MASARYKOVA UNIVERZITA FAKULTA SPORTOVNÍCH STUDIÍ BIOMECHANIKA KOLENNÍHO KLOUBU PO NÁHRADĚ PŘEDNÍHO ZKŘÍŽENÉHO VAZU MODERNÍMI TECHNIKAMI U SPORTOVCŮ Habilitační práce MUDr. Martin Komzák, Ph.D. Brno, 2020 1 Prohlašuji, že jsem tuto práci vypracoval samostatně na základě literatury uvedené v seznamu použité literatury. V Brně dne 2.11.2020 ........................................................... MUDr.Martin Komzák, PhD. 2 Poděkování: Za odbornou pomoc a spolupráci při přípravě statistických dat a výsledků tímto děkuji RNDr. Tomášovi Pavlíkovi, Ph.D. Stejně tak děkuji všem pacientům a sportovcům, kteří se zúčastnili tohoto výzkumu. 3 Abstrakt Úvod Pohybová aktivita a sportovní výkon jsou do značné míry závislé na zdravotním stavu daného jedince. Poranění předního zkříženého vazu pak vede častokrát k ukončení nejen profesionální kariéry sportovce. Jedním z důvodů tohoto omezení bývá následná insuficientní rotační (především vnitřně rotační) stabilita kolenního kloubu po rekonstrukci předního zkříženého vazu. Této reziduálni pooperační rotační nestabilitě lze předejít více operačními technikami. Otázkou však zůstává, který ze štěpů použitelných pro náhradu využít, aby splňoval veškeré požadavky aktivně sportujících jedinců. Cílem této práce proto bylo zhodnotit stabilitu kolena po různých typech rekonstrukcí předního zkříženého vazu v době operace, následně dva roky po operaci v korelaci s kontralaterálním zdravým kolenním kloubem, a ověřit subjektivní pocity pacientů související s daným výkonem. Praktickým dopadem na sportující populaci pak mělo být určení ideálního algoritmu ošetření poranění předního zkříženého vazu kolena. Materiál a metodika Hodnoceno bylo celkem 130 kolenní ch kloubů pacientů po náhradě předního zkříženého vazu rozdělených do pěti skupin. Pro každou skupinu byla zvolena jiná operační technika (jednosvazkové rekonstrukce LCA ze štěpu ligámentum patellae, jednosvazková rekonstrukce z musculus semitendinosus, jednosvazková rekonstrukce ze šlachy musculus quadriceps femoris, dvoj svazková rekonstrukce ze šlach musculus semitendinosus a musculus gracilis, jednosvazková rekonstrukce ze šlachy musculus quadriceps femoris společně z rekonstrukcí anterolaterálního ze šlachy musculus gracilis a augmentace částečného poranění jedné z porce předního zkříženého vazu šlachou z musculus gracilis). Všechna měření byla realizována za pomoci počítačového navigačního systému. Vyšetření stability kolenního kloubu bylo realizováno v datu operace u poraněného kolenního kloubu, následně pak dva roky po operaci. Všichni sledovaní pacienti 4 vyplnili také dotazníky subjektivního hodnocení spokojenosti s náhradou předního zkříženého vazu a funkcí kloubu. Výsledky Při hodnocení vnitřně rotační stability kolenního kloubu před operací dosahovala tato hodnota pro všechny skupiny v průměru 18,9°. Dva roky po operaci u jednotlivých typů rekonstrukcí předního zkříženého vazu bylo zjištěno nej výraznější ovlivnění této vnitřně rotační stability po dvojsvazskové technice (9,5°) a po metodě využívající rekonstrukci ligamentum anterolaterale (8,1°). Nej vyšší hodnoty subjektivního hodnocení funkčnosti kolenního kloubu pak rovněž vykazovaly obě tyto techniky. Diskuze Dvoj svazková rekonstrukce předního zkříženého vazu je technika složitá, která může vést k mnoha komplikacím během peroperační i pooperačním fáze. Štěpy odebrané z obou hamstringů navíc mohou negativně ovlivnit rotační stabilitu kloubu. Aby se obnovila rotační stabilita kolena s menším množstvím možných komplikací, metodou volby by měla být rekonstrukce předního zkříženého vazu štěpem z musculus quadriceps femoris s náhradou ligamentum anterolaterale štěpem z musculus gracilis a s ponecháním intaktní šlachy musculus semitendinosus. Závěr Získané hodnoty poukazují na fakt, že jednosvazková rekonstrukce předního zkříženého vazu kolenního kloubu v kombinaci s náhradou ligamentum anterolaterale poskytuje stejnou vnitřně rotační stabilitu vkolenním kloubu jako rekonstrukce metodou dvoj svazkovou. Všechny kolenní 5 klouby rekonstruované těmito technikami vykazují obdobnou rotační stabilitu v porovnání s druhostranným zdravým kolenním kloubem. Využití této metody se jeví jako ideální variantou nejen pro rekreačně sportující jedince, ale především pro sportovce vrcholové. Abstract Purpose of the study Physical activity and athletic performance largely depend on the health of an individual. Injuries to the anterior cruciate ligament often cause career termination not only for professional athletes. One of the reasons for this limitation is the subsequent insufficient rotational (especially internally rotational) stability of the knee joint following the reconstruction of the anterior cruciate ligament. This residual postoperative rotational instability can be prevented by multiple surgical techniques. However, the question remains, what type of graft suitable for this compensation is the best to meet all the needs of physically active individuals. The aim of this work was therefore to evaluate the stability of the knee after various types of reconstructions of the anterior cruciate ligament at the time of surgery, subsequently two years after the operation in correlation with the contralateral healthy knee joint, and to verify the subjective feelings of patients in relation to the given procedure. The practical impact on the physically active population was to determine the ideal algorithm for treatment of an anterior cruciate ligament injury of the knee. 6 Materials and methods A total of 130 knee joints of patients were enrolled in the study, all of them after anterior cruciate ligament replacement, and divided into five groups depending on the performed operating technique (single-bundle reconstruction of anterior cruciate ligament by the graft of ligamentum patellae or by the tendon of musculus semitendinosus, single-bundle reconstruction from tendon musculus quadriceps femoris, double-bundle reconstruction from tendons musculus semitendinosus, musculus gracilis and single-bundle reconstruction from tendon musculus quadriceps femoris together from reconstructions ligamentum anterolaterale from tendon musculus gracilis and an augmentation of partial injury to one of the bundle of the anterior cruciate ligament by a tendon of musculus gracilis). All measurements were made using a computer navigation system. Examination of the stability of the knee joint was carried out on the day of the knee joint surgery, and then two years after the operation. All monitored patients also completed subjective satisfaction questionnaires for anterior cruciate ligament replacement and joint function. Results When assessing the internal rotational stability of the knee joint prior to a surgery, this value averaged 18,9° for all groups. Two years after the surgery for each type of anterior cruciate ligament reconstruction, the most significant influence on the internal rotational stability was found after the double-bundle technique (9,5°) and after the method using ligamentum anterolaterale reconstruction (8,1°). Both techniques have also demonstrated satisfaction in evaluating the knee joint function. Discussion Double-bundle reconstruction of the anterior cruciate ligament is a complex technique that can lead to many complications during both peroperative and postoperative phases. In addition, grafts taken from both hamstrings can negatively affect the rotational stability of the joint. In order to restore the 7 rotational stability of the knee while minimising the possibility of complication, the method of choice may be the reconstruction of the anterior cruciate ligament by graft of musculus quadriceps femoris with replacement ligamentum anterolaterale graft of musculus gracilis and with the retention of an intact tendon of musculus semitendinosus. Conclusions The obtained values indicate that the single-bundle reconstruction of the anterior cruciate ligament of the knee joint in combination with the replacement ligamentum anterolaterale provides the same internal rotational stability in the knee joint as does the reconstruction by the double-bundle method. All knee joints reconstructed by these techniques exhibit similar rotational stability in the joint when compared to the contralateral healthy knee joint. The use of this method seems to be an ideal option not only for recreational sports people, but especially for top athletes. 8 Obsah 1. Úvod.....................................................................................................11 1.1 Obecné pojmy.................................................................................11 1.2 Cíle studie......................................................................................15 2. Materiál a metodika...............................................................................17 2.1 Analýza vlivu jednotlivých svazků předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu................................................................................................17 2.2 Analýza vlivu jednotlivých technik rekonstrukce předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu během operačního výkonu.....................20 2.2.1 Operační technika u jednotlivých skupin pacientů............................21 2.2.2 Průběh měření během operace....................................................................26 2.3 Analýza vlivu jednotlivých technik rekonstrukce předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu dva roky po operaci..............................28 2.3.1 Měřící systém..............................................................................................28 2.3.2 Subjektivní hodnocení funkce kloubu......................................................31 2.4 Hodnocení vhojení šlachového štěpu do kostního kanálu......................31 2.5 Statistická analýza........................................................................32 9 3. Výsledky.................................................................................................33 3.1 Vliv jednotlivých svazků předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu..........................................................................33 3.2 Vliv jednotlivých technik rekonstrukce předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu během operačního výkonu............................34 3.3 Vliv jednotlivých technik rekonstrukce předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu dva roky po operaci.....................................42 3.4 Subjektivní hodnocení funkce kolenního kloubu dva roky po operaci..............46 4. Diskuze.....................................................................................................49 5. Původní práce autora................................................................................53 6. Závěr.......................................................................................................120 7. Seznam použité literatury........................................................................122 10 1. Úvod 1.1 Obecné pojmy Pro aktivně sportující pacienty je stabilita kolenního kloubu jedním ze základních prvků pro zachování adekvátní výkonnosti (1). Při poranění předního zkříženého vazu (ligamentum cruciatum anterius, LCA) však dochází k oslabení stability rotační, a to i po částečném poranění tohoto statického stabilizátoru kolenního kloubu (2). K parciální ruptuře LCA dochází v 7-27 % izolovaných poranění předního zkříženého vazu (1,3), z toho u 50 % případů dochází později k následné totální ruptuře (4,5). Pokud aktivní sportovec pociťuje tento dyskomfort a konzervativní terapie selhává, je možné provést tzv. augmentaci zachovalého svazku LCA nebo náhradu LCA celkovou. Poranění předního zkříženého vazu kolenního kloubu je v dnešní době akcentováno především zvýšenou sportovní aktivitou pacientů, při které dochází k poranění ligamenta tzv. nepřímým mechanizmem. Při tomto poranění se kolenní kloub dostává do vnitřní rotace a decelerace. Druhým mechanizmem je pak přímé násilí, kdy je kolenní kloub vystaven síle vytvářející hyperextenzi s valgozitou. V literatuře je uváděn asi ve 2/3 případů (6). Makroskopicky se LCA dělí na dva svazky - anteromediální (AM) a posterolaterální (PL). Názvy jednotlivých svazků jsou odvozeny od jejich úponů na tibii (obr.l). 11 Obr. 1 - AM a PL svazek LCA s úponem na tibii Pozice fem orálního úponu je významnější pro rotační stabilitu kloubu a je dobře známa (7-10). Femorální úpon anteromediální porce LCA se upíná při 90° ohnutí v kolenním kloubu více dorsálně na mediální straně laterálního kondylu femuru za tzv. „laterální bifurkační hranu" (lateral bifurcate ridge) a pod tzv. „laterální interkondylární hranu" (lateral intercondylar ridge"), které můžeme při artroskopii identifikovat (7,11). Femorální úpon posterolaterální porce je umístěn před „laterální bifurkační hranu" a pod „laterální interkondylární hranu" (obr.2). Střed tibiálního úponu LCA (obr.3) leží v průměru 7 mm před přední částí zadního zkříženého vazu (ligamentum cruciatum posterius, LCP). Jeho laterální okraj se nachází na spojnici přímky vedené z úponu předního rohu laterálního menisku směrem do interkondylického prostoru, jeho mediální okraj na hraně mediální interkondylické eminence tibie (12). Úpon jednotlivých svazků LCA je v této lokalitě velmi variabilní (13). 