AndrewJSheean,VolkerMusahl,HarrisSSlone,JohnWXerogeanes,DankoMilinkovic,ChristianFink,ChristianHoser,InternationalQuadricepsTendonInterestGroup
线上执行主编：张晓玲上海交通大学医学院
审校：李彬中国医院运动医学科
翻译：医院骨科
摘要
传统的骨-髌腱-骨和腘绳肌腱作为ACL重建的移植物并非没有缺陷。越来越多的来自于解剖学、生物力学和临床数据表明，自体股四头肌腱可应用于关节镜下膝关节韧带重建手术。自体股四头肌腱获取时直径可靠，很少发生获取的移植物直径差异太大的情况，可以避免使用异体移植物加强的情况。现代微创获取技术的优点是供区并发症发生率和伸膝装置肌力降低可能性发生率均较低。最新资料表明，自体股四头肌腱移植物与自体骨-髌腱-骨（BPTB）相比，具有更好的生物力学特性。但是，很少有直接的、前瞻性对比研究来比较自体股四头肌腱移植物和其它自体移植物（例如腘绳肌腱和骨-髌腱-骨）的临床结果。然而，自体股四头肌腱确实应该作为每个膝关节外科医生的主要选择之一。
介绍
前交叉韧带重建时（ACLR）选择自体股四头肌腱（QT）作为移植物要比选择腘绳肌（HS）腱和骨-髌腱-骨（BPTB）作为移植物少的多[1-3]。历史研究表明,与原ACL相比,自体QT的生物力学性能较差,并且膝关节残留旋转松弛和股四头肌无力发生率很高[4-6]。这些结果在很大程度上是基于“替代”移植物获取技术得出的，包括广泛切取一段的由QT、髌骨支持带和髌腱组织组成的长约13cm的软组织伸膝装置[7]。在测量的最大载荷方面，采用替代技术获取的移植物比原ACL减少14%–21%。采用替代方法获取的移植物进行ACLR，术后轴移现象发生率为20%，而且替代移植物获取技术与股四头肌力弱明显相关，尤其对于女性患者[6]。因此，ACLR中减少使用自体QT的历史争论很大长度上是基于一种过时的移植物获取技术得出的数据。现代自体QT获取技术，得到的软组织直径可靠，同时减少了供区的并发症和股四头肌力减弱的可能性。关于自体QT移植物在膝关节初次韧带重建或翻修手术中使用并获得良好疗效的临床数据持续涌现[8,9]。本文的目的是提供（1）QT肌腱的相关解剖及移植物获取时注意事项的简要概述；（2）自体QT移植物的生物力学特性；（3）评价其在膝关节韧带重建中的临床应用和结果。
解剖新发展
股四头肌腱由不同的纤维组织构成，表现为双层、复杂的三层或四层方向不同的纤维结构，而不是传统上认为的均匀一致的三层肌腱纤维结构[10]。股直肌和深层股中间肌之间普遍存在一层薄薄的脂肪组织层，这可以作为一个解剖标志，向远端可追踪至股四头肌联合腱和髌上囊近端的区域。这一脂肪组织层层可以作为一个自然的划分，将肌腱一分为二，应用于双束重建技术[11,12]。
QT长度为7-8.5cm，从髌骨上极延伸至股直肌腱腹结合处。该肌腱长度对于仅获取软组织或软组织带髌骨骨块的自体移植物来说都是有利的（图1A和图2B）。肌腱的宽度介于2.5-3.0cm之间，最宽处位于肌腱在髌骨止点处近端3cm处[13-15]。此外，股四头肌腱最厚的部分位于远端髌骨止点处，男性为18±3mm，女性为16±2mm[15]。肌腱的厚度在远端6cm内相对比较恒定，在距其远端止点10mm、30mm和60mm处测量的厚度分别为7.4mm、7.4mm和7.1mm[15]。
不同患者间QT大小的差异可以根据患者一般情况进行预测。对骨骼未发育成熟患者进行超声测量结果提示，QT厚度随着年龄、身高和体重增加是可以预测的[16]。此外，有分析研究显示，在一组年龄为34.9±12.6岁（年龄范围：17-60岁）的患者中，身高是QT移植物肌腱部分长度的最重要预测因素[15]。这些关系可以在术前被用来确认得到的自体移植物是否具有足够的直径和长度以满足韧带重建的需要。
总之，股四头肌腱的直径足够获取满意的移植物，同时供区可以保留足够的残余组织。通过对长80mm×10mm宽的移植物切除后髌腱和QT的三维模型进行容积分析，Xerogeanes等人研究显示，QT移植物的关节内体积比髌腱移植物大87.5%，而获取自体QT移植物后，剩余的QT平均体积比获取髌腱移植物后剩余的组织体积也要大（分别为61.3%比56.6%）[15]。
