楊冬冬，曾偉，劉荊陵

(中南大學湘雅醫(yī)學院附屬株洲醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，湖南 株洲 412000)

前交叉韌帶重建是運動醫(yī)學中最常見的手術(shù)方法之一，移植物的選擇在重建和康復過程中起著重要作用，理想狀態(tài)下的移植物應該與原前交叉韌帶(anterior cruciate ligaments，ACL)具有相似結(jié)構(gòu)和生物力學特性，同時在選擇移植物時還要考慮患者生活方式和手術(shù)醫(yī)生的經(jīng)驗[1-2]。目前，主要移植物包括自體肌腱、同種異體肌腱及人工材料如LARS韌帶等[3]。由于使用同種異體肌腱重建后再次撕裂率較高，自體肌腱移植已成為前交叉韌帶重建的首選[4]。其中，骨-髕腱-骨(bone-patellar tendon-bone，BPTB)、腘繩肌腱(hamstring tendon，HT)是目前最常用的自體移植物。BPTB主要的優(yōu)點在于其易于獲取、良好的骨性愈合和堅強的固定，但是也存在髕腱斷裂、術(shù)后膝前疼痛以及髕骨骨折的風險[5]。相對來說，HT的操作簡單、膝前疼痛少，骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率更低，但是其移植物愈合延遲、膝關(guān)節(jié)松弛、術(shù)后穩(wěn)定性差，容易導致骨隧道擴大、更高的翻修率[6]。雖然各個移植物都有自己的優(yōu)缺點，但最佳移植物的選擇還存在著很大的爭議[7]。近年來，由于股四頭肌腱(quadriceps tendon，QT)具有更好的厚度及強度、良好的解剖及生物學特性等優(yōu)點，QT移植在臨床上越來越受歡迎[8]?，F(xiàn)綜述如下。

1 股四頭肌腱的解剖

股四頭肌由股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股中間肌和股外側(cè)肌組成，其肌纖維走形有顯著性差異[9]。股直肌從髂前下嵴出發(fā)，向下延伸與股內(nèi)側(cè)肌、股中間肌、股外側(cè)肌會合，于股骨遠端7.0～8.5 cm處形成股四頭肌肌腱并附著在髕骨上極[9]。

QT由三層結(jié)構(gòu)組成，最外層是股直肌腱，中間層是股內(nèi)側(cè)斜肌腱和股外側(cè)肌腱，最深層是股中間肌肌腱[10]。與平行的髕腱和腘繩肌腱肌纖維不同的是，股直肌肌腱、股中間肌肌腱的纖維直向髕骨，而股內(nèi)側(cè)斜肌和股外側(cè)肌腱的纖維是斜向或交叉的，因此后兩者的肌纖維可能會增加體積，但缺乏直纖維的強度[8]。但最近的一項研究表明，這一經(jīng)典的三層描述實際上是一個復雜的結(jié)構(gòu)，具有很大的解剖變異[11]。QT寬度在2.5～3.0 cm之間[12]，最寬部分位于髕骨上極止點遠端大約3 cm處。男性QT厚度大約為(18±3)mm，女性約為(16±2)mm[13]。與BPTB相比，QT體積更大，取材后的殘留部分也多于髕腱[14]；與HT相比，QT強度更大，有研究指出當HT自體移植的大小不足或者低于最佳大小時，QT可為患者提供有效的ACL重建自體移植[14]。

