引用本文： 王勇, 余澤平, 李箭, 李棋. 初次前交叉韌帶重建術后發生對側前交叉韌帶損傷危險因素分析. 中國修復重建外科雜志, 2023, 37(5): 578-583. doi: 10.7507/1002-1892.202301045 復制
前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷是最常見的膝周韌帶損傷，在美國每年約有12萬例ACL損傷患者，其中約41%為非接觸性ACL損傷[1] ，常因膝關節伸直位急停扭轉所致[2]。近年來，隨著國內全民健身運動的廣泛開展，ACL損傷已引起學界廣泛關注。研究發現，近年非同期雙側ACL損傷發生率由2%上升到15%，通常發生在初次ACL損傷后的1～4年內[3]。文獻報道ACL損傷后因失去對脛骨遷移的限制，易導致膝關節不穩及活動受限，是加重膝關節骨關節炎進展的潛在風險，約50%以上患者在ACL損傷后10年內發生膝關節骨關節炎[4]。
ACL損傷是一個多因素事件，由內在及外在風險因素協同參與促進其發生、發展[5-6]。既往研究[7-10]認為初次ACL損傷的危險因素有性別、身體質量指數（body mass index，BMI）、關節松弛度、股骨髁間凹寬度指數、生物力學、運動方式和脛骨平臺后傾角（posterior tibial slope，PTS）等，但對雙側ACL損傷影響因素研究相對較少。有學者提出對側ACL損傷的危險因素可能與初次ACL損傷不完全相同[11]。本中心通過總結隨訪4～10年患者臨床資料，對比分析初次ACL重建術后對側ACL發生和未發生損傷患者的BMI、性別、年齡、PTS、Lachman試驗分度，探究初次ACL重建術后發生對側ACL損傷的危險因素，為預防對側ACL損傷提供參考。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 年齡16～45歲，非接觸性ACL損傷；② 接受初次ACL重建術時對側膝關節完好；③ 隨訪4～10年，相關臨床及膝關節影像學資料完整；④ 膝關節骨關節炎Kellgren-Lawrence分級≤1 級；⑤ 單純ACL損傷，未合并其他韌帶損傷及骨折。排除標準：① 有風濕及類風濕性關節炎、結核、化膿性關節炎等關節疾病史者；② 關節周圍曾經發生骨折者；③ 骨骺未閉合者。
2012年1月—2018年9月，四川大學華西醫院骨科運動醫學中心共969例ACL損傷患者接受初次ACL重建術治療，其中716例符合選擇標準納入研究。經4～10年（平均7.6年）隨訪，其中發生對側ACL損傷65例（9.1%，損傷組），未發生對側ACL損傷651例（90.9%，未損傷組）。 兩組患者年齡、BMI、術前Lachman試驗分度比較差異均無統計學意義（P>0.05）；但兩組性別構成比差異有統計學意義（P<0.05），損傷組女性比例高于男性；損傷組術前PTS高于未損傷組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。
表1
兩組患者基線資料比較
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 PTS測量方法
本研究PTS定義為外側脛骨平臺前后位向表面切線與脛骨軸線垂線之間的夾角[12]。采用Hashemi等描述的中點法[13]，在患者術前脛骨近端標準側位X線片上，脛骨平臺以遠10 cm和15 cm處作連接脛骨前后皮質的橫形線段，經過2條線段中點的直線為脛骨軸線，垂直于脛骨軸線的線段與脛骨外側平臺切線的夾角即為PTS（圖1）。由3名中級以上職稱放射科醫師在電腦X線片圖像上測量PTS，取均值。
圖1
脛骨側位X線片上采用中點法測量PTS
Figure1.
