滑车沟加深成形术联合内侧髌股韧带重建与术后MRI测量Caton–Deschamps指数降低相关

《Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery》：Trochleoplasty combined with MPFL reconstruction is associated with a postoperative reduction in the measured Caton–Deschamps index

　　

目的：探究滑车沟加深成形术（TP）联合内侧髌股韧带重建（MPFLR）术后中远期随访中MRI测量的Caton–Deschamps指数（CDI）的变化，并比较单束股四头肌腱移植物（QTG）与双束腘绳肌腱移植物（HTG）重建之间的上述变化。材料与方法：回顾性分析17例接受TP联合MPFLR的患者。由三名独立观察者在矢状位磁共振图像上采用CDI评估术前及术后髌骨高度。采用配对t检验比较术前与术后CDI值。采用独立样本t检验比较单束QTG（n=9）与双束HTG（n=8）重建之间的CDI变化。采用组内相关系数（ICC）评估观察者间信度。结果：平均CDI从术前1.06 ± 0.13显著降至术后0.95 ± 0.15（Δ = ?0.10 ± 0.07；P < 0.001）。两个亚组均观察到术后CDI显著降低（QTG：P = 0.002；HTG：P = 0.004），组间CDI变化无显著差异（P = 0.77）。观察者间信度在单次测量中为良好，在三名观察者平均值测量中为优秀。结论：滑车沟加深成形术联合MPFL重建与中远期随访中MRI测量的CDI显著术后降低相关，平均降低?0.10。本研究无法确定该发现是否反映真实的解剖学髌骨远端化。

**研究背景**

髌股关节不稳患者常合并多种解剖学危险因素，其中滑车发育不良与高位髌骨最为突出，二者均被认为显著促进复发性髌骨脱位及不稳症状的发生。滑车沟加深成形术（trochleoplasty，TP）是治疗高级别滑车发育不良的成熟手术技术，可联合胫骨结节远端化截骨术用于确诊高位髌骨的患者。既往文献报道提示，内侧髌股韧带重建（medial patellofemoral ligament reconstruction，MPFLR）和/或TP可能导致非预期的术后髌骨远端化，其机制尚不明确，但髌下（Hoffa）脂肪垫术后瘢痕形成已被提出作为膝关节镜及其他手术后的一种潜在 contributing 因素。髌骨高度的变化主要在单纯MPFLR术后进行了研究，结果存在矛盾，从无相关变化至显著降低均有报道。不同MPFLR技术——如单束与双束重建——或移植物选择（股四头肌腱移植物与游离肌腱移植物如腘绳肌腱）是否对髌骨高度产生差异化影响，目前亦不明确。在计划联合胫骨结节远端化截骨术时，应仔细考虑TP联合MPFLR术后潜在的髌骨远端化。既往研究报道了单纯MPFL重建术后髌骨高度指数的术后降低，而较新的证据提示TP联合MPFL重建术后短期CDI降低。然而，关于MRI测量的CDI变化是否在中远期随访中持续存在，证据仍然有限。因此，本研究旨在评估TP联合MPFL重建术后中远期随访中MRI测量的CDI变化，并由三名观察者独立评估。第一项研究假设为TP联合MPFLR术后髌骨高度将显著降低；第二项假设为单束股四头肌腱重建与双束腘绳肌腱重建患者之间术后髌骨高度降低无显著差异。

