【综述】尺侧副韧带重建术治疗过顶投掷运动员尺侧副韧带损伤的研究进展

作者：梁振明、丁坚、陈滨
来源：中华创伤骨科杂志, 2021,23(2)

摘要

肘关节尺侧副韧带（UCL）是肘部外翻的主要稳定结构，其损伤常见于过顶投掷运动员，主要由反复受到外翻力所致，可导致肘部疼痛和影响运动员职业生涯。治疗过顶投掷运动员尺侧副韧带损伤的常用治疗手段是尺侧副韧带重建术（UCLR）。现已有多种UCLR不断被改良，主要体现在移植物构造、切口暴露、尺神经处理以及移植物在肱骨和尺骨隧道固定方法上。本文主要目的是综述UCL的相关解剖、生物力学、各种UCLR注意事项、术后并发症及康复锻炼方法，以期进一步提高临床医生对UCLR治疗过顶投掷运动员UCL损伤的认识。
肘关节尺侧副韧带（ulnar collateral ligament，UCL）是对抗肘部外翻的主要稳定结构[1]，由前束、后束和横束组成，其中前束起主要稳定作用[2,3]。UCL伤常见于过顶投掷运动员、特别是棒球运动员，主要由反复受到外翻力所致[2, 4]。在过顶投掷的举臂和加速阶段中，UCL前束承受着巨大的应力[5]，最容易损伤。该韧带变薄弱、甚至断裂可导致过顶投掷运动员肘关节疼痛、持续外翻不稳，使得投掷速度减慢、准确性降低[3, 6,7]，甚至终结其职业生涯[7]。对于过顶投掷运动员、尤其是UCL慢性撕裂和完全撕裂者，若想恢复到受伤前的比赛水平、重回赛场，单纯的关节清理（如关节镜下）或直接缝合修复并不能解除投掷时的病痛，需要恢复UCL的强度。而尺侧副韧带重建术（ulnar collateral ligament reconstruction，UCLR）则能够实现此目的，最早由Jobe等[8]在1974年对美国职业棒球大联盟投手Tommy John进行该手术，之后不断被改良[9]。近10年里，UCLR在职业棒球运动员中变得更受欢迎，手术率不断上升[10]，高达13%[11]。约26%的美国职业棒球大联盟和19%的美国职业棒球小联盟投手在他们职业生涯中接受过UCLR[11]。在国内，UCLR相关研究相对较少。随着棒球等运动的推广普及，过顶运动员的肘关节UCL损伤开始受到重视[12]。为此，本文就UCLR相关内容做一综述，以期进一步提高临床医生对UCLR的认识。

肘关节UCL的解剖

肘关节UCL前束起源于肱骨内上髁前下侧，插入尺骨高耸结节，由2条大小相等的前部和后部组成；后束起源于肱骨内上髁的后下侧，在尺骨鹰嘴内侧缘有1个较宽的附着点；而横束则从冠突的下缘延伸到尺骨鹰嘴的内侧缘[7]。历史上，前束的尺骨端通常被描述为仅插入到尺骨高耸结节上，作为外科修复和重建的解剖学标志[13]。然而Dugas等[14]发现前束尺骨上足印区不限于尺骨高耸结节的突出部分，插入的韧带穿过结节，并进一步向远端延伸至尺骨近端和内侧，呈锥形形状。另外，前束起始部位于肱骨内上髁前下侧的平坦部，其足印区呈圆形，面积平均为45.5 mm2，足印区中心到肱骨内上髁的距离平均为13.4 mm。在尺骨上的足印区面积平均为127.8 mm2。而Camp等[15]发现，前束的平均表面积为324.2 mm2，肱骨足印面积为32.3 mm2，尺骨足印区面积为187.6 mm2(长度为29.7 mm)。其与Dugas等[14]发现类似的是，足印中心距离肱骨内上髁的距离平均为11.7 mm。另外，Frangiamore等[16]对10具新鲜冰冻尸体标本的UCL进行定量分析，发现前束肱骨足印区位于肱骨内上髁远方8.5 mm、前方7.8 mm处，足印中心距肱尺关节线15.4 mm。而尺骨足印中心则沿着尺骨嵴位于尺骨高耸结节远侧1.5 mm，距肱尺关节线7.3 mm。两足印中心距离平均为21.5 mm。

