半腱肌腱联合股薄肌腱采集对前交叉韧带重建术后股薄肌体积恢复的持续损害及对邻近大腿肌肉组织的潜在不良影响：DOSTAR随机对照试验亚组患者的MRI结局

《KNEE SURGERY, SPORTS TRAUMATOLOGY, ARTHROSCOPY》：Gracilis tendon harvest for ACL reconstruction impairs gracilis muscle volume recovery and may adversely affect adjacent thigh musculature. MRI-based outcomes from a subgroup of patients enroled in the DOSTAR randomized controlled trial

　　

目的：磁共振成像（MRI）分割可精确计算肌肉体积。双或单肌腱前交叉韧带重建（DOSTAR）研究是一项前瞻性随机对照试验，旨在比较前交叉韧带重建（ACLR）中使用带可调节纽扣胫骨固定的半腱肌腱（ST）移植物与使用带螺钉胫骨固定的半腱肌腱联合股薄肌腱（STG）移植物的疗效。本研究旨在探讨上述治疗组间术后6个月和12个月大腿肌肉体积的差异。方法：患者经随机分组后接受ACLR，使用ST或STG移植物构建。术后6个月和12个月完成双侧大腿MRI检查。在两个时间点分别测量两组患者双侧大腿的肌肉体积。结果：共38例患者在6个月和12个月时接受MRI扫描。STG组与ST组相比，股薄肌的间期体积变化存在显著差异（?1.6 cm³ ± 4.6 vs. +2.8 cm³ ± 6.8，p = 0.026）。STG组中35%（7/20）的病例出现间期股薄肌肥大，ST组为67%（12/18）（p = 0.103）。长收肌（AddL）在STG组与ST组之间的间期体积变化也表现出显著差异（?2.4 cm³ ± 12.0 vs. +11.1 cm³ ± 21.2，p = 0.020）。STG组中30%（6/20）的病例出现AddL肥大，ST组为72%（13/18）（p = 0.022）。其余所有肌肉的恢复在组间均未观察到显著差异。线性回归分析显示股薄肌与AddL体积的间期变化之间存在显著正相关关系（p < 0.001）。结论：本研究提供了MRI证据，表明股薄肌腱采集与股薄肌恢复的持续损害相关，并可能对AddL产生不良影响。这进一步丰富了支持在腘绳肌腱ACLR中使用ST联合可调节纽扣移植物构建的证据体系。证据等级：II级，前瞻性双盲随机对照试验的亚组分析。

研究背景：前交叉韧带（ACL）重建术（ACLR）传统上采用腘绳肌腱自体移植，需采集同侧半腱肌腱和股薄肌腱（STG）。随着手术技术的进步，现已可利用半腱肌腱（ST）单独构建足够长度和直径的移植物并配合可调节纽扣固定，从而保留股薄肌腱。ACLR术后大腿肌肉萎缩的成因是多因素的，涉及神经肌肉控制系统的破坏等多种机制，且不同自体移植物选择可能对肌肉恢复产生不同影响。此前研究已通过不同方法学证明了不同移植物对大腿肌肉恢复的差异，例如保留股薄肌腱可使腘绳肌腱ACLR术后6个月膝关节屈肌峰值力量肢体对称指数（LSI）显著提高。传统MRI分割需逐层手动选择肌肉面积，而人工智能（AI）辅助分割技术的出现使半自动肌肉体积分割成为可能。然而，研究人员未能检索到任何文献定义双肌腱与单肌腱腘绳肌腱采集后腘绳肌体积差异。因此，本研究旨在比较使用双肌腱STG移植物联合螺钉胫骨固定与单肌腱ST移植物联合可调节纽扣胫骨固定的ACLR患者术后6个月和12个月的双侧大腿肌肉体积。研究假设STG组将表现出更大的股薄肌体积不对称性及更少的股薄肌体积恢复，而其余大腿肌肉组的恢复在组间无差异。

研究人员开展了什么研究及结论：本研究为DOSTAR随机对照试验（RCT）的MRI亚组研究，共纳入38例完成6个月和12个月MRI扫描的患者。研究发现，股薄肌腱采集导致术后6至12个月股薄肌体积恢复的持续损害，而保留股薄肌腱则与同期肌肉体积的持续恢复相关。此外，一个新发现是股薄肌腱采集时AddL的恢复也受到不良影响。这些发现进一步支持在腘绳肌腱ACLR中使用单肌腱ST联合可调节纽扣移植物构建。

