引用本文： 柳海峰, 陸偉, 梁達強, 耿紅荔, 朱偉民, 歐陽侃, 李皓, 彭亮權, 馮文哲, 鐘名金, 陳康, 李瑛, 鄧楨翰, 王大平. 大腿肌群等速訓練對前交叉韌帶重建術后移植物塑形的影響. 中國修復重建外科雜志, 2019, 33(9): 1088-1094. doi: 10.7507/1002-1892.201902059 復制
膝關節前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）斷裂屬于臨床常見的運動損傷，據報道國外 ACL 損傷發病率達到 68.6/10 萬[1]。關節鏡下自體腘繩肌腱重建 ACL 是常用治療方法[2]，但許多患者由于術后未得到及時有效康復指導，關節功能恢復并不理想。因此，手術方式固然對術后功能有著根本影響，但是康復訓練同樣十分重要。
ACL 重建術后肌肉萎縮是一個常見的嚴重并發癥，尤以股內側肌萎縮顯著[3-4]。因此，術后針對性大腿肌肉力量訓練對于恢復運動功能、膝關節穩定性起著重要作用。等速康復系統能提供多角度等長訓練以及向心、離心等速訓練，有效促進肌力恢復及神經-肌肉控制力，從而達到術后早期康復、降低再損傷風險、提高膝關節功能的目的[5]。同時，有研究發現移植物塑形結果直接影響患者回歸運動時間以及運動水平[6]。但是，目前鮮有研究關注等速訓練對移植物塑形的影響。基于上述研究背景，我們利用影像學及組織學方法觀察 ACL 移植物塑形情況，研究大腿肌群等速訓練對 ACL 重建術后移植物塑形的影響，以期總結相關規律指導臨床治療。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 年齡 20～40 歲男性患者、年齡 20～35 歲女性患者；② 運動損傷，傷后 1 個月內手術，且為單側手術；③ 手術均由同一組醫師完成；關節鏡下自體腘繩肌腱單束解剖重建 ACL，股骨端采用股骨端帶袢鈦板（Smith & Nephew公司，美國）懸吊固定，脛骨端骨道內羥基磷灰石可吸收界面螺釘（Smith & Nephew公司，美國）加骨道外門形釘雙重固定；④ 無下肢血管、神經損傷等，無開放性傷口；⑤ 無術后感染、下肢靜脈血栓形成等嚴重并發癥發生。排除標準：① 合并半月板、后交叉韌帶、側副韌帶損傷；② 術后關節僵硬明顯，術后 1 個月被動活動度<90°；③ 無法耐受康復訓練、中途退出。
2016 年 8 月—12 月，共 267 例患者于我院行關節鏡下自體腘繩肌腱單束解剖重建 ACL，其中 40 例符合選擇標準納入研究。根據術后功能鍛煉方案，分為試驗組及對照組，每組 20 例。其中，試驗組 12 例、對照組 12 例術后獲得完整隨訪，并二次關節鏡手術（以下簡稱，二次鏡檢）取出內固定物以及探查、取樣，納入最終研究。
1.2 一般資料
試驗組：男 6 例，女 6 例；年齡 22～38 歲，平均 27.8 歲。體質量指數（body mass index，BMI）為（23.46±4.32）kg/m2。左側 5 例，右側 7 例。受傷至手術時間為（23.87±3.72）d。術前國際膝關節文獻委員會（IKDC）評分為（36.38±4.57）分。對照組：男 7 例，女 5 例；年齡 21～39 歲，平均 28.6 歲。BMI 為（24.31±5.27）kg/m2。受傷至手術時間為（25.66±4.08）d。術前 IKDC 評分為（37.33±3.24）分。
兩組患者性別、年齡、BMI、損傷側別、受傷至手術時間、術前 IKDC 評分等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。
1.3 術后康復訓練方案
對照組：術后采用常規康復訓練方案，主要包括肌力以及活動度訓練。① 肌力訓練：術后第 1 天開始行踝泵、直抬腿鍛煉，鍛煉頻度為 5 min/h。術后 2 周～6 個月主要通過坐位靜力負重鍛煉肌肉力量，負重逐漸增加，以最大負荷的 70%～80% 為宜；每次堅持至肌肉極度酸脹（>5 min），休息 6～8 s 后繼續鍛煉，直至力竭（或累計 30 min），此為 1 組，每天 3～4 組。② 活動度訓練：膝關節屈曲達 90° 并能完全伸直前提下，每日最大限度彎曲 1～2 次。術后 3 個月內屈曲避免超過 120°，每次 10 min，并在彎曲前、后冰敷。鍛煉后若出現膝關節腫脹，加強冰敷或休息 1～3 d。
