股四头肌肌力对前十字韧带重建术后髌股关节
本文原载于《中华骨科杂志》年第3期
本文由医院陈伟医师推荐
目前的研究表明ACL损伤重建后，常伴有股四头肌肌力减弱，但ACL损伤重建后膝关节退变的原因尚不十分明确。本研究对ACL重建一年以上的病例，进行了关节镜观察，这是十分难得的；同时测量了股四头肌等相关肌肉的肌力；并将两者建立了科学的联系。结果显示，股四头肌肌力减弱与髌股软骨退变密切相关。这从一定程度上解释了ACL损伤重建后膝关节退变的原因，对关节科医生认识ACL损伤的预后有着重要的影响。文章设计合理，特别是进行了关节镜检查，这是目前评估软骨情况的金标准，同时数据分析得当、讨论详细深入，推荐广大关节外科医师学习。
前十字韧带（anteriorcruciateligament，ACL）损伤是最常见的膝关节运动损伤之一，可导致膝关节不稳，影响膝关节运动功能［1］。虽然ACL重建手术能恢复膝关节的稳定性［2-3］，但仍有部分患者对术后运动功能的恢复不满意。这可能与术后持续存在的股四头肌肌力较弱有一定的关系，ACL重建术后股四头肌肌力减弱可持续数月甚至数年［4-5］。术后股四头肌肌力的恢复可改善患者的临床症状，使运动能力尽早恢复至伤前水平［6］。有学者建议ACL重建术后患侧肌力恢复到健侧的80%~85%时可允许参加体育活动［7-9］。我们既往的研究结果显示，ACL重建术后1年以上二次关节镜检查时发现部分髌股关节软骨损伤明显比重建手术时加重［9-10］，但影响软骨损伤的因素尚不完全清楚。基于加强股四头肌肌力能促进ACL重建术后膝关节功能恢复的基础，我们推测ACL重建术后股四头肌肌力的加强可以减轻髌股关节软骨损伤。到目前为止，我们仅检索到1篇文献分析股四头肌肌力与老年骨关节病患者髌股关节软骨损伤的关系，其MRI结果显示股四头肌肌力减弱可以加重老年骨关节病患者髌股关节软骨损伤［11］。这进一步说明了通过加强股四头肌肌力的练习有可能减轻ACL重建术后髌股关节软骨损伤。
本文采用回顾性研究的方法，对ACL重建术后1年以上的患者行二次关节镜检查，观察髌股关节软骨损伤的改变。同时行双侧股四头肌和腘绳肌等速肌力测试，根据患侧与健侧股四头肌肌力比值进行分组，比较不同组别髌股关节软骨损伤分级的改变。研究目的：（1）评估ACL重建术后髌股关节软骨损伤的改变；（2）分析ACL重建术后股四头肌和腘绳肌的肌力情况；（3）探讨股四头肌和腘绳肌肌力与髌股关节软骨损伤的关系。本研究的假设为股四头肌肌力的增强能减轻ACL重建术后髌股关节软骨损伤。
资料与方法一、一般资料
年12月至年8月，共例ACL双束重建术后患者在我院行内固定取出术，取内固定的同时行膝关节二次关节镜检查。
纳入标准：（1）单侧ACL损伤；（2）原ACL双束重建术在我院实施；（3）ACL重建术后1年以上；（4）符合行ACL四骨道解剖双束重建的条件：包括术中屈膝90°用ACL重建测量尺（SmithNephew，美国）测量髁间窝中部的宽度≥14mm、高度≥19mm；术中用4mm镜下探钩（SmithNephew，美国）测量外侧髁间棘高度＜3mm；骨骺闭合的青少年；年龄小于45岁；腘绳肌腱能满足后外束移植物直径≥5mm和前内束移植物直径≥6mm；股骨或胫骨足迹长径≥14mm；股骨足迹不清晰、不完整，但髁间窝外侧壁的外侧嵴和分叉嵴同时存在。
