Abstract
目的
探讨人工后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）重建术中胫骨骨道位置对术后膝关节功能及稳定性的影响。
方法
回顾分析2018年1月—2024年9月收治且符合选择标准的单膝PCL重建患者临床资料。根据术后三维CT测量胫骨骨道位置，将患者分为低位骨道组（n=35）与高位骨道组（n=30）。两组患者性别差异有统计学意义（P<0.05），年龄、身体质量指数、损伤侧别、受伤至手术时间及术前后抽屉试验分级、膝关节活动度、Tegner 评分、Lysholm 评分、国际膝关节文献委员会（IKDC）评分、合并半月板及软骨损伤构成比等基线资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。比较两组胫骨骨道出口位置。以IKDC评分、Lysholm 评分、Tegner 评分、膝关节活动度评价膝关节功能恢复情况，计算上述指标手术前后差值（变化值）进行组间比较。使用后抽屉试验和基于X线片测量双膝胫骨后移差异（side-to-side difference，SSD）评估膝关节稳定性。采用视觉模拟评分（VAS）评价患者满意度。观察术后移植失败等并发症发生情况。
结果
低位骨道组胫骨骨道近远端相对位置低于高位骨道组，差异有统计学意义（P<0.05）；两组胫骨骨道内外侧相对位置差异无统计学意义（P>0.05）。两组手术均顺利完成，切口均Ⅰ期愈合。患者均获随访，随访时间 12～86 个月，中位时间23.0 个月。低位骨道组膝关节后向稳定性优于高位骨道组，末次随访时SSD及后抽屉试验分级均更低，差异均有统计学意义（P<0.05）。末次随访时，低位骨道组Tegner评分变化值、患者满意度VAS评分优于高位骨道组，差异有统计学意义（P<0.05）；两组IKDC评分、Lysholm评分及膝关节活动度的变化值差异均无统计学意义（P>0.05）。高位骨道组2例移植失败进行翻修手术，低位骨道组无相关不良事件发生，并发症发生率组间差异无统计学意义（P>0.05）。
结论
相较于高位骨道，选择低位胫骨骨道能有效减小移植物在胫骨近端的转弯角度，降低移植物失效风险，从而显著提升人工PCL重建术后膝关节后向稳定性与运动功能水平。
Keywords: 后交叉韧带重建, 人工韧带, 胫骨骨道, 关节镜
Abstract
Objective
To investigate the impact of tibial tunnel position on postoperative knee function and stability in patients undergoing artificial posterior cruciate ligament (PCL) reconstruction.
Methods
A retrospective analysis was conducted on patients who underwent single knee artificial PCL reconstruction between January 2018 and September 2024 and met the inclusion criteria. Based on postoperative three-dimensional (3D)-CT measurements of the tibial tunnel position, the patients were allocated into a low tunnel group (n=35) and a high tunnel group (n=30). Except for gender, there was no significant difference between groups (P>0.05) in age, body mass index, injury side, time from injury to operation, preoperative posterior drawer test grade, knee range of motion (ROM), Tegner score, Lysholm score, International Knee Documentation Committee (IKDC) score, or the composition ratio of combined meniscus and cartilage injuries. The tibial tunnel positions were compared. Postoperative recovery of knee function was evaluated using the IKDC score, Lysholm score, Tegner score, and knee ROM. The differences between pre- and post-operative values (change values) for these indicators were calculated and compared between groups. Posterior knee stability was assessed using the posterior drawer test and the side-to-side difference (SSD) in tibial posterior translation measured on stress radiographs. Patient satisfaction was evaluated using the visual analogue scale (VAS) score. Postoperative complications such as graft failure were recorded.