肘关节UCL的生物力学

UCL的主要生物力学作用是提供肘外翻的稳定性。肘关节从伸直位到屈曲120°时，前束均处于紧张状态，肘关节屈曲≥90°时，其紧张度稍降低；后束在屈曲>90°后才被拉紧[17]。在UCL完好无损的情况下，肘关节外翻松弛度为2°~8°[18]。Morrey和An[19]研究表明，在桡骨头完整的情况下，肘关节屈曲0°和90°时，UCL分别提供31%和54%的外翻稳定性。此外，作者还指出，完整的UCL在3 Nm的载荷下，完全伸展时外翻松弛度为3°，完全屈曲时外翻松弛度为2°。在前束缺乏的情况下，Callaway等[20]发现肘关节屈曲30°、60°、90°和120°时，外翻松弛度分别增加了1.6°、2.8°、3.2°和3.0°。对于UCL损伤，旋转力矩是损伤机制的一部分。肘关节屈曲过程中会存在旋前动作，未受伤肘关节的旋转度被限制在2.8°~6.0°之间，前束断裂后，前臂屈曲在60°时旋前增加到18.5°[13]。尽管前束是过顶投掷运动员中受伤最多的韧带，但前束在肘关节韧带中是最韧最强的，平均失效载荷为260.9 N[21]，最大外翻扭矩平均为90 Nm[13]。在投掷过程中，肘部承受64 Nm的平均外翻扭矩和290 N的平均内侧拉力(>260.9 N的失效载荷)[13]。而Camp等[22]对于81名职业棒球投手超过82 000次投球的研究显示，投球过程中平均外翻扭矩为60 Nm，外翻扭矩从41~94 Nm不等。最近的1项生物力学研究表明，在5 Nm的外翻负荷下，尺骨上的UCL的插入足迹的中部和远端1/3对肘部的外翻阻力没有明显贡献，提示UCL插入的近端1/3可能是韧带重建中最重要的部分[23]。

