不同直径混合肌腱重建前交叉韧带对膝关节运动学特征影响

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-134X.2022.03.004

目的

评估不同直径混合肌腱(同种异体肌腱加强自体肌腱)重建前交叉韧带(ACL)对膝关节运动学特征影响。

方法

回顾性分析2017年8月至2018年6月在南方医科大学第三附属医院使用混合肌腱行ACL重建术的57例患者资料。纳入标准：单侧膝ACL损伤并使用直径8 mm或9 mm混合肌腱重建ACL患者；年龄18至55岁并且有影像学证据显示骨骺闭合。排除标准：X片提示膝骨关节炎；术前膝关节活动受限；其他膝关节手术史；膝关节其他韧带损伤；需同时行半月板移植及软骨修复者。根据移植物直径大小不同分为：8 mm组(32例)、9 mm组(25例)。患者在术前、术后6个月、1年、2年完成随访，分析患侧膝关节6自由度的活动度及胫股运动学改变(以对侧膝关节为对照组)、移植物信号/噪声商(SNQ)值、Lysholm评分。各组术前及术后指标比较采用重复测量方差分析。

结果

8 mm组(6.3%)、9 mm组(0%)的手术失败率差异无统计学意义(P＝0.499)。8 mm组在术后6个月的屈曲角度、术后1年的外旋角度比9 mm组高，差异具有统计学意义(F＝3.507，P＝0.034；F＝4.563，P＝0.013)；8 mm组在术后6月的外侧位移、术后2年的外旋角度比对照组高，差异具有统计学意义(F＝3.596，P＝0.031；F＝9.997，P<0.001)。相较术后6个月、1年，两组在术后2年的移植物近端、中段、远端的SNQ值均呈下降趋势(F＝9.634、8.593、7.636，均为P<0.001)。9 mm组的Lysholm评分比8 mm组高，差异具有统计学意义(F＝6.116，P＝0.017)。

结论

直径8 mm、9 mm的混合肌腱重建前交叉韧带有相似的手术失败率和移植物成熟度，但后者的膝关节运动学特征比前者更接近正常膝关节。

关键词: 前交叉韧带重建, 移植物, 步态分析

Objective

To evaluate the effect of hybrid grafts (augmenting autografts with allograft tissue) with different diameters on the knee kinematic characteristics after anterior cruciate ligament reconstruction (ACLR).

Methods

The data of 57 patients were retrospectively analyzed who had undergone ACL reconstruction using hybrid graft in the Third Affiliated Hospital of Southern Medical University from August 2017 to June 2018. Inclusion criteria: patients with unilateral knee ACL injury and ACL reconstruction with eight-or nine-minimeter-diameter hybrid graft; the age were 18 to 55 years and radiographic evidence showed epiphyseal closure. Exclusion criteria: X-ray suggested osteoarthritis of the knee; the preoperative knee movement was limited; other knee surgery history; injury of other ligaments of knee joint; the patients requiring meniscus transplantation and cartilage repair simultaneously. According to the diameter of grafts, they were divided into the eight-millimeter group (32 cases) and nine-millimeter group (25 cases). The patients were followed up preoperatively and in postoperative six months, one and two years. The rang of motion (ROM) in six degrees of freedom (6DOF) and tibiofemoral kinematics of the involved knee (the contralateral knee joint was used as control), the graft signal/noise quotient (SNQ) value, and Lysholm score were analyzed. Preoperative and postoperative data of each group were compared by repeated measure ANOVA.

Results

There was no statistically significant difference in the failure rate between the eight-millimeter group (6.3%) and the nine-millimeter group (0%) (P=0.499). In the eight-millimeter group, flexion in the postoperative six months and external rotation in the postoperative one years were higher than those in the nine-millimeter group, and the differences were statistically significant (F=3.507, P=0.034; F=4.563, P=0.013). In the eight-millimeter group, lateral displacement in the postoperative six months and external rotation in the postoperative two years were higher than those in the control group, and the differences were statistically significant (F=3.596, P=0.031; F=9.997, P<0.001). Compared with the data of postoperative six months and one year, graft SNQ values in both groups showed a decreasing trend in the postoperative two years (F=9.634, 8.593, 7.636, all P < 0.001). Lysholm score in the nine-millimeter group was higher than that in the eight-millimeter group, and the difference was statistically significant (F=6.116, P=0.017).

