李濤 敖英芳 周謀望
臨床研究
前交叉韌帶重建術后膝關節(jié)位置覺和運動覺的早期觀察研究
李濤 敖英芳 周謀望
目的觀察關節(jié)鏡下自體腘繩肌腱單雙束重建前交叉韌帶患者術后早期膝關節(jié)位置覺和運動覺的恢復情況,并比較有無差異。方法50例單側前交叉韌帶損傷后重建患者非隨機分為兩組,單束重建組26例,雙束重建組24例,移植物均為自體腘繩肌腱;正常對照組12例。術后對患者進行KT2000關節(jié)測量,膝關節(jié)被動位置重現(xiàn)和運動感知閾值測量,同時對其IKDC2000膝關節(jié)主觀功能評分和Lysholm膝關節(jié)評分進行觀察;對照組進行雙側膝關節(jié)被動位置重現(xiàn)和運動感知閾值測量。結果比較兩組病例術后膝關節(jié)的前向穩(wěn)定性和功能評分以及位置覺和運動覺結果,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05);兩病例組與正常對照組相比較,位置覺和運動覺結果差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論前交叉韌帶重建術后早期患者膝關節(jié)的位置覺和運動覺并未恢復到正常水平;前交叉韌帶單束重建術和雙束重建術患者術后早期膝關節(jié)位置覺和運動覺恢復水平并無差異。
前交叉韌帶;本體感覺;膝關節(jié)
很多研究已經(jīng)證明前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)損傷可以導致膝關節(jié)本體感覺不同程度的減退,而手術重建可以在一定程度上恢復膝關節(jié)的本體感覺,但是此類研究大多數(shù)并未對不同手術方式進行進一步分層比較或者所選病例都接受了同一種ACL重建術式。本研究探討ACL重建術后早期膝關節(jié)本體感覺的恢復情況,在此基礎上對單束重建病例和雙束重建病例進行分層比較,以期找到不同手術方式與膝關節(jié)本體感覺的關系,為臨床選擇ACL重建術式提供更多的依據(jù)。
1.1一般資料
選取我所2008年6月至2008年9月期間收治的確診為ACL斷裂,并且施行了自體腘繩肌腱重建的患者作為研究對象。
入選標準:(1)單純ACL斷裂,不伴有后交叉韌帶及側副韌帶損傷,可合并半月板、軟骨損傷;(2)初次ACL重建,既往患膝無手術史;(3)患側的髖、踝關節(jié)及對側下肢功能正常;(4)不伴有血管神經(jīng)損傷;(5)按照既定的康復程序訓練;(6)術側無明顯病理學改變;(7)無關節(jié)粘連,可完成主被動全范圍關節(jié)活動;(8)可進行一般活動(騎車、游泳、步行),日常生活活動無明顯疼痛腫脹;(9)年齡不超過40歲。
共50位患者符合標準,其中男性41例,女性9例,年齡平均25.6歲,平均隨訪31.7周。單束重建組26例,雙束重建組24例,正常對照組共12例,男性10例,女性2例,平均年齡25.3歲。
1.2手術方法
麻醉滿意后,常規(guī)消毒鋪巾,于患側大腿根部上氣壓止血帶。常規(guī)關節(jié)鏡入路入鏡探查,若發(fā)現(xiàn)有副損傷,則先處理副損傷。所有病例均確認前交叉韌帶自實質部完全斷裂,鏡下清理前交叉韌帶殘端及瘢痕組織。脛骨結節(jié)內側斜切口,分離解剖并以取腱器游離取出股薄肌腱和半腱肌腱移植備用。關節(jié)鏡下準確定位上下止點后,鉆取脛骨及股骨端骨道(雙束重建病例均采用雙脛骨骨道雙股骨骨道方法),選擇合適襻長的Endo-Button,穿好牽引線及翻轉線備用。清理各骨道出口,經(jīng)脛骨引入前交叉韌帶移植物,Endo-Button通過股骨外髁皮質后成功翻轉,脛骨止點以螺釘固定或螺釘和U形釘聯(lián)合固定。鏡下探查重建韌帶張力可,無撞擊,有過伸角,等距性好,Lachmann試驗(-),前抽屜試驗(-),術畢。
1.3膝關節(jié)本體感覺測量方法(圖1)
膝關節(jié)本體感覺:位置覺以被動位置重現(xiàn)來反映,而運動覺則以被動運動感知閾值來反映。
(1)膝關節(jié)被動位置重現(xiàn):采用被動活動模式,由Biodex帶動被測下肢進行2°/s恒定角速度的屈膝運動。先由測試者將儀器暫停在設定角度,復位后由患者模擬重現(xiàn)之前的角度,計算兩次角度的誤差。設定角度包括5°、15°、45°、55°、85°、95°,共6個位置,6次重現(xiàn)誤差取平均值,雙膝分別進行測定。
(2)膝關節(jié)被動運動感知閾值:屏蔽患者視覺的情況下,采用被動活動模式,先由測試者將儀器暫停在設定角度,測試開始后Biodex會帶動被測下肢進行0.5°/s恒定角速度的伸膝或屈膝運動,患者一旦感覺到被測膝關節(jié)有運動產(chǎn)生則測試即刻停止,并記錄下運動所經(jīng)過的角度值作為感知閾值。設定角度包括10°、50°、90°,共3個位置,每個位置可以測得伸膝和屈膝兩個閾值,共6個閾值取平均值,雙膝分別進行測定。
1.4統(tǒng)計學方法
圖1 Biodex多關節(jié)等速系統(tǒng)測量膝關節(jié)位置覺和運動覺