**研究方法**

本研究为回顾性研究，纳入2011年至2024年间在一家三级学术骨科转诊中心接受TP联合MPFLR（使用腘绳肌腱或股四头肌腱移植物）的17例患者。纳入标准为：严重滑车发育不良接受TP联合MPFLR且具备术前和术后膝关节MRI资料（最低随访期1年）。排除标准为：合并胫骨结节截骨术、影像资料不完整以及磁共振伪影妨碍准确测量。根据MPFLR所用肌腱移植物类型将患者分为两组：单束MPFLR使用股四头肌腱移植物（QTG组，n=9）；双束MPFLR使用腘绳肌腱移植物（HTG组，n=8）。由于在本队列中移植物类型与重建技术内在关联，该比较代表两种手术构建（单束股四头肌腱重建与双束腘绳肌腱重建）之间的比较，而非移植物类型的孤立比较。单束带蒂QTG与双束HTG重建之间的选择基于术者偏好和个体化临床决策，并非由滑车发育不良严重程度或术前CDI决定。所有患者均接受依据Bereiter技术的标准化滑车沟加深成形术联合MPFL重建。根据所用手术技术，MPFL重建以单束重建（使用带蒂股四头肌腱移植物）或双束重建（使用腘绳肌腱移植物）方式实施。两种技术的股骨移植物固定均采用界面螺钉。移植物固定在膝关节约30°屈曲、髌骨居中于滑车沟内时进行。所有术者均为同一专业髌股手术团队成员，遵循标准化手术方案。滑车成形术和MPFL重建的手术原则在整个研究期间保持一致。MRI图像采用1.5-Tesla MRI扫描仪（Magnetom Sola，Siemens，德国）获取。分析术前和术后真实矢状位T2加权脂肪抑制序列，层厚3 mm。采用两层面技术测定CDI以评估髌骨高度。首先，在显示髌骨最大长度的矢状位MRI层面上测量髌骨关节面长度。然后将该测量值转移至显示前交叉韧带的层面上，测量髌骨下极至胫骨平台前缘的距离。测量由三名观察者（CC、PN、RM）独立完成，均为具有肌肉骨骼影像经验的骨科手术专家。观察者对MRI检查的术前或术后状态及患者临床信息设盲。每名观察者分别测量CDI，每位患者获得三个术前值和三个术后值。术后MRI在术后平均6.3 ± 3.8年（范围1.3–12.0年）获取。由于回顾性研究设计，无标准化术后MRI时间点。MRI采集时的膝关节屈曲角度在所有患者的矢状位图像上进行了回顾性测量，术前与术后分别为5.7° ± 7.9°与6.3° ± 6.2°。除CDI测量外，术前MRI检查还回顾性评估了胫骨结节–滑车沟（TT–TG）距离、胫骨结节–后交叉韧带（TT–PCL）距离、依据Dejour分型的滑车发育不良以及髌腱长度。髌腱长度在17例患者中的16例可可靠测量；1例因严重髌骨脱位无法测量。统计分析：术前和术后CDI数据以均值±标准差（SD）表示。采用Shapiro–Wilk检验评估正态性。对于主要术前–术后比较，正态性基于受试者内CDI差值评估。由于这些差值呈正态分布（Shapiro–Wilk W=0.967，p=0.763），采用配对t检验。对于CDI变化的探索性组间比较，变化评分在单束QTG组（W=0.868，p=0.117）和双束HTG组（W=0.881，p=0.194）均呈正态分布，因此采用独立样本t检验。CDI测量的观察者间信度分别在术前和术后时间点采用双向随机效应模型绝对一致性评估。计算单次测量组内相关系数（ICC [1,2]）和平均测量ICC（ICC [2,3]）。测量标准误（SEM）计算为SD × √(1?ICC)，95%置信水平最小可检测变化（MDC95）计算为SEM × 1.96 × √2。对所有三个观察者对进行Bland–Altman分析以评估一致性和潜在系统偏倚。ICC值依据Koo和Li的建议进行解读。鉴于回顾性设计，未进行先验样本量计算。探索性组间比较的敏感性分析表明，在亚组样本量为9和8例患者、双侧α为0.05、80%把握度下，本研究仅能检测到较大的组间效应（最小可检测效应量，Cohen's d=1.46）。MRI采集时术前和术后膝关节屈曲角度采用Wilcoxon符号秩检验比较，因为配对差值非正态分布。基线TT–TG距离、TT–PCL距离和髌腱长度在单束QTG组与双束HTG组之间采用独立样本t检验比较。Dejour滑车发育不良分级分布差异采用Fisher精确检验评估。统计显著性设定为P < 0.05。所有分析采用IBM SPSS Statistics for Windows 27.0版（IBM Corporation，Armonk，New York，USA）完成。

**研究结果**

人口学特征：在17例患者中，术前和术后MRI上采用CDI测量髌骨高度。患者手术时平均年龄为19.8 ± 7.4岁。术前与术后磁共振成像之间的平均间隔为6.3 ± 3.8年。MRI采集时平均膝关节屈曲角度术前为5.7° ± 7.9°，术后为6.3° ± 6.2°，两个时间点之间无显著差异（p=0.353）。配对术前和术后检查之间膝关节屈曲角度平均绝对差异为3.5°。平均TT–TG距离为18.0 ± 5.1 mm，平均TT–PCL距离为19.6 ± 2.2 mm。滑车发育不良按Dejour分型：B级3例（17.6%），C级7例（41.2%），D级7例（41.2%）。术前髌腱长度在17例中的16例可测量，平均为51.0 ± 9.5 mm。

髌骨高度术前至术后变化：采用CDI测量并在所有三名观察者间平均的术前平均髌骨高度为1.06 ± 0.13，术后平均值为0.95 ± 0.15。平均差异为?0.10 ± 0.07（Δ=?0.10）。这代表术后髌骨高度统计学显著降低（P < 0.001）。在个体水平，4例患者术前CDI > 1.20，符合高位髌骨。其中2例术后CDI恢复正常，2例仍高于1.20。无患者术后发生低位髌骨（CDI < 0.60）。