Conclusion

Hybrid grafts with diameters of eight millimeters and nine millimeters have a comparable rerupture rate and similar graft maturity after ACLR, but the knee kinematics of the latter are more similar to that of the normal knee than the former.

Key words: Anterior cruciate ligament reconstruction, Grafts, Gait analysis

图1 膝关节6自由度(屈伸、内外翻、内外旋、前后位移、内外位移、上下位移)

图2 膝关节矢状位磁共振成像扫描显示5个圆形区域注：圆面积＝1 cm²包括移植物近端、中段、远端以及其他2个部位(髌骨上极水平的股四头肌腱、髌腱前约2 cm处的背景)

表1 患者各项临床基本资料

组别	例数	性别(男/女)	年龄[岁，(±s)]	BMI[kg/m²，(±s)]	患肢(左/右)
8 mm组	32	26/6	27.6±8.5	23.5±2.9	14/18
9 mm组	25	21/4	29.6±6.7	24.6±2.4	10/15
统计值		χ²<0.001	t＝-0.930	t＝-1.551	χ²＝0.081
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05

表1 患者各项临床基本资料

组别	例数	性别(男/女)	年龄[岁，(±s)]	BMI[kg/m²，(±s)]	患肢(左/右)
8 mm组	32	26/6	27.6±8.5	23.5±2.9	14/18
9 mm组	25	21/4	29.6±6.7	24.6±2.4	10/15
统计值		χ²<0.001	t＝-0.930	t＝-1.551	χ²＝0.081
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05

表2 患者Lysholm膝关节功能评分(±s)

组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
8 mm组	32	62±11	69±15	79±9	86±13	6.116^a，48.921^b，1.674^c	0.017^a，<0.001^b，>0.05^c
9 mm组	25	61±15	78±15	87±10	91±10	6.116^a，48.921^b，1.674^c	0.017^a，<0.001^b，>0.05^c
F值		0.192	-2.063	-2.844	-1.445
P值		>0.05	0.045	0.007	>0.05

表2 患者Lysholm膝关节功能评分(±s)

组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
8 mm组	32	62±11	69±15	79±9	86±13	6.116^a，48.921^b，1.674^c	0.017^a，<0.001^b，>0.05^c
9 mm组	25	61±15	78±15	87±10	91±10	6.116^a，48.921^b，1.674^c	0.017^a，<0.001^b，>0.05^c
F值		0.192	-2.063	-2.844	-1.445
P值		>0.05	0.045	0.007	>0.05

表3 患者SNQ值(±s)

组别	例数	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
移植物近端
8 mm组	32	130±63	116±82	73±37	1.389^a，9.634^b，0.270^c	>0.05^ac，<0.001^b
9 mm组	25	102±65	85±56	59±41	1.389^a，9.634^b，0.270^c	>0.05^ac，<0.001^b
F值		1.567	1.549	1.312
P值		>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术后6个月	术后1年	术后2年
移植物中段
8 mm组	32	163±68	137±74	112±65	1.357^a, 8.593^b, 0.175^c	>0.05^ac，<0.001^b
9 mm组	25	157±81	116±80	97±44	1.357^a, 8.593^b, 0.175^c	>0.05^ac，<0.001^b
F值		0.268	0.981	0.995
P值		>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术后6个月	术后1年	术后2年
移植物远端
8 mm组	32	146±68	140±65	97±76	0.335^a，7.636^b，0.024^c	>0.05^ac，<0.001^b
9 mm组	25	136±84	135±77	89±66	0.335^a，7.636^b，0.024^c	>0.05^ac，<0.001^b
F值		0.486	0.223	0.404
P值		>0.05	>0.05	>0.05

表3 患者SNQ值(±s)