使用SPSS 15.0軟件包進行處理數(shù)據(jù),符合正態(tài)分布且方差齊性的兩組計量數(shù)據(jù)進行比較時采用t檢驗;符合正態(tài)分布且方差齊性的多組獨立計量數(shù)據(jù)采用單因素方差分析;不符合正態(tài)分布或方差不齊時采用非參數(shù)檢驗方法,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1兩病例組及病例組與對照組之間配比因素的比較結果
兩病例組及對照組之間年齡,兩病例組之間受傷時間、聯(lián)合損傷(膝關節(jié)半月板和軟骨損傷)、膝關節(jié)功能評分(IKDC2000評分和Lysholm評分)、膝關節(jié)前向穩(wěn)定性(KT2000不同拉力下的測量值)的比較差異均無統(tǒng)計學意義(P值均<0.05,表1)。
2.2 Biodex系統(tǒng)測量膝關節(jié)本體感覺結果(正常對照組的雙側膝關節(jié)測量結果合為一組進行綜合比較分析)
2.2.1膝關節(jié)被動位置重現(xiàn)結果 總的位置重現(xiàn)誤差單束重建組為(10.57±4.46)°,雙束重建組為(10.10±4.44)°,正常對照組為(7.62±3.15)°,兩病例組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.685),而單雙束重建組與正常對照組間差異均有統(tǒng)計學意義(P值分別為0.014和0.035)。將位置重現(xiàn)數(shù)據(jù)進一步細分為伸直段、中間段和屈曲段,分別進行比較,各段內兩病例組數(shù)據(jù)差異均無統(tǒng)計學意義(P分別為0.478,0.719和0.861,表2)。
2.2.2膝關節(jié)被動運動感知閾值結果 總的感知閾值單束重建組為(3.04±1.80)°,雙束重建組為(2.61±1.74)°,正常對照組為(1.87±0.85)°,兩病例組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.151),而單雙束重建組與正常對照組間差異均有統(tǒng)計學意義(P值分別為0.001和0.030)。將感知閾值數(shù)據(jù)進一步細分為伸直段、中間段和屈曲段,分別進行比較,各段內兩病例組數(shù)據(jù)差異均無統(tǒng)計學意義(P值分別為0.414,0.285和0.063,表2)。
ACL不僅具有限制脛骨前移和旋轉的力學作用,而且還參與構成膝關節(jié)的本體感覺。已有研究證明,本體感覺的好壞與患者的滿意度和膝關節(jié)功能密切相關,并且已經(jīng)逐漸成為評價ACL重建手術效果的一項指標[1,2]。
膝關節(jié)的本體感覺是由存在于關節(jié)囊、半月板、交叉韌帶、側副韌帶和髕下脂肪墊的機械感受器,肌腱和皮膚內的機械感受器以及肌梭,及其向脊髓和大腦皮層投射的神經(jīng)纖維共同組成的復雜系統(tǒng)。其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常,都可能會對本體感覺產(chǎn)生影響。不僅如此,對于ACL損傷后重建的患者來說,不同手術方式、移植物和術后康復鍛煉,都可能會對膝關節(jié)本體感覺產(chǎn)生影響。
Skinner等[3]對一組20~82歲的病例進行研究后發(fā)現(xiàn),膝關節(jié)本體感覺與年齡有正相關性。Sell等[4]證明膝關節(jié)骨性關節(jié)炎與本體感覺有關,且膝關節(jié)退變越嚴重,其本體感覺減退也就越明顯。當然這兩個影響本體感覺的因素之間本身就存在著相關性,隨著年齡的增長,必然會出現(xiàn)關節(jié)的退變,所以得出這樣的結果也就很容易理解了。本研究在試驗設計時考慮了這樣的因素,為避免年齡對結果的影響,入組病例年齡限制在40歲以內,而且對最終隨訪的兩組病例及正常對照組的年齡進行比較,結果發(fā)現(xiàn),差異無統(tǒng)計學意義。
Friden和Roberts等[1,5]的研究顯示膝關節(jié)本體感覺與ACL損傷后的聯(lián)合損傷(軟骨、半月板損傷)有關。因此本研究也對兩組病例的聯(lián)合損傷情況進行了對比,發(fā)現(xiàn)兩組的軟骨和半月板損傷情況無顯著性差異,從而消除了此因素對結果的影響。
表1 兩病例組(單束26例,雙束24例)及對照組(12例)之間配比因素的比較(s)
表1 兩病例組(單束26例,雙束24例)及對照組(12例)之間配比因素的比較(s)
注:a統(tǒng)計量為F,b統(tǒng)計量為Z,c統(tǒng)計量為χ2,d統(tǒng)計量為t
