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矿麻
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1 综述前交叉韧带重建术后髌股关节痛的发病机制 1 宋红云 2 李建华 2 宋海新 1 吴方超随着全民健身运动的逐步开展, 运动创伤日益增多, 其中前交叉韧带 (anterior cruciate ligament, ACL) 损伤是最常见的膝关节损伤之一 2000 年, 美国普通人群 ACL 的损伤率为 38/10 万, 在职业运动员中高达 60/10 万 [1] 我国现役集训运动员 ACL 损伤的总体患病率为 0.47% [2], 尚无一般人群的统计结果报道大部分患者经过前交叉韧带重建术 (anterior cruciate ligament reconstruction, ACLR) 后能够恢复到正常生活状态, 但由于并发症, 很多人不能恢复到损伤前的运动水平, 髌股关节痛正是限制其恢复的因素之一由于 ACLR 术后髌股关节痛的发病机制不是很明确且影响因素众多, 之前的文献并未对其进行系统综述, 笔者查阅了近年来国内外的文献, 就 ACLR 术后髌股关节痛进行初步探讨 1 ACLR 术后髌股关节痛的流行病学情况髌股关节痛表现为膝前痛, 伴随着伸膝装置发力而产生不适感, 部位多位于髌骨后方, 可有关节肿胀无力捻发音关节绞索, 常发生于跑步上下楼梯蹲坐位站起时, 严重影响患者的运动功能和生存质量 [3] ACLR 的患者术后 3 个月即可出现髌股关节痛症状, 早期与膝关节伸膝不全有关 [5] Sachs RA 等对 126 例 ACLR 术后患者 1 年随访发现,19% 患者出现髌股关节痛 Niki Y 等对 171 例 ACLR 患者进行 [6] 两年随访发现膝前痛的发病率为 11.1% Aglietti P 等对 226 例 ACLR 术后患者进行 39 个月的随访发现,5% 患者存在髌股关节捻发音伴疼痛或肿胀,20% 患者有髌股关节捻发音而无疼痛髌股关节疼痛发生与性别关节挛缩术前髌股关节问题膝关节力量丢失与不均衡等因素有关而 ACLR 继发的髌股关节软骨损伤较胫股关节容易被忽视, 最后转为 [7] 髌股关节骨性关节炎 (osteoarthritis, OA),Oiestad BE 等对 ACLR 术后患者 12 年长期随访, 发现髌股关节 OA 的发病率为 26%, 亦有研究发现髌股关节 OA 的发病率与胫股关节 OA 差不多 (10% 90%,10 20 年 ) [8], 且存在髌股关节 OA 患者比单纯胫股关节 OA 患者症状及功能障碍更为明显 [7] 因为 ACL 损伤多见于 30 岁左右的年轻人 [9],ACLR 术后髌股关节 OA 的发病率较普通人呈现年轻化, 更易在较年轻的情况下接受关节置换手术, 因此对早期的髌股关节痛不容忽视 2 重建方案对术后髌股关节痛问题的影响 2.1 移植物的选择利用移植物重建是治疗 ACL 损伤常见的方法, 常用的移植物有自体骨髌腱骨 (bone- patellar tendon- bone autograft, BPTBau) 异体骨髌腱骨 (bone-patellar tendon-bone allograft, BPTBall) 自体腘绳肌肌腱 (hamstring tendon autograft, HTau) 人工韧带, 但临床中对移植物的选择一直存在很大的争议, 且认为包括髌股关节痛在内的膝前痛问题与移植物的选择有关大量的临床报道将 BPTBau 与 HTau 进行疗效比较, 认为尽管 BPTBau 组与 HTau 组功能恢复效果相当, 但 BPTBau 组有较高的膝前痛发病率及伸膝受限问题, 骨性关节炎的发病可能性也高于 HTau 组 [10 12] 认为 BPTBau 重建术引起髌股关节痛的高发病率的观点, 主要集中在取腱后髌腱的挛缩可能引起髌股关节力学的改变取髌腱后的损伤及疤痕组织增生等但是, 临床观察发现 BPTBau 重建术中 1/3 髌腱取走后, 剩下的 2/3 肌腱在术后 12 周内会出现不可逆的缩短,12 周后再无明显缩短改变, 短于其他移植物重建术后患者的髌腱, 但未发现与髌股关节 [13 14] [15] 痛有明显的联系 Muellner T 等通过尸体标本进一步研究发现缩短 20% 髌腱长度并不会明显改变髌股关节的生物力线, 故可见髌腱的缩短与髌股关节痛关系不大至于取髌腱后的损伤,Niki Y 等研究发现 BPTBau 重建患者术后 3 个月内的膝前痛发病率明显高于 HTau 重建患者, 但两年后这个差异会消失, 故认为取腱后的损伤亦不是膝前痛的主要影响因素, 仅与屈膝痛触摸痛跪地痛等有关 [16] 有动物实验发现取腱后的髌腱组织会形成瘢痕组织与髌下脂肪垫形成粘连, 而导致髌股关节力学发生改变 [17], 这可能与 BPTBau 重建术后患者较 HTau 更高的伸膝受限与髌股关节痛发病率有关 [18] 同时在临床疗效方面,Leal-Blanquet J 等通过多中心采用相同的固定技术进行 BPTBau BPTBall 及 HTau 重建 ACL, 并观察这三种术式的疗效, 结果发现三种术式疗效相 DOI: /j.issn 浙江中医药大学第二临床医学院, 杭州,310053;2 浙江大学医学院附属邵逸夫医院作者简介 : 宋红云, 女, 主治医师 ; 收稿日期 :