组别	例数	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
移植物近端
8 mm组	32	130±63	116±82	73±37	1.389^a，9.634^b，0.270^c	>0.05^ac，<0.001^b
9 mm组	25	102±65	85±56	59±41	1.389^a，9.634^b，0.270^c	>0.05^ac，<0.001^b
F值		1.567	1.549	1.312
P值		>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术后6个月	术后1年	术后2年
移植物中段
8 mm组	32	163±68	137±74	112±65	1.357^a, 8.593^b, 0.175^c	>0.05^ac，<0.001^b
9 mm组	25	157±81	116±80	97±44	1.357^a, 8.593^b, 0.175^c	>0.05^ac，<0.001^b
F值		0.268	0.981	0.995
P值		>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术后6个月	术后1年	术后2年
移植物远端
8 mm组	32	146±68	140±65	97±76	0.335^a，7.636^b，0.024^c	>0.05^ac，<0.001^b
9 mm组	25	136±84	135±77	89±66	0.335^a，7.636^b，0.024^c	>0.05^ac，<0.001^b
F值		0.486	0.223	0.404
P值		>0.05	>0.05	>0.05

图3 内外翻活动范围注：内外翻活动度的组间(F＝1.424)、时间(F＝1.358)、时间和组间的交互作用(F＝1.520)差异无统计学意义(均为P>0.05)

图4 内外旋活动范围注：内外旋活动度的组间(F＝0.392)、时间(F＝0.304)、时间和组间的交互作用(F＝1.208)差异无统计学意义(均为P>0.05)

图5 屈伸活动范围注：屈伸活动度的时间(F＝12.929，P<0.001)、组间(F＝29.915，P<0.001)差异具有统计学意义，时间和组间的的交互作用差异无统计学意义(F＝1.048，P>0.05)

图6 前后位移范围注：前后位移的组间(F＝1.293)、时间(F＝0.291)、时间和组间的交互作用(F＝0.665)差异无统计学意义(均为P>0.05)

图7 上下位移范围注：上下位移的组间(F＝2.023)、时间(F＝2.504)、时间和组间的交互作用(F＝0.591)差异无统计学意义(均为P>0.05)

图8 内外位移范围注：内外位移的组间(F＝2.631)、时间(F＝2.241)、时间和组间的交互作用(F＝2.071)差异无统计学意义(均为P>0.05)

表4 各自由度旋转角度[°，(±s)]

组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
内外翻
对照组	57	-6.89±4.37	-6.67±3.99	-6.89±3.36	-7.41±3.93	组间：1.344，
8 mm组	32	-7.25±5.35	-6.10±3.34	-6.51±4.25	-6.19±4.37	时间：0.032，	均为>0.05
9 mm组	25	-5.74±3.69	-6.76±3.42	-6.62±3.16	-6.37±3.64	交互：0.495
F值		0.823	0.257	0.118	0.155
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
内外旋
对照组	57	0.94±5.10	-0.54±4.66	-1.57±4.62	-3.19±4.93	组间：5.419，	组间：<0.01，
8 mm组	32	0.61±3.51	-0.76±3.77	1.43±3.68^a	0.85±3.94^a	时间：3.145，	时间：0.026，
9 mm组	25	0.58±3.39	0.13±3.54	-1.01±3.27^b	-1.23±3.69	交互：2.520	交互：0.022
F值		0.089	0.326	4.563	9.997
P值		>0.05	>0.05	0.013	<0.001
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
屈伸
对照组	57	16.37±7.10	16.93±4.16	17.57±4.86	17.84±4.38	组间：13.852，	组间：<0.001，
8 mm组	32	22.11±4.80^a	19.61±4.40^a	18.63±4.41	19.17±4.92	时间：2.625，	时间：>0.05，
9 mm组	25	21.23±4.20^a	17.77±3.85^b	18.44±2.77	18.49±3.84	交互：2.255	交互：0.042
F值		10.02	3.507	0.643	1.388
P值		<0.001	0.034	>0.05	>0.05

表4 各自由度旋转角度[°，(±s)]