組別 年齡(歲)30磅1.4±1.6 1.3±2.1 --0.923b0.356受傷時間(周)單束重建組雙束重建組正常對照組統(tǒng)計值P值26.8±6.5 24.2±5.2 25.3±5.3 1.352a0.267 39.5±52.5 24.0±37.4 --0.760b0.447聯(lián)合損傷(構成比)半月板損傷18/26 15/24 -0.252c0.616軟骨損傷14/26 15/24 -0.384c0.536膝關節(jié)功能評分IKDC評分72.4±10.3 71.5±11.1 -0.284d0.778 Lysholm評分77.3±12.4 77.2±12.5 -0.041d0.967膝關節(jié)前向穩(wěn)定性(KT2000拉力,mm)15磅0.7±0.7 0.7±1.6 --0.474b0.635 20磅1.0±1.2 1.0±1.8 --1.016b0.31
表2 細化后的兩組病例(單束26例,雙束24例)膝關節(jié)本體感覺結果比較(°,)
表2 細化后的兩組病例(單束26例,雙束24例)膝關節(jié)本體感覺結果比較(°,)
組別 位置覺運動覺單束重建組雙束重建組Z值P值伸直段3.04±1.74 2.66±1.22 -0.71 0.478中間段15.57±7.04 14.64±6.97 -0.359 0.719屈曲段13.23±7.09 13.02±7.22 -0.175 0.861伸直段2.81±1.72 2.61±1.69 -0.817 0.414中間段3.85±2.88 3.33±2.65 -1.069 0.285屈曲段2.44±1.35 1.92±1.03 -1.856 0.063
另外報道比較多的可以影響膝關節(jié)本體感覺的因素是關節(jié)的松弛度或穩(wěn)定性[2,5,6]。本研究也對所有病例進行了KT2000關節(jié)前向穩(wěn)定性的測量,兩組病例的穩(wěn)定性也無顯著性差異。
患者膝關節(jié)的功能亦與本體感覺相關[1,2]。同樣地,本研究的數(shù)據(jù)顯示兩組病例的IKDC2000膝關節(jié)主觀功能評分結果和Lysholm膝關節(jié)評分結果均無顯著性差異,膝關節(jié)功能相當。
另外,雖然目前還沒有文獻報道受傷至手術時間與術后膝關節(jié)本體感覺的恢復有直接關系,但是基礎研究顯示ACL損傷后其上的機械感受器數(shù)量和功能會進行性下降,而且隨著損傷時間的延長,膝關節(jié)副損傷的程度也會加深,所以作者認為受傷時間也可能會對重建術后的本體感覺產(chǎn)生影響。因此本研究對兩組病例進行了受傷時間的對比,結果無顯著性差異。至于性別和下肢側別,目前還沒有研究表明其與膝關節(jié)本體感覺有關,故未予考慮分析,基于此,本研究將正常對照組12例測得的雙側膝關節(jié)本體感覺數(shù)值合為一組綜合考慮,也不會對最終結果產(chǎn)生影響。
通過對以上常見的可能影響膝關節(jié)本體感覺的因素的分析,證明本研究隨訪的兩組ACL重建病例不存在相關的顯著性差異,消除了這些影響因素對于最終本體感覺對比時的干擾,具有良好的可比性;同樣,病例組與正常對照組也具可比性(之所以選擇正常對照而不是把患側與健側進行直接對比,是因為已有研究證明單側ACL損傷后,雙側膝關節(jié)的本體感覺均有減退)。
目前臨床上最常用的測定膝關節(jié)本體感覺的方法分別是針對位置覺的角度重現(xiàn)法和針對運動覺的閾值測量法。但是各種報道中所使用的測量設備、受試者體位、測量角度和速度都不盡相同,無明顯優(yōu)劣之分,且分析各種測量方法后發(fā)現(xiàn)它們之間并無相關性,可比性也不強。
本研究采用Biodex多關節(jié)等速系統(tǒng)對患者進行膝關節(jié)本體感覺測量,之前已經(jīng)有研究證明了此方法的可行性[7-11]。從最終的結果來看,單雙束重建組病例的位置覺和運動覺較正常對照組都差,說明在術后早期患者的本體感覺均未恢復到正常水平。其次,結果還顯示單束重建組病例和雙束重建組病例在膝關節(jié)位置覺和運動覺上都無顯著性差異,這與Adachi等[12]的結果(108例患者進行了ACL單束重建或雙束重建,隨訪24~36個月,平均32個月,在兩組病例的KT2000關節(jié)前向穩(wěn)定性測量結果無顯著性差異的基礎上,比較膝關節(jié)位置覺,發(fā)現(xiàn)也無顯著性差異)相一致。兩種不同的測定方法,研究不同的病例人群,卻得到了相同的結果,是否能夠證明雙束重建術在改善膝關節(jié)本體感覺方面確實并無優(yōu)勢可言,也許我們能夠從中得到一些提示。
另外Adachi等的研究病例隨訪時間達32個月,而本研究是術后早期的隨訪,平均不足8個月。如果拋開所選病例和測定方法的區(qū)別,這樣兩個結果聯(lián)合起來似乎還能看出:隨著時間的推移,單雙束重建術改善膝關節(jié)本體感覺的狀態(tài)和程度并沒有不同。
當然,就像其它測量方法一樣,本研究所使用的Biodex多關節(jié)等速系統(tǒng)測量膝關節(jié)本體感覺的方法也有不足之處。此方法是一種被測肢體非負重狀態(tài)下的測量方法,雖然可以消除重力和疲勞效應對測量的影響,但是被動運動時受試者小腿前后側會產(chǎn)生壓力差,使得受試者會混淆此壓力差和膝關節(jié)的真正運動,而往往此壓力差更容易被識別,因此對感知閾值的測量干擾更大。這使得本研究對于膝關節(jié)運動覺測量較位置覺測量的可靠性更差。這與以往的經(jīng)驗有所不同(一般認為運動覺的測量方法更可靠)[9,13]。以后的研究應該采用一些措施盡量避免類似的干擾,如借助恒定壓力的氣囊[7-9]。