PTS was measured by midpoint method on lateral tibial X-ray film
1.3 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料采用Levene法及Shapiro-wilk法進行方差齊性檢驗及正態齊性檢驗，均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗；等級資料組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。
以是否發生對側ACL損傷結局為因變量，將患者臨床資料 ［年齡、性別（女性=1，男性=0）、BMI、PTS、Lachman試驗（1度陽性=1，2度陽性=2，3度陽性=3）］ 作為自變量，采用單因素COX回歸分析預后影響因素；再以是否發生對側ACL損傷結局為因變量，將患者單因素COX回歸分析有差異的指標作為自變量，采用多因素COX回歸分析影響預后的危險因素。采用Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗，分析不同性別患者對側ACL損傷的發生時間；采用X-tile軟件對PTS截斷值分析，采用Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗分析不同PTS患者對側ACL損傷的發生時間。檢驗水準α=0.05。
2 結果
單因素COX回歸分析顯示，性別、PTS是對側ACL損傷的影響因素（P<0.05）；進一步行多因素COX回歸分析顯示，女性和PTS增大是對側ACL損傷的危險因素（P<0.05）。初次ACL重建術后，女性比男性發生對側ACL損傷的風險高1.31倍；患者PTS每增加1°，發生對側ACL損傷的風險增加1.35倍。見表2、3。
表2
發生對側ACL損傷的單因素COX回歸分析
Table2.
Univariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗示，女性對側ACL損傷發生 ［8.853（8.600，9.106）年］ 早于男性 ［9.661（9.503，9.819）年］，差異有統計學意義（χ2=20.323，P<0.001）。初次ACL重建患者中，女性對側ACL的2年和4年生存率分別為96.1% ［95%CI（95.1%，97.2%）］ 和89.6% ［95%CI（87.9%，91.3%）］，男性分別為98.2% ［95%CI（97.5%，98.9%）］和95.5% ［95%CI（94.4%，96.6%）］。見圖2。
圖2
不同性別患者發生對側ACL損傷的生存曲線
Figure2.
Survival curves of different genders for the prognosis of contralateral ACL injury
采用X-tile軟件對PTS截斷值分析發現，PTS對對側ACL損傷發生的截斷值為10.92°。經Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗發現，PTS≥10.92° 的患者對側ACL損傷發生時間為5.762（4.981，6.543）年，早于PTS<10.92° 者的9.751（9.650，9.853）年，差異有統計學意義（χ2=302.479，P<0.001）。初次ACL重建患者中，PTS≥10.92° 的患者對側ACL的2年和4年生存率分別為84.9% ［95%CI（80.7%，91.1%）］ 和53.4% ［95%CI（45.6%，61.2%）］；PTS<10.92° 者對側ACL的2年和4年的生存率分別為99.1% ［95%CI（98.7%，99.5%）］ 和97.4% ［95%CI（96.8%，98.7%）］。見圖3。
圖3
不同PTS患者發生對側ACL損傷的生存曲線
Figure3.
Survival curve of different PTSs for the prognosis of contralateral ACL injury
表3
發生對側ACL損傷的多因素COX回歸分析
Table3.
Multivariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
3 討論
ACL損傷是膝關節常見運動損傷。近年來，已有大量研究開展了關于初次ACL損傷危險因素的探索[14-16]。然而，對于初次ACL重建術后發生對側ACL損傷的風險因素尚存在廣泛爭議。有研究表明，PTS在雙側與單側ACL損傷組間差異無統計學意義，而在有與無ACL損傷組間差異有統計學意義，由此得出PTS不是發生對側ACL損傷的危險因素[17]。但是，Grassi等[18]研究提出，在ACL重建術后2年內，脛骨內側平臺PTS>12° 的青少年發生對側ACL損傷的風險明顯增高。本研究選擇從年齡、性別、BMI、PTS、Lachman試驗分度方面探索初次ACL重建術后發生對側ACL損傷的風險因素。
Grassi等[18]對94例ACL重建患者研究發現，對側ACL損傷發生率為9%；Salmon等[19]研究報道成年患者ACL損傷后對側ACL損傷發生率為11%。本研究結果顯示，ACL重建術后對側ACL損傷發生率為9.1%，與文獻報道發生率相近。有研究顯示年齡<18歲和BMI<25 kg/m2是ACL重建術后發生對側ACL損傷的危險因素 [18，20]。然而，本研究中兩組間年齡、BMI、Lachman試驗分度差異無統計學意義（P>0.05）。因此，關于年齡、BMI與對側ACL損傷的關系有待進一步研究。