组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
内外翻
对照组	57	-6.89±4.37	-6.67±3.99	-6.89±3.36	-7.41±3.93	组间：1.344，
8 mm组	32	-7.25±5.35	-6.10±3.34	-6.51±4.25	-6.19±4.37	时间：0.032，	均为>0.05
9 mm组	25	-5.74±3.69	-6.76±3.42	-6.62±3.16	-6.37±3.64	交互：0.495
F值		0.823	0.257	0.118	0.155
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
内外旋
对照组	57	0.94±5.10	-0.54±4.66	-1.57±4.62	-3.19±4.93	组间：5.419，	组间：<0.01，
8 mm组	32	0.61±3.51	-0.76±3.77	1.43±3.68^a	0.85±3.94^a	时间：3.145，	时间：0.026，
9 mm组	25	0.58±3.39	0.13±3.54	-1.01±3.27^b	-1.23±3.69	交互：2.520	交互：0.022
F值		0.089	0.326	4.563	9.997
P值		>0.05	>0.05	0.013	<0.001
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
屈伸
对照组	57	16.37±7.10	16.93±4.16	17.57±4.86	17.84±4.38	组间：13.852，	组间：<0.001，
8 mm组	32	22.11±4.80^a	19.61±4.40^a	18.63±4.41	19.17±4.92	时间：2.625，	时间：>0.05，
9 mm组	25	21.23±4.20^a	17.77±3.85^b	18.44±2.77	18.49±3.84	交互：2.255	交互：0.042
F值		10.02	3.507	0.643	1.388
P值		<0.001	0.034	>0.05	>0.05

表5 各自由度的位移[ mm，(±s)]

组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
前后位移
对照组	57	2.23±6.91	2.91±6.64	1.65±6.86	1.38±5.38	组间：8.599，	组间：<0.001，
8 mm组	32	1.52±6.00	-0.54±6.17^a	1.58±5.61	0.36±5.18	时间：4.268，	时间：0.017，
9 mm组	25	0.92±5.10	-0.14±4.97^a	2.55±4.60	1.48±5.91	交互：2.633	交互：0.031
F值		0.382	3.512	0.224	1.947
P值		>0.05	0.034	>0.05	>0.05
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
上下位移
对照组	57	5.51±7.36	4.70±9.42	5.14±9.29	6.43±5.38	组间：0.121，	组间：>0.05
8 mm组	32	6.79±2.58	4.91±4.13	4.61±4.07	4.91±3.95	时间：0.519，	时间：>0.05
9 mm组	25	5.89±7.31	5.41±3.04	6.15±3.02	5.38±4.17	交互：0.503	交互：>0.05
F值		0.336	0.085	0.317	0.144
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
内外位移
对照组	57	0.92±2.53	-0.70±4.08	0.96±3.55	1.48±3.26	组间：0.903，	组间：>0.05
8 mm组	32	1.62±2.71	1.90±3.02^a	0.11±3.13	0.74±3.84	时间：1.467，	时间：>0.05
9 mm组	25	1.46±4.14	0.35±2.27	1.19±2.58	0.98±3.18	交互：2.811	交互：0.018
F值		0.548	3.596	0.759	0.335
P值		>0.05	0.031	>0.05	>0.05

表5 各自由度的位移[ mm，(±s)]

组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
前后位移
对照组	57	2.23±6.91	2.91±6.64	1.65±6.86	1.38±5.38	组间：8.599，	组间：<0.001，
8 mm组	32	1.52±6.00	-0.54±6.17^a	1.58±5.61	0.36±5.18	时间：4.268，	时间：0.017，
9 mm组	25	0.92±5.10	-0.14±4.97^a	2.55±4.60	1.48±5.91	交互：2.633	交互：0.031
F值		0.382	3.512	0.224	1.947
P值		>0.05	0.034	>0.05	>0.05
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
上下位移
对照组	57	5.51±7.36	4.70±9.42	5.14±9.29	6.43±5.38	组间：0.121，	组间：>0.05
8 mm组	32	6.79±2.58	4.91±4.13	4.61±4.07	4.91±3.95	时间：0.519，	时间：>0.05
9 mm组	25	5.89±7.31	5.41±3.04	6.15±3.02	5.38±4.17	交互：0.503	交互：>0.05
F值		0.336	0.085	0.317	0.144
P值		>0.05	>0.05	>0.05	>0.05
组别	例数	术前	术后6个月	术后1年	术后2年	F值	P值
内外位移
对照组	57	0.92±2.53	-0.70±4.08	0.96±3.55	1.48±3.26	组间：0.903，	组间：>0.05
8 mm组	32	1.62±2.71	1.90±3.02^a	0.11±3.13	0.74±3.84	时间：1.467，	时间：>0.05
9 mm组	25	1.46±4.14	0.35±2.27	1.19±2.58	0.98±3.18	交互：2.811	交互：0.018
F值		0.548	3.596	0.759	0.335
P值		>0.05	0.031	>0.05	>0.05

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