引用本文： 王勇, 余泽平, 李箭, 李棋. 初次前交叉韧带重建术后发生对侧前交叉韧带损伤危险因素分析. 中国修复重建外科杂志, 2023, 37(5): 578-583. doi: 10.7507/1002-1892.202301045 复制
前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤是最常见的膝周韧带损伤，在美国每年约有12万例ACL损伤患者，其中约41%为非接触性ACL损伤[1] ，常因膝关节伸直位急停扭转所致[2]。近年来，随着国内全民健身运动的广泛开展，ACL损伤已引起学界广泛关注。研究发现，近年非同期双侧ACL损伤发生率由2%上升到15%，通常发生在初次ACL损伤后的1～4年内[3]。文献报道ACL损伤后因失去对胫骨迁移的限制，易导致膝关节不稳及活动受限，是加重膝关节骨关节炎进展的潜在风险，约50%以上患者在ACL损伤后10年内发生膝关节骨关节炎[4]。
ACL损伤是一个多因素事件，由内在及外在风险因素协同参与促进其发生、发展[5-6]。既往研究[7-10]认为初次ACL损伤的危险因素有性别、身体质量指数（body mass index，BMI）、关节松弛度、股骨髁间凹宽度指数、生物力学、运动方式和胫骨平台后倾角（posterior tibial slope，PTS）等，但对双侧ACL损伤影响因素研究相对较少。有学者提出对侧ACL损伤的危险因素可能与初次ACL损伤不完全相同[11]。本中心通过总结随访4～10年患者临床资料，对比分析初次ACL重建术后对侧ACL发生和未发生损伤患者的BMI、性别、年龄、PTS、Lachman试验分度，探究初次ACL重建术后发生对侧ACL损伤的危险因素，为预防对侧ACL损伤提供参考。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 年龄16～45岁，非接触性ACL损伤；② 接受初次ACL重建术时对侧膝关节完好；③ 随访4～10年，相关临床及膝关节影像学资料完整；④ 膝关节骨关节炎Kellgren-Lawrence分级≤1 级；⑤ 单纯ACL损伤，未合并其他韧带损伤及骨折。排除标准：① 有风湿及类风湿性关节炎、结核、化脓性关节炎等关节疾病史者；② 关节周围曾经发生骨折者；③ 骨骺未闭合者。
2012年1月—2018年9月，四川大学华西医院骨科运动医学中心共969例ACL损伤患者接受初次ACL重建术治疗，其中716例符合选择标准纳入研究。经4～10年（平均7.6年）随访，其中发生对侧ACL损伤65例（9.1%，损伤组），未发生对侧ACL损伤651例（90.9%，未损伤组）。 两组患者年龄、BMI、术前Lachman试验分度比较差异均无统计学意义（P>0.05）；但两组性别构成比差异有统计学意义（P<0.05），损伤组女性比例高于男性；损伤组术前PTS高于未损伤组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。
表1
两组患者基线资料比较
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 PTS测量方法
本研究PTS定义为外侧胫骨平台前后位向表面切线与胫骨轴线垂线之间的夹角[12]。采用Hashemi等描述的中点法[13]，在患者术前胫骨近端标准侧位X线片上，胫骨平台以远10 cm和15 cm处作连接胫骨前后皮质的横形线段，经过2条线段中点的直线为胫骨轴线，垂直于胫骨轴线的线段与胫骨外侧平台切线的夹角即为PTS（图1）。由3名中级以上职称放射科医师在电脑X线片图像上测量PTS，取均值。
图1
胫骨侧位X线片上采用中点法测量PTS
Figure1.
PTS was measured by midpoint method on lateral tibial X-ray film
1.3 统计学方法
采用SPSS26.0统计软件进行分析。计量资料采用Levene法及Shapiro-wilk法进行方差齐性检验及正态齐性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验；等级资料组间比较采用Mann-Whitney U检验。
以是否发生对侧ACL损伤结局为因变量，将患者临床资料 ［年龄、性别（女性=1，男性=0）、BMI、PTS、Lachman试验（1度阳性=1，2度阳性=2，3度阳性=3）］ 作为自变量，采用单因素COX回归分析预后影响因素；再以是否发生对侧ACL损伤结局为因变量，将患者单因素COX回归分析有差异的指标作为自变量，采用多因素COX回归分析影响预后的危险因素。采用Log-Rank（Mantel-Cox）检验，分析不同性别患者对侧ACL损伤的发生时间；采用X-tile软件对PTS截断值分析，采用Log-Rank（Mantel-Cox）检验分析不同PTS患者对侧ACL损伤的发生时间。检验水准α=0.05。
2 结果
单因素COX回归分析显示，性别、PTS是对侧ACL损伤的影响因素（P<0.05）；进一步行多因素COX回归分析显示，女性和PTS增大是对侧ACL损伤的危险因素（P<0.05）。初次ACL重建术后，女性比男性发生对侧ACL损伤的风险高1.31倍；患者PTS每增加1°，发生对侧ACL损伤的风险增加1.35倍。见表2、3。
表2
发生对侧ACL损伤的单因素COX回归分析
Table2.
Univariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
Log-Rank（Mantel-Cox）检验示，女性对侧ACL损伤发生 ［8.853（8.600，9.106）年］ 早于男性 ［9.661（9.503，9.819）年］，差异有统计学意义（χ2=20.323，P<0.001）。初次ACL重建患者中，女性对侧ACL的2年和4年生存率分别为96.1% ［95%CI（95.1%，97.2%）］ 和89.6% ［95%CI（87.9%，91.3%）］，男性分别为98.2% ［95%CI（97.5%，98.9%）］和95.5% ［95%CI（94.4%，96.6%）］。见图2。
图2
不同性别患者发生对侧ACL损伤的生存曲线
Figure2.
Survival curves of different genders for the prognosis of contralateral ACL injury
采用X-tile软件对PTS截断值分析发现，PTS对对侧ACL损伤发生的截断值为10.92°。经Log-Rank（Mantel-Cox）检验发现，PTS≥10.92° 的患者对侧ACL损伤发生时间为5.762（4.981，6.543）年，早于PTS<10.92° 者的9.751（9.650，9.853）年，差异有统计学意义（χ2=302.479，P<0.001）。初次ACL重建患者中，PTS≥10.92° 的患者对侧ACL的2年和4年生存率分别为84.9% ［95%CI（80.7%，91.1%）］ 和53.4% ［95%CI（45.6%，61.2%）］；PTS<10.92° 者对侧ACL的2年和4年的生存率分别为99.1% ［95%CI（98.7%，99.5%）］ 和97.4% ［95%CI（96.8%，98.7%）］。见图3。
图3
不同PTS患者发生对侧ACL损伤的生存曲线
Figure3.
Survival curve of different PTSs for the prognosis of contralateral ACL injury
表3
发生对侧ACL损伤的多因素COX回归分析
Table3.
Multivariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
3 讨论
ACL损伤是膝关节常见运动损伤。近年来，已有大量研究开展了关于初次ACL损伤危险因素的探索[14-16]。然而，对于初次ACL重建术后发生对侧ACL损伤的风险因素尚存在广泛争议。有研究表明，PTS在双侧与单侧ACL损伤组间差异无统计学意义，而在有与无ACL损伤组间差异有统计学意义，由此得出PTS不是发生对侧ACL损伤的危险因素[17]。但是，Grassi等[18]研究提出，在ACL重建术后2年内，胫骨内侧平台PTS>12° 的青少年发生对侧ACL损伤的风险明显增高。本研究选择从年龄、性别、BMI、PTS、Lachman试验分度方面探索初次ACL重建术后发生对侧ACL损伤的风险因素。
Grassi等[18]对94例ACL重建患者研究发现，对侧ACL损伤发生率为9%；Salmon等[19]研究报道成年患者ACL损伤后对侧ACL损伤发生率为11%。本研究结果显示，ACL重建术后对侧ACL损伤发生率为9.1%，与文献报道发生率相近。有研究显示年龄<18岁和BMI<25 kg/m2是ACL重建术后发生对侧ACL损伤的危险因素 [18，20]。然而，本研究中两组间年龄、BMI、Lachman试验分度差异无统计学意义（P>0.05）。因此，关于年龄、BMI与对侧ACL损伤的关系有待进一步研究。
Di Benedetto等[21]报道女性PTS值（11.8°）比男性（8.7°）大3.1°，PTS越大，ACL损伤风险越高。另外，女性性激素可能造成膝关节韧带和关节囊松弛[22]，由此引起的关节不稳是发生双侧ACL损伤的危险因素[23]。由于以上原因，单侧ACL重建术后，女性在运动中发生对侧ACL损伤风险高于男性。本研究结果显示，女性和PTS增大是预后发生对侧ACL损伤的危险因素，与文献报道结论一致。