Di Benedetto等[21]報道女性PTS值（11.8°）比男性（8.7°）大3.1°，PTS越大，ACL損傷風險越高。另外，女性性激素可能造成膝關節韌帶和關節囊松弛[22]，由此引起的關節不穩是發生雙側ACL損傷的危險因素[23]。由于以上原因，單側ACL重建術后，女性在運動中發生對側ACL損傷風險高于男性。本研究結果顯示，女性和PTS增大是預后發生對側ACL損傷的危險因素，與文獻報道結論一致。
PTS增大導致對側ACL損傷可能與以下機制相關：首先，ACL損傷患者雙膝PTS相似，當膝關節軸向受力時，PTS越大，對側ACL受力越大，同時脛骨平臺所受向前的剪切力也越大，導致ACL損傷風險越大[15，24-26]。其次， PTS越大，活動時脛骨平臺向前位移也越大[27]，使得ACL受牽拉形變增大，損傷風險增加。最后，單側ACL損傷后，患側膝關節本體感受器減退、肌力減弱、神經肌肉適應性降低以及步態異常等，可導致對側膝關節協調性不足[22]，加之PTS增大，進一步增加對側ACL損傷風險。本研究結果亦顯示，PTS增大是對側ACL損傷的危險因素；PTS對對側ACL損傷發生的截斷值為10.92°，PTS≥10.92° 的患者發生對側ACL損傷的時間短于PTS<10.92° 者。
本研究仍存在一些局限性。首先，本研究符合選擇標準的病例數較少，但與其他研究相比，本研究僅納入了非接觸性ACL損傷患者，保證了各組統計效能。其次，本研究采用標準側位膝關節X線片測量PTS，由于關節軟骨不顯影，所以測量的PTS值與患者真實值間存在差異。但其優勢在于確保了負重狀態下的脛骨解剖軸線，對PTS的評估仍具有較好的臨床參考價值。最后，資料收集過程中，可能存在發生對側ACL部分損傷患者未接受檢查和治療而未納入對側ACL損傷組的情況。 整體而言，本研究各組基線資料具有較好可比性，各組混雜因素較少；且進行了對側ACL損傷的危險因素分析，仍具有一定臨床指導價值。
利益沖突 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
倫理聲明 研究方案獲四川大學華西醫院生物醫學倫理委員會審核［2016年審（99）號］；臨床試驗注冊號：ChiCTR-OIC-16008306；患者均簽署知情同意書，所有操作均參照相關指南進行
作者貢獻聲明 李箭、李棋：論文構思和設計，對文章的知識性內容作批評性審閱；余澤平：文章修改；王勇：資料收集和文章撰寫
前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷是最常見的膝周韌帶損傷，在美國每年約有12萬例ACL損傷患者，其中約41%為非接觸性ACL損傷[1] ，常因膝關節伸直位急停扭轉所致[2]。近年來，隨著國內全民健身運動的廣泛開展，ACL損傷已引起學界廣泛關注。研究發現，近年非同期雙側ACL損傷發生率由2%上升到15%，通常發生在初次ACL損傷后的1～4年內[3]。文獻報道ACL損傷后因失去對脛骨遷移的限制，易導致膝關節不穩及活動受限，是加重膝關節骨關節炎進展的潛在風險，約50%以上患者在ACL損傷后10年內發生膝關節骨關節炎[4]。
ACL損傷是一個多因素事件，由內在及外在風險因素協同參與促進其發生、發展[5-6]。既往研究[7-10]認為初次ACL損傷的危險因素有性別、身體質量指數（body mass index，BMI）、關節松弛度、股骨髁間凹寬度指數、生物力學、運動方式和脛骨平臺后傾角（posterior tibial slope，PTS）等，但對雙側ACL損傷影響因素研究相對較少。有學者提出對側ACL損傷的危險因素可能與初次ACL損傷不完全相同[11]。本中心通過總結隨訪4～10年患者臨床資料，對比分析初次ACL重建術后對側ACL發生和未發生損傷患者的BMI、性別、年齡、PTS、Lachman試驗分度，探究初次ACL重建術后發生對側ACL損傷的危險因素，為預防對側ACL損傷提供參考。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 年齡16～45歲，非接觸性ACL損傷；② 接受初次ACL重建術時對側膝關節完好；③ 隨訪4～10年，相關臨床及膝關節影像學資料完整；④ 膝關節骨關節炎Kellgren-Lawrence分級≤1 級；⑤ 單純ACL損傷，未合并其他韌帶損傷及骨折。排除標準：① 有風濕及類風濕性關節炎、結核、化膿性關節炎等關節疾病史者；② 關節周圍曾經發生骨折者；③ 骨骺未閉合者。
2012年1月—2018年9月，四川大學華西醫院骨科運動醫學中心共969例ACL損傷患者接受初次ACL重建術治療，其中716例符合選擇標準納入研究。經4～10年（平均7.6年）隨訪，其中發生對側ACL損傷65例（9.1%，損傷組），未發生對側ACL損傷651例（90.9%，未損傷組）。 兩組患者年齡、BMI、術前Lachman試驗分度比較差異均無統計學意義（P>0.05）；但兩組性別構成比差異有統計學意義（P<0.05），損傷組女性比例高于男性；損傷組術前PTS高于未損傷組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。
表1
兩組患者基線資料比較
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 PTS測量方法
本研究PTS定義為外側脛骨平臺前后位向表面切線與脛骨軸線垂線之間的夾角[12]。采用Hashemi等描述的中點法[13]，在患者術前脛骨近端標準側位X線片上，脛骨平臺以遠10 cm和15 cm處作連接脛骨前后皮質的橫形線段，經過2條線段中點的直線為脛骨軸線，垂直于脛骨軸線的線段與脛骨外側平臺切線的夾角即為PTS（圖1）。由3名中級以上職稱放射科醫師在電腦X線片圖像上測量PTS，取均值。
圖1
脛骨側位X線片上采用中點法測量PTS
Figure1.