排除标准：（1）有膝关节手术史；（2）ACL翻修手术；（3）多发韧带损伤；（4）ACL重建手术时膝关节软骨损伤Outerbridge分级Ⅳ级。本研究共纳入76例患者，男51例，女25例；ACL重建手术时患者年龄16~44岁，平均27.6岁。受伤至ACL重建术的时间为5d~个月，平均20.4个月。ACL重建术至二次关节镜检查的时间为12~51个月，平均25.3个月。
二、ACL四骨道解剖双束重建的手术方法
韧带移植物均使用自体腘绳肌腱，采用四骨道解剖双束重建技术，手术操作方法同文献［9，12］。
（一）体位与显露
屈膝70°~80°位，在髌骨下极远侧3mm的髌腱中线处向下做一长度为6mm的纵切口，即髌腱中间入路。清理ACL残端，保留1~2mm的残端纤维。清理脂肪垫至屈膝°时不影响股骨骨道定位为止。
（二）骨道定位
后外束股骨骨道定位在屈膝90°后外束足迹中心；在足迹不清晰时定位于外侧嵴下方和分叉嵴前方，同时参照外侧壁软骨前后缘和下缘。前内束股骨骨道定位在屈膝90°前内束足迹中心；在足迹不清晰时定位于外侧嵴下方和分叉嵴后方。前内束与后外束股骨骨道之间的骨桥为2mm。后外束胫骨骨道定位在后外束足迹中心；在足迹不清时依据外侧半月板前角游离缘延长线与内侧髁间嵴下坡的交界处定位骨道的前后位置，左右位置以骨道外侧壁距离外侧髁间嵴根部2~3mm为宜。注意不要使后外束的胫骨骨道紧贴外侧髁间嵴，以免术后屈伸时两者相互撞击。前内束胫骨骨道定位在前内束足迹中心；在足迹不清时依据定位后前内束骨道与后外束骨道之间的骨桥是2mm，且从屈膝90°到膝关节过伸时前内束骨道与髁间窝在内外和前后位置都比较合适进行定位，移植物植入后不会与髁间窝顶部和外侧壁撞击。
（三）移植物固定
先植入后外束移植物，然后植入前内束移植物。股骨端使用EndoButton（SmithNephew，美国）固定，胫骨端使用可吸收挤压螺钉（ConMedLin?vatec，美国）和用2mm克氏针自制的门形钉双重固定。屈膝20°拉紧后外束移植物并用最大力后推胫骨时固定，屈膝80°拉紧前内束移植物并用最大力后推胫骨时固定。
三、术后康复
术后用带铰链活动支具固定膝关节于伸直位，麻醉复苏后立即行双侧踝泵和股四头肌收缩放松练习。患肢用棉垫加压包扎4d，4d后改用弹力绷带加压包扎，开始屈膝练习逐渐到60°，术后1周时屈膝到90°，术后4周膝关节带支具可在0°~90°范围内活动。术后6周屈膝到°，并开始完全负重。术后6周可以不带膝关节支具，术后12周屈膝和伸膝均要求达到正常。术后4个月可在无支具保护下开始少量慢跑，术后6个月可正常慢跑、游泳及开始较大力量的膝关节抗阻力练习。术后7~8个月可正常跑跳，运动员可开始基础训练和对应于专项训练的辅助训练。如果患肢股四头肌肌力达到健侧85%以上、本体感觉得到很好康复，术后9个月一般患者可参加剧烈运动，运动员可参加专项训练和比赛。运动员在术后6个月参加正常的训练和比赛必须满足以下四个条件：（1）患肢股四头肌肌力是健侧的85%以上；（2）患肢腘绳肌肌力与股四头肌肌力比值达到80%以上；（3）患肢大腿前后群肌肉的本体感觉训练足够，基本恢复大腿前后群肌肉的灵活性、协调性和控制能力；（4）经过一定时间的基础训练和小运动量的适应性专项训练。
四、关节镜下软骨评价
ACL重建术和二次关节镜检查术中评估关节软骨损伤程度。关节软骨损伤程度的评估采用Out?erbridge分级法［13］（图1），0级为正常软骨；Ⅰ级指关节软骨软化或肿胀；Ⅱ级指浅层软骨损伤，包括毛糙、裂伤和缺损，深度未达软骨厚度的50%；Ⅲ级指较深层的软骨损伤，深度超过软骨厚度的50%，但尚未暴露软骨下骨；Ⅳ级指软骨下骨暴露。软骨损伤加重程度为二次关节镜检查时软骨损伤分级与ACL重建术时软骨损伤分级的差值，正值表示术后软骨损伤加重，负值表示术后软骨损伤减轻。