Results
The relative proximal-distal position of the tibial tunnel was significantly lower in the low tunnel group than in the high tunnel group (P<0.05), while no significant difference was found in the relative medial-lateral position between groups (P>0.05). All operations were successfully completed, and incisions healed by first intention. All patients were followed up 12-86 months, with a median follow-up of 23.0 months. The low tunnel group demonstrated superior posterior stability compared to the high tunnel group, showing a significantly lower SSD and lower posterior drawer test grade at last follow-up (P<0.05). At last follow-up, the change value in the Tegner score and the VAS score for patient satisfaction were significantly higher in the low tunnel group than in the high tunnel group (P<0.05). No significant difference was found between groups in the change values for IKDC score, Lysholm score, or knee ROM (P>0.05). Two patients in the high tunnel group underwent revision surgery due to graft failure, whereas no such adverse events occurred in the low tunnel group. The difference in the incidence of complications between groups was not significant (P>0.05).
Conclusion
Compared with a high tibial tunnel, the low tibial tunnel technique can effectively reduce the graft’s turning angle at the proximal tibia and lower the risk of graft failure, thereby significantly improving posterior knee stability and function recovery after artificial PCL reconstruction.
Keywords: Posterior cruciate ligament reconstruction, artificial ligament, tibial tunnel, arthroscopy
后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）是维持膝关节后向稳定的核心结构[1-2]。PCL损伤约占全部膝关节损伤的3%，在急性膝关节损伤中占比可达38%[3]。损伤后若未能及时采取恰当治疗方案，膝关节易继发其他内部结构损伤及进行性磨损退变，进而严重影响患者日常生活[4-6]。
人工韧带具备力学强度优势，关节镜下采用人工韧带重建PCL能有效恢复膝关节功能[7]，但因其依赖螺钉固定、缺乏生物整合性的特点，重建手术疗效很大程度上依赖于胫骨骨道定位准确性，因此对骨道定位精度提出了更高要求[8-10]。经胫骨骨道技术易在胫骨近端出口形成“杀手转角”[11-12]，移植物磨损与失效风险显著增加。为规避“杀手转角”效应，学者们对胫骨骨道出口定位策略进行了深入探讨，争议主要聚焦于选择“高位”（解剖位）还是“低位”（低于解剖位）骨道。 选择“高位”骨道旨在精确重建PCL在胫骨后侧的解剖足迹，追求生物学上的解剖复原[13]。但是该位置骨道方向相对水平，增加了“杀手转角”锐度，会影响移植物寿命[14]。“低位”骨道是指将骨道出口置于解剖止点更远端的下方，旨在减小移植物在胫骨后缘的成角，从而降低异常应力与磨损[14-18]，但其恢复解剖结构程度存在争议[13]。既往关于胫骨骨道定位研究大多聚焦于自体肌腱移植物重建术，针对人工韧带重建的循证证据尚不充分。为此，本研究比较了不同胫骨骨道定位方案对人工韧带重建PCL患者术后膝关节功能及稳定性的影响，为该类手术方案的优化提供参考依据。报告如下。
1. 临床资料
1.1. 一般资料
患者纳入标准：① 接受关节镜下人工韧带重建单膝PCL患者；② 手术时年龄16～55岁；③ 临床资料完整。排除标准：① 多发韧带损伤；② 合并膝关节脱位或周围骨折；③ 合并神经、血管损伤；④ 污染开放伤口；⑤ 患侧膝关节存在既往手术史；⑥ 术中明确膝关节软骨退变达国际软骨修复学会（ICRS）分级Ⅲ级及以上。
2018年1月—2024年9月共65例患者符合选择标准纳入研究。分组方法：根据术后2 d三维CT定位患者胫骨骨道位置，胫骨后皮质“高脚杯”样轮廓线定义为胫骨后皮质近端与胫骨平台后缘形成的弧形解剖边界[19]，胫骨骨道出口高于该轮廓线判定为高位骨道，相反为低位骨道（图1a、b）；其中高位骨道组30例，低位骨道组35例。两组患者性别差异有统计学意义（P<0.05），年龄、身体质量指数、损伤侧别、受伤至手术时间及术前后抽屉试验分级、膝关节活动度、Tegner 评分、Lysholm 评分、国际膝关节文献委员会（IKDC）评分、合并半月板及软骨损伤构成比等基线资料比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。
图 1.