PTS was measured by midpoint method on lateral tibial X-ray film
1.3 統計學方法
采用SPSS26.0統計軟件進行分析。計量資料采用Levene法及Shapiro-wilk法進行方差齊性檢驗及正態齊性檢驗，均符合正態分布，數據以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗；等級資料組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。
以是否發生對側ACL損傷結局為因變量，將患者臨床資料 ［年齡、性別（女性=1，男性=0）、BMI、PTS、Lachman試驗（1度陽性=1，2度陽性=2，3度陽性=3）］ 作為自變量，采用單因素COX回歸分析預后影響因素；再以是否發生對側ACL損傷結局為因變量，將患者單因素COX回歸分析有差異的指標作為自變量，采用多因素COX回歸分析影響預后的危險因素。采用Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗，分析不同性別患者對側ACL損傷的發生時間；采用X-tile軟件對PTS截斷值分析，采用Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗分析不同PTS患者對側ACL損傷的發生時間。檢驗水準α=0.05。
2 結果
單因素COX回歸分析顯示，性別、PTS是對側ACL損傷的影響因素（P<0.05）；進一步行多因素COX回歸分析顯示，女性和PTS增大是對側ACL損傷的危險因素（P<0.05）。初次ACL重建術后，女性比男性發生對側ACL損傷的風險高1.31倍；患者PTS每增加1°，發生對側ACL損傷的風險增加1.35倍。見表2、3。
表2
發生對側ACL損傷的單因素COX回歸分析
Table2.
Univariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗示，女性對側ACL損傷發生 ［8.853（8.600，9.106）年］ 早于男性 ［9.661（9.503，9.819）年］，差異有統計學意義（χ2=20.323，P<0.001）。初次ACL重建患者中，女性對側ACL的2年和4年生存率分別為96.1% ［95%CI（95.1%，97.2%）］ 和89.6% ［95%CI（87.9%，91.3%）］，男性分別為98.2% ［95%CI（97.5%，98.9%）］和95.5% ［95%CI（94.4%，96.6%）］。見圖2。
圖2
不同性別患者發生對側ACL損傷的生存曲線
Figure2.
Survival curves of different genders for the prognosis of contralateral ACL injury
采用X-tile軟件對PTS截斷值分析發現，PTS對對側ACL損傷發生的截斷值為10.92°。經Log-Rank（Mantel-Cox）檢驗發現，PTS≥10.92° 的患者對側ACL損傷發生時間為5.762（4.981，6.543）年，早于PTS<10.92° 者的9.751（9.650，9.853）年，差異有統計學意義（χ2=302.479，P<0.001）。初次ACL重建患者中，PTS≥10.92° 的患者對側ACL的2年和4年生存率分別為84.9% ［95%CI（80.7%，91.1%）］ 和53.4% ［95%CI（45.6%，61.2%）］；PTS<10.92° 者對側ACL的2年和4年的生存率分別為99.1% ［95%CI（98.7%，99.5%）］ 和97.4% ［95%CI（96.8%，98.7%）］。見圖3。
圖3
不同PTS患者發生對側ACL損傷的生存曲線
Figure3.
