 mm 为 1 度、4～6 mm 为 2 度、>6 mm 为 3 度^[22]。结合本组 LPTS 测量值以及 Li ^[23]等的分组方法，将患者根据 LPTS 分为<6.0° 组（A组）、6°～12° 组（B 组）、>12° 组（C 组）。数据以均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用 SNK 检验；同组手术前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对 t 检验；计数资料组间比较采用 χ² 检验；检验水准 α=0.05。

2.1    临床疗效评价

52 例患者术后均获随访，随访时间 6～12 个月，平均 7.1 个月。患者膝关节功能均获得不同程度改善，术后 3、6 个月 IKDC 评分和 Lysholm 评分与术前比较，术后 3、6 个月间比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.2    胫骨隧道相关观测

52 例患者术后 3、6 个月时胫骨隧道与术中相比均发生扩张。其中，出口和中段相对扩张量 3、 6 个月间差异有统计学意义（P<0.05），入口及距关节面出口 2 cm 处两时间点间差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。

术后 3 个月胫骨隧道扩张程度达 0 度 5 例、 1 度 28 例、2 度 16 例、3 度 3 例，6 个月时分别为5、20、25、2 例。不同胫骨隧道扩张程度患者术后同时间点 IKDC 评分和 Lysholm 评分比较，差异亦无统计学意义（P>0.05）。见表3。

2.3    LPTS 相关观测

52 例患者 LPTS 为–0.8°～18.7°，平均 10.6°；其中 A 组 7 例、B 组 24 例、C 组 21 例。3 组患者年龄、性别、术前 IKDC 评分及 Lysholm 评分、胫骨隧道初始宽度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表4。

A、B、C 组间胫骨隧道关节面出口和中段相对扩张量比较，术后 3 个月时差异均无统计学意义（P> 0.05），6 个月时差异均有统计学意义（P<0.05）。见表 5。

Jackson 等于 1990 年首次报道了骨-髌腱-骨移植重建 ACL 后出现骨隧道扩张现象。随着研究不断深入，人们发现骨隧道扩张是韧带重建术后常见表现之一。本研究结果亦显示所有患者 ACL 重建术后胫骨隧道均发生了不同程度扩张。

Sabzevari 等^[24]通过 MRI 研究胫骨近端骨性解剖，发现 LPTS 增加是胫骨隧道出口增宽的唯一因素，LPTS 每增加 1°，胫骨隧道出口宽度增加 3.2%。Nagai 等^[25]也发现胫骨内侧平台后倾角及 LPTS 越大，骨隧道扩张越严重。以往有学者指出胫骨内、外侧平台形态不对称导致胫股关节相对不稳，而胫骨平台后倾特征增加了这种不稳定性，相比于胫骨内侧平台后倾角，LPTS 在这方面具有更明显的作用。因此，如 LPTS 较大，可导致更大程度的胫骨相对内旋，重建术后移植物承载更大负荷，因此骨隧道壁也会受到更大的作用力^{[1, 26-28]}。

本研究中，术后 3、6 个月胫骨隧道各段相对扩张量相比，仅出口和中段处差异有统计学意义。因此，我们进一步比较了不同 LPTS 组间胫骨隧道出口和中段相对扩张量，发现 6 个月时各 LPTS 组间差异均有统计学意义，而 3 个月时差异无统计学意义，表明 LPTS 的力学机制主要在术后 3～6 个月期间产生效应。我们分析该现象发生的主要原因包括：一方面，移植物植入骨隧道后早期腱-骨之间愈合更多是间接愈合，此时移植物与骨面连接依赖于 Sharpey 纤维^[29]，这种连接在力学强度上不如纤维软骨连接（直接愈合），因此移植物在隧道中更间产生效应。我们分析该现象发生的主要原因包括：一方面，移植物植入骨隧道后早期腱-骨之间愈合更多是间接愈合，此时移植物与骨面连接依赖于 Sharpey 纤维^[29]，这种连接在力学强度上不如纤维软骨连接（直接愈合），因此移植物在隧道中更可能发挥一定作用，但由于术后早期患肢负重小、活动少，移植物受力不大，所以上述生物学因素对隧道扩张的影响占主导地位，故术后 3 个月不同LPTS 组间胫骨隧道相对扩张量差异无统计学意义。术后 3～6 个月骨隧道出口逐渐封闭，腱-骨愈合也成为更紧密的间接愈合或是直接愈合，生物学因素对隧道扩张的影响减小，并且随着负重及活动量增大，LPTS 的力学作用表现出来。伴随着膝关节屈伸活动，移植物在骨隧道内发生横向雨刷运动以及骨隧道-移植物界面相互作用，隧道近段进一步发生扩张，此时 LPTS 的力学作用可能占主导。本研究中 LPTS 更大的 C 组其胫骨隧道扩张程度亦更大，提示 LPTS 大小会影响胫骨隧道扩张程度。

我们还发现所有患者术后 6 个月胫骨隧道中段相对扩张量均小于出口，且同时小于 3 个月时中段。相比出口而言，胫骨隧道中段不是移植物受力集中点^[31-32]，因此在 LPTS 力学作用的参与下，胫骨隧道出口相对扩张量更大；同时，由于腱-骨愈合过程不断进展，6 个月时胫骨隧道中段相对扩张量比 3 个月时同位点更小，这可能是中段隧道已经逐渐愈合的表现。

骨隧道扩张是否影响术后临床效果一直存在争议，多数学者认为骨隧道扩张不会影响膝关节早期功能^{[22, 30, 33-35]}。本研究结果显示尽管术后胫骨隧道出口扩张量逐渐增大，但膝关节功能获得明显改善，关节功能评分均逐渐提高，提示膝关节功能与胫骨隧道扩张程度可能不相关。此外，本研究参照孙然等^[22]的方法将胫骨隧道扩张程度根据其绝对扩张量分为 0～3 度，分别在术后 3、6 个月比较不同扩张程度患者间 IKDC 评分和 Lysholm 评分差异，发现各组间膝关节功能评分差异均无统计学意义。尽管有研究表明骨隧道扩张患者术后疼痛症状更明显，且作者认为这与隧道骨吸收引起的炎症因子释放有关^[22]。同样，我们也发现患者术后会出现不同程度膝关节肿胀、疼痛以及运动功能受限，但这可能与患者自身体质量、术后活动量、患肢术前功能状态以及术后康复锻炼进度相关。而胫骨隧道扩张的微观表现不会导致膝关节功能受损。

综上述，单束解剖重建 ACL 术后，胫骨隧道均会发生一定程度扩张。LPTS 更大的患者，术后胫骨近端隧道扩张更加明显，但患者早期膝关节功能不受胫骨隧道扩张影响。但本研究存在以下不足：① 样本量小，有待大样本多中心研究进一步探讨 LPTS 对胫骨隧道扩张的影响；② 本研究未对胫骨内侧平台后倾角进行测量及探讨，因此胫骨内侧平台后倾角是否也会对胫骨隧道扩张有影响，尚未明确；③ 随访时间短，有待后续进一步随访，以探索 LPTS 对胫骨隧道的长期影响。