Diagram of tibial tunnel (arrow) positions
不同位置胫骨骨道（箭头）示意图
a. 高位骨道组；b. 低位骨道组；c. 胫骨骨道出口测量方法
a. High tunnel group; b. Low tunnel group; c. The measurement method for the tibial tunnel exit
表 1.
Comparison of baseline data between groups
两组基线资料比较
| 基线资料 Baseline data |
高位骨道组（n=30） High tunnel group (n=30) |
低位骨道组（n=35） Low tunnel group (n=35) |
统计值 Statistical value |
P值 P value |
| 性别（男/女，例） | 25/5 | 21/14 | χ2=4.252 | 0.039 |
| 年龄 ［M（Q1，Q3），岁］ | 39.0（26.0，51.0） | 45.0（26.0，53.0） | U=477.000 | 0.468 |
| 身体质量指数（x±s，kg/m2） | 26.02±3.34 | 25.85±3.58 | t=0.195 | 0.846 |
| 损伤侧别（左/右，例） | 16/14 | 19/16 | χ2=0.006 | 0.939 |
| 受伤至手术时间 ［M（Q1，Q3），d］ | 60.00（30.00，142.50） | 90.00（55.00，120.00） | U=473.500 | 0.498 |
| 术前IKDC评分 ［M（Q1，Q3）］ | 52.0（46.0，59.0） | 52.0（40.0，57.0） | U=520.500 | 0.958 |
| 术前Lysholm评分 ［M（Q1，Q3）］ | 64.0（45.8，68.8） | 64.0（53.0，70.0） | U=470.500 | 0.474 |
| 术前Tegner评分 ［M（Q1，Q3）］ | 1.0（1.0，2.0） | 1.0（1.0，2.0） | U=500.000 | 0.705 |
| 术前膝关节活动度 ［M（Q1，Q3），°］ | 129.0（127.0，134.0） | 130.0（126.0，135.0） | U=488.000 | 0.630 |
| 术前后抽屉试验分级（0/1/2/3，例） | 0/0/6/24 | 0/0/5/30 | Z=−0.263 | 0.792 |
| 合并半月板损伤 ［例（%）］ | 6（20.00） | 5（14.29） | χ2=0.375 | 0.540 |
| 合并软骨损伤 ［例（%）］ | 6（20.00） | 8（22.86） | χ2=0.078 | 0.780 |
1.2. 手术方法
两组手术均由同一主任医师主刀完成。全身麻醉后患者取仰卧位，首先行后抽屉试验明确PCL断裂，然后常规消毒、铺无菌单、上止血带。
经膝关节前内、前外侧入路置入关节镜器械，探查髌骨及股骨滑车、内外侧股骨髁软骨面，内、外侧半月板，以及前交叉韧带、PCL。可见前交叉韧带形态、走行均完整且张力可，PCL张力不足。清理增生滑膜，处理膝关节软骨及半月板损伤，以关节囊推开器推开后关节囊。本组半月板损伤患者中，5例有愈合潜力、血运丰富红区撕裂，采用全内缝合、由内向外缝合或由外向内缝合技术进行修复；6例复杂、退变性或白区不可修复性撕裂，行部分半月板切除术。软骨损伤患者均行关节镜下清理成形术。