Survival curve of different PTSs for the prognosis of contralateral ACL injury
表3
發生對側ACL損傷的多因素COX回歸分析
Table3.
Multivariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
3 討論
ACL損傷是膝關節常見運動損傷。近年來，已有大量研究開展了關于初次ACL損傷危險因素的探索[14-16]。然而，對于初次ACL重建術后發生對側ACL損傷的風險因素尚存在廣泛爭議。有研究表明，PTS在雙側與單側ACL損傷組間差異無統計學意義，而在有與無ACL損傷組間差異有統計學意義，由此得出PTS不是發生對側ACL損傷的危險因素[17]。但是，Grassi等[18]研究提出，在ACL重建術后2年內，脛骨內側平臺PTS>12° 的青少年發生對側ACL損傷的風險明顯增高。本研究選擇從年齡、性別、BMI、PTS、Lachman試驗分度方面探索初次ACL重建術后發生對側ACL損傷的風險因素。
Grassi等[18]對94例ACL重建患者研究發現，對側ACL損傷發生率為9%；Salmon等[19]研究報道成年患者ACL損傷后對側ACL損傷發生率為11%。本研究結果顯示，ACL重建術后對側ACL損傷發生率為9.1%，與文獻報道發生率相近。有研究顯示年齡<18歲和BMI<25 kg/m2是ACL重建術后發生對側ACL損傷的危險因素 [18，20]。然而，本研究中兩組間年齡、BMI、Lachman試驗分度差異無統計學意義（P>0.05）。因此，關于年齡、BMI與對側ACL損傷的關系有待進一步研究。
Di Benedetto等[21]報道女性PTS值（11.8°）比男性（8.7°）大3.1°，PTS越大，ACL損傷風險越高。另外，女性性激素可能造成膝關節韌帶和關節囊松弛[22]，由此引起的關節不穩是發生雙側ACL損傷的危險因素[23]。由于以上原因，單側ACL重建術后，女性在運動中發生對側ACL損傷風險高于男性。本研究結果顯示，女性和PTS增大是預后發生對側ACL損傷的危險因素，與文獻報道結論一致。
PTS增大導致對側ACL損傷可能與以下機制相關：首先，ACL損傷患者雙膝PTS相似，當膝關節軸向受力時，PTS越大，對側ACL受力越大，同時脛骨平臺所受向前的剪切力也越大，導致ACL損傷風險越大[15，24-26]。其次， PTS越大，活動時脛骨平臺向前位移也越大[27]，使得ACL受牽拉形變增大，損傷風險增加。最后，單側ACL損傷后，患側膝關節本體感受器減退、肌力減弱、神經肌肉適應性降低以及步態異常等，可導致對側膝關節協調性不足[22]，加之PTS增大，進一步增加對側ACL損傷風險。本研究結果亦顯示，PTS增大是對側ACL損傷的危險因素；PTS對對側ACL損傷發生的截斷值為10.92°，PTS≥10.92° 的患者發生對側ACL損傷的時間短于PTS<10.92° 者。
本研究仍存在一些局限性。首先，本研究符合選擇標準的病例數較少，但與其他研究相比，本研究僅納入了非接觸性ACL損傷患者，保證了各組統計效能。其次，本研究采用標準側位膝關節X線片測量PTS，由于關節軟骨不顯影，所以測量的PTS值與患者真實值間存在差異。但其優勢在于確保了負重狀態下的脛骨解剖軸線，對PTS的評估仍具有較好的臨床參考價值。最后，資料收集過程中，可能存在發生對側ACL部分損傷患者未接受檢查和治療而未納入對側ACL損傷組的情況。 整體而言，本研究各組基線資料具有較好可比性，各組混雜因素較少；且進行了對側ACL損傷的危險因素分析，仍具有一定臨床指導價值。
利益沖突 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
倫理聲明 研究方案獲四川大學華西醫院生物醫學倫理委員會審核［2016年審（99）號］；臨床試驗注冊號：ChiCTR-OIC-16008306；患者均簽署知情同意書，所有操作均參照相關指南進行
作者貢獻聲明 李箭、李棋：論文構思和設計，對文章的知識性內容作批評性審閱；余澤平：文章修改；王勇：資料收集和文章撰寫