肘关节UCLR

对于UCL损伤的治疗，临床上存在较大争议，未有明确的共识。保守治疗通常用于非投掷或要求较低且UCL为部分撕裂的运动员。另外，与中段或近段局部撕裂相比，远端部分撕裂在非手术治疗中的失败率更高。韧带修复则可用于UCL在近端或远端遭受急性撕脱损伤且没有韧带变性或慢性损伤迹象的年轻运动员，其优点是康复时间短，但重返赛场率较低[7]；而UCLR则是过顶投掷运动员UCL损伤治疗的'黄金'标准[5]，其适应证主要包括非手术治疗失败、伴有明显的功能障碍、慢性肘部内侧疼痛以及想要重返相同或更高水平的比赛，禁忌证包括不能或不愿意完成严格的术后康复计划，以及严重的滑车关节炎或肱桡关节炎[6]。UCLR根据移植物的重建构造形状可分为3类：'8'字形、三角形和线形结构重建技术[24]。
一、'8'字形移植物结构重建技术
（一）Jobe重建技术
Jobe重建技术最早由Jobe等[8]于1986年报道（图1A），自肱骨内上髁分离屈曲-旋前肌群后，分别在尺骨高耸结节和肱骨内上髁上钻2个孔和3个孔，形成'V'形尺骨隧道和'Y'形肱骨隧道。移植物采用自体掌长肌腱，缝合形成'8'字形构造，同时将尺神经前置于肌肉下。首次重建UCL的16名运动员中有63%能够恢复到受伤前的比赛水平，重回职业赛场，但31%的患者出现了术后尺神经并发症。
图1 各类重建技术[24]：Jobe重建技术（A），Docking重建技术（B），Endobutton重建技术（C），解剖重建技术（D）
（二）美国运动医学研究所（American Sports Medicine Institute，ASMI）重建技术
1995年Andrews和Timmerman[25]为了减少对软组织和尺神经的操作，他们将手术入路改进为在UCL前束的远端止点分离屈肌群，而不是从肱骨内上髁分离屈肌-旋前肌群，用神经皮下转位代替肌下转位。骨隧道和移植物结构没有改变，此技术被称为ASMI重建技术。Cain等[4]报告了733例行ASMI重建技术运动员中（至少2年的随访时间），有83%的运动员取得了优良疗效，而16%的运动员发生了短暂的尺神经并发症。尺神经并发症通常可以在6周内消退。
（三）改良Jobe重建技术
为了减少尺神经刺激和软组织损伤，Thompson等[26]在2001年发表了一种新的改良Jobe技术，其采用了肌肉劈开入路法，不分离屈肌-旋前肌群，同时对肱骨端隧道位置做了调整，避免了尺神经转位。在33例采用改良Jobe重建技术重建UCL的运动员中，超90%发运动员临床疗效优良，15%的运动员发生了短暂性尺神经并发症。
二、三角形移植物结构重建技术
（一）对接重建技术（Docking重建技术）
对接重建技术由Rohrbough等[27]于2002年提出（图1B），与Jobe重建技术有很大的不同，特别是在肱侧固定方面，采用了对接技术，由此形成三角形移植物结构。其将肱骨内上髁近端骨隧道的2个出口变为较小的1.5 mm的连接隧道，远端保持单一出口不变，骨隧道宽4.0 mm、深15 mm，尺骨端骨隧道不做变化。移植物两端对接在4.0 mm的骨隧道中，两端的缝线通过连接隧道后编织打结固定于肱骨上，不需做尺神经转位，而且此技术减少了肱骨的骨量去除。生物力学研究显示，使用对接重建技术UCL极限外翻扭矩为14.3 N·m[28]，而Jobe重建技术为8.9 N·m，生物力学特性优于Jobe重建技术。Dodson等[29]对100例行对接重建技术的运动员随访，其中有90%的运动员疗效优良，3%的运动员出现并发症，2%的运动员有尺神经并发症。最近的一项系统回顾分析表明，在不考虑屈肌-旋前肌分离和尺神经转位的情况下，对接和改良Jobe重建技术在Conway评分和重返赛场时间上无明显差异[30]。
（二）三股/四股对接重建技术
对接重建技术往往需要切除多余的肌腱移植物。为了避免浪费，Koh等[31]在2006年描述三股对接重建技术，将移植物的前支折叠起来，形成两股韧带的前支。同时，Paletta和Wright[32]也发表了他们的四股对接重建技术，将整个移植物折叠起来，从而前支和后支各有两股韧带。采用三股/四股对接重建技术并不影响临床结果，超过90%的患者疗效优良[28,32,33]。
（三）Hechtman混合重建技术