五、股四头肌和腘绳肌等速肌力检测
二次关节镜检查前使用BiodexSystemⅢ等速测试仪（BiodexMedicalSystems，Shirley，美国）对患者行双下肢股四头肌和腘绳肌的等速肌力测试，记录股四头肌和腘绳肌的峰力矩（PT），代表股四头肌和腘绳肌的最大肌力，计算患侧与健侧股四头肌或腘绳肌的PT比值。根据BiodexSystemⅢ操作说明，慢速（角速度为60~°/s）主要测试肌肉力量，快速（角速度为~°/s）主要测试肌肉耐力。本研究测量角速度为60°/s时的肌肉力量。
六、KT?测量
所有患者在二次关节镜检查前均行双膝KT?检查（MedMetric，美国），记录屈膝30°时用N力测量的双侧胫骨前移度的差值。七、统计学处理应用SPSS17.0软件（SPSS，美国）对数据进行分析。两次手术中软骨损伤分级为等级资料、KT?测量差值为偏态分布资料，比较均采用Wilcox?on符号秩和检验。两组患者年龄和随访时间的比较采用成组设计资料t检验，两组患者性别、侧别、软骨损伤加重发生率的比较采用卡方检验。检验水准α值取双侧0.05。
结果一、ACL重建术后髌股关节软骨损伤的改变
二次关节镜下观察髌骨和滑车的软骨损伤均较ACL重建术中加重，软骨损伤分级的频数分布差异有统计学意义（表1）。两次术中均以Ⅰ级软骨损伤最多。
二、ACL重建术后股四头肌和腘绳肌肌力
45%（34/76）的患者患侧与健侧股四头肌肌力比值≤80%，22%（17/76）的患者患侧与健侧腘绳肌肌力比值≤80%，43%的患者（33/76）患侧与健侧股四头肌和腘绳肌肌力比值均80%。根据股四头肌等速肌力测试结果将患者分为两组，患侧与健侧股四头肌肌力比值80%组42例，肌力比值≤80%组34例。两组患者年龄、性别、侧别、KT?差值和随访时间的差异均无统计学意义（表2）。
三、股四头肌和腘绳肌肌力与髌股关节软骨损伤的关系
ACL重建术后，在患侧与健侧股四头肌肌力比值＞80%组和≤80%组中分别有21%（9/42）和47%（16/34）的患者出现髌骨软骨损伤加重，软骨损伤加重发生率的差异有统计学意义；髌骨软骨损伤加重平均程度的差异也有统计学意义。两组分别有26%（11/42）和32%（11/34）的患者滑车软骨损伤加重，软骨损伤加重发生率的差异无统计学意义；滑车软骨损伤加重平均程度的差异也无统计学意义（表3）。ACL重建术后，在患侧与健侧股四头肌肌力比值＞80%组和≤80%组，分别有21%（9/42）和32%（11/34）的患者患侧与健侧腘绳肌肌力比值≤80%，差异无统计学意义（χ2=1.16，P=0.28）。在患侧与健侧股四头肌肌力比值＞80%组中，患侧与健侧腘绳肌肌力比值≤80%与肌力比值80%的患者相比，髌骨和滑车软骨损伤加重的发生率差异均无统计学意义（表4）。
讨论一、ACL重建术后的股四头肌和腘绳肌肌力