12 Obr.2 - pozice úponů jednotlivých svazků LCA na mediální ploše laterálního kondylu femuru Obr. 3 - pozice úponů jednotlivých svazků LCA na tibii (obr.2 a 3 převzaty od: Forsythe B, Kopf S, Wong AK, Martins CAQ, Änderst W, Tasnman S et al. The Location of Femoral and Tibial Tunnels in Anatomic Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament reconstruction Analyzed by Three-Dimensional Computed Tomography Models. J Bone Joint Surg Am. 2010; 92:1418-26.) Hlavním účelem rekonstrukce LCA je obnovení předozadní a rotační stability. Oba svazky LCA ovlivňují stabilitu kolenního kloubu odlišně v různém stupni jeho ohnutí. Zatímco v natažení kloubu je AM svazek relaxován a při pohybu z 0° do 30° flexe se zkracuje, PL svazek je v tomto 13 rozsahu plně tonizován a je zodpovědný za stabilitu kloubu. Od 30° flexe se role obou svazků mění, tzn., že AM svazek se od 30° flexe protahuje, zatímco PL svazek se zkracuje (14,15). Umístění jednotlivých svazků pak determinuje výslednou stabilitu kolenního kloubu po operaci. Biomechanické studie popisují kinematiku kolenního kloubu po různých typech LCA rekonstrukcí (16-18). Jedná se o rekonstrukce jednosvazkové s různým umístěním femorálního úponu LCA, či o výkony dvoj svazkové. Další možností je pouze tzv. augmentace předního zkříženého vazu při jeho částečném poranění. Pro tyto účely jsou pak využity různé typy štěpů. Nejčastěji se jedná o autologní štěp z hamstringů, tj. ligamentozní části musculus (m) semitendinosus či m.gracilis (19), či štěp z ligamentum patellae (20,21). Každý z těchto štěpů vykazuje jistá úskalí při jejich využití. Šlachová část hamstringů negativně ovlivňuje její vhojení do kosti i přes moderní metody posílení hojivých procesů v kostním kanále, jako např. aplikace plazmy bohaté na trombocyty (viz. publikovaný text autora č.6). Odběr kostního bločku z ligamentum patellae zvyšuje bolesti přední části kolena a omezuje možnost kleku u pacienta (vlastní pozorování autora). Proto se do popředí také postupně dostávají štěpy ze šlachy m.quadriceps femoris (22). Alogenní štěpy mají své specifické indikace a využívají se především k revizním operacím při selhání štěpu původního. Ve většině biomechanických studií je jako závěr uveden fakt, že dvoj svazková rekonstrukce LCA (double-bundle, DB) vede k obnovení rotační stability ve větším rozsahu ve srovnání s technikou jednosvazkovou (single bundle, SB) (18,23,24). Nicméně, DB technika skýtá četné nevýhody, jako jsou např. per a pooperační komplikace a vyšší technické i ekonomické nároky na její provedení (25). Poranění LCA a následné odstranění hamstringů vede také k narušení reflexního oblouku LCA - hamstringy a vývoji možné pooperační nestability (26). Sportovci pak negativně vnímají oslabení síly hamstringů, která se prokázala až u 1/3 pacientů po odběru m.gracilis i m.semitendinosus (27). Reziduum rotační nestability po poranění LCA však může být také přímým důsledkem poranění tzv. anterolaterálních struktur kolena, konkrétně anterolaterálního ligamenta (ligamentum anterolaterale, LAL) (28). Anatomie této struktury již byla popsána v několika studiích (29-31). 14 Tibiální úpon je umístěn ve středu vzdálenosti mezi hlavicí lýtkové kosti a tuberculum Gerdy. Femorální footprint je lokalizován v oblasti laterálního epikondylu femuru a to přibližně 4 mm dorzálně a 8 mm nad tímto hrbolkem (obr. 4). Obr.4: Pozice femorálního a tibiálního úponu ligamentum anterolateral e (ALL). Biomechanická funkce LAL však není dokonale prostudována. Některé kadaverózní studie popisují jeho vliv na předozadní a rotační stabilitu kolenního kloubu (28,32,33). Hlavním úkolem LAL je redukovat rozsah vnitřní rotace (IR) kolenního kloubu při flekčním pohybu v rozmezí 30 - 90° (32). 1.2 Cíle práce Cílem této téměř desetileté studie bylo zhodnotit nejprve vliv jednotlivých svazků předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu a následně analyzovat ovlivnění biomechaniky kolenního kloubu (především vnitřně rotami stability) různými technikami rekonstrukce předního 15 zkříženého vazu. Praktickým výstupem pak měl být návrh ideálního algoritmu terapie u aktivně sportujících jedinců. Základní hypotézy práce byly postulovány následovně: 1) Rotační stabilita kolenního kloubu je restaurována technikou dvojsvazkovou více než technikou jenosvazkovou. 2) Využití jednosvazkové náhrady předního zkříženého vazu v kombinaci s náhradou anterolaterálního ligamenta vykazuje pooperačné stejnou rotační stabilitu jako rekonstrukce LCA dvoj svazková. 3) Rekonstrukce LCA společně s anterolateráním vazem restauruje rotační stabilitu kolenního kloubu na úroveň stability kolenního kloubu intaktního a je ideální léčbou při poranění LCA u aktivního sportovce. 16 2. Materiál a metodika 2.1 Analýza vlivu jednotlivých svazků LCAna stabilitu kolenního kloubu V roce 2009 a 2010 bylo preparováno na patologicko-anatomickém oddělení Nemocnice Znojmo 30 kadaverů, při úmrtí v průměrném věku 75 let (rozpětí 55 až 90 let), bez předchozího operačního výkonu či úrazu na dolních končetinách. Všechny kadavery, bez předchozí chemické úpravy patologem, byly studovány průměrně 18 hodin po smrti (rozpětí 8-24 hodin). Byl studován vliv jednotlivých svazků LCA na rotační a předozadní stabilitu kolenního kloubu v různém stupni ohnutí u intaktního vazu, po odstranění AM svazku a po odstranění i PL svazku. Toto protětí jednotlivých svazků byla náhodně střídáno (viz. publikovaný text autora č.l). Následně bylo na ortopedickém oddělení téže nemocnice operováno 60 pacientů v období v období březen 2010 až květen 2011 (viz. publikovaný text autora č.3). Průměrný věk pacientů byl 32,9 roků s rozpětím 18 až 53 let a všichni podepsali informovaný souhlas se zařazením do této studie. 20 pacientů absolvovalo náhradu LCA jednosvazkovou technikou z hamstringu (m. semitendinosus), 20 pacientů podstoupilo dvoj svazkovou náhradu (DB) s tonizací AM svazku jako prvního a 20 pacientů DB náhradu LCA s tonizací PL svazku jako prvního. Výběr pacientů do jednotlivých skupin byl proveden za pomoci permutační blokové randomizace počítačového softwaru Random Number Generátor Software 7.0. Vstupní kritéria pro zařazení pacientů do studie byla velice striktní a to pouze poranění LCA. Pacienti s poraněním ostatních tkání tvořící kolenní kloub, jako jsou zlomeniny kostí, posterolaterální nestabilita, poranění postranních vazů atd., byli ze studie vyloučeni. Také parciální ruptúry LCA potvrzené peroperačně do této části studie zahrnuty nebyly. Hodnocena byla předozadní stabilita, vnitřní a vnější rotace v kolenním kloubu LCA-deficitním, po tonizace jednoho ze svazků LCA a po doplnění svazku druhého. Pro účely objektivního hodnocení předozadní a rotační stability kolenního kloubu bylo využito následujících přístrojů. 17 a) Hodnocení předozadní stability Pro vytvoření předozadní translace v kolenní m kloubu stále stejnou silou 133 N byl využit artrometr KT-1000 (Med Metronic, San Diego, California) (obr.5). Tento přistroj dovoluje přesné určení ventrálního posunu tibie vůči femuru poraněného kolenního kloubu. Obr.5 - artrometr KT-1000 b) Hodnocení rotační stability kolenního kloubu K hodnocení rotační výchylky v kolenním kloubu byl využit počítačový navigační systém OrthoPilot (Aesculap, Tuttlingen, Germany). Tento optický navigační systém analyzuje infračervené paprsky odražené od pasivních sond připevněných přes šroub na končetině pacienta za pomoci stereooptické infračervené kamery. Software tak vypočítává relativní polohu jednotlivých bodů sond v prostoru a jeho rozeznávací schopnost při měření pohybuje nižší než 1 stupeň (obr. 6). 18 Obr.6 - navigační systém pro zjištění rotační stability kloubu OrthoPilot Noha kadaveru byla nejprve fixována na uměle vytvořenou „železnou botu" plastovými páskami v 10° dorsální flexi v hlezenním kloubu, aby se zabránilo rotačním pohybům v hleznu samotném. V dlouhé ose dolní končetiny byl ke „kovové botě" připevněn rolimetr a byl vytvořen rotační pohyb tibie s konstantní silou 2,5 Nm (obr.7). Obr.7 - „kovová bota" připevněná na nohu kadaveru či pacienta 19 Byla tak zaznamenána tibiální vnitřní rotace (IR) i vnější rotace (ER) ve stupních (°). Všechna měření byla provedena třikrát a odečtena z obrazovky navigačního systému (obr.8). Obr.8 - obrazovka navigačního systému 2.2 Analýza vlivu jednotlivých technik rekonstrukce LCA na stabilitu kolenního kloubu během operačního výkonu Od roku 2010 do roku 2017 bylo operována na ortopedickém oddělení Nemocnice Znojmo celkem 130 převážně mladých pacientů, kteří byli zahrnuti do studie a podepsali informovaný souhlas o participaci na této prospektivní studii. Inkluzní kritéria byla následující: a) izolované poranění LCA; b) absence operačního výkonu na kolenním kloubu před poraněním; c) věk 17-40 let; d) uzavřené růstové zóny, e) BMI nižší než 30. Všichni ostatní pacienti s přidruženými poraněnými tkáněmi kolenního kloubu (meniskální léze, zlomeniny, ruptúra jiných vazů, ...), stejně jako případy se systémovými onemocněními, nebyli do studie zařazeny. Všichni pacienti podstoupili MRI před výkonem, kde bylo poranění LCA, ev. LAL, potvrzeno. Po úraze následovala 2 týdenní imobilizace kolenního kloubu v rigidní ortéze, následně odlehčení na 4 týdny o francouzských holích se 20 zahájením kompletního rehabilitačního programu na celkem 6-8 týdnů s obnovením standardní funkce kloubu. Následně bylo přistoupeno k operačnímu výkonu. 2.2.1 Operační technika u jednotlivých skupin pacientů Jakmile byl pacient uveden do celkové anestézie, stehenní kost byla fixována za využití standardního kovového držáku pro artroskopii. Následovala diagnostická artroskopie za účelem potvrzení úplné nebo částečné léze LCA a vyloučení výrazného poranění dalších nitrokloubních struktur ovlivňující stabilitu kolenního kloubu. K provedení izometrické jednosvazkové rekonstrukce byl štěp odebrán ze šlachy m.semitendinosus (ISB) šikmým řezem nad anteromediální částí tibie v oblasti pes anserinus délky 5 cm a nebo ze šlachy čtyřhlavého svalu stehenního (BT) v oblasti báze pately z příčného kožního řezu o délce 4 cm v průměru. Byly použity specializované nástroje k oddělení šlachovité části štěpu od svalové tkáně (obr. 9). Kostně-šlachový štěp byl získán s průměrnou délkou 9 cm a šířkou 9 mm. 21 Obr.9: Specializované nástroje k oddělení šlachovité části BT štěpu od svalové tkáně Pro LAL rekonstrukci byl využit štěp z m.gracilis z oblasti jeho ventrálního úponu na tibii (LAL) ze stejného řezu jeko při odběru šlachy m.semitendinosus. Následně byl štěp přeložen tak, aby měl délku v průměru 12 cm a šířku 6 mm. U dvoj svazkové rekonstrukce LCA (DB) byly štěpy odebrány z m.semitendinosus pro anteromediální porci LCA (AM) a ze šlachy m.gracilis pro PL svazek LCA (PL). Velikost štěpů pak byla upravena tak, aby odpovídala velikosti 9 cm x 8 mm pro svazek AM a 8 cm x 6 mm pro PL. Následně byl vrtán kostní tunel pro AM svazek za laterální bifurkační hranu na mediální ploše laterálního kondylu femuru. Tibiální kanál pro AM svazek byl umístěn ve vzdálenosti 14 mm před přední částí zadního zkříženého vazu (LCP) mírně na střed tibie mezi interkondylické eminence. PL svazek byl umístěn před laterální bifurkační hranu a pod laterální interkondylární hranu. Tibiální kostní tunel PL svazku pak ve vzdálenosti 7 mm před LCP a lehce laterálně (obr. 10). 22 Obr. 10 - artroskopický pohled na navrtané kostní kanály ve femuru Důležitým bodem ovlivnění rotační stability kolenního kloubu je umístění kostního kanálu ve femuru. Během centrální anatomické jednosvazkové rekonstrukce (CASB), kde byl využit štěp z m.semitendinosus, byl cílen femorální kostní kanál 8 mm široký na mediální plochu laterálního kondylu femuru. Pozice tohoto bodu byla ozřejměna po důkladném očištění mediálního povrchu laterálního kondylu femuru od měkkých tkání za pomoci artroskopického háčku. V 90° flexi v kolenním kloubu byla měřena horizontální distance mediální plochy laterálního kondylu femuru 2 mm nad chrupavkou ve střední části s přičtením poloviny průměru zamýšleného kostního kanálu. Přesná pozice anatomického středu femorálního úponu LCA byla dána souřadnicemi dle studie Forsythe a kol. (7) a to ve 43% vzdálenosti od zadního okraje mediální plochy laterálního kondylu femuru (obr.l 1). Tato pozice byla kontrolována kalibrovaným artroskopickým háčkem z AL portu a kamerou zavedenou do AM portu. Tibiální kostní tunel byl pak lokalizován do původního footprintu LCA (viz. publikovaný text autora č.3). 23 Obr.l 1 - anatomické umístění femorálního kostní kanálu budoucí LCA kontrolované na CT vyšetření Během tzv. isometrické jednosvazkové náhrady LCA (ISB) byl cílen femorální kostní kanál na mediální plochu laterálního kondylu femuru do pozice 1 hodina 30 minut pro levé koleno a 10 hodin 30 minut pro pravé koleno při pohledu artroskopem z přední části kloubu. Toto umístění je možné přesně určit za pomoci počítačového navigačního systému využitého i v této studii (obr. 12). Tibiální tunel byl cílen take do místa původního footprintu LCA. Obr. 12 - přesné umístění femorálního kanálu při technice ISB za pomoci navigačního systému 24 V případě izolovaného poranění pouze jednoho svazku LCA (poranění PL porce je poté mnohem častější než poranění AM svazku LCA (dle Fu a kol. 62% poranění PL porce, 38% AM porce) (34)) byl využit štěp z m.gracilis a následně cílen femorální úpon PL svazku mezi laterální bifurkační hranu a laterální interkondylickou hranu dle anatomických parametrů úponu jednotlivých svazků LCA na femur (viz. publikovaný text autora č.4). U poslední skupiny pacientů byla zvolena operační technika s doplněním anterolaterálního ligamenta k jednosvazkové izometrické náhradě LCA ze štěpu z m.quadriceps femoris (LAL). V tomto případě byl vrtán kanál 8 mm proximálně a 4 mm dorzálně od laterálního epikondylu femuru mimo dutinu kolenního kloubu. Tibiální část LAL byla umístěna mezi tuberculum Gerdy a přední části hlavice lýtkové kosti, předně do poloviny této vzdálenosti (obr. 13). Za účelem fixace LAL štěpu, byly použity interferenční šrouby, napnuté dynamometrem nastaveným na 85 N při 20-30° ohybu kolenního kloubu a mírné vnější rotaci tibie vůči femuru. Všechny štěpy použité pro LCA náhradu byly také fixovány pomocí interferenčních biokompozitních šroubů uvnitř kolenního kloubu. Při SB technice byl štěp LCA fixován ve 30° flexi v kolenním kloubu, pro DB náhradu pak AM svazek ve 45° flexi v kolenním kloubu, PL svazek v 10° flexi. 25 Obr. 13 - anatomické umístění úponů lig.anterolaterale 2.2.2 Průběh měření během operace Po odběru štěpu/ů pro rekonstrukci LCA, a navrtání kostních tunelů pro jednotlivé techniky, byl nejprve proveden sběr dat pro navigaci, které jsou definovány přesnou pozicí tuberositas tibiae, přední kortex tibie, mediální a laterální konec tibiálního plata a pasivním pohybem v kolenním kloubu z plné extenze do 90 stupňové flexe. Sondy navigace byly upevněny přes šroub do holenní a stehenní kosti pacienta. Pro vytvoření předozadní deviace v kolenním kloubu (APT) stále stejnou silou 133 N byl využit artrometr KT-1000 (Med Metronic, San Diego, California) ve sterilním obale a připevněn na 26 končetinu sterilními pásy. Všechna vyšetření kolenního kloubu byla provedena ve 30° flexi, která byla kontrolována na obrazovce navigačního systému. Pro vytvoření rotace v kolenním kloubu konstantní silou byla připevněna na nohu pacienta výše zmíněná kovová bota za pomoci plastových sterilních pásků. Tato konstrukce umožňovala vytvoření 100° dorsální flexe v hlezenním kloubu vůči podélné ose tibie a tím byla eliminována nechtěná rotace v hlezenním kloubu. Koncová část rolimetru (Aesculap, Tuttlingen, Germany) byla připevněna do zdířek na platně kovové boty v prodloužení podélné osy tibie a rotační pohyb v kolenním kloubu byl proveden silou 2,5 Nm. V dalším kroku byla poté studována stabilita kolenního kloubu. Nejprve byla provedena předozadní translace (anterior-posterior translation - APT) pro LCA-deficitní kloub a výchylka zobrazená navigačním systémem byla zaznamenána do tabulky. Toto bylo provedeno 3x atestovaným ortopedem. Poté byla provedena vnitřní rotace (IR) a vnější rotace (ER) v kolenním kloubu za pomoci rolimetru. Stejně jako u APT bylo toto měření provedeno 3x a průměrná hodnota byla zaznamenána. Následně byl tonizován pro dvoj svazkovou techniku AM svazek v tibii za pomoci tonometru silou 85 N ve 45° flexi v kolenním kloubu. PL svazek byl tonizován v 10° flexi stejnou silou. Při jednosvazkové náhradě LCA byl štěp tonizován silou 85 N ve 30° flexi. Po fixaci jednoho svazku při dvoj svazkové plastice byla provedena stejná měření jako u LCA-deficitního kolenního kloubu pro zjištění APT a rotací. Poté po dokončení fixace obou svazků u DB náhrady či jednoho svazku u ISB či CASB náhrady byla měření provedena naposledy. U pacientů, kde byla k jednomu svazku LCA doplněna i rekonstrukce anterolaterálního ligámenta, proběhla analýza rotační stability kloubu znovu. Pro tuto skupinu byl také studován vliv rekonstrukce lig.anterolaterale na stabilitu kolenního kloubu v porovnání s LCA-deficitním kolenním kloubem před operací, po ISB rekonstrukci LCA a po rekonstrukci LAL. 27 2.3 Analýza vlivu jednotlivých technik rekonstrukce LCA na stabilitu kolenního kloubu dva roky po operaci 2.3.1 Měřící systém Pro zhodnocení výchylky v kolenním kloubu 2 roky po operaci byl využit stejný počítačový navigační systém OrthoPilot (Aesculap, Tuttlingen, Germany). Všechna měření se prováděla na operované a na zdravé dolní končetině pacienta pro všechny výše uvedené skupiny (tj. centrální jednosvazková anatomická náhrada CASB (viz. publikovaný text autora č.3)., dvojsvazková náhrada DB, augmentace LCA (AUGM) (viz. publikovaný text autora č.4) a po jednosvazkové izometrické náhradě LCA s přidaným anterolateráním ligamentem LAL. Pasivní sondy navigačního systému byly připevněny na tibii 10-15 cm pod tuberositas tibiae a 10 cm nad horním okrajem pately na femur za pomoci pásků (obr. 14). Obr. 14: Umístění pasivních sond pro navigaci v oblasti kolenního kloubu pacienta. 