建立双后内侧入路，清理后关节囊内软组织。经前内侧入路置入PCL胫骨骨道定位器（施乐辉公司，美国），收治早期患者倾向于将定位器尖端刻度设定于胫骨平台关节面以远约15 mm处；后期调整为远离关节面约25 mm处，注重通过后内侧入路充分打开后关节囊，以清晰显露“高脚杯”样轮廓并避免软组织卡压导致定位误差。于预设目标位置建立直径7.5 mm胫骨骨道，于股骨内侧髁足印区偏前外侧束位置建立直径7.5 mm股骨骨道；导入LARS人工韧带（Surgical Implants and Devices公司，法国），屈膝45° 拉紧后以2枚金属挤压螺钉固定重建股骨端和胫骨端。固定后检查后抽屉试验均为阴性，冲洗膝关节，全层关闭切口并弹力绷带加压包扎。
1.3. 术后处理
术后两组采用相同康复方案。患者佩戴膝关节支具 6周，拄双拐患肢免负重2周，之后逐步增加患肢负重直至完全负重，负重过渡阶段为1～2 周。完全负重后注意加强平衡训练等本体感觉训练。2周后开始主、被动屈膝训练，伸直、肌肉力量训练。
1.4. 疗效评价指标
1.4.1. 胫骨骨道出口位置比较
基于术后2 d三维CT测算以下指标： ① 胫骨骨道内外侧相对位置（a/b）：用于标准化描述骨道在内-外侧维度上相对于胫骨平台宽度的位置；其中a为胫骨平台内侧缘至胫骨骨道孔径中心的绝对距离，b为胫骨平台内、外侧缘之间的总宽度。见图1c。
② 胫骨骨道近远端相对位置（c/d）：用于标准化描述骨道在近-远端维度上相对于胫骨平台高度的位置；其中c为胫骨平台关节面至胫骨骨道孔径中心的垂直距离，d为胫骨平台关节面至其内侧骨性突起的垂直距离。见图1c。
1.4.2. 临床疗效评价
以IKDC评分、Lysholm 评分、Tegner 评分、膝关节活动度评价膝关节功能恢复情况，计算上述指标手术前后差值（变化值）进行组间比较。使用后抽屉试验和基于跪姿侧位X线片测量双膝胫骨后移差异（side-to-side difference，SSD）评估膝关节稳定性[20-21]（图2）。采用视觉模拟评分（VAS）评价患者满意度。
图 2.
Schematic diagram of posterior tibial translation measurement on X-ray film
基于X线片测量胫骨后移距离
观察术后复发性关节积血、血管或神经损伤、感染、僵硬以及移植失败等发生情况。当满足以下任何一项标准时即定义“移植失败”：① 由于症状未缓解而需要额外手术（如PCL翻修、胫骨高位截骨术或关节置换术）；② MRI示移植物完全撕裂；③ 膝关节不稳定达Ⅲ级（SSD>10 mm）。随访时膝关节伸直活动度与术前相比丧失> 5° 或屈曲活动度<120° 定义为“膝关节僵硬”。
1.5. 统计学方法
采用SPSS29.0统计软件进行分析。计量资料采用Kolmogorov-Smirnov检验进行正态性检验，如符合正态分布以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验，组内手术前后比较采用配对t检验；如不符合正态分布以M（Q1，Q3）表示，组间比较采用Mann-Whitney U 检验。计数资料以例数及率表示，组间比较采用四格表卡方检验。等级资料组间比较采用Wilcoxon秩和检验。检验水准取双侧α=0.05。
2. 结果
2.1. 胫骨骨道出口位置比较
低位骨道组胫骨骨道近远端相对位置（c/d）低于高位骨道组，差异有统计学意义（P<0.05）；两组胫骨骨道内外侧相对位置（a/b）差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。
表 2.