ACL重建术后患者股四头肌肌力与运动能力的恢复有很大关系［14］。有研究将肌力恢复到健侧的80%~85%作为允许参加体育活动的标准［7-9］，因此我们选择80%作为肌力是否减弱的标准。ACL重建术后股四头肌和腘绳肌肌肉萎缩和肌力减弱很常见，可持续数年时间［15-16］。Maeda等［14］报告41例患者ACL重建术后平均随访27个月，患侧股四头肌肌力平均减弱10%，腘绳肌肌力平均减弱5%。Goradia等［17］报告85例患者ACL重建术后平均随访44.4个月，15%的患者股四头肌肌力和12%的患者腘绳肌肌力小于或等于健侧的80%。目前对ACL重建术后膝关节肌肉萎缩较难恢复的原因尚不完全清楚，本体感觉减退和神经肌肉支配受损可能是主要因素［18］。本研究结果显示，ACL重建术后平均随访25.3个月时45%的患者患侧股四头肌肌力和22%的患者患侧腘绳肌肌力小于或等于健侧的80%。与国外文献报道相比，本组患者ACL重建术后股四头肌和腘绳肌肌力减弱发生率较高，除可能与本体感觉减退和神经肌肉支配受损有关外，还可能与患者术后针对肌肉力量的康复练习不足有关。本组患者术后主要在家按照康复计划自行康复，大都没有康复器械以及缺少康复医生的定期指导。
二、ACL重建术后髌股关节软骨损伤的改变及可能的影响因素
我们既往的研究显示，ACL重建术后关节软骨损伤明显加重，主要发生在髌股关节，而非胫股关节［9-10］。虽然ACL重建手术并不能阻止关节软骨的退变，但与未手术的患者相比，ACL重建手术能恢复膝关节的稳定性，恢复患者的运动能力，减轻关节软骨和半月板的损伤。ACL重建术后关节软骨损伤加重的因素是多方面的，重建手术方式、炎症反应、合并的半月板损伤或髌股关节软骨损伤、患者年龄、性别、KT?测量的双侧差值、体重指数及重建术后时间都可能影响术后关节软骨损伤［19-21］。此外，ACL断裂后髌骨外倾、外旋和外移明显增加，重建手术并不能完全恢复髌股关节的生物力学［22］，这可能也会影响术后髌股关节软骨损伤。
三、股四头肌、腘绳肌肌力与ACL重建术后髌股关节软骨损伤的关系
本研究进一步发现，增强股四头肌肌力可减少ACL重建术后髌股关节软骨损伤加重的情况。患侧股四头肌肌力恢复到健侧的80%以上能明显减少ACL重建术后髌骨软骨损伤的发生和加重。Ke?ays等［20］的研究发现，56例患者ACL重建术后平均随访6年，股四头肌与腘绳肌肌力比值较小的患者胫股关节而非髌股关节骨关节病的发生率较高。对膝关节骨关节炎的研究发现，增强股四头肌肌力可以减轻膝关节骨关节炎患者髌股关节软骨损伤，而对胫股关节软骨没有明显的影响［11］。这与我们的研究结果一致。股四头肌肌力的恢复虽然能明显减少ACL重建术后髌骨软骨损伤，但对滑车软骨损伤并无明显影响。其原因尚不清楚，可能与股四头肌肌力的改变影响了髌骨的运动轨迹，进而影响髌股关节软骨损伤有关，但这一结论还有待进一步研究。本研究结果显示，腘绳肌肌力对髌股关节软骨损伤无明显影响，这可能是由于股四头肌肌力比值80%的患者中仅9例（21%）患侧与健侧腘绳肌肌力比值≤80%，腘绳肌肌力减弱的病例数量较少，影响了对结果的分析。
四、研究的局限性
本文是国内第一篇关于ACL重建术后股四头肌肌力对髌股关节软骨损伤影响的研究，但还存在以下不足：（1）本研究是回顾性研究，结论还需要随机对照研究验证；（2）随访时间较短，长期随访后这一结论是否适用还不确定；（3）病例数量较少，可能会影响关于腘绳肌肌力对髌股关节软骨损伤影响的分析；（4）本研究缺乏患者术前的肌力评估，可能会对研究结果产生一定的影响。
参考文献(略)
（收稿日期：-05-26）
（本文编辑：马英）
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