試驗組：在對照組常規康復訓練基礎上，術后 3～6 個月每周二、四、六將常規肌力訓練替換為等速訓練，采用 Biodex System 4 等速肌力訓練系統（Biodex 公司，美國）。具體措施：每次訓練包括術前按摩放松、適應性訓練、正式訓練、術后按摩放松 4 個環節。術前按摩包括髕骨活動、大腿肌肉按摩，持續 5 min。適應性訓練包括 5 次適應性肌肉最大收縮。正式訓練包括爆發力訓練及耐力訓練，爆發力以 60°/s 為角速度，15 次為 1 組，耐力訓練以 180°/s 為角速度，20 次為 1 組；各做 3 組，組間休息 1 min。具體實施情況視患者膝關節腫脹、發熱情況適當調整，若出現膝關節疼痛則停止訓練并加強冰敷。正式訓練結束后進行大腿肌肉按摩放松 5 min。
1.4 療效評價指標
術后 3、6、12 個月及二次鏡檢時，測量患者肌力情況、腘繩肌與股四頭肌肌力比值（hamstring quadriceps ratio，H/Q），同時行 MRI 檢查判斷移植物塑形情況。
1.4.1 膝關節等速肌力測定
采用 Biodex System 4 等速肌力訓練系統行膝關節等速肌力測定。肌力測量前，患者先行全身及局部熱身運動。調整膝關節軸心與訓練系統動力臂軸心一致，并將阻力護墊綁于患肢內踝尖 3～5 cm 處，視患者身高而定。設置膝關節活動范圍為 0～90°。完成 5 次適應性肌肉最大收縮，并對下肢進行稱重，排除患肢質量影響。然后以 60°/s 角速度活動 5 次，記錄患者伸屈膝關節力矩峰值（peak torque，PT）以及 H/Q。測定當天停止其他康復鍛煉。
1.4.2 MRI檢查
MRI 移植物評分包括 ACL 移植物容量、移植物信號強度以及移植物張力三部分，各占 30 分，滿分 90 分[7]。① 移植物容量：通過自行開發的基于 MRI 二維圖像的交叉韌帶快速分割技術軟件，將圖像進行分割后重建，按照以下公式計算移植物容量得分，公式：術后隨訪 ACL 容量/術后即刻 ACL 容量×30。② 移植物信號強度：利用 PACS 軟件測量移植物及后交叉韌帶平均灰度值，按照以下公式計算移植物信號強度得分，公式：ACL 移植物平均灰度值/后交叉韌帶平均灰度值×30。③ 移植物張力：PACS 軟件測量 ACL 移植物上、中、下 1/3 處斜率以及 Blumensaat 線斜率，按照以下公式計算移植物張力指數，公式：（上 1/3 處斜率/Blumensaat 線斜率+中 1/3 處斜率/Blumensaat 線斜率+下 1/3 處斜率/Blumensaat 線斜率）/3，移植物張力得分為移植物張力指數×30。
1.4.3 二次鏡檢及組織學評分
關節鏡下按照以下三方面對移植物進行評分[8-9]：① 移植物滑膜及血管覆蓋：A 級，移植物全部被滑膜覆蓋，滑膜中有大量血管；B 級，移植物部分區域無滑膜覆蓋，血管覆蓋較少；C 級，移植物大部分或全部無滑膜覆蓋，血管覆蓋極少或缺失。② 移植物張力：A 級，移植物張力良好，屈膝 0～90° 范圍張力接近正常 ACL；B 級，移植物輕度松弛，張力較正常 ACL 變小，且部分區域存在移植物松散表現；C 級，松弛明顯，張力較正常 ACL 明顯降低。③ 移植物容量及韌帶纖維再撕裂：術中測量移植物絕對直徑，并與重建術時移植物直徑進行對比，評估移植物容量減小程度。A 級，移植物無撕裂纖維，移植物容量≥80%；B 級，移植物表面部分撕裂，移植物容量 30%～80%；C 級，移植物大部分撕裂，移植物容量≤30%。以上 3 個指標中，A 級 2 分、B 級 1 分、C 級 0 分，計算總分。其中，移植物容量及再撕裂評定為 C 級者直接排除研究。
大體觀察后，用探鉤打開移植物表面滑膜，使用 3 mm 籃鉗從移植物關節內部分縱向鉗取樣本，大小約 3 mm×8 mm，注意避開移植物撕裂區域。樣本切片、HE 染色，光鏡下從血管分布及細胞形態兩部分進行評分[10-11]。① 血管分布：0 分，豐富血管分布，類似新鮮肉芽組織；1 分，肥厚性炎性血管增生；2 分：中等程度血管增生；3 分，少量血管分布；4 分：無血管分布。② 細胞形態：100 倍鏡下，0 分，標本大部分或絕大部分為圓形細胞核；1 分，紡錘形細胞核為主，其次為圓形細胞核；2 分，紡錘形細胞核為主，其次為橢圓形細胞核；3 分，紡錘形細胞核為主，其次為線形細胞核；4 分，線形細胞核為主。
1.5 統計學方法
