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编号:10501264
膝关节后交叉韧带重建中等长点测定
http://www.100md.com 《中国修复重建外科杂志》 2000年第2期
     梁杰 吴海山

    摘 要:目的 测定膝关节后交叉韧带重建中其股骨附丽部上的等长点。方法 取7侧正常成人新鲜膝关节标本,切除后交叉韧带,在其股骨附丽部上选前、后、中、近、远五个测试点,用细软钢丝将各点与胫骨附丽部中点相连,将标本固定于CPM功能锻炼器上,用百分表测量膝关节0°~120°活动范围内各钢丝关节内长度的变化。结果 比较各点的钢丝在关节内长度变化的最大值,发现前测试点变化最大,远点次之;近测试点变化最小,而近、中两点无显著性差异,中、后两点亦无显著性差异,但近、后两点有显著性差异;近、中、后三点的钢丝关节内长度的最大值均不超过2 mm。结论 在后交叉韧带重建中,应以其股骨附丽部上缘的中点(即本实验中的近测试点)为中心钻孔,建立股骨骨隧道。术中根据需要,可将钻孔中心向中点和后缘偏移。

    关键词:膝关节 后交叉韧带 重建 等长点

    膝关节交叉韧带重建中等长点的选择是直接影响手术成败的关键之一[1~3]。等长重建是指所选择连接移植物两端的股骨点与胫骨点间的距离在术后膝关节活动中保持恒定,以避免术后因移植物在关节活动时受到不同张力而引起膝关节僵硬、移植物被过度拉伸而松弛和两端固定失败等并发症发生[4、5]。近年来,学者们对前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)的等长重建进行了大量的研究,已基本达成共识,但对于后交叉韧带(posterior cruciate ligament, PCL)等长重建的研究却很少,而且不同学者间的研究结果也存在很大差异。因此,我们的实验将研究股骨附丽部上各点对移植物长度变化的影响,并测出等长点,为临床应用提供参考。
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    1 材料与方法

    1.1 材料

    共7侧新鲜正常下肢标本,其中男5侧,女2侧。左3侧,右4侧。年龄20~45岁。所有标本膝关节内无明显外伤或退变,膝关节上段至少保留股骨20 cm,下段则完整保留。

    1.2 方法

    取膝后正中切口和前内侧切口显露整段PCL及其两端附丽部,修洁外层滑膜后切除,观察股骨附丽部形态(图1),可见股骨内髁外侧面上的附丽部形态近似一椭圆形,长轴由前向后略偏上,短轴由上向下略偏后,以长轴与附丽缘的交点确定前、后测试点,短轴与附丽缘的交点确定上、下两个测试点,两轴交点为中点。用直径1.5 mm克氏针从各点向股骨内髁钻孔,并用肾穿刺针导入细软钢丝(英国产,半径0.23 mm)。将所有钢丝固定在拧入内髁的一枚螺钉上。用直径3.5 mm钻头在PCL胫骨附丽部中点钻孔至胫骨结节内侧并引出钢丝。逐层缝合伤口,保留所有软组织。用模具将标本固定于CPM下肢功能锻炼机上(杭州天宝技术贸易公司产TX-C)。近端牢固固定,远端前后夹持,允许胫骨在6个自由度的活动(图2)。根据实验顺序,依次将各点钢丝连接在牢固固定于胫骨上并接有弹簧测力计的百分表上(成都量具刃具股份有限公司产,量程0~20 mm,精确到0.01 mm)。调节百分表初始读数至10 mm,每10度记录数据1次。所得读数减去初始读数,即为关节内钢丝变化长度(正数为增长,即钢丝被拉进关节腔;负数为缩短,钢丝被拉出关节腔)。比较同一测试点在不同角度所测数据及同一角度在不同测试点所得数据。将同一测试点相同角度所得数据的均数以各测试点为单位绘成曲线图,找出最大均数及出现的角度,并比较各测试点最大均数之间有无明显差异。t69-1.gif (2459 bytes)
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    图1 PCL股骨附丽部形态及各测试点的位置示意图 ①前测试点

    ②后测试点 ③中测试点 ④近测试点 ⑤ 远测试点

    Fig. 1 The shape of the PCL attachment site and the location of every experimental points ①Anterior ②Posterior ③Central ④Proximal ⑤Distalt69-2.gif (12327 bytes)

    图2 标本固定于CPM功能锻炼器上

    Fig. 2 Knee specimens were fixed on the CPM
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    1.3 统计学方法

