使用承重立式多探测器CT对解剖学双束前交叉韧带（ACL）重建过程中壁面撞击及移植物弯曲情况进行的三维模拟

《The Knee》：Three-dimensional simulation of wall impingement and graft bending in anatomical double-bundle ACL reconstruction using weight-bearing upright multi-detector CT

本研究通过站立位多排螺旋CT（MDCT）评估前交叉韧带重建（ACLR）中移植物嵌入和弯曲角度（GBA），发现传统前内侧束（AMB）在站立位时高达81.4%的嵌入率，而优化定位的修改AMB嵌入率显著降低至16.2%（6mm直径）。同时，修改后的AMB GBA明显小于传统AMB，且与螺旋转动（SHM）无显著相关性。研究提示传统双束重建可能因SHM导致生物力学挑战，建议优化单束重建的隧道定位。

　　在现代医学领域，前交叉韧带（Anterior Cruciate Ligament, ACL）重建手术是治疗ACL损伤的标准方法之一。然而，尽管这一手术在临床中广泛应用，其长期效果和术后并发症仍然是研究的重点。本文的研究聚焦于ACL重建手术中一个重要的技术细节——骨隧道位置的优化。研究团队通过使用立位多排CT（Multi-Detector CT, MDCT）技术，分析了传统与改良骨隧道位置在站立状态下对移植物撞击（Graft-notch impingement）和移植物弯曲角度（Graft Bending Angle, GBA）的影响。这项研究的目的是为ACL重建手术提供更精确的骨隧道定位方案，从而降低术后并发症的发生率，改善移植物的愈合环境。

在ACL重建手术中，通常采用双束技术来更全面地恢复膝关节的原生运动功能。双束ACL重建包括前内侧束（Anteromedial Bundle, AMB）和后外侧束（Posterolateral Bundle, PLB）。然而，一些研究指出，双束ACL重建在某些情况下可能无法显著改善临床评分或膝关节运动学表现。这可能与骨隧道的位置设计和移植物在不同体位下的力学行为有关。因此，理解移植物在站立状态下受到的力学影响，对于优化手术方案具有重要意义。

移植物撞击和弯曲角度是影响ACL重建术后效果的两个关键因素。移植物撞击是指移植物在膝关节运动过程中与髁间窝发生接触，可能导致移植物磨损、断裂或愈合不良。而移植物弯曲角度则反映了移植物在骨隧道入口处的弯曲程度，过大的弯曲角度可能增加局部压力，进而影响移植物的长期稳定性。传统的ACL重建研究多基于平躺位的CT或MRI影像，但这些影像可能无法准确反映膝关节在日常活动或运动状态下的真实力学环境。因此，研究团队选择使用立位MDCT技术，以更贴近生理状态的方式评估这些参数。

在本研究中，研究人员对23名健康志愿者的43个膝关节进行了立位MDCT扫描，使用了320排探测器CT设备。通过三维建模技术，研究人员定义了传统和改良的骨隧道位置，并评估了在不同移植物直径（6 mm、8 mm、10 mm）下，移植物撞击率和弯曲角度的变化。结果显示，传统前内侧束在站立状态下，其撞击率高达81.4%，而后外侧束的撞击率仅为0.7%。这一结果表明，传统前内侧束在站立状态下更容易发生撞击，而后外侧束则相对稳定。通过改良前内侧束的骨隧道位置，研究人员发现撞击率显著下降，分别为16.2%（6 mm直径）和32.6%（10 mm直径），与传统前内侧束相比分别降低了74.6%和59.6%。这说明，改良后的骨隧道位置在一定程度上可以缓解站立状态下移植物的撞击风险。

此外，研究人员还评估了移植物弯曲角度的变化。结果显示，传统前内侧束的弯曲角度显著大于改良前内侧束。这一现象可能与站立状态下发生的“螺旋内收运动”（Screw-Home Movement, SHM）有关。SHM是指在负重状态下，胫骨相对于股骨的外旋运动，这种运动在膝关节功能活动中非常重要。传统前内侧束的骨隧道位置在站立状态下容易受到SHM的影响，导致移植物弯曲角度更加尖锐。而改良后的前内侧束通过调整骨隧道的位置，使其在站立状态下更少受到SHM的影响，从而改善了移植物的弯曲角度。

研究团队还对移植物弯曲角度与SHM之间的关系进行了分析。结果显示，传统前内侧束的弯曲角度与SHM存在显著正相关，而改良前内侧束则没有这种相关性。这进一步支持了改良骨隧道位置可以有效减少站立状态下移植物受到的力学影响，从而降低术后并发症的风险。同时，研究人员指出，改良前内侧束的位置设计需要结合移植物直径进行优化，因为不同直径的移植物在站立状态下的表现可能有所不同。

尽管本研究提供了重要的临床数据，但仍然存在一些局限性。首先，研究对象仅限于日本人群，而不同人种的骨形态可能存在差异，因此研究结果可能不适用于所有人群。其次，本研究并未进行实际的ACL重建手术，而是通过三维建模技术进行模拟，这可能影响结果的临床转化能力。此外，由于研究样本量较小，未来需要更大规模的研究来验证这些发现的普遍性。最后，研究团队指出，未来的研究可以结合动态建模或运动分析技术，以更全面地评估移植物长度模式与弯曲角度之间的关系，从而进一步优化手术方案。

总的来说，本研究为ACL重建手术提供了新的视角。通过立位MDCT技术，研究人员能够更真实地模拟膝关节在站立状态下的力学行为，揭示了传统骨隧道位置在站立状态下可能导致的高撞击率和较大的弯曲角度。这些发现不仅有助于理解ACL重建术后并发症的机制，也为优化骨隧道位置提供了科学依据。改良前内侧束的骨隧道位置在一定程度上可以降低撞击风险，改善移植物的弯曲角度，从而为患者提供更安全、更稳定的术后恢复环境。未来，随着技术的进步和研究的深入，这些改良方案有望在临床中得到更广泛的应用，进一步提高ACL重建手术的成功率和长期效果。