采用 SPSS20.0 統計軟件進行分析。計量資料以均值±標準差表示，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；檢驗水準 α=0.05。由于男女肌力存在差異，組間 PT 結果以兩組同一性別患者進行比較。
2 結果
兩組患者術后切口均Ⅰ期愈合，無手術相關并發癥發生。試驗組 ACL 重建術至二次鏡檢時間為（23.57±3.23）個月，對照組為（23.22±3.56）個月，差異無統計學意義（t=0.252，P=0.803）。試驗組隨訪時間為 17～30 個月，平均 23.6 個月；對照組為 19～29 個月，平均 23.2 個月。二次鏡檢時，試驗組 IKDC 評分為（90.45±4.73）分，對照組為（89.32±4.54）分；兩組組內手術前后比較差異均有統計學意義（t=?35.390，P=0.000；t=?34.552，P=0.000），組間差異無統計學意義（t=0.868，P=0.404）。
2.1 膝關節等速肌力測定
2.1.1 PT
各時間點男女患者 PT 觀察結果一致。術后 3 個月兩組屈伸膝關節 PT 差異無統計學意義（P>0.05），術后 6、12 個月以及二次鏡檢時，試驗組患者屈伸膝關節 PT 均大于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表1、2。
表1
術后各時間點兩組男性患者PT比較（
，N·m）
Table1.
PT of male patients at different time points after operation (
, N·m)
表2
術后各時間點兩組女性患者PT比較（
，N·m）
Table2.
PT of female patients at different time points after operation (
, N·m)
2.1.2 H/Q
兩組術后 3 個月及二次鏡檢時 H/Q 差異無統計學意義（P>0.05）；試驗組術后 6、12 個月時 H/Q 均大于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表3。
表3
術后各時間點兩組H/Q比較（n=12，
，%）
Table3.
H/Q at different time points after operation (n=12, 
, %)
2.2 MRI檢查
兩組術后 3 個月評分較高，術后 6 個月評分最低，之后逐漸增加，二次鏡檢時評分再次接近正常韌帶結構（90 分）。術后 3、6 個月及二次鏡檢時，兩組 MRI 評分差異無統計學意義（P>0.05）；術后 12 個月試驗組 MRI 評分明顯高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表4 及圖1。
表4
兩組術后各時間點MRI評分比較（n=12，
）
Table4.
MRI scores at different time points after operation (n=12, 
)
圖1
兩組術后各時間點 MRI
從左至右依次為術后 3、6、12 個月及二次鏡檢時 a. 試驗組；b. 對照組
Figure1. MRI at different time points of two groupsFrom left to right for 3 months, 6 months, 12 months, and the second-look arthroscopy a. Isokinetic group; b. Control group
2.3 二次鏡檢觀測
關節鏡下觀察，兩組移植物滑膜覆蓋良好，滑膜中有較多血管；韌帶張力良好，韌帶容量良好，表面未見明顯纖維撕裂。見圖2。試驗組移植物評分為（4.17±0.83）分，對照組為（4.08±0.90）分，差異無統計學意義（t=0.290，P=0.777）。
圖2
二次鏡檢兩組移植物觀察
a. 對照組；b. 試驗組
Figure2. Graft observation of two groups under arthroscopya. Control group; b. Isokinetic group
光鏡下觀察，試驗組移植物血管分布較少、細胞核以線形細胞核為主；對照組移植物血管分布較多、細胞核以橢圓形細胞核為主，見圖3。試驗組血管分布及細胞形態評分分別為（3.33±0.78）、（3.00±0.74）分，均高于對照組的（2.67±0.65）、（2.42±0.51）分，差異均有統計學意義（t=2.966，P=0.013；t=3.023，P=0.012）。