PTS增大导致对侧ACL损伤可能与以下机制相关：首先，ACL损伤患者双膝PTS相似，当膝关节轴向受力时，PTS越大，对侧ACL受力越大，同时胫骨平台所受向前的剪切力也越大，导致ACL损伤风险越大[15，24-26]。其次， PTS越大，活动时胫骨平台向前位移也越大[27]，使得ACL受牵拉形变增大，损伤风险增加。最后，单侧ACL损伤后，患侧膝关节本体感受器减退、肌力减弱、神经肌肉适应性降低以及步态异常等，可导致对侧膝关节协调性不足[22]，加之PTS增大，进一步增加对侧ACL损伤风险。本研究结果亦显示，PTS增大是对侧ACL损伤的危险因素；PTS对对侧ACL损伤发生的截断值为10.92°，PTS≥10.92° 的患者发生对侧ACL损伤的时间短于PTS<10.92° 者。
本研究仍存在一些局限性。首先，本研究符合选择标准的病例数较少，但与其他研究相比，本研究仅纳入了非接触性ACL损伤患者，保证了各组统计效能。其次，本研究采用标准侧位膝关节X线片测量PTS，由于关节软骨不显影，所以测量的PTS值与患者真实值间存在差异。但其优势在于确保了负重状态下的胫骨解剖轴线，对PTS的评估仍具有较好的临床参考价值。最后，资料收集过程中，可能存在发生对侧ACL部分损伤患者未接受检查和治疗而未纳入对侧ACL损伤组的情况。 整体而言，本研究各组基线资料具有较好可比性，各组混杂因素较少；且进行了对侧ACL损伤的危险因素分析，仍具有一定临床指导价值。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 研究方案获四川大学华西医院生物医学伦理委员会审核［2016年审（99）号］；临床试验注册号：ChiCTR-OIC-16008306；患者均签署知情同意书，所有操作均参照相关指南进行
作者贡献声明 李箭、李棋：论文构思和设计，对文章的知识性内容作批评性审阅；余泽平：文章修改；王勇：资料收集和文章撰写
前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤是最常见的膝周韧带损伤，在美国每年约有12万例ACL损伤患者，其中约41%为非接触性ACL损伤[1] ，常因膝关节伸直位急停扭转所致[2]。近年来，随着国内全民健身运动的广泛开展，ACL损伤已引起学界广泛关注。研究发现，近年非同期双侧ACL损伤发生率由2%上升到15%，通常发生在初次ACL损伤后的1～4年内[3]。文献报道ACL损伤后因失去对胫骨迁移的限制，易导致膝关节不稳及活动受限，是加重膝关节骨关节炎进展的潜在风险，约50%以上患者在ACL损伤后10年内发生膝关节骨关节炎[4]。
ACL损伤是一个多因素事件，由内在及外在风险因素协同参与促进其发生、发展[5-6]。既往研究[7-10]认为初次ACL损伤的危险因素有性别、身体质量指数（body mass index，BMI）、关节松弛度、股骨髁间凹宽度指数、生物力学、运动方式和胫骨平台后倾角（posterior tibial slope，PTS）等，但对双侧ACL损伤影响因素研究相对较少。有学者提出对侧ACL损伤的危险因素可能与初次ACL损伤不完全相同[11]。本中心通过总结随访4～10年患者临床资料，对比分析初次ACL重建术后对侧ACL发生和未发生损伤患者的BMI、性别、年龄、PTS、Lachman试验分度，探究初次ACL重建术后发生对侧ACL损伤的危险因素，为预防对侧ACL损伤提供参考。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 年龄16～45岁，非接触性ACL损伤；② 接受初次ACL重建术时对侧膝关节完好；③ 随访4～10年，相关临床及膝关节影像学资料完整；④ 膝关节骨关节炎Kellgren-Lawrence分级≤1 级；⑤ 单纯ACL损伤，未合并其他韧带损伤及骨折。排除标准：① 有风湿及类风湿性关节炎、结核、化脓性关节炎等关节疾病史者；② 关节周围曾经发生骨折者；③ 骨骺未闭合者。
2012年1月—2018年9月，四川大学华西医院骨科运动医学中心共969例ACL损伤患者接受初次ACL重建术治疗，其中716例符合选择标准纳入研究。经4～10年（平均7.6年）随访，其中发生对侧ACL损伤65例（9.1%，损伤组），未发生对侧ACL损伤651例（90.9%，未损伤组）。 两组患者年龄、BMI、术前Lachman试验分度比较差异均无统计学意义（P>0.05）；但两组性别构成比差异有统计学意义（P<0.05），损伤组女性比例高于男性；损伤组术前PTS高于未损伤组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。
表1
两组患者基线资料比较
Table1.