2 2015 年, 第 30 卷, 第 2 期当, 包括膝前痛肿胀捻发音等主观感觉及关节活动度等 [19 20] 速肌力等而龚喜等对 ACLR 术后患者二次关节镜的观察发现,BPTBau 和 HTau 重建 ACL 术后髌股关节软骨损伤均有一定程度的增多与加重, 以二度损伤为主, 进而认为取 BPTBau 与 HTau 重建相比并不会增加更多的髌股关节软骨损伤此外,HTau 重建 ACL 术后的患者在日常生活剧烈运动同样也存在髌股关节痛的问题 [21] 2.2 ACL 缺失重建与髌股关节力学改变 ACL 损伤后患者往往有膝关节脱失感及旋转稳定性减弱, 导致膝关节的胫股关节和髌股关节生物力学的改变髌股关节的改变主要是 :ACL 的缺失会引起髌腱的延长和髌腱方向的改变, 使得髌骨的屈度减少, 从而增加了髌骨的外翻旋转与倾斜 ACL 的缺失引起整个及内侧髌股关节的接触面积减少, 外侧髌股关节的接触压力增大 [23 24] 即使部分断裂也会引起膝关节屈曲位髌骨内外侧生物力学改变 [23] 因此,ACL 的缺损改变了髌骨的轨迹和髌股软骨的接触面积与压力 ACLR 可以恢复膝关节的解剖结构, 增加膝关节的前后向的稳定性, 但能否恢复髌股关节的力线运用不同手术方案 [25] 的学者观点不同 Sharkey NA 等对尸体标本观察发现 BPTB 取腱后屈膝到髌骨轴向应变均有所增加, 用移植骨填充骨缺损后应变又恢复到正常值而髌股关节的接触无论缺损填充与否, 与完好的髌骨无明显差别, 因此认为骨移植也许能减轻 BPTB 重建术后髌股关节痛的发病 [24] 风险 Tajima G 等则认为 ACL 解剖重建比非解剖重建能更多地恢复正常的髌股关节接触面积及压力但 Van de Velde SK 等研究发现重建术可以减少髌腱的异常延长但不能纠正髌腱的方向, 可以恢复髌骨的屈度和近端接触压力, 但髌骨的旋转倾向和软骨接触面积的侧方转移仍然存在, 进而认为 ACL 重建术并不能完全恢复髌股关节的功能, 可能与术后髌股软骨退行性改变有关因此, 对于髌股关节痛的发病机制我们今后的研究应该由以往对移植物的选择上转向对髌股关节力学的探讨, 为髌股关节痛的预防与康复提供更有意义的指导 3 ACLR 术后髌股关节痛的危险因素 ACLR 术后髌股关节痛的危险因素是指一些在 ACL 损伤时及重建后会增加髌股关节疼痛发病率的特殊情况, 这些情况主要包括半月板的损伤及切除术关节软骨损伤关节活动度的丢失损伤后的手术时间股四头肌力量的降低性别等 3.1 半月板损伤切除术与髌股关节痛由于解剖的原因,ACL 损伤往往伴随着半月板的损伤, 而半月板损伤与切除术的患者又易导致软骨损伤, 有研究发现 48% 的软骨损伤存在于膝关节内侧,25% 存在于膝关节外 [26] [9] 侧,45% 存在于髌股关节 Sri-Ram K 等调查发现半月板和软骨损伤是 ACLR 术后常见并发症, 且临床报道中发现 ACLR 术后患者较差的功能评分膝前痛症状骨性关节炎的发生往往与半月板的损伤或切除有关 [27 28] 半月板切除术后髌股关节痛的发生可能与术后髌股关 [29] 节的生物力学的改变有关孙辉等通过尸体标本研究认为外侧半月板全切除术后髌股关节高接触压力内侧半月板全切除术后髌股关节低接触压力及半月板部分切除术后髌股关节压力分布不均是术后髌股关节炎发生不可忽视的原 [30] 因 Dempsey AR 等又从步态上观察发现内侧半月板切除后的患者站立相膝关节活动范围增大与髌股关节软骨容量减少有关而目前尚缺乏 ACLR 同时半月板切除术后髌股关节压力的变化的针对性研究 3.2 性别与髌股关节痛性别往往作为膝关节髌股关节软骨损伤 OA 的重要危险因素之一, 亦有报道发现女性 ACLR 术后髌股关节问题多 [6] [31] 于男性患者但 Ott SM 等比较 74 例男性与 77 例女性患者 BPTB 重建 ACLR 术后疗效发现, 在髌股痛问题上没有明 [32] 显差别, 女性的运动能力评分高于男性 Ferrari JD 等观察 137 例男性 63 例女性在 BPTB 术后取腱部位的疼痛不适问题髌股关节捻发音及上下楼梯问题上亦没有明显差别由于缺乏长期有效的随访, 