圖3
兩組組織學觀察（HE×100）
a. 試驗組；b. 對照組
Figure3. Histological observation of two groups (HE×100)a. Isokinetic group; b. Control group
3 討論
股四頭肌肌肉萎縮是 ACL 重建術后常見問題。而股四頭肌力量與膝關節動態穩定性密切相關，鑒于 ACL 重建患者術后恢復運動時韌帶再次損傷率高[12]，臨床醫師在指導患者回歸術前運動水平時應該注意股四頭肌力量的恢復情況[13]。前瞻性研究認為，ACL 重建術后 3～6 個月，患者會出現明顯的股四頭肌力量缺失以及神經激活缺陷，此期間股四頭肌力量缺失主要是肌肉萎縮導致，不是因為中樞神經抑制，因此使股四頭肌力量正常化的康復干預應強調刺激肌肉肥大，而不是促進神經肌肉激活[14]。另有研究顯示 ACL 重建后患者股四頭肌功能與其肌肉容量相關[4]，因此術后康復干預強調刺激肌肉肥大可能更有利于患者預后及功能恢復。目前等速訓練設備已經在國內外得到廣泛應用[15-17]，等速訓練有助于 ACL 重建術后肌力恢復以及改善膝關節功能，但尚無研究涉及等速訓練對韌帶塑形的影響。ACL 重建后移植物經歷了一個從肌腱到韌帶的變化過程，稱之為塑形或韌帶化[18]。目前對于韌帶塑形程度直接影響患者恢復運動時機以及運動恢復水平已達成共識[6,19]。因此，我們認為在術后進行相應的等速訓練，以促進大腿肌肉進一步肥大，可能有利于韌帶塑形。
本研究結果表明，試驗組患者術后 3～6 個月進行規律的大腿肌群等速訓練后，其大腿肌力 PT 以及 H/Q 較對照組明顯增大，一定程度上證實了規律的大腿肌群等速訓練能有效恢復 ACL 重建術后的大腿力量[20]。同時，H/Q 作為反映膝關節屈伸肌力平衡的重要指標，能評定膝關節損傷風險。有學者認為[21]，ACL 重建術后膝關節 H/Q 達 60% 及以上時，能達到預防膝關節損傷的目的。本研究中，試驗組術后 6 個月 H/Q 已達 60%，而對照組在二次鏡檢時才達 60% 以上。因此，我們認為等速訓練能使大腿肌力平衡得到盡早恢復，對關節產生保護作用。術后 MRI 評分結果也佐證了上述觀點。試驗組術后 6 個月 MRI 評分與對照組無顯著差異，分析韌帶塑形在術后 6 個月逐漸達高峰期，MRI 評分處于較低水平，而術后 12 個月時韌帶塑形趨于平穩，此時肌肉力量對韌帶的保護作用得到體現，試驗組 MRI 評分明顯高于對照組，提示早期大腿肌群等速訓練帶來的肌肉力量收益能促進韌帶早期塑形。然而該結論有待進一步組織學研究證實。
我們前期研究發現，ACL 重建術后 2 年以上，關節鏡下評估為塑形良好的移植物盡管在光鏡下觀察組織學結構接近于正常 ACL，但超微結構與正常 ACL 仍存在明顯差異[22]。因此我們認為韌帶的塑形沒有終點（即與正常 ACL 結構達到一致），只有穩定期。盡管目前無關于塑形穩定期的統一時間，但大部分研究認為術后 2 年 ACL 塑形進入穩定期[18]。本研究中，兩組患者均為 ACL 重建術后 2 年左右進行二次鏡檢。此時，兩組 IKDC 評分、MRI 評分以及組織學評分均無顯著差異，分析移植物均已進入塑形穩定期，相應評分結果無實質差別。然而，組織學評價認為韌帶內血管越少、細胞以線形細胞核為主為塑形程度較高的標志[23]。而試驗組血管分布及細胞形態得分更高，塑形程度更好，分析這是術后早期等速訓練能促進股四頭肌肌力恢復，對韌帶塑形產生保護作用有關。而且兩組移植物雖在術后 2 年左右進入塑形穩定期，但試驗組組織學層面塑形更好，可能更有利于遠期預后。
綜上述，本研究結果提示術后大腿肌群等速訓練在促進 ACL 重建術后患者肌力恢復、韌帶早期塑形方面具有積極作用，可能更有利于患者遠期恢復。但本研究也存在以下不足：① 缺乏健側數據對比分析；② 樣本量較小，結論受取材部位影響較大；③ 缺乏電鏡觀察，未能分析移植物膠原纖維等超微結構的差別。
作者貢獻：柳海峰負責科研設計及文章撰寫；陸偉、王大平參與科研設計，協調各作者間任務分工；梁達強、鄧楨翰負責數據收集及統計分析，協助文章撰寫；耿紅荔負責 Biodex System 4 等速肌力訓練系統操作以及其他康復治療手段；朱偉民、歐陽侃、李皓、彭亮權、馮文哲、鐘名金、陳康、李瑛參與手術實施、患者隨訪。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。