Comparison of baseline data between the two groups
1.2 PTS测量方法
本研究PTS定义为外侧胫骨平台前后位向表面切线与胫骨轴线垂线之间的夹角[12]。采用Hashemi等描述的中点法[13]，在患者术前胫骨近端标准侧位X线片上，胫骨平台以远10 cm和15 cm处作连接胫骨前后皮质的横形线段，经过2条线段中点的直线为胫骨轴线，垂直于胫骨轴线的线段与胫骨外侧平台切线的夹角即为PTS（图1）。由3名中级以上职称放射科医师在电脑X线片图像上测量PTS，取均值。
图1
胫骨侧位X线片上采用中点法测量PTS
Figure1.
PTS was measured by midpoint method on lateral tibial X-ray film
1.3 统计学方法
采用SPSS26.0统计软件进行分析。计量资料采用Levene法及Shapiro-wilk法进行方差齐性检验及正态齐性检验，均符合正态分布，数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验；等级资料组间比较采用Mann-Whitney U检验。
以是否发生对侧ACL损伤结局为因变量，将患者临床资料 ［年龄、性别（女性=1，男性=0）、BMI、PTS、Lachman试验（1度阳性=1，2度阳性=2，3度阳性=3）］ 作为自变量，采用单因素COX回归分析预后影响因素；再以是否发生对侧ACL损伤结局为因变量，将患者单因素COX回归分析有差异的指标作为自变量，采用多因素COX回归分析影响预后的危险因素。采用Log-Rank（Mantel-Cox）检验，分析不同性别患者对侧ACL损伤的发生时间；采用X-tile软件对PTS截断值分析，采用Log-Rank（Mantel-Cox）检验分析不同PTS患者对侧ACL损伤的发生时间。检验水准α=0.05。
2 结果
单因素COX回归分析显示，性别、PTS是对侧ACL损伤的影响因素（P<0.05）；进一步行多因素COX回归分析显示，女性和PTS增大是对侧ACL损伤的危险因素（P<0.05）。初次ACL重建术后，女性比男性发生对侧ACL损伤的风险高1.31倍；患者PTS每增加1°，发生对侧ACL损伤的风险增加1.35倍。见表2、3。
表2
发生对侧ACL损伤的单因素COX回归分析
Table2.
Univariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
Log-Rank（Mantel-Cox）检验示，女性对侧ACL损伤发生 ［8.853（8.600，9.106）年］ 早于男性 ［9.661（9.503，9.819）年］，差异有统计学意义（χ2=20.323，P<0.001）。初次ACL重建患者中，女性对侧ACL的2年和4年生存率分别为96.1% ［95%CI（95.1%，97.2%）］ 和89.6% ［95%CI（87.9%，91.3%）］，男性分别为98.2% ［95%CI（97.5%，98.9%）］和95.5% ［95%CI（94.4%，96.6%）］。见图2。
图2
不同性别患者发生对侧ACL损伤的生存曲线
Figure2.
Survival curves of different genders for the prognosis of contralateral ACL injury
采用X-tile软件对PTS截断值分析发现，PTS对对侧ACL损伤发生的截断值为10.92°。经Log-Rank（Mantel-Cox）检验发现，PTS≥10.92° 的患者对侧ACL损伤发生时间为5.762（4.981，6.543）年，早于PTS<10.92° 者的9.751（9.650，9.853）年，差异有统计学意义（χ2=302.479，P<0.001）。初次ACL重建患者中，PTS≥10.92° 的患者对侧ACL的2年和4年生存率分别为84.9% ［95%CI（80.7%，91.1%）］ 和53.4% ［95%CI（45.6%，61.2%）］；PTS<10.92° 者对侧ACL的2年和4年的生存率分别为99.1% ［95%CI（98.7%，99.5%）］ 和97.4% ［95%CI（96.8%，98.7%）］。见图3。
图3
不同PTS患者发生对侧ACL损伤的生存曲线
Figure3.