性别是否是 ACLR 术后髌股痛危险因素仍有待进一步观察 3.3 伴随的软骨损伤与髌股关节痛 ACL 撕裂时对软骨的剪切力或者 ACL 损伤前后关节不稳会造成关节软骨的损伤, 伴随的软骨损伤是术后膝关节疼痛及退行性改变的主要危险因素 [27,33] 如果伴随的软骨损伤达到全层损伤, 术后疼痛问题日常生活娱乐运动等更会受到影响, 进而影响术后的整体疗效 [34] ACL 断裂后即刻重建可以有效阻止关节软骨继发损伤的发生, 若等关节软骨已继发退变时再行重建, 则对关节软骨退行性变的缓解作用不明显 [35], 甚至会出现软骨的进一步损伤, 对手术效果有潜在的影响 [19 20,36] ACL 损伤早期的炎症反应会激活细胞因子和蛋白酶的级联反应, 损伤 Ⅱ 型胶原蛋白聚集蛋白聚糖等组织, 从而启 [7] [37] 动软骨的退变而术后一定时间持续存在炎症反应以及髌股关节压力的不均, 可能是 ACLR 术后软骨进一步损伤的原因 3.4 关节活动度的减少与髌股关节痛关节活动度的减少是 ACLR 术后常见的并发症之一, 而关节活动度的降低又会增加髌股关节痛的发病率 Kartus J [38] 等对 604 例患者进行 2 5 年的观察发现获得全膝活动度的患者髌股关节痛的发病率比单纯伸屈膝缺陷或者同时伸 195

3 屈膝缺陷的患者都低, 因此认为髌股关节痛问题与关节活动度的丢失有关但也有其他学者认为伸膝角度的 3 5 以 [39] 上的丢失对髌股关节痛的发病率影响更大而 Niki Y 等观察发现术后三个月内髌股关节痛阳性组伸膝不全发生率高于髌股关节痛阴性组, 故认为伸膝不全是早期髌股关节痛的主要危险因子, 其增加了 2.76 倍的危险性在动态活动, [40] Hall M 等利用步态分析观察发现 ACLR 术后 1 年多的患者下楼梯时会减少起始屈膝角度, 上下楼梯时均减少伸膝幅度, 并通过增加伸髋运动来代偿伸膝不全, 明显改变了膝关节的动态负重情况尽管大家对于关节活动度, 主要是伸膝不全引起髌股关节痛有较一致的看法, 但其作用机制仍不是很清楚可能与膝关节髌股关节的压力与剪切力随着膝关节屈曲角度的增加而增加有关 [41 42] 在步态上, 存在屈膝挛缩的膝关节存在净伸膝力矩增加的现象 [42] 3.5 股四头肌力量的丢失与髌股关节痛膝关节 ACL 的损伤重建术后及膝前痛的患者普遍存 [43] 在关节源性的肌肉抑制且无论是 BPTB 或 HT 重建, ACLR 术后患者步态都存在伸膝躲避模式, 大概需要 9 个 [44] [45] 月的时间恢复马艳红等利用三维步态分析仪观察 Lysholm 评分 100 分 ACLR 术后 1 年其他功能均恢复良好的患者步行时步态及股直肌与股外侧肌已恢复正常, 但股内侧肌肌肉收缩活动仍低于健侧 Niki Y 等发现 ACLR 术后两年有髌股关节痛的患者肌肉力量明显弱于无髌股关节痛的患者, 认为髌股关节痛问题与股四头肌力量减弱有关系股四头肌力量的丢失与髌股关节痛的关系可能与股四头肌各部分力量之间不平衡有关, 主要是指股外侧肌与股内侧肌之间的失平衡而引起髌骨外侧压力大于内侧在对单纯髌股关节痛患者表面肌电图研究中发现股内侧肌的激发时间落后于股外侧肌 [46], 更有学者运用肉毒素对股外侧肌进行抑制的同时加强股内侧肌力量训练能够改善髌股关节疼痛症状 [47] 这些研究结果一定程度上证明髌股关节痛患者存在股四头肌力量的失平衡 ACLR 术后疼痛肿胀及手术因素等引起的关节源性抑制, 股内侧肌易受到抑制或者募集延迟 [45],ACLR 术后可能同样存在髌骨周围肌肉失衡问题由于髌股关节痛的影响因子众多, 故有学者认为 ACLR 术后髌股关节痛是多因素影响下的结果, 在不同的时间段, 作用的因素也不尽相同, 髌股痛的预防与治疗需予以综合性的治疗 4 小结髌股关节痛是 ACLR 术后比较常见的并发症, 影响患者的生存质量以往的研究认为与移植物的选择有很大关联, 但现在发现除了移植物外还有其他因素影响着髌股关节痛的发病, 半月板损伤伴随的软骨损伤膝关节力量的不均衡关节活动度的丢失等是其主要的危险因素, 并且可能是多因素作用下的结果由于术后髌股关节痛多发生于行走上下楼梯跑步等活动中, 因此, 需更多地将其放置于动态的日常生活动作中进行研究故对 ACLR 术后患者下肢运动链的运动特点以及危险因素的针对性研究可以为髌股关节痛的预防与康复提供较好的理论依据参考文献 [1] Huston LJ, Greenfield ML, Wojtys EM. Anterior cruciate ligament injuries in the female athlete. Potential risk factors[j]. Clin Orthop Relat Res, 2000, (372): [2] 敖英方, 田德祥, 崔国庆. 