機構倫理問題：研究方案經深圳大學第一附屬醫院（深圳市第二人民醫院）醫學倫理委員會批準。
膝關節前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）斷裂屬于臨床常見的運動損傷，據報道國外 ACL 損傷發病率達到 68.6/10 萬[1]。關節鏡下自體腘繩肌腱重建 ACL 是常用治療方法[2]，但許多患者由于術后未得到及時有效康復指導，關節功能恢復并不理想。因此，手術方式固然對術后功能有著根本影響，但是康復訓練同樣十分重要。
ACL 重建術后肌肉萎縮是一個常見的嚴重并發癥，尤以股內側肌萎縮顯著[3-4]。因此，術后針對性大腿肌肉力量訓練對于恢復運動功能、膝關節穩定性起著重要作用。等速康復系統能提供多角度等長訓練以及向心、離心等速訓練，有效促進肌力恢復及神經-肌肉控制力，從而達到術后早期康復、降低再損傷風險、提高膝關節功能的目的[5]。同時，有研究發現移植物塑形結果直接影響患者回歸運動時間以及運動水平[6]。但是，目前鮮有研究關注等速訓練對移植物塑形的影響。基于上述研究背景，我們利用影像學及組織學方法觀察 ACL 移植物塑形情況，研究大腿肌群等速訓練對 ACL 重建術后移植物塑形的影響，以期總結相關規律指導臨床治療。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 年齡 20～40 歲男性患者、年齡 20～35 歲女性患者；② 運動損傷，傷后 1 個月內手術，且為單側手術；③ 手術均由同一組醫師完成；關節鏡下自體腘繩肌腱單束解剖重建 ACL，股骨端采用股骨端帶袢鈦板（Smith & Nephew公司，美國）懸吊固定，脛骨端骨道內羥基磷灰石可吸收界面螺釘（Smith & Nephew公司，美國）加骨道外門形釘雙重固定；④ 無下肢血管、神經損傷等，無開放性傷口；⑤ 無術后感染、下肢靜脈血栓形成等嚴重并發癥發生。排除標準：① 合并半月板、后交叉韌帶、側副韌帶損傷；② 術后關節僵硬明顯，術后 1 個月被動活動度<90°；③ 無法耐受康復訓練、中途退出。
2016 年 8 月—12 月，共 267 例患者于我院行關節鏡下自體腘繩肌腱單束解剖重建 ACL，其中 40 例符合選擇標準納入研究。根據術后功能鍛煉方案，分為試驗組及對照組，每組 20 例。其中，試驗組 12 例、對照組 12 例術后獲得完整隨訪，并二次關節鏡手術（以下簡稱，二次鏡檢）取出內固定物以及探查、取樣，納入最終研究。
1.2 一般資料
試驗組：男 6 例，女 6 例；年齡 22～38 歲，平均 27.8 歲。體質量指數（body mass index，BMI）為（23.46±4.32）kg/m2。左側 5 例，右側 7 例。受傷至手術時間為（23.87±3.72）d。術前國際膝關節文獻委員會（IKDC）評分為（36.38±4.57）分。對照組：男 7 例，女 5 例；年齡 21～39 歲，平均 28.6 歲。BMI 為（24.31±5.27）kg/m2。受傷至手術時間為（25.66±4.08）d。術前 IKDC 評分為（37.33±3.24）分。
兩組患者性別、年齡、BMI、損傷側別、受傷至手術時間、術前 IKDC 評分等一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。
1.3 術后康復訓練方案
對照組：術后采用常規康復訓練方案，主要包括肌力以及活動度訓練。① 肌力訓練：術后第 1 天開始行踝泵、直抬腿鍛煉，鍛煉頻度為 5 min/h。術后 2 周～6 個月主要通過坐位靜力負重鍛煉肌肉力量，負重逐漸增加，以最大負荷的 70%～80% 為宜；每次堅持至肌肉極度酸脹（>5 min），休息 6～8 s 后繼續鍛煉，直至力竭（或累計 30 min），此為 1 組，每天 3～4 組。② 活動度訓練：膝關節屈曲達 90° 并能完全伸直前提下，每日最大限度彎曲 1～2 次。術后 3 個月內屈曲避免超過 120°，每次 10 min，并在彎曲前、后冰敷。鍛煉后若出現膝關節腫脹，加強冰敷或休息 1～3 d。