    以上资料比较方式均采用完全随机资料的方差分析及SNK法两两比较,α=0.05。

    2 结果

    测试结果见附表及图3。经方差分析,各测试点在同一点不同角度所得数据经统计学处理有显著性差异(P<0.05),说明各测试点的关节内钢丝长度在膝关节活动中是不等长的。而同一角度不同测试点所得均数亦呈显著性差异(P<0.05),说明相同角度不同测试点的关节内钢丝长度的变化也不相同。由图3可见,前、远、中三点的关节内钢丝在膝关节屈曲时均被拉长,以前测试点变化最大,在0°~80°内逐渐上升,80°时变化最大,为(8.93±0.40) mm,之后略有下降,远测试点变化以之相仿。90°时变化最大,为(6.05±0.34) mm。而中点则变化较小,70°时最大值为(1.67±0.07) mm。但近、后两测试点则相反,在屈膝时,钢丝先缩短,60°后平稳上升,近测试点的变化最大值最小为(1.50±0.09) mm,后测试点的最大值略大,为(1.85±0.10) mm。经统计学处理,各测试点的最大值显示有显著性差异(P<0.05)。两两比较,近、中两点无显著性差异,中、后两点无显著性差异,但近、后两点有显著性差异。近测试点变化最小,中测试点次之,后测试点再次之。但三点的最大值均不超过2 mm。t69-3.gif (3025 bytes)
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    图3 各测试点关节内钢丝在膝关节不同角度的变化

    Fig. 3 The angle changes of the intra-articular part of the wires among every experimental points

    附表 各测试点关节内钢丝长度的变化值(mm,X±s)

    Tab. The length changes of the intra-articular part of the wires among every experimental points(mm,X±s)

    角度

    Angle(degree)

    前
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    Anterior

    后

    Posterior

    近

    Proximal

    远

    Distal

    中

    Central

    0

    0.00±0.00

    0.00±0.00

    0.00±0.00
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    0.00±0.00

    0.00±0.00

    10

    1.55±0.10

    -0.40±0.07

    -0.55±0.06

    1.15±0.11

    0.40±0.05

    20

    2.11±0.14

    -0.56±0.10

    -0.72±0.08
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    1.58±0.10

    0.48±0.07

    30

    3.54±0.26

    -1.20±0.11

    -0.83±0.09

    2.45±0.20

    0.66±0.07

    40

    5.21±0.16

    -1.47±0.10

    -1.01±0.08
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    3.11±0.18

    1.07±0.08

    50

    6.21±0.12

    -1.66±0.10

    -1.30±0.10

    3.64±0.14

    1.39±0.08

    60

    7.54±0.24

    -1.85±0.10

    -1.50±0.09
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    4.29±0.10

    1.52±0.08

    70

    8.33±0.31

    -1.62±0.13

    -1.18±0.10

    4.97±0.14

    1.67±0.07

    80

    8.93±0.40

    -1.45±0.07

    -1.07±0.05
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    5.82±0.18

    1.55±0.05

    90

    8.57±0.36

    -1.11±0.08

    -0.92±0.06

    6.05±0.34

    1.42±0.07

    100

    8.43±0.36

    -0.96±0.07

    -1.20±0.05
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    5.68±0.25

    1.19±0.07

    110

    8.29±0.35

    -0.81±0.05

    -1.32±0.05

    5.41±0.20

    1.00±0.06

    120

    7.69±0.34

    -0.71±0.08

    -1.40±0.08
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    5.14±0.15

    0.87±0.07

    3 讨论

    研究结果表明,“等长点”实际上并不存在,但变化最小的近测试点和变化较小的中、后两个测试点的关节内钢丝长度变化均在2 mm以内,因此,这些点仍极具临床意义。因正常交叉韧带在断裂之前可被拉长2~3 mm。而且被广泛用作交叉韧带重建替代物的髌腱和跟腱的胶原纤维,在出现断裂以前也具有15%的弹性,在游离移植后的变性修复过程中,虽然有所下降,但仍可保留部分弹性及机械强度[6、7]。以最接近“等长”的点为中心建立骨隧道重建PCL,至少可以使移植物在术后关节活动中所受的牵拉降低到最低限度。