QT和髌上囊的关系也相对恒定，髌上囊向近端延伸不超过髌骨上极的5cm[17]。因此，在该水平靠近端切取不太可能侵犯到髌上囊。除了髌上囊外，切取时不应太靠近腱腹结合处（距髌骨6-8cm），避免外观畸形、术后血肿，更重要的是功能力量的缺陷。
当计划获取QT移植物时，还应该考虑临近血管的解剖关系。旋股外侧动脉降支在股外侧肌与股直肌之间向远端走行，与膝上外侧动脉分支吻合。因此，在股四头肌腱中央获取移植物，避免损伤股四头肌以保护外侧穿支血管，可减少术后血肿的发生。
最近报道的微创获取自体QT的新技术，无论带不带髌骨骨块，就是利用了对原QT解剖的精准理解。Fink等人采用以髌骨上极为中心的2-3cm横切口，使用8~12mm宽的双刀(KarlStorz,Tuttlingen,德国)和一系列专用的肌腱分离器和切割器(KarlStorz)从自体移植物近端截断微创获取移植物的技术[18]（图2）。Slone等人描述了另外一种类似的微创、软组织切除技术，该技术采用1.5-2cm的纵向切口，从髌骨上极的近端刚好延伸到髌骨中点的外缘[19]。从远端向近端用三刃切割刀(Arthrex,Naples,Florida,美国)采用“推”的技术，近端使用QT剥离器/切割器切断(Arthrex)（图3A-C）。
自体QT移植物的生物力学特性
最近有关自体QT移植物结构特性的生物力学数据表明，与自体BPTB移植物相比，QT在失败载荷、失败时的应变和杨氏弹性模量方面具有更好的特性。自体QT移植物的横截面积(91.2±10mm2)明显大于自体BPTB移植物(48.4±8mm2)(p=0.)[20]，因此具有更大的最终失败载荷(QT:.9±.8N比BPTB:.6±.4N,p=0.45)。值得注意的是，大部分这些数据是来自于带髌骨骨块的自体QT移植物，而专门针对自体QT软组织移植物的相对较少。大小为1cm宽×9cm长的全厚自体QT移植物(±N)的肌腱失败载荷是相同大小髌腱移植物的1.36倍[13]。比较1cm宽的QT移植物和髌腱移植物在循环处理前后的应变情况，发现BPTB移植物的失败应变为14.4%±3.3%，而QT移植物为11.2%±2.2%(p=0.04)14。此外，与相同宽度的BPTB移植物相比，预载条件下的QT移植物的横截面积明显更大(61.9±9.0mm2比34.5±4.4mm2，p0.)。
QT除了应用于ACL重建外，还被用于PCL重建(PCLR)[21-28]。然而，有关QT移植物在这种情况下的生物力学性能的报道相对较少。最近有一项尸体研究表明原PCL、QT-PCL重建膝关节与带骨块的同种异体跟腱PCL重建后的膝关节生物力学性能[29]。QT和带骨块的同种异体跟腱移植物均制备成宽度为11mm、骨块长度为25mm，肌腱长度为mm的移植物。尽管无论是QT移植物或者是带骨块的跟腱移植物均没有表现出与完整PCL相似的蠕变和最终载荷，然而在失败测试期间QT具有更大的载荷(QT:.19±.07，带骨块的跟腱.19±.72,p=0.)。
ACL重建的临床结果
关于自体QT移植物是否带有髌骨骨块进行ACL重建的疗效差异，Slone等人进行了一项系统回顾分析，共纳入了例ACL重建病例，其中例采用自体QT移植物[8]。然而，应该指出的是，作者们没有对所纳入的研究进行质量评估。有多位作者报告了自体QT移植物进行ACL重建术后膝关节稳定性(关节动度测量仪测量、Lachman试验、轴移试验)、关节活动范围和功能结果[23,30-37]。此外，各种病例对照研究还表明，自体QT移植物术后供区部位并发症发生方面要优于自体BPTB移植物[31-33,36,37]。
最近，有研究比较了自体腘绳肌腱（HS）与自体QT移植物进行前交叉韧带重建术后的临床效果差异。一项病例对照研究纳入了45例带髌骨骨块的QT移植物和41例自体HS移植物，平均随访3.6±0.4年，结果表明自体QT移植物组的Lysholm评分、膝关节损伤和骨关节炎结局评分(KOOS)和KOOS运动功能评分要明显优于自体HS移植物组[39]。此外，自体QT移植物组Lachman试验0级病例数量(93%vs46%,p0.)和通过KT-0关节仪测量的胫骨前向移位时具有更小边边距(1.1±0.9mmvs3.1±1.3mm,p=0.37.)的病例数均占有更大的比例。QT组与自体HS移植物组术后再断裂率方面无显着性差异(p0.05)。有研究共对比了80例患者，分别采用带髌骨骨块的部分厚度（5mm）自体QT移植物（40例）与自体腘绳肌腱（40例）移植物，术后任何时间点（损伤前，术后6个月，12个月，24个月）的Lysholm评分、疼痛（以视觉模拟量表VAS表示）和Tegner活动评分均没有显著性差异[40]。