試驗組：在對照組常規康復訓練基礎上，術后 3～6 個月每周二、四、六將常規肌力訓練替換為等速訓練，采用 Biodex System 4 等速肌力訓練系統（Biodex 公司，美國）。具體措施：每次訓練包括術前按摩放松、適應性訓練、正式訓練、術后按摩放松 4 個環節。術前按摩包括髕骨活動、大腿肌肉按摩，持續 5 min。適應性訓練包括 5 次適應性肌肉最大收縮。正式訓練包括爆發力訓練及耐力訓練，爆發力以 60°/s 為角速度，15 次為 1 組，耐力訓練以 180°/s 為角速度，20 次為 1 組；各做 3 組，組間休息 1 min。具體實施情況視患者膝關節腫脹、發熱情況適當調整，若出現膝關節疼痛則停止訓練并加強冰敷。正式訓練結束后進行大腿肌肉按摩放松 5 min。
1.4 療效評價指標
術后 3、6、12 個月及二次鏡檢時，測量患者肌力情況、腘繩肌與股四頭肌肌力比值（hamstring quadriceps ratio，H/Q），同時行 MRI 檢查判斷移植物塑形情況。
1.4.1 膝關節等速肌力測定
采用 Biodex System 4 等速肌力訓練系統行膝關節等速肌力測定。肌力測量前，患者先行全身及局部熱身運動。調整膝關節軸心與訓練系統動力臂軸心一致，并將阻力護墊綁于患肢內踝尖 3～5 cm 處，視患者身高而定。設置膝關節活動范圍為 0～90°。完成 5 次適應性肌肉最大收縮，并對下肢進行稱重，排除患肢質量影響。然后以 60°/s 角速度活動 5 次，記錄患者伸屈膝關節力矩峰值（peak torque，PT）以及 H/Q。測定當天停止其他康復鍛煉。
1.4.2 MRI檢查
MRI 移植物評分包括 ACL 移植物容量、移植物信號強度以及移植物張力三部分，各占 30 分，滿分 90 分[7]。① 移植物容量：通過自行開發的基于 MRI 二維圖像的交叉韌帶快速分割技術軟件，將圖像進行分割后重建，按照以下公式計算移植物容量得分，公式：術后隨訪 ACL 容量/術后即刻 ACL 容量×30。② 移植物信號強度：利用 PACS 軟件測量移植物及后交叉韌帶平均灰度值，按照以下公式計算移植物信號強度得分，公式：ACL 移植物平均灰度值/后交叉韌帶平均灰度值×30。③ 移植物張力：PACS 軟件測量 ACL 移植物上、中、下 1/3 處斜率以及 Blumensaat 線斜率，按照以下公式計算移植物張力指數，公式：（上 1/3 處斜率/Blumensaat 線斜率+中 1/3 處斜率/Blumensaat 線斜率+下 1/3 處斜率/Blumensaat 線斜率）/3，移植物張力得分為移植物張力指數×30。
1.4.3 二次鏡檢及組織學評分
關節鏡下按照以下三方面對移植物進行評分[8-9]：① 移植物滑膜及血管覆蓋：A 級，移植物全部被滑膜覆蓋，滑膜中有大量血管；B 級，移植物部分區域無滑膜覆蓋，血管覆蓋較少；C 級，移植物大部分或全部無滑膜覆蓋，血管覆蓋極少或缺失。② 移植物張力：A 級，移植物張力良好，屈膝 0～90° 范圍張力接近正常 ACL；B 級，移植物輕度松弛，張力較正常 ACL 變小，且部分區域存在移植物松散表現；C 級，松弛明顯，張力較正常 ACL 明顯降低。③ 移植物容量及韌帶纖維再撕裂：術中測量移植物絕對直徑，并與重建術時移植物直徑進行對比，評估移植物容量減小程度。A 級，移植物無撕裂纖維，移植物容量≥80%；B 級，移植物表面部分撕裂，移植物容量 30%～80%；C 級，移植物大部分撕裂，移植物容量≤30%。以上 3 個指標中，A 級 2 分、B 級 1 分、C 級 0 分，計算總分。其中，移植物容量及再撕裂評定為 C 級者直接排除研究。
大體觀察后，用探鉤打開移植物表面滑膜，使用 3 mm 籃鉗從移植物關節內部分縱向鉗取樣本，大小約 3 mm×8 mm，注意避開移植物撕裂區域。樣本切片、HE 染色，光鏡下從血管分布及細胞形態兩部分進行評分[10-11]。① 血管分布：0 分，豐富血管分布，類似新鮮肉芽組織；1 分，肥厚性炎性血管增生；2 分：中等程度血管增生；3 分，少量血管分布；4 分：無血管分布。② 細胞形態：100 倍鏡下，0 分，標本大部分或絕大部分為圓形細胞核；1 分，紡錘形細胞核為主，其次為圓形細胞核；2 分，紡錘形細胞核為主，其次為橢圓形細胞核；3 分，紡錘形細胞核為主，其次為線形細胞核；4 分，線形細胞核為主。
1.5 統計學方法
采用 SPSS20.0 統計軟件進行分析。計量資料以均值±標準差表示，組間比較采用獨立樣本 t 檢驗；檢驗水準 α=0.05。由于男女肌力存在差異，組間 PT 結果以兩組同一性別患者進行比較。
2 結果