2 股四頭肌腱的生物力學

一項由Shani等[15]進行的生物力學研究比較了QT、BPTB和HT移植物的強度，發(fā)現(xiàn)與PT和HT相比，QT的強度更高，橫截面積更大，QT移植物的最大有效載荷約在2 185～2 352 N之間，與天然的ACL更為相似。理想的QT移植物長70～90 mm，寬8～10 mm，厚8～10 mm[2]。從尸體生物力學已經(jīng)證實股四頭肌腱比髕腱厚1.8倍，長1.36倍，其橫截面積為(91.2±10.0)mm，大約是髕腱(48.4±8.0)mm的兩倍[1-2，15-16]。在組織學上，股四頭肌腱移植物比同等厚度的髕腱移植物多出約20%的膠原蛋白，使其具有更大的抗拉強度[2，15]。通常HT的最大有效負載力約為2 400～4 000 N，將半腱肌及股薄肌折成兩股時，其最大負載力可達4 590 N[17]，但其厚度常低于8 mm，已有研究指出當腘繩肌腱移植物低于8 mm時，其移植物失敗率會增加[18]。相反，QT的寬度及厚度常大于8 mm，故其移植物存活率要優(yōu)于HT[19]。同時股四頭肌腱更少發(fā)生變異，有利于臨床上多次獲取體積、厚度和大小相一致的肌腱移植物[13]。

股四頭肌腱與髕腱、腘繩肌腱之間存在的解剖學和生物力學差異，決定了股四頭肌腱移植物不一樣的臨床效果[8]。盡管獲取股四頭肌肌腱后削弱了供區(qū)的力量，但研究指出術(shù)后剩余的股四頭肌腱的強度(2 430±680)N仍然強于天然髕腱(1 920±330)N[20]，同時股四頭肌肌腱移植還額外保留了屈肌力量，對維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性具有重要意義。Shani等[15]比較了帶有骨栓的QT和BPTB自體移植物的生物力學特性，發(fā)現(xiàn)QT的最大有效負載是2 352 N，剛度是466 N/mm，而BPTB的最大有效負載是1 580 N，剛度278 N/mm。但與BPTB不同的是，不帶骨塊的QT和HT移植物其愈合能力有限，且在術(shù)后2年內(nèi)，HT移植常表現(xiàn)出肌腱力量不足、形態(tài)學發(fā)生改變[17]。因此QT和HT的生物力學特性和臨床固定方式尚需進一步的研究證實。

3 股四頭肌腱移植的發(fā)展應用

楊冬冬，曾偉，劉荊陵.股四頭肌腱重建前交叉韌帶的研究進展[J].實用骨科雜志，2021，27(11)：1010-1014；1051.

早期由于技術(shù)等因素，QT移植重建前交叉韌帶效果不佳，術(shù)中需要廣泛剝離，切除包括股四頭肌腱、髕前支持帶及髕腱在內(nèi)的伸肌裝置，常導致術(shù)后膝關(guān)節(jié)松弛、伸膝無力等情況發(fā)生，因此最初并不是用來重建ACL。1984年，Blauth等[21]首先獲取了帶有骨栓的QT進行ACL重建；2003年，Theut等[22]描述了使用不帶有骨栓的QT來重建ACL；2014年，F(xiàn)ink等[23]通過微創(chuàng)手術(shù)獲取到了帶有或沒有骨栓的理想長度的QT，通過微創(chuàng)技術(shù)獲取QT并重建ACL成為可能；2015年，Crall等[24]介紹了不帶骨栓的股四頭肌腱自體移植與解剖全內(nèi)重建ACL的技術(shù)，這使得移植物的長度縮短到65～70 mm，盡可能保留了骨量，減輕術(shù)后疼痛?？偠灾?，隨著技術(shù)的進步，減少軟組織剝離的同時，骨科醫(yī)生能夠獲得較為滿意的QT移植物，并且移植效果令人滿意。