28 Pacient zaujal vzpřímenou pozici ve stoje s nohami vzdálenými 20 cm od sebe v neutrální rotaci v kolenních kloubech. Poté byl vyzván k provedení 20°-30° ohnutí v koleni, což bylo kontrolováno na obrazovce počítačového systému (obr. 15). Obr. 15: Provedení 20-30st. flexe v kolenním kloubu. Následně pacient provedl aktivně maximální vnější rotaci ve studovaném kloubu bez očního kontaktu s obrazovkou navigace k objektivitě pokusu a nácviku měření. Pak byl pacient navrácen do výchozí neutrální pozice a následně byla provedena maximální vnitřní rotace. Všechna měření byla pro operovaný i zdravý kloub provedena třikrát, hodnocena byla především vnitřní rotace v kolenním koubu (obr. 16,17). 29 Obr. 16: Provedení vnější rotace v kolenním kloubu. Tibie zůstává fixována k podložce, distální femur rotuje navnitř a dochází tak k mechanismu, při němž zůstává tibie rotována zevně vůči femuru. Obr. 17: Provedení vnitřní rotace v kolenním kloubu. Tibie zůstává opět fixována k podložce, distální femur rotuje zevně a dochází tak k mechanismu, při němž zůstává tibie rotována vnitřně vůči femuru. 30 2.3.2 Subjektivní hodnocení funkce kloubu Všichni sledovaní pacienti vyplnili dotazníky subjektivního hodnocení spokojenosti s náhradou LCA a funkcí kloubu, a to ve 24. měsíci od operačního zákroku ve skupině ISB, CASB, DB, AUGM a LAL. Součástí každého dotazníku bylo skóre Cincinnati (5,35), Lysholm (36-38) a IKDC (39) hodnotící funkci kolenního kloubu po ligamentózním poranění s následnou bolestivostí, otoky, podklesáváním kloubu a nestabilitou kloubu. Otázky byly přesně cíleny na a) bolest, b) pooperační symptomy jako otok, ztuhlost kloubu apod., c) funkci kloubu v běžných denních činnostech, d) funkci kloubu ve sportu a rekreačních sportovních aktivitách a d) celkovou kvalitu života pacienta po operaci. Všechny tyto dotazníky byly vyhodnoceny dle standardních doporučení. Jako další hodnota byl analyzován subjektivní pocit pacienta při rotačních pohybech kolenního kloubu na škále 0 až 10 (kdy 10 bodů charakterizovalo nej větší potíže při rotačním pohybu v kolenním kloubu, 0 bodů nej menší potíže), možnost kleku a bolestivost přední části kolenního kloubu po odběru štěpu za pomoci VAS (Visuální Analogové Skály bolesti), kde hodnota 0 značí nejměnší potíže a hodnota 10 potíže maximální. 2.4 Hodnocení vhojení šlachové štěpu do kostního kanálu na MRI V publikované textu autora č.6 byl hodnocen otok v okolí šlachového štěpu v kostním kanálu po rekonstrukci LCA za pomoci magnetické rezonance 12.měsíc od operace. Stejně tak byla hodnocena i tzv. ligamentizace štěpu. U 20 pacientů byl štěp saturován plazmou bohatou na trombocyty. lml plazmy byl aplikován jehlou během operace do obou kostních kanálů, 3ml pak do intraartikulární části štěpu. Soubor byl následně porovnán se skupinou 20 pacientů bez této aplikace PRP. 31 2.5 Statistická analýza Všechna data byla zpracována za pomoci softwaru STATISTICA 9.0. Popis deviace rotačního pohybu kolenního kloubu ve stupních (°) zahrnoval průměr, směrodatnou odchylku a medián. Pro vyhodnocení statisticky adekvátních průměrných hodnot mezi DB a LAL skupinou a pro porovnání vnitřně rotační stability kolena pro jednosvazkovou rekonstrukci LCA a následně LAL, byl použit neparametrický t-test. Stejný statistický test byl pak použit pro vyhodnocení absolutních hodnot jednotlivých skórovacích systémů (Cincinnati, Lysholm, IKDC) ve 24 měsících po operaci a pro porovnání stability kolenního kloubu mezi operovaným a neoperovaným kolenním kloubem. Pro zjištění optimální hodnoty, která by znamenala, že rekonstrukce LAL je nutná k obnovení IR stability v kloubu, byla skupina LAL rozdělena do podskupin v závislosti na hodnotách IR po rekonstrukci LCA. Poté byla pro každou podskupinu zhodnocena stabilita ve srovnání se skupinou LAL za použití párového t-testu. P hodnota < 0,05 byla považována za statisticky významnou. 32 3 Výsledky 3.3 Vliv jednotlivých svazků předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu (publikovný text autora 1 a 2) Vliv jednotlivých svazků na předozadní posun tibie vůči femuru (APT) a rotační pohyb kolenního kloubu (vnitřní rotace IR a vnější rotace ER) byla studována výše uvedenými metodami na kadaverózních preparátech i během operačního výkonu. Obě analýzy prokázaly následující tvrzení: a) Při analýze ovlivnění předozadní translace v kolenním kloubu jednotlivými svazky LCA byl zjištěn větší vliv AM svazku než svazku PL ve 30° flexi v kolenním kloubu u kadaverů i pacientů na statistické hladině významnosti p < 0,01. a) AM svazek kontroluje vnitřně rotační stabilitu kolenního kloubu (IR) více než PL svazek, ale bez statistické významnosti. Absolutní čísla však vypovídají o výraznějším efektu AM svazku na vnitřně rotační stabilitu kolenního kloubu než u PL svazku. b) Vnější rotace (ER) je ovlivněna oběma svazky obdobně, bez statistického rozdílu. Absolutní hodnoty jsou uvedeny v publikacích autora č. 1 a 2. 33 3.4 Vliv jednotlivých technik rekonstrukce předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu během operačního výkonu (publikovný text autora 2 a 3) V této části práce byl hodnocen biomechanický vliv jednotlivých technik rekonstrukce LCA za výše uvedené metodiky. Hodnoceny byly následující typy rekonstrukcí LCA: 1. ) Jednosvazková isometrická rekonstrukce LCA (ISB) ze štěpu m.semitendinosus 2. ) Jednosvazková centrální anatomická rekonstrukce LCA (CASB) ze štěpu m.semitendinosus 3. ) Dvoj svazková anatomická rekonstrukce LCA (DB) ze štěpu m.semitendinosus a m.gracilis 4. ) Jednosvazková isometrická rekonstrukce LCA ze štěpu m.quadriceps femoris společně s rekonstrukcí ligamentum anterolateral e (LAL) ze štěpu m.gracilis Při porovnání předozadní stability kolenního kloubu mezi technikami ISB a DB byla potvrzena dílčí hypotéza většího ovlivnění předozadní stability kolenního kloubu DB technikou v porovnání s ISB (p = 0,02), viz. tabl. 1. APT (mm) ISB rekonstrukce PL rekonstrukce AM rekonstrukce LCA-deficitní kloub 18,5 (13-23, SO 4,6) 18,9 (14-31,SO 4,9) 18,9 (14-31,SO 4,9) 13,1 (6-20, SO 4,4) 8,9 (5-18, SO 3,5) LCA - intaktní kloub 8,5 (3-17, SO 3,5) 6,1 (3-13, SO 2,1) 6,1 (3-13, SO 2,1) Tab.l - Hodnoty předozadní translace APT (mm) při absenci LCA, po jednosvazkové isometrické rekonstrukci LCA (ISB), po rekonstrukci AM a PL svazku jako prvního u dvoj svazkové náhrady LCA a po fixaci obou svazků PZV u dvoj svazkové techniky (DB). 34 Při analýze rotační stability kolenního kloubu po těchto dvou metodách rekonstrukce LCA byla potvrzena větší stabilita kolenního kloubu po DB rekonstrukci, ale pouze pro vnitřní rotaci IR (p = 0,01), nikoliv pro rotaci vnější (p = 0,25), viz. tab. 2. IR O ISB rekonstrukce PL rekonstrukce AM rekonstrukce LCA -deficitní kloub 19,3 (15-24,SO 4,6) 18,8 (12-26,SO 4,4) 18,8 (12-26, SO 4,4) 15,3 (10-21,SO 3,1) 13,9 (11-18, SO 2,1) LCA - intaktní kloub 14,5 (10-19,SO 3,3) 10,4 (7-15,S0 2,l) 10,4 (7-15, SO 2,1) Tab.2 - Hodnoty vnitřní rotace IR (°) při absenci PZV, po jednosvazkové isometrické rekonstrukci PZV (ISB), po rekonstrukci AM a PL svazku jako prvního u dvoj svazkové náhrady PZV a po fixaci obou svazků PZV u dvoj svazkové techniky (DB). V publikované textu autora č. 4 jsou uvedeny absolutní hodnoty vyšetření stability kolenního kloubu po DB náhradě LCA a CASB. Zjištěná data získaná v této části studie vypovídají o následujících skutečnostech: a) Hypotéza ovlivnění předozadního posunu tibie vůči femuru CASB technikou ve stejné míře jako DB technikou byla vyvrácena (DB stabilizuje kolenní kloub v APT ve větší míře na statistické hladině významnosti p = 0,0001). b) Hypotéza ovlivnění obou rotačních pohybů tibie vůči femuru CASB technikou ve stejné míře jako DB technikou byla také vyvrácena. DB technika stabilizuje kolenní kloub v ER i IR více se statistickým rozdílem v porovnání s CASB (p = 0,0019 pro IR a p = 0,0018 pro ER). 35 Při porovnání izometrické a centrální anatomické jednosvazkové náhrady LCA pak byla zjištěna následující fakta: a) CASB nemá větší vliv na rotační stabilitu kolenního kloubu než ISB (p = 0,512 pro IR; p = 0,235 proER). c) Stejně tak CASB neovlivňuje vice předozadní translaci v kolenním kloubu než ISB (p = 0,156). Všechny absolutní hodnoty stability kolenního kloubu po výše uvedených technikách rekonstrukcí LCA jsou uvedeny v následujících tabulkách 3-6. Typ náhrady LCA IRQ P LCA -deficitní kloub 18,8 (12-26, SO 2,9) AM rekonstruován 13,9 (11-18, SO 2,1) 0,8236 PL rekonstruován 15,3 (10-21,SO 3,1) 0,1462 DB 10,4 (7-15, SO 2,1) 0,0019 ISB 14,5 (10-19,SO 3,3) 0,5128 ASB 13,7 (10-19, SO 2,6) Tab.3 - Hodnoty vnitřní rotace IR (°) po jednosvazkové anatomické rekonstrukci LCA (ASB), isometrické rekonstrukci LCA (ISB), po rekonstrukci AM a PL svazku jako prvního u dvoj svazkové náhrady LCA (DB) a při LCA -deficitním kolenním kloubu. „P" určuje statistický rozdíl jednotlivých hodnot IR pro všechny typy náhrad LCA v porovnání s ASB technikou. 36 Typ náhrady LCA ER Q P LCA -deficitní kloub 17,9 (10-24, SO 3,4) AM rekonstruován 14,5 (10-22,SO 2,9) 0,9485 PL rekonstruován 14,9 (ll-23,SO 3,2) 0,6677 DB 10,8 (8-15, SO 2,8) 0,0018 ISB 13,1 (ll-19,SO 3,4) 0,2357 ASB 14,5 (11-19, SO 2,5) Tab.4 - Hodnoty vnější rotace ER (°). Typ náhrady LCA APT (mm) P LCA -deficitní kloub 18,5 (10-31,SO 3,8) AM rekonstruován 8,9 (5-18, SO 3,5) 0,2667 PL rekonstruován 13,1 (6-20, SO 4,4) 0,0481 DB 6,1 (3-13, SO 2,1) 0,0001 ISB 8,5 (3-17, SO 3,5) 0,1506 ASB 10,2 (7-17, SO 2,7) Tab.5 - Hodnoty předozadní translace APT (mm). Hodnocení rotační stability kolenního kloubu po rekonstrukci anterolaterálního ligamenta bylo provedeno v závěru této části práce. Před operačním výkonem nevykazovala IR nestabilita kolenního kloubu žádný statisticky významný rozdíl mezi skupinami DB a LAL (p = 0,281). Pozitivní vliv DB LCA rekonstrukce na IR stabilitu byl výraznější ve srovnání s účinkem SB rekonstrukce samotné (p = 0,001). IR stabilita po rekonstrukci SB byla zvýšena v průměru o 34 %, 37 rekonstrukce DB přinesla zvýšení IR stability o 44 % (100 % IR stabilita kolenního kloubu byla brána jako referenční hodnota 0°). Po doplnění náhrady anterolaterálního vazu vzrostla IR stabilita na průměrnou hodnotu 9,8°, která se rovná 49 % stabilitě celkové. Tato hodnota poukazuje na statisticky významnou diferenci (p = 0,001) v porovnání skupin ISB a LAL rekonstrukcí. Po operaci nebyl žádný statisticky významný rozdíl mezi DB a skupinou LAL (p = 0,117). Všechny hodnoty IR jsou uvedeny v tabulce 6. m n DB rekonstrukce SB rekonstrukce SB+ALL rekonstrukce před operací 18,8 ±2,9 (12-26) 19.1 ±2,5(14-23) po operací 10,4 ±2,1(7-15) 13.3 ±2,4 (9-17) 9.8 ± 1,5(7-12) P value P1 =0,001 P2 = 0,117 P3 = 0,001 Tab.6: Průměrná hodnota vnitřní rotace v kolenním kloubu ve 30° ohnutí u LCA-deficitního kolenního kloubu (před operací), po DB náhradě LCA, po náhradě LC A jednosvazkové a po doplnění LAL. Hodnota Pl ukazuje statistický rozdíl mezi DB a SB technikou, P2 statistický rozdíl mezi DB a LAL skupinou a P3 mezi rekonstrukcí SB a LAL. Statistická analýza absolutních hodnot IR nestability kolenních kloubů ve skupině LAL ukázala, že po náhradě LCA za použití SB techniky se IR stabilita zvýšila z 23° v průměru na 9-17° (min-max). Po rozložení těchto absolutních hodnot do skupin vycházejících z IR stability kloubu po nahrazení LCA (tabulka 7, 8), a po porovnání s údaji po rekonstrukci LAL, je zlepšení IR stability kolenního kloubu významné, když IR stabilita je mezi 11-13° po LCA náhradě. Pokud je IR nižší než 11-13°, pak přidání LAL nadále výrazně neovlivňuje rotační stabilitu kloubu (p > 0.05). Tato závislost je shrnuta v grafu 1. 38 IR° LCA-deficitní kloub LAL-deficitní kloub LAL-intaktní kloub 21 17 12 23 17 11 21 17 12 20 17 12 p value <0.001 22 16 9 21 15 11 19 15 10 20 15 12 21 15 11 21 15 10 20 15 11 22 15 9 p value <0,001 19 14 8 22 14 10 21 14 8 22 14 9 p value 0,002 19 13 9 Tab.7: Průměrné hodnoty vnitřní rotace v kolenním kloubu ve 30° ohnutí u LCA-deficitního kolenního kloubu (před operací), po DB náhradě LCA, po náhradě LC A jednosvazkové a po doplnění LAL rozděleny do skupiny s deviací 17-13° po SB náhradě LCA. Hodnota P ukazuje statistický rozdíl mezi nestabilitou LAL a SB. 39 IR° LCA-deficitní kloub LAL-deficitní kloub LAL-intaktní kloub 18 12 8 20 12 10 18 12 10 17 12 11 p value 0,037 17 11 9 19 11 11 17 11 10 16 11 9 p value 0,080 14 10 10 15 10 9 17 10 8 17 10 9 p value 0,092 14 9 7 Tab.8: Průměrné hodnoty vnitřní rotace v kolenním kloubu ve 30° ohnutí u LCA-deficitního kolenního kloubu (před operací), po DB náhradě LCA, po náhradě LC A jednosvazkové a po doplnění LAL rozděleny do skupiny s deviací 12-9° po SB náhradě LCA. Hodnota P ukazuje statistický rozdíl mezi nestabilitou LAL a SB. 40 Graf 1: Grafické znázornění změn hodnot vnitřní rotace v kolenním kloubu před a po provedení náhrady LCA, a po doplnění anterolaterálního vazu, vzhledem k absolutním hodnotám vnitřní rotace po ukončení jednosvazkové rekonstrukce LCA. Pokud je IR nižší než 11-13° po SB rekonstrukci, pak přidání LAL nadále výrazně neovlivňuje rotační stabilitu kloubu (p > 0.05). Statistickým hodnocením výsledků nebyla zjištěna významná odlišnost mezi účinkem SB a DB technik na stabilitu ER (p = 0,062). V absolutních hodnotách se stabilita ER zvýší, jakmile se provede LCA DB rekonstrukce. Následná rekonstrukce LAL nepřinese statisticky významné zvýšení ER stability kloubu mezi oběma skupinami (p = 0,486). Data shrnuje tab. 9. ER O DB rekonstrukce S B rekonstrukce SB+ALL rekonstrukce před operací 17,9 ± 3,4(10-24) 17,3 ±2,9 (13-23) po operaci 10,8± 2,8 (8-15) 12,5 ±2,1 (8-17) 11,5 ± 2,4 (7-15) P value P1 = 0,062 P2 = 0,486 Tab.9: Průměrná hodnota vnější rotace v kolenním kloubu ve 30° ohnutí u LCA-deficitního kolenního kloubu (před operací), po DB náhradě LCA, po náhradě LCA jednosvazkové a po doplnění LAL. Hodnota Pl ukazuje statistický rozdíl mezi DB a SB technikou, P2 statistický rozdíl mezi DB a LAL skupinou. 