兩組患者術后切口均Ⅰ期愈合，無手術相關并發癥發生。試驗組 ACL 重建術至二次鏡檢時間為（23.57±3.23）個月，對照組為（23.22±3.56）個月，差異無統計學意義（t=0.252，P=0.803）。試驗組隨訪時間為 17～30 個月，平均 23.6 個月；對照組為 19～29 個月，平均 23.2 個月。二次鏡檢時，試驗組 IKDC 評分為（90.45±4.73）分，對照組為（89.32±4.54）分；兩組組內手術前后比較差異均有統計學意義（t=?35.390，P=0.000；t=?34.552，P=0.000），組間差異無統計學意義（t=0.868，P=0.404）。
2.1 膝關節等速肌力測定
2.1.1 PT
各時間點男女患者 PT 觀察結果一致。術后 3 個月兩組屈伸膝關節 PT 差異無統計學意義（P>0.05），術后 6、12 個月以及二次鏡檢時，試驗組患者屈伸膝關節 PT 均大于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。見表1、2。
表1
術后各時間點兩組男性患者PT比較（，N·m）
Table1.
PT of male patients at different time points after operation (, N·m)
表2
術后各時間點兩組女性患者PT比較（，N·m）
Table2.
PT of female patients at different time points after operation (, N·m)
2.1.2 H/Q
兩組術后 3 個月及二次鏡檢時 H/Q 差異無統計學意義（P>0.05）；試驗組術后 6、12 個月時 H/Q 均大于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表3。
表3
術后各時間點兩組H/Q比較（n=12，，%）
Table3.
H/Q at different time points after operation (n=12, , %)
2.2 MRI檢查
兩組術后 3 個月評分較高，術后 6 個月評分最低，之后逐漸增加，二次鏡檢時評分再次接近正常韌帶結構（90 分）。術后 3、6 個月及二次鏡檢時，兩組 MRI 評分差異無統計學意義（P>0.05）；術后 12 個月試驗組 MRI 評分明顯高于對照組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表4 及圖1。
表4
兩組術后各時間點MRI評分比較（n=12，）
Table4.
MRI scores at different time points after operation (n=12, )
圖1
兩組術后各時間點 MRI
從左至右依次為術后 3、6、12 個月及二次鏡檢時 a. 試驗組；b. 對照組
Figure1. MRI at different time points of two groupsFrom left to right for 3 months, 6 months, 12 months, and the second-look arthroscopy a. Isokinetic group; b. Control group
2.3 二次鏡檢觀測
關節鏡下觀察，兩組移植物滑膜覆蓋良好，滑膜中有較多血管；韌帶張力良好，韌帶容量良好，表面未見明顯纖維撕裂。見圖2。試驗組移植物評分為（4.17±0.83）分，對照組為（4.08±0.90）分，差異無統計學意義（t=0.290，P=0.777）。
圖2
二次鏡檢兩組移植物觀察
a. 對照組；b. 試驗組
Figure2. Graft observation of two groups under arthroscopya. Control group; b. Isokinetic group
光鏡下觀察，試驗組移植物血管分布較少、細胞核以線形細胞核為主；對照組移植物血管分布較多、細胞核以橢圓形細胞核為主，見圖3。試驗組血管分布及細胞形態評分分別為（3.33±0.78）、（3.00±0.74）分，均高于對照組的（2.67±0.65）、（2.42±0.51）分，差異均有統計學意義（t=2.966，P=0.013；t=3.023，P=0.012）。
圖3
兩組組織學觀察（HE×100）
a. 試驗組；b. 對照組