目前獲取QT的手術(shù)方法多種多樣，可以從QT中獲得部分厚度、全厚度以及帶有或不帶有髕骨上極骨塊的三種類型移植物。研究表明，手術(shù)獲取的帶有或不帶有骨栓的QT均可以獲得與BPTB相似的臨床結(jié)果[25]。在獲取不帶骨栓的自體QT移植物時，只需切除移植所必需的組織量[26]，理論上可能會優(yōu)化患者術(shù)后疼痛以及獲得更快的康復，同時也避免了髕骨骨折的風險。對于全厚度及部分厚度的選擇，有研究認為全厚度移植物比部分厚度移植物具有更好的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性[8]，但最近一篇文獻綜述指出兩者在臨床結(jié)果上差異無統(tǒng)計學意義[26]，這可能與樣本的數(shù)量差異所致，仍有待進一步研究。在手術(shù)中獲取全層厚度的QT時，發(fā)生髕上囊破裂的情況較為常見，進而導致關(guān)節(jié)液外溢，因此在由遠端向近端進行剝離移植肌腱時注意避免損傷關(guān)節(jié)囊。

4 股四頭肌腱重建ACL的臨床效果

HT移植是目前臨床上重建ACL最常用的手術(shù)方法，四股HT在結(jié)構(gòu)上更接近ACL的解剖[27]。BPTB曾被認為是前交叉韌帶重建的“金標準”，具有重建材料骨愈合更容易、解決骨腱愈合界面問題的優(yōu)點，但其帶來的一系列如較高的供區(qū)發(fā)病率、術(shù)后跪地痛、膝前痛等并發(fā)癥越來越引起臨床工作者的注意[28]。臨床上通過患者術(shù)后供區(qū)疼痛、膝前疼痛、供區(qū)并發(fā)癥、術(shù)后穩(wěn)定性、活動度及移植物失敗率等指標來評估自體移植物重建ACL的效果。與BPTB及HT相比，QT移植可獲得滿意的臨床結(jié)果[29]。

4.1 供區(qū)疼痛和膝前疼痛 在供區(qū)獲取移植肌腱后常會導致患者術(shù)后膝前疼痛和供區(qū)疼痛，這也是一直困擾臨床醫(yī)生的問題。Kim等[30]指出，與BPTB相比，帶有骨栓的QT移植后具有更少的膝前疼痛、麻木和供區(qū)疼痛。一項納入806例患者的Meta分析[1]顯示術(shù)后1年與BPTB組相比，QT組膝前疼痛發(fā)生率顯著降低，BPTB組的供區(qū)疼痛和膝前疼痛發(fā)生率分別為36.5%、38.4%，而QT移植物分別是4.3%和8.6%。這可能與獲取QT時避免了對大隱神經(jīng)髕下分支的損傷以及較少破壞伸肌機制有關(guān)[20]，因為切除髕腱中央1/3所必需的正中切口常常會損傷大隱神經(jīng)，因而BPTB患者雙膝疼痛增加和敏感性下降的可能性更大，而獲取股四頭肌腱移植物可緩解這一問題，因為髕上切口縮小至2 cm，可避免對重要神經(jīng)的損傷，也避免對髕骨力量的削弱和患者骨折的風險[2]。在本體感覺損失方面，QT組與BPTB組相比也顯著減少[31]，但在本體感覺恢復方面，目前還未有研究表明哪一種移植物具有顯著的優(yōu)異性[27]。Joseph等[32]也有同樣的觀點，QT組患者比BPTB組移植患者術(shù)后疼痛更輕，并且比BPTB患者能更快地完成全膝關(guān)節(jié)的伸展。

與HT自體移植相比，QT移植也具有更低的術(shù)后供區(qū)疼痛和膝前疼痛。Lee等[29]比較了HT和QT自體移植物治療ACL斷裂患者的效果，發(fā)現(xiàn)QT組術(shù)后膝前疼痛要優(yōu)于HT組。此外，術(shù)后膝關(guān)節(jié)彎曲程度也是影響ACL重建功能的重要因素，Lee等[29]發(fā)現(xiàn)QT組患者的膝關(guān)節(jié)彎曲強度明顯強于HT組，當股四頭肌力量正常時，腘繩肌無力常會造成ACL的損傷，因為腘繩肌可以防止脛骨前移及旋轉(zhuǎn)，同時，QT組患者的腘繩肌和股四頭肌的強度比值較高，有利于保護ACL的移植肌腱，防止其再次斷裂。