关键技术方法（不超过250字）：本研究为前瞻性双盲RCT的亚组分析，患者来源于DOSTAR随机对照试验（ANZCTR注册号ACTRN12620000927921），于2021年10月至2023年5月入组49例，最终38例完成6个月和12个月随访。采用Siemens MAGNETOM 1.5 T MRI系统及32通道脊柱线圈行双侧大腿高分辨率冠状三维T1 SPACE序列扫描（层厚0.9 mm，各向同性体素0.9×0.9×0.9 mm³）。MRI DICOM文件导入ITK-SNAP软件，利用其深度学习服务器（nnInteractive）进行AI辅助三维分割，随后手动确认，构建三维模型并计算肌肉体积。分割肌肉包括股薄肌、半腱肌（SemiT）、半膜肌（SemiM）、股二头肌（Biceps）、大收肌（AddM）、长收肌（AddL）、缝匠肌和股四头肌（Quads）。由第一作者（P.D.）间隔6个月重复测量以确定观察者内信度，由一名共同作者（C.B.）重复测量以确定观察者间信度，C.B.对研究分组不知情。统计分析采用Mann–Whitney U检验、Wilcoxon符号秩检验、Fisher精确检验及线性回归分析。

研究结果：

人口统计学：131例母研究患者中49例同意纳入MRI亚组，最终38例完成两个时间点MRI扫描并纳入分析。STG组20例，ST组18例。两组在年龄、性别、身高、体重、BMI、手术肢体、受伤至手术时间、移植物直径、肌腱固定术比例、半月板修复比例及损伤机制方面均无显著差异。

MRI结局：肌肉体积测量显示观察者间信度ICC = 0.9975（95% CI：0.997–0.998），观察者内信度ICC = 0.998（95% CI：0.998–0.999），均为"优秀"。各肌肉观察者间信度均为"优秀"（股薄肌ICC = 0.989，SemiT = 0.964，SemiM = 0.958，AddM = 0.934，Biceps = 0.960，AddL = 0.963，缝匠肌 = 0.965，Quads = 0.983）。股薄肌腱采集后，STG组剩余肌肉体积平均增长显著低于未采集组（平均变化为负值，提示萎缩）（?1.6 cm³ ± 4.6 vs. +2.8 cm³ ± 6.8，p = 0.026，d = 0.75，95% CI [?1.4, ?0.1]）。STG组股薄肌肥大发生率为35%（7/20），ST组为67%（12/18）（p = 0.103）。AddL在STG组同样表现出显著较少的增长（负值提示萎缩）（?2.4 cm³ ± 12.0 vs. +11.1 cm³ ± 21.2，p = 0.020，d = ?0.79，95% CI [?1.5, ?0.1]）。STG组AddL肥大发生率为30%（6/20），ST组为72%（13/18）（p = 0.022）。其余肌肉的组间增长无显著差异。线性回归分析显示股薄肌与AddL体积间期变化之间存在显著正相关关系（R² = 0.377，p < 0.001）。肌肉体积对称性方面，在两个时间点均显示组间差异的唯一肌肉为股薄肌（6个月，p < 0.001，d = ?1.96，95% CI [?2.75, ?1.18]；12个月，p < 0.001，d = ?2.14，95% CI [?2.96, ?1.32]）。Biceps对称性在6个月时组间差异显著（p = 0.009，d = 0.90，95% CI [0.23, 1.57]），但12个月时无显著差异（p = 0.304）。AddL肌肉体积对称性在6个月时无组间差异（p = 0.491），但在12个月时观察到显著差异（p = 0.002，d = ?1.07，95% CI [?1.76, ?0.39]）。