Comparison of outcome indicators between groups
两组结局指标比较
| 结局指标 Outcome indicator |
高位骨道组（n=30） High tunnel group (n=30) |
低位骨道组（n=35） Low tunnel group (n=35) |
效应值（95%CI） Effect value (95%CI) |
P值 P value |
| a/b（x±s） | 0.46±0.07 | 0.46±0.07 | MD=0.005（−0.029，0.041） | 0.740 |
| c/d ［M（Q1，Q3）］ | 0.51（0.39，0.64） | 1.06（0.93，1.21） | MD=−0.610（−0.717，−0.504） | <0.001 |
| SSD ［M（Q1，Q3），mm］ | 5.50 （4.00，7.00） | 2.00（2.00，3.00） | MD=3.000（2.000，4.000） | <0.001 |
| 后抽屉试验分级（0/1/2/3，例） | 15/13/0/2 | 34/1/0/0 | — | <0.001 |
| IKDC评分变化值 ［M（Q1，Q3）］ | 20.0（9.8，30.5） | 17.0（10.0，31.0） | MD=0.000（−7.000，7.000） | 0.690 |
| Lysholm 评分变化值［M（Q1，Q3）］ | 27.0（6.8，40.0） | 27.0（19.0，38.0） | MD=−2.000（−11.000，7.000） | 0.628 |
| Tegner 评分变化值 ［M（Q1，Q3）］ | 2.5（1.0，3.0） | 3.0（2.5，4.0） | MD=−1.000（−1.000，0.000） | 0.001 |
| 膝关节活动度变化值 ［M（Q1，Q3），°］ | 8.00（5.00，10.00） | 7.00（4.00，10.00） | MD=1.000（−1.000，4.000） | 0.224 |
| 患者满意度评分 ［M（Q1，Q3）］ | 8.0（7.0，8.3） | 9.0（7.5，10.0） | MD=−1.000（−2.000，0.000） | 0.011 |
| 并发症 ［例（%）］ | 2（6.7） | 0（0） | — | 0.209 |
2.2. 临床疗效评价
两组手术均顺利完成，切口均Ⅰ期愈合，早期无手术相关并发症发生。患者均获随访，随访时间 12～86 个月，中位时间23.0 个月。低位骨道组膝关节后向稳定性优于高位骨道组，末次随访时SSD及后抽屉试验分级均更低，组间差异有统计学意义（P<0.05）。末次随访时，两组 Lysholm 评分、IKDC 评分、Tegner 评分、膝关节活动度均较术前改善，差异有统计学意义（P<0.05）。低位骨道组Tegner评分变化值、患者满意度VAS评分优于高位骨道组，差异有统计学意义（P<0.05）； IKDC评分、Lysholm评分及膝关节活动度的变化值组间差异均无统计学意义（P>0.05）。随访期间，高位骨道组2例移植失败行翻修手术，低位骨道组无相关不良事件发生，并发症发生率组间差异无统计学意义（P>0.05）。见表2及图3、4。
图 3.
A 37-year-old female patient undergoing PCL reconstruction of the left knee in the high tunnel group
高位骨道组患者，女，37岁，左膝关节PCL重建
a. 术前MRI示PCL连续性中断（箭头）； b. 术后2 d三维CT示胫骨骨道出口位置（箭头）；c. 术后18个月患侧（左）及健侧（右）X线片
a. Preoperative MRI showed discontinuity of the PCL (arrow); b. The 3D-CT at 2 days after operation showed the tibial tunnel exit (arrow); c. X-ray films of the injured (left) and contralateral (right) sides at 18 months after operation
图 4.