    Grood等[7]及Turs等[1]研究表明,影响等长的决定因素是PCL股骨附丽部上的各点,胫骨点影响甚微。这一结果已得到普遍认同,因此,我们在其胫骨附丽部只选择了一个中点。我们认为,股骨上各测试点的变化情况,主要决定于它们与股骨的瞬时旋转中心和其形成的曲线的位置关系。用图4可以解释:在瞬时旋转中心曲线上任取一点“O”,并与PCL胫骨附丽部的中点“T”连成一线,再作直线“TO”的延长线,膝关节由伸而屈时,各测试点围绕瞬时旋转中心“O”做不规则圆周运动,若某测试点向延长线方向移动,则连接此点的钢丝呈拉长趋势,向直线“OT”之间靠近,则连接此点的钢丝呈缩短趋势,且测试点与瞬时旋转中心的距离越大,钢丝长度变化亦越大。反之越小。因为瞬时中心曲线位于股骨髁的后上部[8],前测试点“A”距曲线上所有点的距离均较长,且总是先向延长线方向运动。因此,连接此点的钢丝长度增加而且幅度最大,而近、中、后三个测试点距该曲线上的大部分点都较近,故变化较小,而远测试点稍远,故其关节内钢丝长度变化鉴于它们之间。虽然膝关节伸屈活动并不是简单的屈戊运动,而是多自由度的复杂运动,测试点也不是简单围绕瞬时旋转中心做规则圆周运动,并且旋转中心不停地在变换,正因为这样,各点钢丝关节内长度的变化也是不规则的,但我们还是可以用来解释各点的钢丝关节内长度变化的大致趋势,即,伸长、缩短和变化大小。t70-1.gif (2195 bytes)
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    图4 以前测试点为例,与股骨瞬时旋转中心位置关系示意图 ①瞬时旋转中心曲线 ②PCL胫骨附丽部中点

    Fig. 4 The relationship between the experimental points and the curve of the immediate central of rotation (the anterior point as the example) ①Curve of immediate central of rotation ②Central of PCL attachment on tibia

    由于不同学者采用的实验方法不同,对膝关节周围软组织保留情况不同,以及对膝关节所加应力状态各异,导致他们之间的结果差异较大。同时也有定位方法不一样,使结果的可比性受到影响。我们的结果与Markolf和Covey等[9、10]基本相似,二者都发现前测试点最不“等长”。Markolf等还发现近测试点最等长,中、远两个测试可以为临床接受,后缘却没有选点。Covey等[10]采用将PCL分为前、中、后纵、后斜四束的定位方法,在每束内穿钢丝测量发现后面两束最“等长”,而没有选近、远两测试点,因此我们的实验结果对他们又有所补充,与有的学者[7、11、12]研究差距较大,认为移植物应固定在PCL附丽部近侧缘,并发现前缘也近似等长,因此主张前后的误差“可以接受”。Kurosawa等采用Covey相似的方法,将PCL分为三束,发现中束最等长,前后两束均不等长。造成这种差距的原因是多方面的,Grood采用计算机测量系统并没有直接测量PCL附着点间的真正长度变化值。Kurosawa在实验中除保留髌腱、月 国肌、内外侧附韧带以外,切除了膝关节周围所有的软组织。而这些结构被公认对膝关节的稳定起着不可忽视的作用,Grood和Ogata在实验中均向胫骨近端施加一个向后的作用力,这个向后的作用力势必加大PCL两端附着点的距离。在膝关节复杂的多自由度活动中,各测试点由此而引起的变化,也不会出现简单的相同。其实等长点研究的最终目的是术后膝关节活动时保持移植物等长,从而达到等张。术后外科医生都将设法使胫骨避免受到向后的作用力。因此,实验时加后向应力于胫骨并不必要。
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    以往,我们在临床工作中,在PCL股骨起点的解剖中心的后上方钻孔建立骨隧道,采用自体骨-髌腱-骨为移植物,尝试等长重建PCL,取得令人鼓舞的疗效[13]。所谓PCL股骨起点的解剖中心的后上方即相当于我们实验中的近测试点与后测试点之间的位置。我们认为,PCL重建中应以其股骨附丽部上缘的中点(即近测试点)为中心建立股骨骨隧道,术中可根据需要向中点和后缘偏移,前缘和下缘的定位应该避免。

    作者单位:梁杰(宜昌市第一人民医院骨科,湖北宜昌,443000)

    吴海山(第二军医大学附属长征医院骨科)

    参考文献:

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    [11]Kurosawa H, Yamakoshi KI, Yasuda K, et al. Simultaneous measurement of changes in length of the cruciate ligaments during knee motion. Clin Orthop,1991; 265: 233

    [12]Ogata K, McCarthy JA. Measurement of length and tension patterns during reconstruction of the posterior cruciate ligament. Am J Sports Med, 1992; 20: 351

    [13]吴海山,李晓华,周维江.自体骨-髌腱-骨移植重建后交叉韧带.中华外科杂志,1999;37(2):93, 百拇医药