Figure3. Histological observation of two groups (HE×100)a. Isokinetic group; b. Control group
3 討論
股四頭肌肌肉萎縮是 ACL 重建術后常見問題。而股四頭肌力量與膝關節動態穩定性密切相關，鑒于 ACL 重建患者術后恢復運動時韌帶再次損傷率高[12]，臨床醫師在指導患者回歸術前運動水平時應該注意股四頭肌力量的恢復情況[13]。前瞻性研究認為，ACL 重建術后 3～6 個月，患者會出現明顯的股四頭肌力量缺失以及神經激活缺陷，此期間股四頭肌力量缺失主要是肌肉萎縮導致，不是因為中樞神經抑制，因此使股四頭肌力量正常化的康復干預應強調刺激肌肉肥大，而不是促進神經肌肉激活[14]。另有研究顯示 ACL 重建后患者股四頭肌功能與其肌肉容量相關[4]，因此術后康復干預強調刺激肌肉肥大可能更有利于患者預后及功能恢復。目前等速訓練設備已經在國內外得到廣泛應用[15-17]，等速訓練有助于 ACL 重建術后肌力恢復以及改善膝關節功能，但尚無研究涉及等速訓練對韌帶塑形的影響。ACL 重建后移植物經歷了一個從肌腱到韌帶的變化過程，稱之為塑形或韌帶化[18]。目前對于韌帶塑形程度直接影響患者恢復運動時機以及運動恢復水平已達成共識[6,19]。因此，我們認為在術后進行相應的等速訓練，以促進大腿肌肉進一步肥大，可能有利于韌帶塑形。
本研究結果表明，試驗組患者術后 3～6 個月進行規律的大腿肌群等速訓練后，其大腿肌力 PT 以及 H/Q 較對照組明顯增大，一定程度上證實了規律的大腿肌群等速訓練能有效恢復 ACL 重建術后的大腿力量[20]。同時，H/Q 作為反映膝關節屈伸肌力平衡的重要指標，能評定膝關節損傷風險。有學者認為[21]，ACL 重建術后膝關節 H/Q 達 60% 及以上時，能達到預防膝關節損傷的目的。本研究中，試驗組術后 6 個月 H/Q 已達 60%，而對照組在二次鏡檢時才達 60% 以上。因此，我們認為等速訓練能使大腿肌力平衡得到盡早恢復，對關節產生保護作用。術后 MRI 評分結果也佐證了上述觀點。試驗組術后 6 個月 MRI 評分與對照組無顯著差異，分析韌帶塑形在術后 6 個月逐漸達高峰期，MRI 評分處于較低水平，而術后 12 個月時韌帶塑形趨于平穩，此時肌肉力量對韌帶的保護作用得到體現，試驗組 MRI 評分明顯高于對照組，提示早期大腿肌群等速訓練帶來的肌肉力量收益能促進韌帶早期塑形。然而該結論有待進一步組織學研究證實。
我們前期研究發現，ACL 重建術后 2 年以上，關節鏡下評估為塑形良好的移植物盡管在光鏡下觀察組織學結構接近于正常 ACL，但超微結構與正常 ACL 仍存在明顯差異[22]。因此我們認為韌帶的塑形沒有終點（即與正常 ACL 結構達到一致），只有穩定期。盡管目前無關于塑形穩定期的統一時間，但大部分研究認為術后 2 年 ACL 塑形進入穩定期[18]。本研究中，兩組患者均為 ACL 重建術后 2 年左右進行二次鏡檢。此時，兩組 IKDC 評分、MRI 評分以及組織學評分均無顯著差異，分析移植物均已進入塑形穩定期，相應評分結果無實質差別。然而，組織學評價認為韌帶內血管越少、細胞以線形細胞核為主為塑形程度較高的標志[23]。而試驗組血管分布及細胞形態得分更高，塑形程度更好，分析這是術后早期等速訓練能促進股四頭肌肌力恢復，對韌帶塑形產生保護作用有關。而且兩組移植物雖在術后 2 年左右進入塑形穩定期，但試驗組組織學層面塑形更好，可能更有利于遠期預后。
綜上述，本研究結果提示術后大腿肌群等速訓練在促進 ACL 重建術后患者肌力恢復、韌帶早期塑形方面具有積極作用，可能更有利于患者遠期恢復。但本研究也存在以下不足：① 缺乏健側數據對比分析；② 樣本量較小，結論受取材部位影響較大；③ 缺乏電鏡觀察，未能分析移植物膠原纖維等超微結構的差別。
作者貢獻：柳海峰負責科研設計及文章撰寫；陸偉、王大平參與科研設計，協調各作者間任務分工；梁達強、鄧楨翰負責數據收集及統計分析，協助文章撰寫；耿紅荔負責 Biodex System 4 等速肌力訓練系統操作以及其他康復治療手段；朱偉民、歐陽侃、李皓、彭亮權、馮文哲、鐘名金、陳康、李瑛參與手術實施、患者隨訪。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。經費支持沒有影響文章觀點和對研究數據客觀結果的統計分析及其報道。
機構倫理問題：研究方案經深圳大學第一附屬醫院（深圳市第二人民醫院）醫學倫理委員會批準。