41 3.3 Vliv jednotlivých technik rekonstrukce předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu dva roky po operaci (publikovný text autora č. 5) V publikovaném textu autora č. 5 byla hodnocena rotační stabilita kolenního kloubu po DB náhradě LCA v porovnání s CASB náhradou dva roky po operaci u celkem 40 pacientů. Po doplnění analýzy o pacienty po ISB rekonstrukci byla zjištěna následující fakta: a) Na statistické hladině významnosti p < 0,05 byla vyvrácena dílčí hypotéza stejné míry rotační stability kolenního kloubu u výše uvedených typů náhrad LCA v porovnání se zdravou kontralaterální stranou. Velikost instability ve IR po CASB je významně vyšší u rekonstruovaného kolenního kloubu než u kloubu zdravého (p = 0,045), viz. tab. 10. ERQ IR O Oper.koleno Zdravé koleno P Oper.koleno Zdravé koleno P DB 8,5 (6-14;S01,9) 8,2 (5-15;S0 3,4) 0,461 DB 9,7 (4-14;S0 3,l) 10,5 (6-21;SO 2,8) 0,305 ASB 9,6 (5-16;SO 2,1) 7,7 (4-12;S0 2,3) 0,121 ASB 13,1 (8-22;SO 3,1) 9,8 (6-16;SO3,0) 0,045 ISB 8,6 (4-13;S0 3,2) 7,4 (6-13;S0 2,l) 0,221 ISB 10,8 (6-17;SO 2,5) 9,9 (5-14;S0 2,3) 0,451 Tab. 10 - Hodnoty vnitřní rotace IR (°) a vnější rotace ER (°) po ISB, ASB a DB náhradě PZV pro operovaný a zdravý kolenní kloub. Hodnota P popisuje statistický rozdíl rotační stability operovaného a zdravého kolenního kloubu u jednotlivých technik náhrad PZV. b) Byla potvrzena dílčí hypotéza shodné předozadní stability kolenního kloubu u všech výše uvedených typů náhrad LCA v porovnání s kontralaterálním kloubem na statistické hladině významnosti p < 0,05, viz. tab. 11. 42 APT (mm) Oper.koleno Zdravé koleno P DB 9,1 (6-13;SO 2,3) 7,7 (6-12;SO 0,9) 0,304 ASB 9,3 (7-14;SO 2,9) 7,9 (6-13;SO 1,1) 0,285 ISB 9,4 (6-12;SO 1,8) 7,5 (5-ll;SO 0,9) 0,106 Tab. 11 - Hodnoty předozadní translace (APT) V části studie týkající se hodnocení objektivní rotační stability kolenního kloubu dva roky po náhradě LCA byly také analyzovány skupiny po DB rekonstrukci a LAL rekonstrukci mezi sebou. Ve skupině LAL byla průměrná deviace při vnitřní rotaci operovaného kolenního kloubu (IR) 8,1° (6-11, SO 1,6). Kontralaterální zdravý kolenní kloub vykazoval průměrnou výchylku IR 8,8° (5-10, SO 1,5). V tomto případě nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi oběma klouby pro IR (pl > 0,05). Ve skupině DB byla průměrná deviace při vnitřní rotaci (IR) 9,7° (4-14; SO 3,1) u operovaného kolenního kloubu. Kontralaterální zdravý kolenní kloub vykazoval průměrnou výchylku v IR 10,5° (6-21; SO 2,8). I v tomto případě nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi oběma klouby pro IR (p2 > 0,05). Při porovnání stability IR mezi jednotlivými skupinami, tj. DB a LAL skupinou, nebyl nalezen statisticky významný rozdíl pro operované koleno (p3 > 0,05), ani pro zdravé koleno (p4 > 0,05), viz. tab. 12. 43 iR n SB+LAL rekonstrukce DB rekonstrukce P hodnota Operovaný kloub 8,1 (6-11, SO 1,6) 9,7(4-14, SO 3,1) P3 = 0,14 Zdravý kloub 8,8 (5-10, SO 1,5) 10,5 (6-21, SO 2,8) P4 = 0,13 P hodnota P1 = 0,25 P2 = 0,21 Tab 12: Hodnoty maximální vnitřní rotace (IR, ve stupních °) ve 30° flexi v kolenní m kloubu po dvoj svazkové náhradě LCA (DB rekonstrukce), j ednosvazskové rekonstrukci LCA s náhradou anterolaterálního ligamenta (SB+LAL rekonstrukce). Hodnota Pl ukazuje na statistickou diferenci mezi operovaným a zdravým kolenním kloubem po SB+LAL náhradě. Hodnota P2 ukazuje na statistickou diferenci mezi operovaným a zdravým kolenním kloubem po DB náhradě. Hodnota P3 ukazuje na statistickou diferenci mezi operovanými kolenními klouby v obou skupinách. Hodnota P4 ukazuje na statistickou diferenci mezi zdravými kolenními klouby v obou skupinách. V publikovaném textu autora č.4 je zhodnocena rotační stabilita kloubu po augmentaci LCA ze štěpu z m.gracilis. Naměřené hodnoty poukazují na skutečnost, že augmentace LCA touto technikou poskytuje dobrou rotační stabilitu, v absolutních číslech i stabilitu větší, v porovnání s kontralaterálním zdravým kolenním kloubem. V publikovaném textu autora č.6 bylo za cíl práce ověřit, zda hojení na rozhraní šlacha-kost při využití šlachového štěpu pro náhradu LCA lze posílit plazmou bohatou na trombocyty (PRP). Jako výsledek byl nalezen nestatisticky významný rozdíl pro obě skupiny pacientů, tj. s využitím PRP a bez něj. 44 Proto musela být zhodnocena také rotační stabilita kolenního kloubu 2 roky po operaci za využití kostné šlachového štěpu z m.quadriceps femoris (BT) a kostního štěpu z lig.patellae (BTB) k ověření funkčnosti B T štěpu 2 roky po operaci. Po rekonstrukci LCA BT štěpem byla průměrná hodnota vnitřní rotace holenní kosti (IR) 9,5° (5° -14°, SD = 3,5°). V kontralaterálním zdravém kolenním kloubu byla IR 8,6° v průměru (5°-15°, SD = 4,3°). Zjištěna byla statisticky významná diference ve stabilitě IR mezi rekonstruovanými a zdravými kolenními klouby (p = 0,036). Po rekonstrukci BTB byla průměrná IR 9,9° (4°-17°, SD = 4,7°). V kontralaterálním zdravém kolenním kloubu byla IR 8,7° v průměru (5°-15°, SD = 3,9°). Zde byla také potvrzena statisticky významná rozdílnost mezi rekonstruovanými a zdravými klouby (p < 0,027). Nebyl však prokázán rozdíl ve stabilitě kloubu při využití výše uvedených štěpů k rekonstrukci LCA mezi sebou (p < 0,134). 45 3.4 Subjektivní hodnocení funkce kolenního kloubu dva roky po operaci V publikované textu autora č. 5 byla hodnocena funkce kolenního kloubu 2 roky po operaci pacientem za pomoci subjektivního pocitu vyplněním výše uvedených dotazníků. V této práci byla analyzována funkce kloubu u pacientů po CASB a DB technice náhrady LCA. Po doplnění a zhodnocení funkce kloubu pacientem po všech typech rekonstrukce LCA nebyla nalezena statistický významná rozdílnost na hladině významnosti p < 0,05. Absolutní čísla pak ale poukazují na fakt, že pacienti jsou nejvíce spokojení po DB nebo LAL náhradě (viz. tab. 13-15). Cincinnati ASB ISB AUGM DB LAL 24 měsíců 88,5 (54-1002) 96,8 (75-100) 87,6 (54-100) 97,8 (74-100) 97,8 (91-100) Tab. 13 - Absolutní hodnoty skóre Cincinnati dotazníku vyplněného pacienty ve 24. měsíci po operaci. IKDC ASB ISB AUGM DB LAL 24 měsíců 72,8 (35,6-80) 75,2 (56,3-87,0) 72,8 (35,6-80,0) 79,6 (59,7-87,0) 78,2 (56,3-87) Tab. 14 - IKDC dotazník Lysholm ASB ISB AUGM DB LAL 24 měsíců 89,3 (58-100) 93,8 (69-100) 90,8 (64-100) 97,5 (90-100) 97,0 (90-100) Tab. 15 - Lysholm dotazník 46 Při porovnání subjektivního hodnocení rotační stability kolenního pacientem na stupnici 0-10 (10 = maximální pociťovaná nestabilita v kloubu) byl opět potvrzen výraznější stabilizační efekt dvoj svazkové náhrady LCA a LAL techniky na kolenní kloub, ale bez statisticky významného rozdílu v porovnání s oběmi jednosvazkovými metodami rekonstrukce LCA ve dvou letech po operaci (tab.16). Rotace ASB ISB AUGM DB LAL 24 měsíců 2,3 (0-5) 1,2 (0-4) 1,0 (0-4) 0,5 (0-4) 0,8 (0-3) Tab.16 - Hodnocení subjektivní rotační stability kolenního kloubu pacientem Zajímavým zjištěním je také fakt, že bolestivost přední části kolenního kloubu při odběru šlachy z m.quadriceps femoris (BT) je menší než po odběru standardního štěpu z lig. patellae (BTB) se statistickou pravděpodobností p < 0,05 (tab. 17). BT BTB P value VAS - bolesti předního kolena 1.4 (0-3;SO 1.7) 2.8 (l-5;SO 1.2) 0,03 Tab 17: Průměrná hodnoty VAS skóre se zaměřením na bolesti předního kolena 24 měsíců po BT a BTB náhradě LCA. 0 = nejnižší bolestivost, 10 = nejvyšší bolestivost 47 Stejně tak možnost kleku není po odběru BT štěpu výrazně ovlivněna v porovnání s odběrem štěpu BTB (tab. 18). BT BTB P value VAS - možnost kleku 2.5(l-4;SO 1.2) 6,1 (2-10;SO 2,5) 0,01 Tab 17: Průměrná hodnoty VAS skóre se zaměřením na možnost kleku 24 měsíců po BT a BTB náhradě LCA. 0 = bez potíží, 10 = bez možnosti klečení 48 4 Diskuze Funkční zapojení předního zkříženého vazu do biomechaniky kolenního kloubu bylo již zkoumáno v mnoha studiích. Jednalo se o studie na kadaverozních preparátech v experimentálních podmínkách (8,9,23), po odstranění části či celého LCA (8,9), po rekonstrukci LCA na kadaverech (17,40) nebo v in vivo podmínách po rekonstrukci LCA pacientů (18,38). Zajímavým zjištěním je protichůdnost některých závěrů studií týkajících se vlivu jednotlivých svazků na rotační stabilitu kolenního kloubu. Zatímco práce Robinsona a kol. z r. 2007 podporuje hypotézu většího vlivu PL svazku než svazku AM na vnitřní rotaci v kloubu (41), práce Monaca a kol. tento fakt vyvrací, stejně jako data z naší studie na kadaverozních preparátech (9). Celkově je obecně akceptována myšlenka větší rotační stability kolenního kloubu po dvoj svazkové než po jednosvazkové náhradě LCA, což je potvrzeno dalšími klinickými studiemi (18). Výsledek studie vytvořené Songem a kol. vypovídá o zvýšení celkové rotační stability kolenního kloubu po DB rekonstrukci se statisticky významným rozdílem v porovnání s jednosvazkovou technikou (24). Tento výzkum se podobal námi provedené analýze vlivu DB a isometrické SB náhrady na rotační stabilitu kolenního kloubu. Ne mnoho biomechanických studií se zaobírá myšlenkou stability kolenního kloubu po centrální anatomické jednosvazkové náhradě LCA. Ho a kol. prezentovali studii, ve které zkoumali kinematiku 8 párů kolenních kloubů u kadaverů při LCA-intaktním kloubu, LCA-deficitním kloubu po přerušení LCA, po anatomické jednosvazkové náhradě LCA a po dvoj svazkové náhradě LCA. K vytvoření předozadního posunu v kolenním kloubu využili sílu 133 N, pro rotaci 10 Nm. Jako výsledek popsali fakt, že centrální anatomická jednosvazková plastika předního zkříženého vazu a DB rekonstrukce restauruje fyziologickou kinematiku v kolenním kloubu ve 30 stupňové flexi (17). Toto ale v naší studii potvrzeno nebylo. 49 Zásadním zjištěním této práce je také ověřený vliv dvoj svazkové rekonstrukce LCA na vnitřně rotační stabilitu kolenního kloubu v porovnání s efektem LAL náhrady, pokud je tento vaz doplněn k jednosvazkové rekonstrukci LCA. Dále také fakt výrazného snížení vnitřní rotace kolenního kloubu ve 30° flexi při doplnění náhrady LCA o LAL, a také informace týkající se zvyšující se stability vnitřní rotace až na 7° v průměru po rekonstrukci LAL, pokud je prvotní vnitřně rotační stabilita větší než 12°. Některá tato data potvrzují hypotézu Theina et al. (33), kteří definovali LAL jako „sekundární stabilizátor" pro LCA. Stabilita kolenního kloubu (předozadní posun a vnitřní rotace) byla analyzována výše uvedenými autory pro LCA nepoškozený kolenní kloub, u LCA-deficitního a LCA+LAL deficitního kolenního kloubu u 12 kadaverů za využití robotického manipulátoru. Ve 30° ohybu v kolenním kloubu došlo po odstranění LCA ke zvýšení nestability jak v předním posunu, tak i ve vnitřní tibiání rotaci na statistické hladině významnosti. Při doplnění resekce LCA o odstranění LAL se zvýšila jak předozadní translace, tak také vnitřní tibiální rotace (se statistickou diferencí). Pokud však bylo odstraněno pouze LAL bez LCA, nestabilita v kloubu se nezvýšila se statistickou významností v porovnání s intaktním kolenním kloubem. Závěr studie Thein et al. bylo zjištění, že LAL přebírá částečnou funkci LCA v ovlivnění IR při přední translaci v kolenním kloubu vyšším jak 15mm. V našem výzkumu byla stanovena jako hraniční hodnota pro výraznější funkčnost LAL vnitřní nestabilita v kolenním kloubu vyšší jak 12° po SB rekonstrukci LCA. V jiných studiích in vitro však LAL nebylo zhodnoceno jako dostatečný stabilizátor vnitřní tibiální rotace v LCA - neporušeném kolenním kloubu při flexi do 30° (32). Pro účely našeho výzkumu byl úhel ohybu vybraný tak, aby byl 30°, což je úhel flexe, kdy jsou oba svazky LCA napnuty (42-44). Dosud nebyla provedená in vivo studie, která by objektivně analyzovala rotační stabilitu kolenního kloubu po rekonstrukci LCA a LAL a srovnávala by stabilitu kloubu při porovnání s ostatními typy náhrady LCA minimálně 2 roky po operačním výkonu. Sonnery-Cottet společně se svými kolegy 50 analyzoval jak objektivní, tak subjektivní funkci kolenního kloubu u 92 pacientů po dvou letech po podstoupení kombinované LCA/LAL rekonstrukci (45). Studovali Lysholmovo skóre, KOOS, IKDC a Tegnerovu aktivitu s použitím pivot shift testu a předozadní translace v kolenním kloubu za použití rolimetru. Sonnery-Cottet spolu se svými kolegy dokázal, že rekonstrukce LCA spárovaná s LAL rekonstrukcí je účinnou metodou pro zlepšení funkce kolenního kloubu, která vede ke snížení fenoménu při „pivot-shift" testu. Neboli subjektivní hodnocení rotační nestability kolenního kloubu ortopedem. V našem objektivním výzkumu s použitím vysoce přesného měřícího zařízení (tj. počítačové navigace) byly štěpy napínány vždy stejnou silou s použitím dynamometru za účelem aplikace vždy stejného množství síly při tonizaci štěpu. V každém případě byl také použit rolimeter k objektivizovaní rotační síly vyvolávající rotaci v kolenním kloubu. Množství pacientů bylo dostatečné v každé skupině za účelem srovnání mezi technikami SB a DB a pacienti byli do skupin náhodně vybráni. Jedním z negativních aspektů v naší studii je množství pacientů ve skupině LAL, které limituje zařazení většího počtu probandů do jednotlivých podskupin analýzy stability po náhradě LAL. V této části studie byl zaznamenán pouze jeden případ rotační stability 13° po SB rekonstrukci. Z toho důvodu nemohla být provedena statistická analýza v této podskupině. I přes to však je možné říct, že rekonstrukce SB vedoucí k IR stabilitě 12° a méně, určuje hraniční hodnotu pro další zlepšení vnitřně rotační stability v kolenním kloubu (p = 0,019). Dalším aspektem, který je nutno brát v potaz, je fakt, že ve skupině LAL byl odebrán štěp pouze z m.gracilis, zatímco ve skupině DB byly štěpy odebrány z obou hamstringů, což může mít vliv na rotační stabilitu. Úkolem v této studii však bylo analyzování pasivní rotační stability kolenního kloubu v čase „nula" během operačního výkonu. 