讨论部分总结：本研究最重要的发现是股薄肌腱采集导致术后6至12个月股薄肌体积恢复的持续损害，而保留股薄肌腱则与同期肌肉体积的持续恢复相关。此外，新发现AddL的恢复在股薄肌腱采集时也受到不良影响。STG组患者在6个月和12个月时均表现出持续的股薄肌不对称，12个月时手术侧股薄肌体积平均约为对侧的70%；而ST组在整个研究期间维持接近对称的股薄肌体积。纵向分析显示，大多数患者出现股薄肌萎缩，而保留肌腱时则出现适度肥大。值得注意的是，35%的患者在肌腱采集后仍表现出股薄肌肥大，既往系统综述报道股薄肌腱采集后42.7%的病例可能发生肌腱再生，这可能是 contributing因素之一，但本研究未评估该因素。ST恢复在组间无显著差异，两组在6个月和12个月时均表现出ST肌肉体积的显著不对称，最终肌肉体积约为非手术侧的70%。两组男性和女性患者在6个月时股四头肌不对称均显著，但组间无差异；6至12个月间股四头肌体积显著肥大，因此12个月时股四头肌对称性未显示显著组间差异。这些发现支持研究人员此前发表的DOSTAR主RCT结果，该研究显示ST组和STG组在6个月时伸肌对称性约为70%，ST组膝关节屈肌对称性（86.6%）高于STG组（77.1%）。本研究的新发现是STG组AddL肌肉体积受损。接受股薄肌腱采集的患者在6至12个月间表现出持续的AddL萎缩，而ST组则表现出间期肥大并恢复对称性。回归分析显示该期间股薄肌和AddL肌肉体积变化之间存在相关性。虽然此前未描述过这种关系，但早期研究报道腘绳肌腱ACLR术后高达43%的病例存在髋内收肌力量缺陷。然而另一项研究报道了矛盾的发现，即腘绳肌腱ACLR术后5年随访时手术侧"内收肌"体积增加，可能提示代偿性肥大，但作者未单独指定AddL体积，因为内收肌群被合并分析。股薄肌采集可能导致AddL功能障碍的几个潜在原因包括：股薄肌采集可能导致局部肌肉损伤、术后瘢痕导致邻近AddL粘连，或与AddL共享的闭孔神经分支受到牵拉相关损伤；或者股薄肌缺失可能改变髋内收肌生物力学并增加邻近肌肉组织的代偿性负荷。这些机制属于推测性，需要进一步研究结合更详细的股薄肌和AddL肌肉功能测试，可包括肌电图、内收肌力量测量和更长随访时间的组合。本研究利用现代AI辅助分割技术对腘绳肌腱ACLR术后大腿肌肉组织进行了全面评估，优秀的观察者内信度和良好的观察者间信度支持该方法的可重复性。既往手动MRI分割大腿肌肉的系数为0.87，低于本研究发现，提示AI辅助技术可能更准确且更省时。AI辅助技术在测量大腿肌肉体积方面已显示出非常高的ICC值（>0.98）。这些发现的临床意义仍有待DOSTAR队列未来评估。持续的股薄肌和AddL萎缩可能导致髋膝关节稳定性受损，潜在地增加再损伤风险或影响未来运动表现。这些发现进一步支持在可获得足够移植物直径时使用单肌腱ST联合可调节纽扣ACL移植物构建。本研究存在若干局限性：作为RCT的亚组分析，研究未专门针对MRI肌肉体积结局进行功效计算；样本量相对较小增加了小间组差异的II类错误风险；研究包含大量统计检验，增加了I类错误风险；未进行术前大腿MRI，因此无法定义术前大腿肌肉体积对称性基线；术后初期康复未标准化或记录，物理治疗方案的变异性可能影响肌肉恢复模式；肌肉体积不一定直接与肌肉力量或功能相关，未进行髋内收力量的正式测力评估；随访时间延长至12个月，观察到的缺陷是否长期持续或最终正常化仍不清楚；两组间胫骨固定方法不同，胫骨固定方法可能影响临床结局和后续肌肉体积；虽然AI辅助分割提高了效率，但仍需一定程度的手动校正，尽管信度测量优秀，仍引入潜在的观察者依赖性变异。

研究结论翻译：这项双盲DOSTAR随机对照试验的亚队列提供了纵向MRI证据，表明ACLR中股薄肌腱采集与股薄肌恢复的持续损害相关，并可能进一步不良影响邻近大腿内侧肌肉的恢复，尤其是AddL。保留股薄肌腱可最大限度地减少大腿内侧供区并发症，同时维持其他大腿肌肉组的可比恢复。这些新发现进一步丰富了支持单肌腱ST联合可调节纽扣移植物构建用于腘绳肌腱ACLR的证据体系。