Survival curve of different PTSs for the prognosis of contralateral ACL injury
表3
发生对侧ACL损伤的多因素COX回归分析
Table3.
Multivariate COX regression analysis of prognosis of contralateral ACL injury
3 讨论
ACL损伤是膝关节常见运动损伤。近年来，已有大量研究开展了关于初次ACL损伤危险因素的探索[14-16]。然而，对于初次ACL重建术后发生对侧ACL损伤的风险因素尚存在广泛争议。有研究表明，PTS在双侧与单侧ACL损伤组间差异无统计学意义，而在有与无ACL损伤组间差异有统计学意义，由此得出PTS不是发生对侧ACL损伤的危险因素[17]。但是，Grassi等[18]研究提出，在ACL重建术后2年内，胫骨内侧平台PTS>12° 的青少年发生对侧ACL损伤的风险明显增高。本研究选择从年龄、性别、BMI、PTS、Lachman试验分度方面探索初次ACL重建术后发生对侧ACL损伤的风险因素。
Grassi等[18]对94例ACL重建患者研究发现，对侧ACL损伤发生率为9%；Salmon等[19]研究报道成年患者ACL损伤后对侧ACL损伤发生率为11%。本研究结果显示，ACL重建术后对侧ACL损伤发生率为9.1%，与文献报道发生率相近。有研究显示年龄<18岁和BMI<25 kg/m2是ACL重建术后发生对侧ACL损伤的危险因素 [18，20]。然而，本研究中两组间年龄、BMI、Lachman试验分度差异无统计学意义（P>0.05）。因此，关于年龄、BMI与对侧ACL损伤的关系有待进一步研究。
Di Benedetto等[21]报道女性PTS值（11.8°）比男性（8.7°）大3.1°，PTS越大，ACL损伤风险越高。另外，女性性激素可能造成膝关节韧带和关节囊松弛[22]，由此引起的关节不稳是发生双侧ACL损伤的危险因素[23]。由于以上原因，单侧ACL重建术后，女性在运动中发生对侧ACL损伤风险高于男性。本研究结果显示，女性和PTS增大是预后发生对侧ACL损伤的危险因素，与文献报道结论一致。
PTS增大导致对侧ACL损伤可能与以下机制相关：首先，ACL损伤患者双膝PTS相似，当膝关节轴向受力时，PTS越大，对侧ACL受力越大，同时胫骨平台所受向前的剪切力也越大，导致ACL损伤风险越大[15，24-26]。其次， PTS越大，活动时胫骨平台向前位移也越大[27]，使得ACL受牵拉形变增大，损伤风险增加。最后，单侧ACL损伤后，患侧膝关节本体感受器减退、肌力减弱、神经肌肉适应性降低以及步态异常等，可导致对侧膝关节协调性不足[22]，加之PTS增大，进一步增加对侧ACL损伤风险。本研究结果亦显示，PTS增大是对侧ACL损伤的危险因素；PTS对对侧ACL损伤发生的截断值为10.92°，PTS≥10.92° 的患者发生对侧ACL损伤的时间短于PTS<10.92° 者。
本研究仍存在一些局限性。首先，本研究符合选择标准的病例数较少，但与其他研究相比，本研究仅纳入了非接触性ACL损伤患者，保证了各组统计效能。其次，本研究采用标准侧位膝关节X线片测量PTS，由于关节软骨不显影，所以测量的PTS值与患者真实值间存在差异。但其优势在于确保了负重状态下的胫骨解剖轴线，对PTS的评估仍具有较好的临床参考价值。最后，资料收集过程中，可能存在发生对侧ACL部分损伤患者未接受检查和治疗而未纳入对侧ACL损伤组的情况。 整体而言，本研究各组基线资料具有较好可比性，各组混杂因素较少；且进行了对侧ACL损伤的危险因素分析，仍具有一定临床指导价值。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 研究方案获四川大学华西医院生物医学伦理委员会审核［2016年审（99）号］；临床试验注册号：ChiCTR-OIC-16008306；患者均签署知情同意书，所有操作均参照相关指南进行
作者贡献声明 李箭、李棋：论文构思和设计，对文章的知识性内容作批评性审阅；余泽平：文章修改；王勇：资料收集和文章撰写