Hechtman等[34]在一项尸体研究中，改进了移植固定技术，即使用缝合锚钉代替骨隧道。因在肱骨和尺骨两侧使用缝合锚钉固定，形成了矩形结构。与Jobe技术相比，这种技术需要解剖分离的软组织更少，更接近正常解剖结构，但缝合锚钉组的生物力学性能没有明显优势。在随后的临床研究中，Hechtman等[34]在尺骨端改回Jobe型尺骨隧道，肱骨端用缝合锚钉固定，最终转化为类似对接重建技术的三角形结构。利用这种混合技术，作者对34名运动员进行韧带重建并进行了平均6.9年的随访，其中85%疗效优良，仅1名出现短暂的尺神经并发症[35]。与Jobe技术相比，Hechtman混合技术成功地改善了临床结果，减少了尺神经并发症。
（四）内支撑物加强的对接重建技术
Dugas等[36]于2016年提出一种应用纤维带内支撑物的新型UCL修补术，这种方式利用锚钉将纤维带内支撑物置于肱骨内上髁和尺骨高耸结节之间，固定于UCL外侧，用以增强修补后的UCL强度。这种修复方式中UCL的失效载荷更大，抵抗周期性外翻负荷的性能更强。基于此技术，Bernholt等[37]于2019年首次运用内支撑物加强于UCL对接重建技术中，其中内支撑物使用与对接技术相同的骨隧道，沿着与移植物相同的路线穿过隧道。在其生物力学研究中，Bernholt等[37]发现，用纤维带内支撑物重建的UCL强度及极限外翻扭矩高于对接重建技术，两者极限外翻扭矩分别为（35.3±9.8）、（18.3±4.1）N·m。目前未见文献报道相关临床结果。
三、线形移植物结构重建技术
（一）双界面螺钉重建技术
双界面螺钉重建技术由Ahmad等[38]于2003年报道，其利用2枚界面螺钉，将移植物挤压固定于尺骨及肱骨隧道内，为第一种线形移植物结构重建技术。在他们的生物力学研究中，双界面螺钉重建后的UCL所承受的失效载荷及外翻角度与天然UCL无明显差异。另外，与对接重建技术相比，双界面螺钉固定会导致较差的生物力学结果[39]。Armstrong等[40]研究认为双界面螺钉重建后的韧带易在界面螺钉固定处撕脱。
（二）DANE TJ重建技术
2006年，Conway[41]描述了一种混合线性结构固定技术的UCL重建技术，该技术肱骨侧采用了由Rohrbough等[27]设计的对接固定技术，而尺骨侧则采用了Elattrache设计的界面螺钉固定技术[38]，因此被命名为David Altchek和Neal Elattrache Tommy John(DANE TJ)技术。文献中，作者报告了7名运动员85%的优良结果，1名患者在尺骨固定的近端出现移植物撕裂。
（三）带袢钢板重建技术
带袢钢板重建技术主要包括EndoButton[40]、TightRope[42]、GraftLink[43]重建技术。EndoButton和TightRope重建技术在尺骨端采用了带袢钢板固定移植物（图1C），肱骨端则使用了对接技术。而GraftLink重建技术两端都采用了带袢钢板固定。此类技术重建技术对移植物的切割伤小，能够使得移植物与骨隧道的接触面积增加，降低移植物松弛的几率，有利于组织愈合。Armstrong等[40]研究显示对接重建和EndoButton重建后的韧带强度无差异，并优于双界面螺钉重建技术和'8'字形移植物结构重建技术。另外，两侧使用带袢钢板固定，可以获得较好的临床效果，使得过顶投掷运动员能够早日恢复比赛[44]。
（四）解剖重建技术
为了更好地重现UCL前束在尺骨上锥形的插入足迹，Camp等[2]于2019年描述了UCL的解剖重建技术(图1D)。该技术不需要尺骨隧道，在肱骨侧的钻孔则与对接重建技术类似，移植物是使用2个小的全缝合线锚钉固定在尺骨表面，然后用1个环状缝合线将2条肢体缠绕在一起，末端用纽扣钢板固定在尺骨上。与对接重建技术相比，解剖重建技术减少了缝合次数，增大了移植物与骨接触面积，实现多点固定。在他们的生物力学研究中，解剖重建技术后的韧带比对接重建技术后的韧带具有更大的失效载荷，其中解剖技术组为（31.9±8.4）N·m，对接重建技术组为（23.8±6.1）N·m，并且与正常UCL相似。临床结果暂未见文献报道。
总的来说，对于过顶投掷运动员UCL损伤，无论采用何种重建方式治疗，最终目的都是最大限度恢复UCL强度及正常的肘关节运动功能，使运动员能够尽早重返赛场。目前过顶投掷运动员UCL重建最常用的术式为对接重建技术[45]。相对于对接重建技术，Jobe重建术及双界面螺钉重建技术目前已经无优势。Moon和Lee[46]也提出使用对接技术或EndoButton治疗UCLR可能是生物力学上的最佳选择。但当前各种术式之间的比较在很大程度上限于系统评价[7]，特别近两年来内支撑物加强的对接重建技术及解剖重建技术等出现，最佳UCLR仍然是一个争论的话题。