51 Rekonstrukce LCA dvoj svazkovou technikou je složitější a může vést k více komplikacím během predoperační i pooperačním fáze (46,47). Aby se obnovila rotační stabilita kolenního kloubu s menším množstvím možných komplikací, vhodnou metodou by měla být rekonstrukce LCA jednosvazkovou metodou párovaná s náhradou LAL. Navíc m.semitendinosus zůstane intaktní a jeho proprioceptivní funkce zachována. Štěp získaný z m.quadriceps femoris přináší, ve srovnání s dalšími autografty, několik pozitiv: dvojnásobně větší průřez ve srovnání s distálním patelárním kostním-šlachově-kostním štěpem (48), větší hustotu kolagenních vláken ve srovnání s BTB štěpem (49), kvalitnější hojení kostní části štěpu v kostním tunelu ve srovnání s hamstringy a nižší bolestí předního kolena ve srovnání s BTB štěpem, což bylo dokázáno i v naší studii (50,51). Jako výhodu této studie lze uvést využití přesné počítačové techniky ke stanovení minimální výchylky při pohybu tibie vůči femuru v zátěži končetiny. Za pozitivum považujeme srovnání s druhostranným zdravým kolenním kloubem dva roky po operaci. Slabou stránkou této části studie pak může být možnost minimálního posunu pokožky se sondou vůči kosti při měření pohybu ve studovaném kolenním kloubu pacienta a delší křivka učení odběru dat. 52 5. Původní práce autora a kolektivu V této části habilitační práce jsou vloženy původní odpublikované vědecké práce autora habilitační práce a kolektivu, komentované výše v textu. Další dvě práce jsou nyní v recenzním řízení tuzemských i zahraničních časopisů. 1.) Komzák M, Hart R, Náhlík D, Vysoký R. Clinical results and rotational stability of the knee two years after the ACL reconstruction using a quadriceps tendon graft. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery; In review process 2.) Komzák M, Hart R, Náhlík D, Vysoký R. Rotační stabilita kolenního kloubu 2 roky po rekonstrukci anterolaterálního ligamenta společně s rekonstrukcí LCA -biomechanická studie. Acta Chirurgiae Orthopaedicae Et Traumatologiae Cechoslovaca; In review process 53 Publikace č. 1: Komzak, M., Hart, R., Okal, F., & Safi, A. (2013). AM bundle controls the anterior-posterior and rotational stability to a greater extent than the PL bundle—A cadaver study. Knee, 20(6), 551-555. IF 1,702 54 55 56 57 58 59 Publikace c. 2: Komzak, M., Hart, R., Okal, F., & Safi, A. (2012). Does the posterolateral bundle influence rotational movement more than the anteromedial bundle in anterior cruciate ligament reconstruction? A CLINICAL STUDY. Journal of Bone and Joint Surgery-British Volume, 946(10), 1372-1376. IF 2,735 60 61 62 63 64 65 Publikace c. 3: Komzak, M., Hart, R., Smid, P., & Puskeiler, M. (2014). The Effect of Central Anatomical Single-Bundle versus Anatomical Double-Bundle Reconstruction of the Anterior Cruciate Ligament on Knee Stability. A Clinical Study. Acta Chirurgiae Orthopaedicae Et Traumatologiae Cechoslovaca, 81(4), 276-280. IF 0,388 66 67 68 69 70 71 Publikace č. 4: Komzak, M. Rotační stabilita kolenního kloubu u sportovců po augmentaci předního zkříženého vazu z m.gracilis - biomechanická studie 2 roky po operaci. Medicína sportiva Bohemica et Slovaca, 2018; 27(1): 26-37. 72 MhI Spurt Boh Sltw Původní práce Miii;2T(ii:36-3i Kolarm stabilita kolcniuho klouhu u sportovců po augmentaci předu íbo zkříženého vazu / m.gnirilt* - hlo mechanická studie 2 roky po operaci Martin Komzik1-1 1 OrtopwlHkii.LTauifiaiL-ilůgL-íkč (KWíleni N«fBOC«ioc Znojmo ■ Ambulancí spiwiuviii medicíny a tílyvytlinviuiliů IckaJíM Zjwjnft KHéovd slova-přt-dni ztí&tHy vaz. rvtočni xttikiiiia, tn?£U\enHKt přr.dmho zkřižeňěho VOSU (posle-Ke? HTjrMÍf: ACL tv.it yean rolatiomú stability, aajprtt:ntat\Ot) oft*K ACS. (ptixlerůtttierat OtíWUl Abstrakt: Úvod: Cílem této prospektivní studie bylo zjistit objektivně rotační stabilitu kolenního kloubu po augmentaci předního zkříženého vazu (PZV) kolenního kloubu za pomoci štěpu z m.gracilis 2 roky po operaci. Metodika: Do studie bylo zařazeno 20 mladých sportovně aktivních pacientů po augmentaci PZV štěpem z m.gracilis při poranění posterolaterálního (PL) svazku. Tibiální i femorální kostní kanál byl cílen do anatomického úponu PL svazku. Doba vyšetření byla v průměru 28 měsíců po operaci (min. 24 měsíců). Všechna měření byla realizována za pomoci počítačového systému navigace a byla prováděna pro zdravé i operované koleno. Po určení potřebných dat pro navigaci zůstal pacient stát v pozici s oběma nohama plantou pevně na podložce s intermaleolární distancí 20cm. Poté provedl pacient 30st. flexi v kolenních kloubech a provedl nejprve rotaci vnitřní v kloubu torzí trupu, poté rotaci vnější. Hodnocena byla i subjektivní spokojenost s operovaným kolenem za pomoci ortopedických dotazníků. 73 Výsledky: Vnitřní rotace v kolenním kloubu byla u poraněného kolena v průměru po operaci 7,7st, u zdravého kolena 9,5st. Zevní rotace dosahovala hodnoty u operovaného kolena po operaci 8,3st. a 9,2st. u zdravého kolena. Subjektivní hodnocení obou kolenních kloubů 2 roky po operaci neprokazuje statisticky významný rozdíl. Závěr: Naměřené hodnoty poukazují na fakt, že augmentace PZV za pomoci štěpu m.gracilis poskytuje dobrou rotační stabilitu v porovnání s kontralaterálním zdravým kolenním kloubem. Subjektivně vykazuje operovaný kolenní kloub stejnou funkci jako kolenní kloub neoperovaný. Klíčová slova: Přední zkřížený vaz, Rotační stabilita, Augmentace předního zkříženého vazu (posterolaterální svazek) Abstract: Purpose: The objective of this study was to evaluate knee rotational stability at least 2 years after augmentation of the anterior cruciate ligament (ACL) with using of musculus gracilis graft. Methods: There were 20 patients after the tear of posterolateral (PL) bundle of the ACL reconstructed by m.gracilis grafting. The mean follow-up was 28 months. For all measurements, the navigation system OrthoPilot was used, the operated and the healthy knee joins were nalasyed. Measurement started with the patient in the standing position in neutral rotation. Then, the patient achieved in 30° knee flexion under weight-bearing maximal external trunk 74 rotation and returned to the neutral position. The same measurement was done for the internal trunk rotation. All measurements were repeated 3 times for each knee joint. The orthopaedics scoring systems were analysed too. Results: After the augmentation of the ACL, IR was 7,7°and ER was 8,3°. In the contralateral healthy knee joint, IR was 9,5° and ER was 9,2°. The analyse of the orthopaedic scores were in the same extend for both knee joints. Conclusions: The augmentation of the PL bundle of the ACL restores the rotational stability of the knee joint without any significant difference in comparison to the contralateral healthy knee (p>0.05). The function of the knee joint is similar with the contralateral healthy knee too. Key words: ACL, Two Years Rotational Stability, Augmentation of the ACL (posterolateral bundle) Úvod Zatímco histologická a anatomická struktura předního zřízeného vazu (PZV) je známa do detailů, kinematika zdravého a poraněného kolenního kloubu po rekonstrukci předního zkříženého vazu je stále tématem ortopedů a sportovních traumatologů (1,2,3). Existuje řada studií popisujících stabilitu kloubu po náhradě PZV různými technikami (4,5,6,7). Jedná se však většinou o studie analyzující stabilitu kolenního kloubu v průběhu operace či při rekonstrukci PZV kadaverózních preparátů. Studie analyzující rotační stabilitu kolenního kloubu s časovým odstupem od operace jsou však technicky náročné pro objektivizovaní rotační výchylky v kolenním kloubu. Základním pohybem kolena je flexe-extenze. V extenzi, která je základním postavením kolenního kloubu, jsou napnuty postranní vazy a vazy v dorsální části kloubu. Femur, menisky a tibie navzájem naléhají („uzamknuté koleno"). Při flexi dochází nejprve k tzv. 75 počáteční rotaci, kdy tibie rotuje vnitřně a je spojena s flexí do 5 stupňů (8). Při této vnitřní rotaci tibie se vnější kondyl posouvá vpřed a mediálně, vnitřní kondyl vzad a laterálně. Mediální kondyl femuru se tak dostává do kontaktu s předním rohem mediálního menisku a laterální kondyl femuru se zadním rohem laterálního kondylu femuru (9). Touto rotací se uvolní PZV - „odemknutí kolena". Poté následuje pohyb valivý, který probíhá v meniskofemorálních spojích po počáteční rotaci; femur se valí po plochách tvořených tibií a menisky. Ke konci ohybu v kolenním kloubu dochází k tzv. posuvnému pohybu, kdy menisky mění tvar a posunují se s tibií dorzálně (10). Při doskocích, chůzi a jiných silových momentech působících na kolenní kloub je důležitá funkce okolních svalů (mediální a laterální hamstringy, musculus quadriceps femoris, musculus gastrocnemius) pro stabilizaci kloubu a jeho zapojení do kinematického řetězce celé dolní končetiny (přidružená rotace v kyčelním, ev. hlezenním kloubu) (11,12). Pro aktivně sportující pacienty je stabilita kolena jedním ze základních článků pro zachování adekvátní výkonnosti (13). Při poranění PZV však dochází k oslabení stability rotační, a to i po částečném poranění tohoto statického stabilizátoru kolenního kloubu (14). K parciální ruptuře PZV dochází v 7-27% izolovaných poranění PZV (13,15), z toho u 50% případů dochází později k následné totální ruptuře (16,17). Pokud aktivní sportovec pociťuje tento dyskomfort a konzervativní terapie selhává, je možné provést tzv. augmentaci zachovalého svazku PZV (anteromediální porce-AM, posterolaterální porce PL). Cílem této prospektivní studie bylo objektivizovat rotační stabilitu kolenního kloubu po augmentaci AM svazku náhradou PL svazku za pomoci štěpu z musculus gracilis dva roky po operaci a porovnat funkci poraněného kolena se zdravým kontralaterálním kolenním kloubem pacienta. Materiál a Metodika Do této prospektivní studie bylo zařazeno 20 aktivně sportujících mladých pacientů se symptomatickou ruptúrou PL svazku PZV zjištěnou na MRI ihned po úraze (12 mužů/8 žen ve věku 17-38 let, 9 pravých/11 levých kolen). Všichni tito pacienti podepsali informovaný souhlas se zařazením do studie. Po dobu 3 týdnů od úrazu byla končetina odlehčována chůzí o francouzských holích, byla provedena imobilizace rigidní ortézou. Od počínajícího 4. týdne byla zahájena aktivní rehabilitace se zaměřením na posílení svaloviny DKK, obnovení 76 rozsahu pohybu v kloubu a propriocepce. Operace byla provedena minimálně 3 měsíce po úraze po zklidnění kolenního kloubu poškozeného primárním úrazem. Většina pacientů však byla operována po 5 měsících od úrazu při pocitech nestability v kloubu po normalizaci sportovních aktivit. Vstupní kritérium pro zařazení pacientů do studie bylo velice striktní, a to pouze izolované poranění posterolaterální porce PZV. Všichni pacienti s poraněním ostatních struktur operovaného nebo kontralaterálního kolenního kloubu v minulosti byli ze studie vyloučeni. Definitivní zařazení však bylo učiněno až dle peroperačního artroskopického nálezu. Operační technika Po uvedení pacienta do celkové anestézie byla provedena artroskopie kolenního kloubu ze standartních portů a bylo tak potvrzeno podezření na poranění PL porce PZV na MRI (obr.l). Poté byl odebrán šlachový štěp z m.gracilis. Kožní incize byla vedena v délce v průměru 3-5 cm na anteromediální části proximální tibie těsně nad horním okrajem pes anserinus. Šlacha m.graciliis byla identifikována a následně byla odťatá od jejího úponu na tibii. Striperem byla šlacha izolována od svalového bříška, dále byla zbavena svaloviny, třikrát přeložena a tím byl získán štěp o délce 8 cm a průměru 6 mm. Oba konce štěpu byly obšity v délce 3 cm pro femorální konec a 2,5 cm pro tibiální konec za pomoci dlouho-vstřebatelného šicího materiál (obr.2). Následně byl proveden debridement kloubu a zacílení femorálního úponu PL svazku mezi laterální bifurkační hranu a laterální interkondylickou hranu dle anatomických parametrů úponu jednotlivých svazků PZV na femur. Kostní tunel pro PL svazek byl vrtán o průměru 7 mm. Tibiální kostní kanál PL svazku též o průměru byl pak vrtán ve vzdálenosti 7 mm od zadního zkříženého vazu ventrálně a lehce laterálně v úhlu 45° ke kloubní ploše tibie. Štěp z m.gracilis byl zaveden do femorálního kostního kanálu a zde fixován interferenčním vstřebatelným šroubem. Následně byl tonizován PL svazek v tibii za pomoci tonometru silou 85 N v 10°-15° flexi v kolenním kloubu a fixován v kosti holenní také interferenčním šroubem (obr.3) (18). Do kolenního kloubu byl zaveden Redonův drén, porty a odběrové místo byly zašity po vrstvách a rány byly ovázány elastickým obinadlem. 77 V časném pooperačním období nebyla zjištěna žádná vážnější komplikace. Všichni pacienti byli propuštěni do domácího léčení v průměru 4,7 dny po operaci (rozpětí; 3-7 dní) a poté prodělali standardní rehabilitační režim jako po náhradě PZV. Měřící systém Všichni sledovaní pacienti vyplnili dotazníky pro subjektivní hodnocení spokojenosti s náhradou PZV a funkcí kloubu v průměru ve 28. měsíci od operačního výkonu, tj. při vyšetření stability kolenního kloubu. Součástí každého dotazníku bylo skóre Cincinnati (19), Lysholm (20,21,22) a IKDC (23) hodnotící funkci kolenního kloubu po ligamentózním poranění s následnou bolestivostí, otoky, podklesáváním kloubu a nestabilitou kloubu. Pro zhodnocení výchylky v kolenním kloubu byl využit počítačový navigační systém OrthoPilot (Aesculap, Tuttlingen, Germany) (obr.4). Všechna měření se prováděla na operované a na zdravé, v minulosti neporanené, dolní končetině pacienta. Pasivní sondy navigačního systému byly připevněny cca do poloviny délky bérce, resp. stehna, za pomoci pásků (obr.5). Pacient zaujal vzpřímenou pozici ve stoje s nohami vzdálenými 20 cm od sebe v neutrální rotaci v kolenních kloubech. Obě končetiny byly fixovány k podložce a pacient byl vyzván k provedení 20°-30° ohnutí v koleni, což bylo kontrolováno na obrazovce počítačového systému (obr.6). Následně pacient provedl aktivně maximální vnější rotaci ve studovaném kloubu bez očního kontaktu s obrazovkou navigace k objektivitě měření. Pak byl pacient navrácen do výchozí neutrální pozice a následně provedl maximální vnitřní rotaci. Po celou dobu vyšetření byl pacient instruován tak, aby nedocházelo k posunu nohy po podložce, čímž byl eliminován efekt možné rotace v hlezenním kloubu (obr.7,8). Rotace v kolenním a kyčelním kloubu byla provedena do maxima bez posunu nohy od podložky. Umístění sond kolem kolenního kloubu také eliminovalo rotační pohyb v kyčelním kloubu na minimum. Všechna měření byla pro operovaný i zdravý kloub provedena třikrát. Statistická analýza: Data byla statisticky hodnocena v programu STATISTKA 9.0 (StatSoft, Prague, Czech Republic). Pro porovnání stability kolenního kloubu mezi operovaným a neoperovaným kolenním kloubem byl využit neparametrický t-test. Stejný statistický test byl pak použit pro vyhodnocení absolutních hodnot jednotlivých skórovacích systémů (Cincinnati, Lysholm, 78 IKDC) ve 24 měsících po operaci. Statistická hladina významnosti byla stanovena na p< 0,05. Výsledky A) Stabilita kolenního kloubu dva roky po náhradě PL svazku PZV Po izolované náhradě posterolaterální porce předního zkříženého vazu byla průměrná deviace při vnitřní rotaci operovaného kolenního kloubu (IR) 7,7° a při vnější rotaci (ER) 8,3°. Kontralaterální zdravý kolenní kloub vykazoval průměrnou výchylku vnitřní rotace 9,5° a vnější rotace 9,2° (tab.l). V porovnání obou skupin nebyl nalezen statisticky významný rozdíl mezi oběma klouby pro IR i ER (p = 0,283 pro IR, resp. p = 0,348 pro ER). B) Subjektivní hodnocení výsledku operace pacientem Cincinnati skóre Tento dotazník vypovídá o funkčním stavu kolenního kloubu pacienta v odpovědích na osm otázek. Minimální hodnota skóre při maximálních obtížích je 6, maximální hodnota při zcela bezproblémovém pooperačním stavu je 100 bodů. Z absolutních hodnot v období sledování po celých 24 měsíců od operace je zřejmé, že u obou sledovaných typů kolenních kloubů je funkce kloubu shodná (tab.2). Lysholm a IKDC skóre Lysholm a IKDC skórovací systémy zohledňují subjektivní hodnocení funkce operovaného kolenního kloubu pacientem. Lysholm skóre je sestaveno z 8 dotazů, IKDC z 10 dotazů. V porovnání se Cincinnati skórovacím systémem je IKDC doplněn o určitý časový interval k vyplnění dotazníku, konkrétně 4 týdny do minulosti. Výrazné rozdíly však otázky nevykazují. Minimální hodnota pro Lysholmovo skóre je 0 bodů, maximální spokojenost pacienta je hodnocena 100 body. IKDC dotazník je pak skóre transformované. Minimální počet bodů 18 charakterizuje nej nižší úroveň funkce kloubu či nej vyšší míru klinických symptomů. 