4.2 供區(qū)并發(fā)癥 自體肌腱移植后供區(qū)并發(fā)癥是目前關(guān)注的焦點之一，尤其對于自體BPTB移植的患者。BPTB移植常見的供區(qū)并發(fā)癥包括術(shù)后髕骨軟化、髕股關(guān)節(jié)退變、髕骨骨折、髕腱斷裂等[5，28]。HT移植后的供區(qū)并發(fā)癥則相對較少，具有良好的長期效果，絕大部分患者取材后不會造成功能喪失[28]。盡管如此，Slone等[33]通過系統(tǒng)回顧發(fā)現(xiàn)與HT相比，QT移植后供區(qū)的發(fā)病率更低。這與Lind等[8]和Lee等[29]研究結(jié)果相似，他們發(fā)現(xiàn)QT組供區(qū)的發(fā)病率約27%，而HT組約50%。另外一項隨機對照試驗[31]表明，與隨訪2年的自體BPTB移植重建術(shù)相比，采用QT移植可降低供區(qū)并發(fā)癥發(fā)病率。Adrian等[34]指出，總體而言，QT移植供區(qū)并發(fā)癥的發(fā)病率極低，但是目前尚無研究表明QT、HT、BPTB在供區(qū)并發(fā)癥方面具有顯著差異。

4.3 膝關(guān)節(jié)術(shù)后穩(wěn)定性及活動度 臨床上常常使用KT-1000關(guān)節(jié)測量儀來評估ACL的活動程度。根據(jù)現(xiàn)有文獻報道，HT、QT、BPTB三種自體移植物術(shù)后膝關(guān)節(jié)松弛的發(fā)生率基本相近[31]，術(shù)后ROM方面亦無顯著性差異[35]。Akoto等[36]回顧性分析了92例HT和QT兩組患者1年的情況，通過Lachman試驗和KT1000關(guān)節(jié)測量儀測量兩組患者活動程度來評估術(shù)后的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)兩組差異無統(tǒng)計學意義。在單腿單跳試驗中，QT和HT組差異無統(tǒng)計學意義，在雙膝著地行走方面，兩組差異也無統(tǒng)計學意義。Torsten等[8]和Lee等[29]也得出類似的結(jié)論，QT、HT兩組的國際膝關(guān)節(jié)文獻委員會膝關(guān)節(jié)評估表(the international knee documentation committee knee evaluation form，IKDC)、Lysholm評分無明顯差異，患者主觀預后、膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和翻修率的結(jié)果相似。Lund等[31]通過隨機對照試驗將QT和BPTB的臨床效果進行對比，發(fā)現(xiàn)兩者獲得相似的IKDC和Lysholm評分。此外，Meta分析也顯示除了Lysholm評分顯示QT組優(yōu)于BPTB組外，翻修率和功能預后指標均無顯著差異[1]。Geib等[25]的回顧性研究也支持了上述結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)BPTB和QT自體移植物在中期的IKDC主觀評分、KOOS評分和Lysholm評分差異無統(tǒng)計學意義。盡管多項研究顯示三者在術(shù)后穩(wěn)定性和活動度方面無明顯差異，但也仍有部分研究者持不同意見，Gorschewsky等[37]指出BPTB組比QT移植更有可能獲得正常的IKDC評分，以及術(shù)后患者滿意度要優(yōu)于QT患者。Lind等[38]對16 579例ACL重建進行分析，在1年的隨訪中發(fā)現(xiàn)QT組比HT組有更多的關(guān)節(jié)松弛，QT自體移植翻修率最高，兩年翻修率為4.7%，而HT組和PT組的兩年翻修率分別為2.3%和1.5%。因此對于三者的術(shù)后穩(wěn)定性及翻修率仍需要更多的隨機對照試驗來進一步證實。