术前准备及术中注意事项

一、损伤诊断
过顶投掷运动员UCL损伤主要表现举臂和加速阶段疼痛、准确性降低及俯仰速度降低，患者很少诉说休息时疼痛，其可通过结合病史、体格检查和影像学检查结果进行诊断。严格的体格检查应该包含外翻运动试验及挤奶试验。使用MRI可以最好地发现UCL损伤，可表现在T2WI序列上出现韧带内高信号和PDWI序列上韧带信号失均匀。而超声在UCL损伤诊断中的作用仍有待确定[7]。
二、移植物选取
掌长肌腱目前是UCLR首选取的移植物，也是采用最多的移植物，其他还包括自体股薄肌、同种异体肌腱等[10]，没有研究明确表明在临床疗效上存在一种移植物明显优于另一种移植物[6, 45]。在DANE TJ重建技术中Camp等[47]更喜欢自体股薄肌腱作为移植物，但股薄肌腱的直径比掌侧肌腱大，理论上能够增加强度，缺点是需要更大直径的骨隧道进行固定，会增加骨折的发生风险。
三、体位与切口
一般取仰卧位，手臂上方使用止血带。如果需要进行关节镜检查（关节内清除术等），则应在UCL重建前用手臂支架将手臂放置于横跨胸部位置。完成后，移除手臂支架，将手臂放置手术操作台上，术者站于手术肢的腋侧区。对于切口，一般在肱骨内上髁中心前开1个长约8 cm的切口，该切口从内侧肌间隔一直延伸到尺骨高耸结节远端2 cm处[48]。
四、骨隧道处理
对于尺骨端骨隧道位置，如果采用单隧道技术，隧道应该放置稍位于高耸结节远端的尺骨脊上。而当采用两隧道技术时，它们的位置则应置于尺骨高耸结节前后两侧，隧道之间距离（骨桥）不低于1 cm，过低则容易出现骨桥骨折。两种技术的隧道距离肱尺关节线应在7~10 mm之间[16, 48]。如果尺骨隧道受损，则可以考虑采用解剖重建技术[49]。
五、尺神经处理
尺神经疾患可能是由于投掷的内侧拉力导致尺神经牵拉引起，术前可使用肌电图及神经速度测试进行确诊[50]，根据尺神经症状，术中可选择性进行尺神经转位以保护尺神经。目前尺神经皮下转位已代替肌下转位，但还没有确切的试验证据证明常规尺神经转位更有益[6]。

术后并发症及康复

UCLR术后并发症发生率为8.8%~40%不等，其中尺神经病变最常见（26%），其次是僵硬（13%）、滑膜炎（7%）、移植物供区并发症（4%）、翻修（2%）、肱骨内上髁撕脱骨折（0.9%）[6]。为了减少并发症的发生，细致获取移植物，仔细解剖，做好保护尺神经措施以及术后合理康复锻炼是必要的。对于非过顶投掷运动员，不管保守治疗或手术治疗，康复锻炼以逐渐恢复肘关节功能及训练相关肌肉即可达到满意效果。而过顶投掷运动员术后康复锻炼更为严格，主要目的是让过顶运动员更早、更安全地重返赛场，主要包括4个阶段[6]：①第一阶段（第0~3周）旨在促进伤口愈合，同时防止僵硬。术后6周内可使用铰链式外固定器固定肘关节，第2周开始在铰链式外固定器保护下开始30°~100°活动范围（range of motion，ROM)，一般来说，ROM的目标是每周伸展、屈曲范围分别增加5°和10°，直到达到完全的ROM。②第二阶段（第4~8周）旨在恢复力量。当ROM逐步增加并快达到完全的ROM时，开始练习抗阻力运动。③第三阶段（第9~13周）旨在全面恢复上肢神经肌肉功能，主要是灵活性，包括本体感觉及动态稳定性练习等。④第四阶段（第14~26周）旨在恢复过顶投掷运动。运动员从短抛开始练习，然后过渡到更复杂的过顶投掷运动，最后返回比赛。目前大多数运动员能够在12~15个月内重返赛场并恢复全面比赛[50]，高达80%~90%的UCL撕裂的过顶投掷运动员在UCLR术后能够成功地重返赛场[49]。另外，研究表明UCL远端撕裂比UCL近端撕裂在接受UCLR术后，重返赛场率更高[51]。

问题与展望

UCLR自1986年首次描述以来已经经历了较大的改良，近年来出现的改良技术虽然生物力学结果较好，但是还缺乏相关临床研究结果，因此未来需要更多的临床研究加以对比验证，以寻找更佳的UCLR。此外，移植物的选取、重建方式对肘关节压力、移植物固定的初始张力以及移植物拉紧时前臂的位置和肘关节屈曲角度等对重建效果的影响等仍需进一步研究和临床评价，以不断优化UCLR技术，促进其发展，使其更加符合解剖生理状态、并发症发生更少、康复时间更短，从而让运动员术后能够尽早重返赛场。
参考文献 略
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