87 boduje pak odvozeno od maximální funkce kloubu či od minimálních potíží pacienta. Celkové skóre se získá výpočtem ze vzorce: 79 IKDC skóre = [(absolutní hodnota skóre - nejnižší možné skóre) / rozsah skóre] x 100. Výsledné hodnoty pro IKDC (tab.3) i Lysholmovo (tab.4) skóre mají stejný charakter změn jako hodnoty dotazníku Cincinnati. V době 24 měsíců od operace vykazuje funkce kolenního kloubu po plastice PL svazku PZV stejný funkční charakter, jako koleno druhostranné, zdravé. Diskuze Stabilita kolenního kloubu je založena na anatomickém uspořádání a inzerci jednotlivých porcí PZV - anteromediální a posterolaterální. Názvy jednotlivých svazků jsou odvozeny od jejich úponů na tibii. Střed tibiálního úponu PZV leží v průměru 7 mm před přední částí zadního zkříženého vazu. Jeho laterální okraj se nachází na spojnici přímky vedené z úponu předního rohu laterálního menisku směrem do interkondylického prostoru, jeho mediální okraj na hraně mediální interkondylické eminence tibie (24). Úpon jednotlivých svazků PZV je v této lokalitě velmi variabilní - od podélné orientace, přes šikmou až po příčnou (25). Pro přesné umístění AM a PL svazku nám může posloužit tzv. „over-the-back ridge" (26). Jedná se o kostní hranu na tibii, kterou lze také artroskopicky detekovat. Zadní část tibiálního úponu PL svazku leží 6,2 mm před touto kostní hranou; dorzální partie AM porce je pak lokalizována 18 mm ventrálně od této kostní prominence (26). Femorální úpon anteromediální porce PZV se upíná při 90° ohnutí v kolenním kloubu více dorsálně na mediální straně laterálního kondylu femuru za tzv. „laterální bifurkační hranou" (lateral bifurcate ridge) a pod tzv. „laterální interkondylární hranu" (lateral intercondylar ridge"), které můžeme při artroskopii identifikovat (27,28). Femorální úpon posterolaterální porce je umístěn před „laterální bifurkační hranu" a pod „laterální interkondylární hranu". V plné extenzi jsou oba svazky při artroskopickém pohledu zepředu orientovány vertikálně a 80 jsou umístěny vedle sebe. Se zvyšující se flexí v kolenním kloubu se oba posouvají do pozice horizontální a AM svazek zepředu kříží svazek PL (29,30). Vliv jednotlivých svazků PZV na stabilitu kolenního kloubu při pohybu z plné extenze do maximální flexe s výše uvedeným také souvisí. Zatímco v natažení kloubu je AM svazek relaxován a při pohybu z 0° do 30° flexe se zkracuje, PL svazek je v tomto rozsahu plně tonizován a je zodpovědný za stabilitu kloubu. Od 30° flexe se role obou svazků mění, tzn., že AM svazek se od 30° flexe napíná, zatímco PL svazek se uvolňuje (31,32). Zvýše uvedeného, a dle dostupných biomechanických studií, je zřejmé, že pacienti s izolovanou ruptúrou PL porce PZV mají pocit nejistoty a nestability kolena při aktivitě vyžadující rotaci v kloubu při ohnutí pouze do 0-20st. (u pacientů s poraněním AM porce je dominantní spíše předozadní nestabilita při flexi 70-90st.) (14,15,33,34). Proto poranění PL svazku omezuje sportovní aktivitu především při rotacích, a to při rotacích vnitřních. Vnější rotace v kolenním kloubu není pro hodnocení funkce PZV až tolik významná. Tento fakt potvrdili i autoři tuzemské práce Zeman a kol. v roce 2013, kteří sledovali stabilitu kolenního kloubu po parciálním poranění jednotlivých porcí PZV vzhledem k rotační a předozadní stabilitě kloubu (35). Pro vyšetření kolenního kloubu u sportovců je pak důležité odlišení těchto potíží a zvolení správné techniky ošetření. Magnetická rezonance je velmi přínosné vyšetření, aleje třeba zkušeného radiologa k vyloučení falešně negativního nebo pozitivního hodnocení (14). Poranění PL porce je poté mnohem častější než poranění AM svazku PZV (dle Fu a kol. 62% poranění PL porce, 38% AM porce) (36). Dále je nutno podotknout, že vyšetření rotační stability kolenního kloubu je technicky náročné a objektivizovaní případné nestability prakticky nemožné. Klinické vyšetření tzv. „pivot shift" testem, kdy při 90° flexi v kyčelním i kolenním kloubu se provádí vnitřní rotace v tibii a zároveň se vytváří valgózní násilí na tibii při převodu kolenního kloubu z flexe do extenze, a kdy dojde při insuficienci PZV ve flexi 40° k náhlému posunu tibie směrem dorzálním (což se projeví typickým zvukovým fenoménem, kdy je posun tibie zapříčiněn tahem tractus illiotibialis směrem dorzálním, tj. změnou jeho extenzorové funkce na funkci flexorovou), je ovlivněno subjektivní chybou vyšetřujícího. Hoshino a kol. využili k objektivnímu sledování rotační stability kolena dynamické rtg paprsky, které tvořily radiografický obraz kolenního kloubu během pomalého běhu pacienta na nakloněné rovině (37). Využití rtg paprsků v dynamickém pojetí je jedna z možností, jak objektivně demonstrovat rotační instabilitu kloubu. Tato metoda měření je však stále ve 81 vývoji. Jinou možností je pak využití počítačové navigace. Ho a kolektiv prezentovali studii provedenou na kadaverózních preparátech, kdy sledovali rotační stabilitu kolena při PZV-intaktním kloubu, PZV-deficitním kolenním kloubu, po jedno a po dvousvazkové náhradě PZV (38). Počítačová technika vedla i ke snaze o posouzení stability kloubu při porovnaní rotační stability kolenního kloubu po různých typech náhrady PZV. Tsarouhas a kol. porovnávali rotační stabilitu kolenního kloubu u dvou skupin pacientů: 10 pacientů po double-bundle a 12 pacientů po single-bundle náhradě PZV (39). V návaznosti na tato měření byla provedena celá řada studií zabývající se klinickým nálezem kolenního kloubu pacientů po operaci ve vztahu např. k využití typu štěpu pro rekonstrukci PZV (40) nebo vlivu jednotlivých typů náhrad PZV na funkci kolenního kloubu (41). Celkově lze říci, že námi využitá skóre jsou stále metodou volby v celosvětovém sledování pooperačních stavů kolenního kloubu (42). Vnáší studii tak byla zjištěna srovnatelná funkce kolenního kloubu operovaného s funkcí druhostranného kolena pacientů a subjektivně pozitivní hodnocení výsledků operace. Výhody ponechání jednoho svazku PZV a provedení náhrady pouze poraněné porce jsou zřejmé. Ponechaná intaktní porce vazu mechanicky podporuje část nahrazenou, slouží jako „lešení" pro revaskularizaci štěpu a jsou takto ponechány určité mechanoreceptory sloužící k propriocepci a dosažení lepšího klinického výsledku (43). Ponechaná část PZV usnadňuje přesné zacílení nových kanálů během operace (33). Pooperační komplikace jsou minimální (44). V našem souboru hodnocených pacientů jsme pozorovali pouze opakované výpotky jednoho pacienta pro chronickou synovitidu, která byla však přítomna ji před výkonem. Časné pooperační komplikace nebo selhání štěpu během sledování pacientů nebyly zachyceny. Slabou stránkou této studie zůstává možnost posunu měkkých tkání se sondou vůči kosti při měření pohybu ve studovaném kolenním kloubu pacienta. Dle sdělení některých autorů je tato skutečnost těžko ovlivnitelná (45). V námi zvolených místech (tj. v polovině vzdálenosti délky bérce a stehna) by měl být tento pohyb nej menší a stejný pro obě vyšetřované strany (46). Další slabinou studie je fakt přidružené rotace v kyčelním kloubu při fixaci distální části dolní končetiny k podložce. Této chyby lze předejít pouze pevnou fixací stehenní kosti a tím vyloučení nadměrného rotačního pohybu v kyčelním kloubu, což je prakticky nemožné. Počítačový software však identifikuje výchylku při pohybu pouze mezi oběma sondami upevněnými na končetinu vyšetřovaného a proto je zapojení rotačního pohybu při tomto 82 vyšetření zanedbatelné. Jako výhodu lze uvést využití přesné počítačové techniky ke stanovení minimální výchylky při pohybu tibie vůči femuru v zátěži končetiny. Hodnocení rotační stability kolenního kloubu v dynamickém zatížení s časovým odstupem od operace je technicky náročný a špatně objektivizovaný výkon, který však metodika využitá v této studii usnadňuje. Závěr: Naměřené hodnoty poukazují na fakt, že augmentace PZV za pomoci štěpu m.gracilis poskytuje dobrou rotační stabilitu, v absolutních číslech i stabilitu větší, v porovnání s kontralaterálním zdravým kolenním kloubem. Subjektivně vykazuje operovaný kolenní kloub stejnou funkci jako kolenní kloub neoperovaný. Proto, při symptomatické parciální ruptuře předního zkříženého vazu u sportovně aktivních jedinců, je možné tento typ operačního výkonu navrhnout jako jednu z možností léčby doplňující snahu k návratu na úroveň sportovní výkonnosti blížící se předúrazovému stavu. 83 Seznam literatury: 1) Colombet P, Robinson J, Christel P et al. Morfology of anterior cruciate ligament attachments for anatomic reconstruction: a cadaveric dissection and radiographic study. Arhroscopy. 2006;22(9):984-992. 2) Lorenz S, Elser F, Mitterer M, Obst T, Imhoff A.B. Radiologic evaluation of the insertion sites of the 2 functional bundle of the anterior cruciate ligament using 3-dimensional computed tomography. The American Journal of Sports Medicine. 2009;37(12):2368-2376. 3) Purnell ML, Larson AI, Clancy W. Anterior cruciate ligament insertions on the tibia and femur and their relationships to critical bony landmarks using high-resolution volume-rendering computed tomography. Am J Sports Med. 2008;36(11):2083-2090. 4) Song EK, Oh LS, Gill TJ, Li G, Gadikota FIR, Seon JK. Prospective comparative study of anterior ligament reconstruction using the double-bundle and single bundle technique. Am J Sports Med. 2009;37:1705-1711. 5) Ho JY, Gardiner A, Shah V. Equal Kinematics Between Central Anatomic Single-Bundle and Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstructions. Arthroscopy. 2009; 25(5):464-472. 6) Hofbauer M, Valentin P, Polsky R, Ostermann RC, Graf A, Figl M, et al. Rotational and translational laxity after computer-navigated single- and double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol. Arthrosc. 2010;18:1201-1207. 84 7) Bedi A, Musahl V, O'Loughlin P, Maak T, Citak M, Dixon P et al. A Comparison of the Effect of Central Anatomical Single-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction and Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction on Pivot-Shift Kinematics. Am J Sports Med. 2010;38(9): 1788-1794. 8) Rozkydal Z, Chaloupka R. Vyšetřovací metody v ortopedii. Brno: LFMU; 2001. 9) Bartoníček J, Heřt J. Základy klinické anatomie pohybového aparátu. Praha: Maxdorf; 2004. 10) Dungl P. Ortopedie. Praha: Grada Publishing; 2001. 11) Mayer M, Smékal D. Měkké struktury kolenho kloubu a poruchy motorické kontroly. Rehabilitace a fyzikální lékařství, 2004; 3:111-117. 12) Dylevský I. Speciální kineziologie. Praha: Garda Publishing; 2009. 13) Buda R, Ferruzzi A, Vannini F, Zambeli L, Di Caprio F. Augmentation technique with semitendinosus and gracilis tendons in chronic partial lesions of the ACL: clinical and arthrometric analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrose. 2006; 14:1101-1107. 14) Borbon C, Mouzopoulos G, Siebold R. Why perform an ACL augmentation? Knee Surg Sports Traumatol Arthroscop. 2012; 20:245-251. 15) Colombet P, Dej our D, Panisset JC, Siebold R. Current concept of partial anterior cruciate ligament ruptures. Orthop. Traumatol. Surg. Res. 2010; 96(8): 109-118. 16) Lorenz S, Imhoff AB. Reconstruction of partial anterior ligamnet tears. Oper. Orthop. Traumatol. 2014; 26:56-62. 17) Noyes FR, Barber SD, Mooar LA. A rationale for assessing sports activity levels and limitations in knee disorders. Clin Orthop RelatRes. 1989;246:238-249. 85 18) Hart R, Kučera B, Safi A. Hamstring versus quadriceps tendon graft in double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. ActaChir. Orthop. Traum. Cech 2010';77':296-303. 19) Bentley G, Biant LC, Carrington RW, Akmal M, Goldberg A, Williams AM, Skinner JA, Pringle J. A prospective, randomised comparison of autologous chondrocyte implantation versus mosaicplasty for osteochondral defects in the knee. J Bone Joint Surg Br. 2003; 85(2):223-230. 20) Lysholm J, Gillquist J. Evaluation of knee ligament surgery results with special emphasis on use of a scoring scale. Am J Sport Med. 1982;10:150-154. 21) Tegner Y, Lysholm J. Rating systems in the evaluation of knee ligament injuries. Clin Orthop Relat Res. 1985;9(198):43-49. 22) Mitsou A, Vallianatos P, Piskopakis N, Maheras S. Anterior cruciate ligament reconstruction by over-the-top repair combined with popliteus tendon plasty. J Bone Joint SurgBr. 1990;72(3):398-404. 23) Hefti F, Drobný T, Hackenbush W et al. Evaluation of knee ligament injuries: the OAK and IKDC forms. The knee and the cruciate ligament. Berlin, Heidelberg, Newark: Sprinter; 1990. 24) Morgan CD, Kalman VR, Grawl PAC. Definitive landmarks for reproducible tibial tunnel placement in anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy. 1995,11:275-288. 25) Kopf S, Musahl V, Tashman S, Szczodry M, Shen W, Fu FH. A systematic review of the femoral origin and tibial insertion morphology of the ACL. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2009;17:213-219. 26) McGuire DA, Hendricks SD, Sanders HM. The relationship between anterior cruciate ligament reconstruction tibial tunnel location and anterior aspekt of the posteriori cruciate ligament insertion. Arthroscopy. 1997;13:465-473. 86 27) Forsythe B, Kopf S, Wong AK, Martins CAQ, Änderst W, Tashman S et al. The Location of Femoral and Tibial Tunnels in Anatomic Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament reconstruction Analyzed by Three-Dimensional Computed Tomography Models. J Bone Joint Surg Am. 2010; 92:1418-1426. 