《The Knee》：Transphyseal anterior cruciate ligament reconstruction in skeletally immature patients: Quantification of physeal damage using a three-dimensional simulation model study
编辑推荐：
解剖学跨生长板ACL重建中隧道直径和方向对儿童生长板损伤的影响研究，通过3D MRI模型模拟不同直径（7-10mm）和方向（水平、垂直、前内侧）隧道发现，最大股骨远端生长板损伤（14.6±3.9%）出现在水平隧道和10mm钻头，而垂直隧道（>45°）和前内侧入路可减少损伤至7%以下，胫骨近端生长板损伤最高5.5±2.4%。研究证实隧道直径和方向显著影响生长板损伤，且损伤程度与年龄、性别相关。
托马斯·费尔南德斯-康帕里尼（Tomas Fernandez-Comparini）| 玛丽亚·图卡（Maria Tuca）| 弗朗西斯科·费尔南德斯·施莱因（Francisco Fernández Schlein）| 巴勃罗·贝萨（Pablo Besa）| 玛丽亚·赫苏斯·利拉（Maria Jesús Lira）| 卡塔利娜·维达尔（Catalina Vidal）| 塞巴斯蒂安·伊拉拉萨瓦尔（Sebastián Irarrázaval）
智利天主教大学骨科外科，圣地亚哥，智利
摘要
目的
本研究探讨了隧道方向和直径在经骨骺前交叉韧带（ACL）重建过程中对骨骺损伤的影响。研究重点关注股骨远端骨骺（DFP）和胫骨近端骨骺（PTP），使用的是基于骨骼未成熟患者磁共振成像（MRI）数据制作的三维（3D）模型。
方法
选取10–17岁患者的MRI扫描数据，将其分割成股骨远端、胫骨近端及其相应骨骺的3D模型。使用7毫米、8毫米、9毫米和10毫米的钻头模拟全长度ACL隧道，覆盖所有可能的角度。骨骺损伤以生长板总体积的百分比进行量化，并根据隧道直径、方向、患者年龄和性别进行分析。统计分析的显著性标准为P<0.05。
结果
当使用水平隧道和10毫米钻头时，股骨远端骨骺的最大损伤率为14.6%±3.9%，男性患者的损伤程度显著更高。使用垂直隧道（头向角度大于45°）和前内侧（AM）入路方向时，股骨远端骨骺的损伤率低于7%。对于胫骨近端骨骺，最大损伤率为5.5%±2.4%，损伤率存在统计学上的差异，但与性别无关。
结论
隧道方向和直径显著影响儿童ACL重建过程中的骨骺损伤。垂直隧道和前内侧钻孔方向可减少生长板损伤，支持将其用于手术规划，以降低长期生长障碍的风险。
引言
近年来，儿童运动相关损伤的发生率显著增加，这主要是由于参与运动的增加、竞争和训练水平的提高以及诊断意识的提升[1]。在这些损伤中，前交叉韧带（ACL）撕裂在骨骼未成熟的患者中曾被认为较为罕见，直到20世纪80年代初[2]。此后，儿童ACL损伤和重建的病例数大幅上升，报告的发病率高达每10万人中有50.9例[[3]，[4]，[5]]。1997–2017年期间的一项大型数据库研究表明，儿童和青少年ACL重建的病例数增加了29倍[6]。
系统评价和荟萃分析表明，对于骨骼未成熟的完全ACL撕裂患者，应优先考虑手术稳定治疗[7,8]。延迟ACL重建可能导致反复不稳定或病理性松弛，进而引发软骨和半月板病变以及骨关节炎；此外，还可能影响临床结果，使患者无法恢复到之前的活动水平[4]，[7]，[8]，[9]]。因此，人们对这些损伤的早期手术稳定越来越感兴趣[3]，[4]，[6]，[9]，[10]。
手术方法可分为部分经骨骺重建、经骨骺重建和保留骨骺的重建（包括骨骺外和全骨骺重建）。目前尚无一种方法在再撕裂率或生长障碍方面被明确证明优于其他方法，因此关于最佳技术的讨论仍在继续[4]，[9]，[11]，[12]，[13]]。在这些方法中，经骨骺重建仍是儿童ACL重建中最常用的方法，也有最充分的证据支持[11]。该方法需要在股骨和胫骨上制作穿过骨骺的骨隧道；然而，必须遵循某些手术原则以最小化骨骺损伤和生长障碍的风险[9]，[14]。
这些原则包括：制作直径较小的隧道；避免穿过骨骺边缘和软骨环；确保隧道钻孔尽可能居中且垂直（同时保持隧道入口的解剖学正确位置）；避免使用硬件、植入物或骨块穿过骨骺。实施这些原则旨在减少经骨骺隧道造成的骨骺损伤，因为实验研究表明，股骨生长板横截面积减少7%是一个具有临床意义的阈值[15]，[16]。
关于哪种隧道方向能最大程度地减少股骨远端骨骺（DFP）和胫骨近端骨骺（PTP）的损伤，目前仍存在争议。关于经骨骺技术造成的骨骺损伤程度及其随隧道方向变化的了解仍然有限[[17]，[18]，[19]，[20]，[21]，[22]]。
本研究的目的是在三维（3D）模型中描述和量化不同隧道方向对DFP和PTP损伤的影响，评估其与年龄、性别和隧道直径的关系。我们假设不同钻头尺寸和隧道方向会导致骨骺损伤的显著差异。
材料与方法
本研究已获得智利天主教大学机构审查委员会的批准（IRB编号170906002）。
结果
随机选取了80名符合初步纳入标准的患者。其中52个膝关节的股骨生长板未闭合，43个膝关节的胫骨生长板也未闭合。两组患者的膝关节年龄存在统计学上的显著差异，女性的膝关节年龄更年轻（表1），而男性的骨骺体积显著更大（P=0.014）。
讨论
本研究的目的是在三维（3D）模型中描述和量化不同隧道方向对DFP和PTP损伤的影响。最重要的发现是，隧道方向和直径显著影响骨骺损伤。研究发现，使用较宽且不那么垂直的隧道时，DFP的损伤最大，这种情况应尽量避免。此外，
结论
这项3D模拟研究表明，在ACL解剖学重建过程中，使用较宽且不那么垂直的隧道时，DFP和PTP的损伤最大。DFP的损伤随隧道直径每增加1毫米而显著增加。在前内侧方向钻孔或使用更垂直的隧道（头向角度大于45°）时，股骨生长板的损伤率低于7%。
伦理声明
本研究已获得智利天主教大学机构审查委员会的批准（IRB编号170906002）。
作者贡献声明
托马斯·费尔南德斯-康帕里尼（Tomas Fernandez-Comparini）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、软件使用、方法论设计、研究实施、数据分析、概念构思。玛丽亚·图卡（Maria Tuca）：撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、验证、方法论设计、研究实施、概念构思。弗朗西斯科·费尔南德斯·施莱因（Francisco Fernández Schlein）：撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、验证、研究监督、方法论设计、概念构思。巴勃罗·贝萨（Pablo Besa）：撰写 – 审稿与编辑
资金
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢费尔南多·马丁（Fernando Martin）、安塞尔莫·阿莱格里亚（Anselmo Alegría）、马蒂亚斯·罗哈斯（Matías Rojas）和何塞·托马斯·奥萨（Jorge López）在图像分割方面的贡献。