运动员前交叉韧带损伤的流行病学研究 [J]. 体育科学,2000,20(4): [3] McCarthy MM, Strickland SM. Patellofemoral pain: an update on diagnostic and treatment options[j]. Curr Rev Musculoskelet Med, 2013, 6(2): Niki Y, Hakozaki A, Iwamoto W, et al. Factors affecting anterior knee pain following anatomic double- bundle anterior cruciate ligament reconstruction[j]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2012, 20(8): [5] Sachs RA, Daniel DM, Stone ML, et al. Patellofemoral problems after anterior cruciate ligament reconstruction[j]. Am J Sports Med, 1989, 17(6): [6] Aglietti P, Buzzi R, D'Andria S, et al. Patellofemoral problems after intraarticular anterior cruciate ligament reconstruction[j]. Clin Orthop Relat Res, 1993, (288): [7] Øiestad BE, Holm I, Engebretsen L, et al. The prevalence of patellofemoral osteoarthritis 12 years after anterior cruciate ligament reconstruction[j]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2013, 21(4): [8] Lohmander LS, Englund PM, Dahl LL, et al. The longterm consequence of anterior cruciate ligament and meniscus injuries: osteoarthritis[j]. Am J Sport Med, 2007, 35(10): [9] Sri- Ram K, Salmon LJ, Pinczewski LA, et al. The incidence of secondary pathology after anterior cruciate ligament rupture in 5086 patients requiring ligament reconstruction[j]. Bone Joint J, 2013, 95-B(1): [10] Wipfler B, Donner S, Zechmann CM, et al. Anterior cruciate ligament reconstruction using patellar tendon versus hamstring tendon: a prospective comparative study with 9- year follow-up[j]. Arthroscopy, 2011, 27(5): [11] Drogset JO, Strand T, Uppheim G, et al. Autologous patellar tendon and quadrupled hamstring grafts in anterior cruciate ligament reconstruction: a prospective randomized multicenter review of different fixation methods[j]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2010, 18(8): [12] Sajovic M, Strahovnik A, Dernovsek MZ, et al. Quality of life and clinical outcome comparison of semitendinosus and 196

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