按移植物类型亚组分析：单束QTG组与双束HTG组之间术前CDI无显著差异（分别为1.09 ± 0.14与1.02 ± 0.12；P=0.24）。同样，TT–TG距离（18.23 ± 4.25 mm与17.66 ± 6.14 mm；P=0.83）、TT–PCL距离（19.19 ± 2.57 mm与20.15 ± 1.73 mm；P=0.38）或Dejour滑车发育不良分级分布（P=0.26）均未观察到显著基线差异。QTG组中Dejour滑车发育不良分级为B级3例、C级3例、D级3例；HTG组中C级4例、D级4例。术前髌腱长度在17例中的16例可测量，QTG组显著大于HTG组（55.38 ± 9.57 mm与45.40 ± 6.02 mm；P=0.031）。两个亚组均观察到术后髌骨高度显著降低。QTG组（n=9）术前平均CDI为1.09 ± 0.14，术后降至0.99 ± 0.17，平均降低?0.11 ± 0.07（P=0.002）。HTG组（n=8）术前平均CDI为1.02 ± 0.12，术后降至0.92 ± 0.12，平均降低?0.10 ± 0.07（P=0.004）。组间平均CDI变化比较未显示降低幅度有显著差异（Δ QTG：?0.11 ± 0.07与Δ HTG：?0.10 ± 0.07；P=0.77）。基于亚组样本量（n=9和n=8）、双侧α=0.05和80%把握度的敏感性分析得出最小可检测效应量为Cohen's d=1.46。

CDI测量的观察者间信度：单次测量观察者间信度为良好，三名观察者平均值测量为优秀。术前ICC(2,1)为0.794（95% CI，0.575–0.915），相应ICC(2,3)为0.920（95% CI，0.802–0.970）。术后ICC(2,1)为0.850（95% CI，0.68–0.939），ICC(2,3)为0.944（95% CI，0.866–0.979）。单次测量SEM术前为0.060，术后为0.058，对应MDC95值分别为0.166和0.160。观察者间一致性另采用Bland–Altman分析对所有三个观察者对进行评估。分析仅显示较小的平均差异（偏倚），无相关系统偏倚证据。