28) Martins C.A.Q., Kropf E.J., Shen W., van EckC.F., Fu FH.The Concept of Anatomic Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Oper Tech Sports Med. 2008;16:104-115. 29) Dargel J, Gotter M, Mader K, Pennig D, Koebke J, Schmidt-Wiethoff R. Biomechanics of the anterior cruciate ligament and implications for surgical reconstruction. Strategies trauma limb reconstr. 2007;2(1):1-12. 30) Zantop T, Petersen W, Sekiya JK, Musahl V, et al. Anterior cruciate ligament anatomy and function relating to anatomical reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthroscop. 2006;14(10):982-992. 31) Woo SLY, Wu Ch, Dede O, Vercillo F, Noorani S. Biomechanics and anterior cruciate ligament reconstruction. J Orth Surg and Res. 2006; 1:2. 32) Ödesten M, Gillquist J. Functional anatomy of the anterior cruciate ligament and a rationale for reconstruction. J Bone Joint Surf Am. 1985;67:257-262. 33) Siebold R, Fu FH. Assessment and augmentation of symptomatic anteromedial or posterolateral bundle tears of the anterior cruciate ligament. Arthroscopy. 2008; 24:1289-1298. 34) Sonnery-Cottet B, Barth J, Graveleau N, Fournier Y, Hager JP, Chambat P. Arhroscopic identification of isolated tear of the posterolateral bundle of the anterior cruciate ligament. Arthroscopy. 2000; 25:728-732. 35) Zeman P, Cibulková J, Nepraš P, Koudela K. Jr., Matějka J. Zhodnocení klinických nálezů u pacientů s artroskopicky prokázanou symptomatickou rupturou předního zkříženého vazu. Acta Chir. Orthop. Traum. Cech. 2013; 80:53-59. 87 36) Fu FH, Cohen SB. Current concept in ACL reconstruction. New York, SLACK Incorporated. 2008. 37) Hoshino Y, FU FH, Irrgang JJ, Tashman S. Can Joint Contact Dynamics Be Restored by Anterior Cruciate Ligament Reconstruction? Clin Orthop Relat Res. 2013;427:2924-2931. 38) Ho JY. Equal Kinematics Between Central Anatomic Single-Bundle and Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstructions. Arthroscopy. 2009; 25(5):464-72. 39) Tsarouhas A, Iosifidis M, Kotzamitelos D, Spyropoulos G, Tsatalas T, Giakas G. Three-dimensional kinematic and kinetic analysis of knee rotational stability after single- and double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy. 2010;26(7):885-893. 40) Biau DJ, Tournoux C, Katsahian S et al. ACL reconstruction. A meta-analysis for functional scores. Clin. Orthop. 2007;458:180-187. 41) Song EK, Oh LS, Gill TJ, Li G, Gadikota HR, Seon JK. Prospective comparative study of anterior ligament reconstruction using the double-bundle and single bundle technique. Am J Sports Med. 2009;37:1705-1711. 42) Briggs K, Lysholm J, Tegner Y, Rodkey WG, Kocher MS Steadman JR. The Reliability, Validity, and Responsiveness of the Lysholm Score and Tegner Activity Scale for Anterior Cruciate Ligament Injuries of the Knee 25 Years Later. Am J Sports Med. 2009;37(5):890-897. 88 43) Zeman P, Sadovský P, Koudela K Jr., Matějka T, Zeman J, Matějka J. Augmentace předního zkříženého vazu u pacientů se symptomatickou izolovanou ruptúrou anteromediální nebo posterolaterální porce: zhodnocení dvouletých klinických výsledků. Acta Chir. Orthop. Traum. Čech. 2015; 82:296-302. 44) Sonnery-Cottet B, Lavoie F, Ogassawara R, Scussiato RG, Kidder JF, Chambat P. Selective anteromedial bundle reconstruction in partial ACL tears: series of 36 patients with mean 24 months follow-up. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2010; 18:47-51. 45) Almquist PO, Ekdahl Ch, Isberg PE, Friden T. Measurements of knee rotation-reliability of an external device in vivo. BMCMusculoskelet Disord. 2011; 12: 291. 46) Chouteau J. Knee rotational laxity and proprioceptive function 2 years after partial ACL reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2012; 20(4):762-6. Tabulky: IR ER Zdravé koleno (°) 9,5 (6°-13°, SD 1,7°) 9,2 (4°-13°, SD 1,9°) Operované koleno (°) 7,7 (4°-14°, SD 1,9°) 8,3 (5°-12°, SD 2,1°) P value 0,283 0,348 Tab.l - Absolutní hodnoty deviace vnitřní rotace (IR) a vnější rotace (ER) ve stupních (°) Cincinnati Zdravé koleno Operované koleno 24 měsíců 89,5 (54-100;SD 14,4) 87,6 (54-100;SD 15,3) P value 0,296 Tab.2 - Absolutní hodnoty skóre Cincinnati dotazníku vyplněného pacienty ve 28. měsíci po operaci. 89 IKDC Zdravé koleno Operované koleno 24 měsíců 75,3 (56,3-87,0;SD 11,8) 72,8 (35,6-80,0;SD 12,6) P value 0,405 Tab.3 - Absolutní hodnoty skóre IKDC dotazníku vyplněného pacienty ve 28. měsíci po operaci. Lysholm Zdravé koleno Operované koleno 24 měsíců 89,7 (54-100;SD 13,5) 90,8 (64-100;SD 12,2) P value 0,408 Tab.4 - Absolutní hodnoty skóre Lysholm dotazníku vyplněného pacienty ve 28. měsíci po operaci. Obrázky: Obr. 1: Artroskopický pohled na samotný anteromediální svazek PZV. 90 Obr. 2: Upravený štěp pro náhradu posterolaterálního svazku PZV z musculus gracilis. Obr. 3: Artroskopický pohled na nahrazenou posterolaterální porci PZV z musculus gracilis. 91 Obr. 4: Navigační systém OrthoPilot využitý pro analýzu rotační stability kloubu. Obr. 6: Provedení 20-3Ost. flexe v kolenním kloubu. ■ ! Obr. 7: Provedení vnější rotace v kolenním kloubu. Tibie zůstává fixována k podložce, distální femur rotuje navnitř a dochází tak k mechanismu, při němž zůstává tibie rotována zevně vůči femuru. 93 Obr. 8: Provedení vnitřní rotace v kolenním kloubu. Tibie zůstává opět fixována k podložce, distální femur rotuje zevně a dochází tak k mechanismu, při němž zůstává tibie rotována vnitřně vůči femuru. 94 Publikace c. 5: Komzak, M., Hart, R., Feranec, M., Smid, P., & Kocova, R. (2018). In vivo knee rotational stability 2 years after double-bundle and anatomic single-bundle ACL reconstruction. European Journal of Trauma and Emergency Surgery, 44{\), 105-111. 1,781 95 Springer Link Original Article | Published: 02 March 2017 In vivo knee rotational stability 2 years after double-bundle and anatomic single-bundle ACL reconstruction M. Komzák S, R. Hart, M. Feranec, P. Srn id & R. Kočová European Journal of Trauma and Emergency Surgery 44, 105-111(2018) | Cite this article 307 Accesses | 3 Citations | Metrics Purpose The objective of this study was to evaluate knee rotational stability at least 2 years after anatomic single-bundle anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction (SB) and double-bundle ACL reconstruction (DB) in comparison with the contralateral healthy knee joint. The Cincinnati, Lysholm and IKDC scores were analysed too. Methods There were 40 patients in both group, the mean follow-up was 27 months. For all measurements, the navigation system OrthoPilot was used. Measurement started with the patient in the standing position in neutral rotation. Then, the patient achieved in 30° knee flexion under weight-bearing maximal external trunk rotation and returned to the neutral position. The same measurement was done for the internal trunk rotation. For the anterior-posterior stability, KT-1000 arthrometer was used. All measurements were repeated 3 times for each knee joint. 96 Results After the DB reconstruction, the mean external rotation of the tibia (ER) was 8.2°and the internal rotation (IR) was 10.2°. In the contralateral healthy knee joint, ER was 8.5°(p=0.597) and IR was 12.1° (p=0.064). After the SB reconstruction, ER was 9.4°and IR was 13.1°. In the contralateral healthy knee joint, ER was 7.7° (p=0.066) and IR was 9,8°(p=0.005). Anterior-posterior translation were in the same extend for both groups. Conclusions The DB reconstruction of the ACL restores the rotational stability of the knee joint without any significant difference in comparison to the contralateral healthy knee (p>0.05). The main finding of this study is that the internal rotational stability of the knee joint after the anatomic SB technique is not sufficient. Introduction While there is a common understanting of the histological and anatomical structure of the anterior cruciate ligament (ACL), the question of the biomechanical function of its parts (anteromedial-AM and posterolateral-PL bundle) still represents a significant challenge for orthopaedic surgeons and medical researches [1-7]. The main goal of the reconstruction of the ACL is the restoration of the anterior-posterior and rotational stability of the tibia in relation to the femur. The position of the femoral attachment of the ACL is more important for the kinematics after the ACL reconstruction. The position of the femoral foot print is well known [8-11]. They are several osseous landmarks, which define its anatomic position [12-14]. The biomechanics studies describe the kinematics of the knee joint after various types of the ACL reconstruction [15-18]. One of trends is the anatomic single-bundle (ASB) reconstruction. A cadaveric study describes that ASB reconstruction restores the rotational stability of the knee in the same extent as the double-bundle (DB) technique [15]. Other investigation describe that the DB reconstruction restores the rotational stability more than SB technique [19]. But, there is the abscence of studies discussing the kinematics of the knee joint several years after the 97 reconstruction or the rotational and anterior-posterior stability in weight-bearing condition in comparison with the contralateral healthy knee joint. The objective of this study was to evaluate knee rotational and anterior-posterior stability at least 2 years after the ASB ACL reconstruction and the DB ACL reconstruction in comparison with the contralateral healthy knee joint. The Cincinnati, Lysholm and IKDC scores were analysed during 24 months after the operation. Materials and Methods Between July 2011 and September 2012, 40 patients (40 knee joints) underwent the ACL reconstruction (23 men/17 women; 22 right/18 left knees) made by one senior surgeon (RH). The average age of the patients was 27.5 years (range; 17 - 42 years) (Tab. 1,2). All of them signed an informed consent on being included in prospective research. 20 patients had their ACL replaced by ASB technique using hamstring tendons, 20 patients had the DB reconstruction. The selection of patients for individual methods of the ACL replacement was done randomly using the permuted block randomization by Random Number Generator Software 7.0. Demographic statistic parametres of both groups were similar. The inclusion criteria were very strict. Only isolated complete ACL lesions were included. All other patients with associated injuries of other structures as ligaments or meniscal lesions were excluded. The partially torn ACLs confirmed by arthroscopy were excluded, too. After the operation, the patients completed the Cincinnati, Lysholm and IKDC orthopaedics scores in 3th, 6th, 12th and 24th months. Operative technique After introduction of the patient into the general anaesthesia, the femur was fixed using a standard tight metal holder. The diagnostic arthroscopy from the anteromedial (AM) and anterolateral (AL) portals was performed to confirm the isolated total rupture of the ACL as diagnosed before with MRI. For the patients where the relevant diagnosis was confirmed, the grafts were harvested. The skin incision of 5cm in length was performed on the anteromedial aspect of the proximal tibia over the pes anserinus. The hamstring tendons were identified, 98 separated and the semitendinosus tendon was harvested by a striper. A graft for the ASB replacement was folded three times to make it 8 cm long and 8 mm wide. Grafts for double-bundle replacement were prepared from the semitendinosus tendon for the AM bundle and from the gracilis tendon for the PL bundle. In these cases, the graft was adjusted to match the size of 8 cm length and 8 mm width for the AM bundle and 8 cm length and 6 mm width for the PL bundle. Both grafts were folded three times. Edges of the each bundle graft were whipstitched at 2.5 cm distance on the femoral and tibial ends using a long-term absorbable material. During the CASB reconstruction, the 8mm femoral tunnel was drilled into the medial surface of the lateral condyle of the femur. The central anatomic position of the femoral attachment of the graft was determined by a calibrated arthroscopic hook. At 90° of knee flexion, the horizontal distance of the medial bone surface of the lateral condyle of the femur was measured. The tunnel was determined at lower 1/3 portion of the lateral intercondylar notch wall. The precise position of the femoral attachment was determined on the basis of the coordinate established by the Forsythe et al. [9] in the 43% of the distance from the most posterior part of the medial surface of the lateral condyle of the femur. This position was controlled by the arthroscopic camera situated in the AM portal. The tibial tunnel was drilled to the centre of the original footprint of the ACL. After the surgery, the position of the femoral tunnel was controlled by a CT scan and incorrectly placed cases were excluded from the study. For the DB replacement, the 8 mm femoral bone tunnel for the AM bundle was located behind the lateral bifurcate ridge on the medial side of lateral femoral condyle. The 8 mm tibial bone tunnel for the AM bundle was located 14 mm in front of the PCL attachment slightly medially, as it was drilled in 55° angle from anteromedial side of the proximal tibia. The femoral attachment of the PL bundle was drilled between the lateral bifurcate ridge and the lateral intercondyle ridge. This tunnel was 6 mm wide. The tibial bone tunnel for the PL bundle was located 7 mm in front of PCL attachment slightly laterally, and drilled at 45° from medial side of the proximal tibia. All grafts in both groups were tonised using the tonometer set to 85 N and fixed with interference screws. No complications were found after the operation. 99 Experimental system The optical computer navigation system OrthoPilot (Aesculap, Tuttlingen, Germany) was used to evaluate stability at the follow-up control. All measurements were taken on both the reconstructed and healthy knee. Tripods composed of 3 passives markers were fixed to the thigh and leg with stripes (Fig. 1). Measurement started with the patient in the standing position with both feet separated by 20 cm in neutral rotation (Fig. 2a). Then, the patient was asked to achieve 30° knee flexion (the investigator controled the accuracy of the flexion on the screen of the computer). Afterwards, she/he performed under weight-bearing a maximal external trunk rotation (with the concomittant internal rotation of the tibia in the knee joint) and then returned to the neutral position (Fig. 2b). The same measurement was done for the internal trunk rotation (external rotation in the knee) (Fig. 2c). All measurements were repeated 3 times for each knee joint (operated and healthy). The deviation of the rotational movement was detected on the screen of the navigation. The anterior-posterior translation was analysed in the semi-sitting position with the arthrometer KT-1000 (Med Metronic, San Diego, California) in the 30° flexed knee joint. Statistical analysis All data were statistically treated by STATISTICA 9.0 software. The description of the deviation of movement in degrees included mean, standard deviation and range for continuous variables. For determination of the statistically significant differences between the mean values, the non-parametric Wilcoxon test was used. The P value < 0.05 was considered statistically significant. Source of funding There were no financial resources used for this research. 