4.4 移植物失敗率 移植肌腱失敗是ACL重建術(shù)后最嚴重的并發(fā)癥。在移植物失敗率方面，最近一項Meta分析顯示BPTB與HT移植相比，QT的移植物失敗率更低[39]。Gorschewsky等[37]對194例QT移植患者與BPTB移植患者的失敗率進行了至少2年的隨訪，發(fā)現(xiàn)24個月后QT組的失敗率為2.2%，而PT組的失敗率為4.9%。Belk等[40]認為QT和HT兩組間移植物的移植失敗率差異無統(tǒng)計學意義，但是Cavaignac等[19]通過3.6年的隨訪，對QT(n=45)和HT(n=41)進行比較，發(fā)現(xiàn)QT失敗率為2.22%，HT組失敗率為4.44%。Crum等[41]指出使用股四頭肌腱進行重建ACL在短期內(nèi)臨床療效良好，短期內(nèi)移植失敗率為3%，與移植物的固定方法無關(guān)。

4.5 術(shù)后康復 ACL斷裂重建術(shù)后的康復鍛煉對手術(shù)成功起著至關(guān)重要的作用，但術(shù)后的康復鍛煉方式還未達成一致意見，主要有保守、激進、個體化等訓練模式，目前主要傾向于運用個體化的康復訓練方法，即根據(jù)患者移植物的種類、固定方式等來制定更加具有針對性的康復方案[42]，其最終目的在于使股四頭肌的力量恢復正常，最終恢復膝關(guān)節(jié)的正常運動功能[12]。在ACL重建術(shù)后常常會出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、僵硬，因此消腫止痛、減少僵硬、加強肌肉訓練顯得尤為重要。目前消腫止痛常用的有選擇性非甾體類藥物、透明質(zhì)酸類藥物、加壓冷療以及中藥治療等，在預防膝關(guān)節(jié)僵硬方面可使用可調(diào)式膝關(guān)節(jié)活動支具和CPM進行被動活動。肌肉訓練方法主要有神經(jīng)肌肉電刺激法，開鏈運動與閉鏈運動、抗阻力訓練、等速訓練等[43]。

移植物的種類也是康復治療中需要考慮的重要因素，不同的移植物，其術(shù)后康復鍛煉的著重點也不同。BPTB固定牢靠，愈合相對較快，但是破壞了膝關(guān)節(jié)的正常解剖結(jié)構(gòu)，常表現(xiàn)為股四頭肌肌力明顯下降，髕股關(guān)節(jié)炎、髕骨骨折等[5]，因此在術(shù)后康復中需著重加強股四頭肌腱的鍛煉，盡可能在早期進行被動活動，防止髕骨骨折。HT取材后由于內(nèi)側(cè)副韌帶完整，常常無需特殊處理即可恢復。但是由于腱骨愈合的時間需要12周，因此術(shù)后12周開始進行腘繩肌的抗阻力訓練，但在術(shù)后早期需加強腘繩肌漸進性肌力訓練[44]。相關(guān)研究指出BPTB與HT最終的康復效果并沒有顯著差異[43]。由于QT取材后最大的并發(fā)癥就是股四頭肌力量的降低，因此術(shù)后的康復重點在于股四頭肌力量的恢復，尤其是提高股直肌的強度及QT的載荷[12]。在術(shù)后早期最主要進行神經(jīng)電刺激法激活股四頭肌，加強其等張及等長收縮鍛煉等以促進肌腱的重塑[28]。在術(shù)后康復的后期，注重于股四頭肌力量的對稱性恢復。有研究指出在康復后期，全厚度的QT移植后股四頭肌力量的對稱性為(69.5±17.4)%要比BPTB自體移植物的(82.8±14.6)%和HT自體移植物的(86.0±18.6)%低[28]，因此選用部分厚度的QT移植，同時在整個康復過程中進行漸進性的抗阻力運動對恢復股四頭肌力量是行之有效的。