總之,本研究觀察到ACL重建術后早期患者膝關節(jié)的位置覺和運動覺并未恢復到正常水平,患者在ACL單束重建術和雙束重建術后早期階段膝關節(jié)位置覺和運動覺恢復方面并未顯示出明顯差異。由于術后觀察時間較短,尚難以說明長期隨訪觀察的結果,但對今后進一步研究ACL單束重建術和雙束重建術后膝關節(jié)位置覺和運動覺的變化奠定了基礎。
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(本文編輯 白朝暉)
A preliminary study in proprioception and kinesthetic sense of knee joint after anterior cruciate ligamentreconstruction
LI Tao,AO Ying-fang,ZHOU Mou-wang.Department of Sports Medicine,The Third Hospital& Institute of Sports Medicine,Peking University,Beijing 100191,China Corresponding author:AO Ying-fang,E-mail:yingfang.ao@vip.sina.com
Objective To compare the postoperative recovery of prorioception and kinesthestic sense of knee joint between single-bundle and double-bundle anterior cruciate ligament(ACL)reconstruction.Methods Fifty patients with unilateral ACL reconstruction were unrandomly divided into two groups.Twenty-six patients were reconstructed by hamstring tendon autografts with single-bundle technique,and the other 24 patients with double-bundle technique.As control 12 normal individuals were included.Each patient underwent KT2000 measurement and the detection of knee joint position and motion sense postoperatively.They also filled the IKDC subjective knee evaluation form and Lysholm scale at the same time.The normal controls were measured position and motion sense of bilateral knee joints.Results There were no significant differences of anterior stability,subjective evaluation,position and motion sense of knee joint between single-bundle double-bundle group(P>0.05).But,there were significant differences of knee joint position and motion sense between patient groups and normal controls(P<0.05).Conclusion The restoration of knee joint position and motion sense has not been to a normal level in the preoperative stage.There are no differences of the postoperative restoration of knee joint position and motion sense between the groups of single-bundle and double-bundle reconstruction technique.
Anterior cruciate ligament;Proprioception;Knee joint
R684.7,R323.72
A
1674-666X(2009)01-0044-05
100191北京,北京大學第三醫(yī)院運動醫(yī)學研究所(李濤、敖英芳),康復中心(周謀望)
敖英芳,E-mail:yingfang.ao@vip.sina.com