A 28-year-old male patient undergoing PCL reconstruction of the right knee in the low tunnel group
低位骨道组患者，男，28岁，右膝关节PCL重建
a. 术前MRI示PCL连续性中断（箭头）； b. 术后2 d三维CT示胫骨骨道出口位置（箭头）；c. 术后20个月患侧（左）及健侧（右）末次随访时X线片
a. Preoperative MRI showed discontinuity of the PCL (arrow); b. The 3D-CT at 2 days after operation showed the tibial tunnel exit (arrow); c. X-ray films of the injured (left) and contralateral (right) sides at 20 months after operation
3. 讨论
胫骨骨道出口位置直接决定了移植物在胫骨后缘转弯角度与应力分布模式[19，22]。Lin等[14]及Wang等[18]的生物力学研究显示，经低位骨道重建PCL能在胫骨近端形成更为平缓的移植物转弯角度，显著优于高位骨道所产生的“杀手转角”。这种平缓的角度能够有效分散移植物在骨道出口处的应力集中，从而降低因异常磨损及继发性骨道扩大所致的移植物失效风险。本研究中，低位骨道组患者术后表现出更优的膝关节后向稳定性，分析是上述研究结果直接临床体现。然而，Jin等[23]通过体外力学测试与有限元分析指出，低位骨道虽能降低“杀手转角”处接触应力，但其更长的移植物可能加剧骨道出口处的“雨刷效应”。因此，胫骨低位骨道对骨道扩大及远期关节稳定性的影响，有待更长时间随访加以验证。
值得注意的是，本研究结论是基于使用LARS人工韧带重建。Yoon等[13]和Chen等[24]的临床试验研究表明，采用自体移植物重建PCL时，解剖位与低位骨道术后临床与影像学结果无显著差异。本研究结果与之不同，提示移植物特性可能是影响骨道位置选择的关键因素[25]。与具备生物整合潜力的自体移植物不同，人工韧带虽具有优异的初始力学强度，但其依赖机械固定且缺乏生物重塑能力，使之难以适应异常应力环境，更易发生固定失效或材料磨损。因此，采用低位胫骨骨道技术以优化其生物力学环境，在弥补人工韧带生物学整合方面不足具有重要意义。
此外，本研究纳入患者手术均为同一术者团队完成，其骨道位置不同源于术者团队技术理念演进。早期手术倾向于在解剖止点附近（高位）建立骨道，随着对“杀手转角”生物力学危害认识的加深，后期手术则主动将骨道出口向更远端（低位）调整。这一“手术理念的主动演进”是组间差异的主要来源。同时，术中主要依赖关节镜直视与解剖标志（如“高脚杯”样轮廓）进行定位，虽然后期通过充分打开后关节囊提升了显露精度，但该技术本身仍存在一定操作变异性。这种“理念演进”与“技术固有变异性”的叠加，在同一研究队列中自然形成了可用于对比的两种骨道位置模式，为本研究提供了独特的临床对照视角。本研究结果证实，向低位调整的技术演进方向与更优的术后稳定性及功能恢复相关。
本研究进一步证实人工PCL重建的成功很大程度上依赖于准确定位胫骨骨道出口位置。为实现精准定位，我们建议在术中采用系统性技术保障。首先，充分利用后内侧、后外侧或双后内侧入路，在关节镜直视下对PCL胫骨止点区域进行充分清理与显露，以清晰辨别“高脚杯”样轮廓等解剖标志，从而将胫骨骨道出口精确建立于PCL解剖止点水平或更低的位置，从源头上规避高位骨道导致的锐角问题。其次，在术者学习曲线早期阶段，建议常规进行术中X线透视辅助定位。侧位透视可以直观验证导针位置是否低于胫骨平台关节面后缘的“高脚杯”样轮廓线，为实现精准低位骨道重建提供双重保障，有效降低因位置偏差导致手术效果不佳的风险。Johannsen等[26]的研究也强调了X线影像学标志在PCL重建中的指导价值。将“镜下直视”与“影像验证”相结合的手术策略，是确保低位胫骨骨道技术可重复、可推广的关键，也是本研究得出的重要临床经验。
综上述，在人工PCL重建中，相较于高位骨道，选择低位胫骨骨道能通过优化移植物路径、减小“杀手转角”效应，从而更有效地恢复膝关节后向稳定性与运动功能。为实现这一目标，我们建议在术中常规采用双后内侧或后内、后外侧入路进行直视下操作，并积极使用X线透视辅助，以确保胫骨骨道精准定位。然而，本研究样本量有限、随访时间较短且为回顾性设计，存在一定偏倚。未来仍需开展大样本、多中心、前瞻性的长期随访研究，以进一步验证该技术的远期疗效。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
伦理声明 研究设计经山东大学齐鲁医院医疗器械临床试验伦理委员会批准（2021085）
作者贡献声明 赵雍辉：数据收集、整理和分析，文章撰写；王呈：手术实施、文章审校
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