**讨论与结论**

本研究的主要发现是TP联合MPFLR术后MRI测量的CDI出现统计学显著降低。第二个发现是QTG与HTG亚组之间髌骨高度降低幅度无显著差异。既往多项研究探讨了解决髌股不稳手术后髌骨高度的变化。Lykissas等和Fabricant等专门关注青少年人群，前者研究32膝并证明单束MPFLR导致髌骨高度显著降低（CDI Δ=?0.14），后者报道双束MPFLR导致显著髌骨远端化（CDI Δ=?0.22）。在成人队列中，Luceri等评估95膝单纯双束MPFLR术后并发现可比结果（CDI Δ=?0.19）。相反，R?ssler等未观察到双束MPFLR术后任何显著髌骨远端化。值得注意的是，所有这些研究仅分析单纯MPFLR手术，未包括TP等额外稳定手术。在一项近期多中心研究中，Kreulen等评估了各种髌股稳定手术组合及其对术后3个月髌骨高度的影响，证明除单束MPFLR（Δ=?0.01）外，所有其他手术均导致髌骨高度显著降低；与本研究一致，其数据亦显示TP联合MPFLR导致髌骨高度显著降低（Δ=?0.14）。然而，该研究仍是唯一已发表的TP联合MPFLR研究，且仅报道短期随访。虽然既往已报道单纯MPFLR术后髌骨高度指数降低，且近期报道TP联合MPFLR术后短期降低，但本研究结果表明MRI测量的CDI降低可能在中远期随访中持续存在。Tang等先前推测，手术治疗后髌下脂肪垫纤维性瘢痕形成可能是术后髌骨位置变化的潜在机制；然而该研究中髌下脂肪垫瘢痕见于关节镜术后而非开放手术后患者。髌下脂肪垫术后瘢痕形成代表另一种潜在机制，但仍属推测性。由于既往证据主要来自关节镜手术，其与开放滑车成形术的相关性不确定。除此机制外，TP联合MPFLR术后观察到的髌骨高度降低可由若干解剖和生物力学因素解释：首先，TP中滑车沟的重塑导致髌骨更早与滑车啮合，从而在早期屈曲中处于较低相对位置；其次，通过MPFLR的稳定使髌骨居中并纠正外侧轨迹不良，可能消除假性高位外观从而降低测量的CDI；第三，MPFLR中的移植物张力和固定角度可能对髌骨施加远端化力，进一步促进髌骨高度降低。在本亚组分析中，QTG与HTG组之间髌骨高度降低无显著差异。基线CDI、TT–TG距离、TT–PCL距离和Dejour分级分布两组间无显著差异。然而，单束QTG组术前髌腱长度显著大于双束HTG组。该基线差异连同非随机治疗分配及移植物类型与束配置的内在关联，进一步限制了亚组比较的因果解释。因此这些发现不应被解释为移植物选择本身对髌骨高度无影响的证据。此外，鉴于亚组样本量有限，组间分析在80%把握度下仅能检测较大差异（Cohen's d ≥ 1.46）。相反，本研究结果表明在这两种特定手术构建之间未观察到可测量的差异。未来需要在控制束配置和固定技术的同时比较不同移植物的研究，以确定移植物选择的独立效应。既往研究关于移植物配置及其对髌骨位置影响的发现不一致。本研究中，单次CDI测量的观察者间信度为良好，三名观察者平均值测量为优秀。然而，观察到的平均CDI降低幅度应在测量误差背景下解读。单次测量MDC95约为0.16–0.17 CDI单位，超过了约0.10的平均术后变化。因此，基于单次观察者测量，该幅度的变化不能在个体患者水平被认为可靠可检测。本研究中观察到的统计学显著降低应主要解释为组水平发现。这些值与既往发表数据一致，MRI评估髌骨高度的信度报道为弱至良好。Verhulst等报道MRI上CDI测量的ICC为0.41，提示差至中等一致性。Palmowski等注意到单平面MRI测量的ICC为0.62，应用两层面方法时为0.77，提示更标准化测量方法可提高信度。同样，Paul等观察到ICC为0.715，Barnett等报道ICC为0.77，均对应良好信度。总之，这些发现突显了已报道的髌骨高度测量可重复性的变异性，可能由方法学差异、成像方案差异和观察者经验差异解释。本研究结果证实MRI上CDI测量可行，但仍受观察者间变异性影响——强调标准化测量方案和适当观察者培训的重要性。尽管平均CDI术后降低，但术前和术后组均值均保持在普遍接受的正常范围内。因此，观察到的平均降低的临床相关性仍不确定。然而在个体水平，4例术前高位髌骨患者中2例术后CDI恢复正常，无患者发生低位髌骨。鉴于术前高位髌骨患者数量少，这些发现应谨慎解读。观察到的术后测量的CDI降低可能对滑车发育不良合并高位髌骨患者的手术规划具有潜在意义。然而，由于本研究未评估功能结局、复发性不稳或并发症，无法就该变化的临床获益或额外胫骨结节远端化的必要性得出结论。因此本研究发现应视为假设生成性，值得在纳入临床结局的前瞻性研究中进一步调查。这些考虑强调了个体化手术决策和仔细术前术后影像评估的重要性。本研究存在若干局限性。第一，样本量相对较小且研究设计为回顾性。亚组样本量小大幅限制了组间比较的统计把握度，无法就两种手术构建之间的等效性得出结论。第二，手术与术后MRI之间的间隔长且可变。尽管MRI采集时膝关节屈曲角度未前瞻性标准化，回顾性测量显示术前和术后检查之间膝关节屈曲角度可比。然而，检查之间膝关节位置的微小差异不能完全排除作为测量变异性的潜在来源。因此，CDI的时间依赖性变化和膝关节位置效应不能与手术相关变化区分。这尤其相关，因为若干患者手术时为青少年，随访期间髌骨高度的潜在生长相关变化不能排除。第三，尽管CDI最初使用侧位X线片描述，本研究依赖MRI测量，可能受图像采集参数和层面选择影响。然而既往研究已证明MRI-based CDI测量可接受的信度。尽管观察者间信度为良好，个体水平MDC95超过观察到的平均CDI变化；因此组水平变化不应被解释为每例患者中可靠可检测的变化。此外，仅评估了CDI，未评估基于肌腱的指数如Insall–Salvati比率，因此真实髌骨远端化不能与滑车成形术相关的CDI测量变化区分。尽管两组间术前CDI、TT–TG距离、TT–PCL距离或Dejour分级分布未检测到显著基线差异，但QTG组术前髌腱长度显著更大。连同非随机治疗分配，该发现表明存在潜在残留基线和适应证偏倚。此外，移植物类型与束配置内在关联；因此亚组分析反映两种手术构建之间的比较而非移植物选择的独立效应。结论：滑车沟加深成形术联合MPFL重建与中远期随访中MRI测量的CDI显著术后降低相关，平均降低?0.10。本研究无法确定该发现是否反映真实的解剖学髌骨远端化。