5 股四頭肌腱移植的并發(fā)癥

BPTB移植的并發(fā)癥有膝前疼痛、髕骨骨折、髕腱斷裂和供體部位發(fā)病等，最常見的并發(fā)癥是膝前疼痛，高達40%的患者存在該并發(fā)癥。自體HT移植并發(fā)癥包括本體感覺損失、植骨融合延遲和膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、屈肌力量降低以及翻修率高，其中最常見的是與大隱神經(jīng)的髕下分支損傷相關(guān)的本體感覺缺失，同時這也會引起膝前疼痛[9，38]。由于QT移植物具有良好的術(shù)后膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，可以減少膝前疼痛發(fā)生率[40]，潛在消除發(fā)生髕骨骨折的風險[31]，具有良好的臨床結(jié)果，從而被認為原發(fā)性前交叉韌帶重建中一個具有實用性的移植物選擇[40]。盡管如此，股四頭肌腱移植術(shù)后的并發(fā)癥卻不容忽視。其中最顯著的并發(fā)癥包括股四頭肌力量喪失、移植肌腱斷裂以及髕骨上極感染等[2]。由于其周圍組織的血供比較豐富，當獲取股四頭肌腱移植物損傷到股四頭肌外側(cè)血管部分時，還可能會發(fā)生過度出血的風險，進而形成血腫或者筋膜室綜合征[33]。當術(shù)者采取不恰當?shù)氖中g(shù)方式時還會導致“大力水手征”的發(fā)生，進而導致肌肉力量的減弱和持續(xù)性疼痛。當股直肌在移植后發(fā)生持續(xù)收縮時，會導致股骨遠端畸形，稱為股直肌畸形[2]，但是Macaulay等[45]指出這種畸形主要影響患者的美觀，對功能則沒有顯著影響。

QT移植導致股四頭肌肌力不足的情況常有報道，尤其是女性更加明顯[46]。研究表明，QT移植后最初表現(xiàn)為股四頭肌無力，3年后的股四頭肌力量恢復到對側(cè)的85%，而患者恢復運動，股四頭肌強度需要達到對側(cè)的90%，因此QT組在術(shù)后短期內(nèi)更易表現(xiàn)出力量的不足，能恢復運動的患者數(shù)比PBTB組和HT組少，故需要更長的時間來恢復運動和加強股四頭肌的康復[28]。但并不是所有的研究都同意此觀點，Hunnicutt[47]通過比較了30例患者術(shù)后平均8個月的股四頭肌恢復情況后，指出自體QT移植的患者在短期內(nèi)股四頭肌恢復和術(shù)后效果與BPTB移植相似。

6 總結(jié)及展望

Slone等[33]指出QT自體移植是一種安全、可再生和多用途的移植類型，值得在未來研究中考慮，QT具有較高組織強度和保留HT的優(yōu)勢，已被建議用于希望恢復旋轉(zhuǎn)運動患者，這使運動員在運動中及運動后的生物力學功能更安全。

綜上所述，BPTB移植、HT移植和QT移植重建ACL均可獲得良好的臨床療效。BPTB移植仍然是高水平運動員患者的最佳選擇，HT移植能夠減少BPTB移植所帶來的供區(qū)損傷[13]，QT移植有利于降低供區(qū)并發(fā)癥，同時能夠避免膝關(guān)節(jié)彎曲受限，更好地恢復伸肌力量，尤其適用于股四頭肌力量強勁且需經(jīng)常做高速變向的高水平運動員。QT移植具有更低的膝前疼痛、供區(qū)疼痛、并發(fā)癥及移植物失敗率，相似的術(shù)后穩(wěn)定性和活動度，為重建ACL提供了一種新的選擇方式，在國外已有大量文獻報道，但在國內(nèi)報道較少。ACL重建應綜合考慮患者年齡、活動水平、職業(yè)特點以及醫(yī)療成本等多種因素，希望未來有更多的臨床研究來促進膝關(guān)節(jié)ACL重建的發(fā)展，為患者重建ACL提供更多選擇。