自体QT与HS移植物进行前交叉韧带重建术后对伸膝力量的影响比较也是研究的热点，多位作者报道临床结果存在一定程度的异质性。有研究回顾性比较了48例年龄、性别和体重指数(BMI)均较匹配的两组患者的等速运动数据，无论是在60°/s还是°/s的术后任何时间点对比发现两组患者膝关节伸肌力量无显着性差异(p0.05)；相反，自体腘绳肌腱移植物组术后2年屈膝肌力较对侧明显下降[11]。类似的分析侧重于观察患肢肌肉力量差异强度比（腘绳肌腱/股四头肌腱比H/Q），由于腘绳肌腱在保留肌肉力量方面存在劣势，这可能是女性ACL易撕裂的危险因素之一[41]。两组间股四头肌强度有显著性差异(p0.05)，而自体QT移植物进行ACLR患者的H/Q比值更高，作者认为这可能是一种保护措施，可以预防术后第一年移植物再次撕裂。
后交叉韧带重建
由于其优良的生物力学性能和可靠、稳健的尺寸，QT也非常适合于PCL重建。Chen等报道了32例单束PCL重建的结果，其中32例均采用8cm长的自体QT移植物带20×10mm骨块，29例术后随访3年，在这29例患者中有24例(83%)只单纯进行了PCL重建，最后随访功能结果（平均Lysholm评分：90.17±9.71）和利用KT-0测量胫骨后向移位来评价残余的膝关节松弛结果均较满意（29例患者中有15例(86%)在5mm以下）。
并发症
获取QT可能存在并发症。已有多种供区并发症被报道，包括出血、血肿形成、大腿远端外观畸形和获取骨块的部位发生髌骨骨折[8,32]。尽管获取自体QT移植物时发生髌骨骨折非常罕见，但是却是一个非常棘手的并发症，例ACLR患者中有4例会发生（0.03%）[8]。然而，这一比例与另一项较大的包含名患者在内的BTB相关的骨折发生率(0.01%)相当[42]。尽管如此，如果获取QT时要取髌骨骨块，最好不要超过髌骨厚度的30%，而且不应该从髌骨的外侧面切取[43]。如果外科医生想要完全消除髌骨骨折的隐患，那么QT也可以仅取只有软组织的自体移植物（图1A）。
康复
ACL和PCL损伤和重建对股四头肌和腘绳肌的功能影响描述比较仔细，但是采用自体QT移植物进行ACL或PCL重建后最佳的康复治疗策略方面的数据相对比较缺乏。采用QT作为移植物进行前交叉韧带重建后残余股四头肌力量缺陷的程度有证据表明存在异质性[41,44]。上面列举的多个研究报告显示，采用QT进行前交叉韧带重建与采用BPTB或腘绳肌腱进行前交叉韧带重建的功能结果差不多，这意味着，为了达到可接受的临床效果，不需要根据这三种移植物的差别而改变术后的康复策略。此外，保留自体QT移植物所提供的膝关节屈曲强度，可能有助于维持股四头肌和腘绳肌力量间更恰当的动态平衡[41,45]。
作为ACL重建术后典型的康复方案，应将重点放在恢复股四头肌的力量上，包括在膝关节从屈曲90°至60°的保护性范围内进行开链运动，此限制了胫骨前向移位，同时仍允许股四头肌进行分离运动[46]。如果在康复期获取部位发生病变，可以采用类似于股四头肌肌腱病的方法。这将包括股直肌的优先伸展和股四头肌的全面加载负荷，以提高对负荷的耐受性。建议采用ACL重建后标准的康复方案，只有在测量机体客观表现指标之后，才能进入接下来的康复阶段[47,48]。类似的，采用自体QT后交叉韧带重建术后的康复方案与普遍接受的方案不应存在较大差异-术后前6周，应防止屈膝位胫骨后向移位并且术后12周开始抵抗腘绳肌的收缩力量。在这种情况下，使用动态支具（DF）(ReboundPCLbrace,?ssur,FoothillRanch,California,USA)保护重建的韧带具有特殊的作用。随着屈膝角度增加在胫骨近端后方施加前向应力，与类似的静态支具相比，更接近于原来的PCL上的载荷[49]。
结论
自体QT移植物在膝关节韧带重建中使用的复兴，得益于当代对相关解剖学的理解、获取技术的改进、移植物大小的可预测、未成熟骨骼的多态性、较少的供区病变等，最新出现的大量临床证据表明，虽然未能获得比使用其它自体移植物更好的临床疗效，但至少结果也是相当的。
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