100 Results Stability of the knee joint The mean follow-up was 27 months (range; 24 to 33 months). All patients finished the rehabilitataion program during the first year after the reconstruction of the ACL. After the double-bundle (DB) reconstruction of the ACL, the mean external rotation of the tibia (ER) was 8.2° (range; 5-11.6, SD=1.7) and the internal rotation (IR) was 10.2° (range; 5.3-15.3, SD=2.4). In the contralateral healthy knee joint, ER was 8.5° (range; 3.6-14.0, SD=2.3) and IR was 12.1° (range; 7-19.6, SD=3.6). We did not find any statistically significant difference for the rotational laxity (external and internal rotation of the tibia after the DB reconstructions of the ACL in comparison to the contralateral healthy knee joints (p > 0,05). The absolute values of the repeated measurements are in the Tab. 1. After the anatomic single-bundle (ASB) reconstruction, ER was 9.4° (range; 5-16, SD=3.1) and IR was 13.1° (range; 7-22.6, SD=4.1). In the contralateral healthy kneejoint, ER was 7.7° (range; 4-11.3, SD=2.1) and IR was 9,8° (range; 6-16, SD=2.6). After the SB reconstruction, we found statistically significant difference in internal rotational stability between reconstructed and healthy knees (p < 0,05). External rotational stability was lower then in the contralaterally healthy knee joints, but without the statistically significant diference (Tab.l). After the DB reconstruction of the ACL, the average value of tibia AP movement related to femur was 9,1 mm (min. 6 mm, max. 3 mm, SD 2,3), for the healthy knee was 7,7 mm (min. 6 mm, max. 12 mm, SD 0,9). There were no statistically relevant difference into the both groups (Tab.2). For the ASB, the absolute data show no difference for the reconstructed and health group too (p = 0,285), too (Tab.2). Scoring systems The scoring systems show the increasing of the absolutes values 2 years after the surgery (Fig.3,4,5). There is no statistical differences between ASB and DB group for Cincinnati and IKDC scoring system, but for the Lysholm scoring system 24 months after the surgery, we confirmed the statistical differences between these groups (tab.3,4,5). 101 Discussion The rotational kinematics of the knee joint is still controversial after the reconstruction of the ACL. There are several studies demonstrating the higher efficiency of the DB reconstruction of the ACL in the restoration of the rotational movement, in comparison to the standard single-bundle (SB) technique . This hypothesis has been confirmed in experimental conditions and in vivo [15-18]. Ho et al. [15] have presented in vitro study where they describe the improvement in the rotational stability of the knee joint while using a navigation system. The authors evaluated the kinematics for 8 pairs of cadaveric knees in an ACL-intact condition, ACL-deficient condition after the cutting of the ACL, after the ASB reconstruction and after the DB reconstruction. The internal and external rotational stability was evaluated. They have concluded that the ASB ACL reconstruction and the DB technique can restore normal kinematics at the 30 degrees of the knee flexion. A very similar research was made by Bedi et al. [16]. They used the computer navigation system for recording the kinematic changes after the ASB and DB reconstruction of the ACL in the cadaveric knee. As the results, they describe that the DB reconstruction of the ACL restores a pivot-shift maneuver in the more extent than the ASB technique. In vivo study, Hofbauer et al. prooved greater stability in the internal rotation of the knee joint after the DB reconstruction relatively to results of the SB reconstruction of the ACL [17]. The result of the study published by Song et al. shows the improvement of the combinatory rotational movement after the DB reconstruction with statistical difference [18]. They measured the biomechanics of the knee join after the SB and DB reconstructions of the ACL. In the ACL intact knee, the combinatory rotational instability was 33.1°, after the DB reconstruction 23.3°. Before the SB reconstruction, the rotational movement was 35.1°, after the reconstruction 29.5°. But, these studies evaluate the kinematics of the knee joint perioperativelly as we also demonstrated [21]. There are only a few studies which evaluate objectively the rotational kinematics of the knee joint 2 and more years after the reconstruction of the ACL. Gobbi et al. [22] demonstrate in their study no difference in the rotational laxity between the SB and DB reconstruction 3 102 years after the operation. They examined 60 patients divided into two groups. In the first group, they were 30 patients after SB reconstruction of the ACL; in the second group, 30 patients were after DB reconstruction. But they performed the rotational stability investigation only by clinical examination by the pivot-shift test. They did not find any difference between two techniques of the reconstruction. Similar results are published by Hoshino et al. in 2012 [23]. They used a dynamic stereo x-rays to performs radiographic images during the downhill treadmill running in comparison with the contralateral knee joint. In the comparison with Gobbi's study, they used the technic device for determinate the difference in the axial rotation of the tibia after the SB and DB reconstructions of the ACL. In conclusion, they desribed a statistically significant difference between both techniques. They studied the rotational laxity (internal tibial stability) after the reconstruction of the ACL by these two techniques in comparison to the contralaterally healthy knee joint as in our research. But, in difference to our study, they conclude that neither DB nor SB technique restores the rotational laxity of the knee joint as it ias in the healthy knee. The absolute values were very similar to our research in the healthy knee, the IR was 7,7° in average. The using of the dynamic x-rays is one of possibilities how to demonstrate the rotational instability. The other option is to use using of the navigation system to evaluate the kinematics of the knee joint in weight-bearing condition in comparison with the contralateral healthy knee joint. But, this technique is still in the beginning and the clinical further research is demanded. The using of the navigation system to evaluate the laxity of the knee joint was described by Chouteau et al. [20]. They used the navigation for control the laxity of the knee joint after the partial reconstruction of the ACL in comparison to the contralaterally healthy knee joint. There is not relevant study engaged in the objective analysis of the anterior-posterior stability of the knee joint after ASB and DB technique 2 years after the surgery. Hoshino et al. [23] compared the anterior-posterior stability after the standard single-bundle and double-bundle 2 years after the surgery. They concluded that there is the statistical relevant difference with the contralaterally health knee joint for both groups. Kondo et al. made the similar study to our research [24]. They compared the APT after the DB and ASB reconstruction of the ACL in the cadavers. They concluded the same AP instability after the both techniques of the reconstruction. But, they did not compared the stability of the knee joint with the contralaterally knee joint. 103 The function of the knee joint is the subject very wide. They are several studies analysed the function of the knee joint after various type of the reconstruction of the ACL [25]. But, we can predict that according to our knowledge there is not similar research which compared the function of the knee joint after ASB and DB reconstruction of the ACL. The advantage of the presented study is the using of the precise device to evaluate the stability of the knee joint after the ACL reconstruction in the weight-bearing condition and in comparison to the contralateral healthy knee joint. The 2 years follow-up and the normal quality of life of all patients are also the positives, because we can demonstrated the kinematics of the knee joint in the standard conditions during the normal weight bearing. The data shows that the DB reconstruction of the ACL restores the rotational stability of the knee joint without any statistically significant difference in comparison to the contralateral healthy knee (p > 0.05). The anterior-posterior stability of the knee joint is restored in the same extend as the contralaterally knee joint for the DB and ASB reconstruction of the ACL. The main finding of this study is that the internal rotational stability of the knee joint after the anatomic ASB technique is not sufficient. Compliance with Ethical Requirements: This study was approved by Local Ethics Committee. 104 References: 1. ) Mommersteegi TJA. The fibre bundle anatomy of human cruciate ligaments. J Anat. 1995; 187:461-71. 2. ) Girgis FG. The cruciate ligaments of the knee joint-anatomical, functional and experimental analysis. Clinical Orthopaedics. 1975; 106:216-31. 3. ) Kaya A. Evaluation of the two bundles of the anterior cruciate ligament with 1.5 tesla magnetic resonance imaging. Acta Orthop Traumatol Turc. 2010; 44(l):54-62. 4. ) Lorenz S. Radiologic evaluation of the insertion sites of the 2 functional bundles of the anterior cruciate ligament using 3-dimensional computed tomography. The American Journal of Sports Medicine. 2009; 37(12):2368-76. 5. ) Colombet P. Morphology of anterior cruciate ligament attachments for anatomic reconstruction: a cadaveric dissection and radiographic study. Arthroscopy. 2006; 22(9):984-92. 6. ) Hart R. Hamstring versus quadriceps tendon graft in double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Acta chir ort ettraum Cechoslovaca. 2010; 77:296-303. 7. ) Petersen W. Anatomy of the anterior cruciate ligament with regard to its two bundles. Clin Orthop RelatRes . 2010; 454:35-47. 8. ) Steckel H.. Athroscopic evaluation of the ACL double bundle structure. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2009; 17(7):782-85. 9. ) Forsythe B. The Location of Femoral and Tibial Tunnels in Anatomic Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament reconstruction Analyzed by Three-Dimensional Computed Tomography Models. J Bone Joint Surg Am. 2010; 92:1418-26. 105 10. ) Martins C.A.Q. The Concept of Anatomic Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Oper Tech Sports Med. 2008; 16:104-15. 11. ) Kopf S. A systematic review of the femoral origin and tibial insertion morphology of the ACL. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2009; 17:213-19. 12. ) Zantop T. Tunnel positioning of anteromedial and posterolateral bundles in anatomic anterior cruciate ligament reconstruction anatomic and radiographic findings. Am J Sports Med. 2008; 36(l):65-72. 13. ) Ferretti M. Osseous landmarks of the femoral attachment of the anterior cruciate ligament: an anatomic study. Arthroscopy. 2007; 23(11): 1218-25. 14. ) Purnell ML. Anterior cruciate ligament insertions on the tibia and femur and their relationships to critical bony landmarks using high-resolution volume-rendering computed tomography. Am J Sports Med. 2008; 36(11):2083-90. 15. ) Ho JY. Equal Kinematics Between Central Anatomic Single-Bundle and Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstructions. Arthroscopy. 2009; 25(5):464-72. Začátek formuláře 16. ) Bedi A. A Comparison of the Effect of Central Anatomical Single-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction and Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction on Pivot-Shift Kinematics. Am J Sports Med. 2010; 38(9): 1788-94. 17. ) Hofbauer M. Rotational and translational laxity after computer-navigated single- and double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surf Sports Traumatol. Arthrosc. 2010; 18:1201-7. 18. ) Song EK. Prospective comparative study of anterior ligament reconstruction using the double-bundle and single bundle technique. Am J Sports Med. 2009; 37(1705): 1705-11. 19. ) Komzák M. AM bundle controls the anterior-posterior and rotational stability to a greater extent than the PL bundle - A cadaver study. The Knee. 2013; Dec;20(6):551-5. 106 20. ) Chouteau J. Knee rotational laxity and proprioceptive function 2 years after partial ACL reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2012; 20(4):762-6. 21. ) Komzak M. Does the posterolateral bundle influence rotational movement more than the anteromedial bundle in anterior cruciate ligament reconstruction?: a clinical study. J Bone Joint Surf Br. 2012; 94(10): 1372-6. 22) Gobbi A. Single versus double-bundle ACL reconstruction: is there any difference in stability and function at 3-year followup? Clin Orthop Relat Res. 2012; 470(3): 824-34. 23. ) Hoshino Y. Can Joint Contact Dynamics Be Restored by Anterior Cruciate Ligament Reconstruction? Clin Orthop Relat Res. 2013; 427:2924-31. 24. ) Kondo, E. Biomechanical comparison of anatomic double-bundle, anatomic single-bundle, and nonanatomic single-bundle anterior cruciate ligament reconstructions. American Journal of Sports Medicine. 2011; 39(2):279-88. 25. ) Filbay SR. Health-Related Quality of Life After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. A Systematic Review. Am J Sports Med. 2014; 42(5): 1247-55. Tabs: ERQ IRQ Reconstr. knee Healthy knee P Reconstr. knee Healthy knee P DB 8,1 (6-14;S01,9) 8,5 (5-15;S0 3,4) 0,59 DB 10,1 (4-14;S0 3,l) 12,1 (6-21;SO 2,8) 0,06 ASB 9,4 (5-16;SO 2,1) 7,7 (4-12;S0 2,3) 0,06 ASB 13,1 (8-22;S0 3,l) 9,8 (6-16;SO3,0) 0,05 Table 1: Values of IR (Internal Rotation) and ER (External Rotation in degrees) in 30° flexion of the knee joint after double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the 107 ACL. P value determines the statistical evaluation of the diference of the deviation in the motion between health knee and operated knee joint for ER and IR. reconstr.. knee... ACL reconstructed knee APT (mm) Reconstr. knee Healthy knee P DB 9,1 (6-13;SO 2,3) 7,7 (6-12;SO 0,9) 0,304 ASB 9,3 (7-14;S0 2,9) 7,9 (6-13;SO 1,1) 0,285 Table 2: Values of APT (anterior-posterior translation) in 30° flexion of the knee joint after double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the ACL. P value determines the statistical evaluation of the diference of the deviation in the motion between health knee and operated knee joint for ER and IR. reconstr. knee.. .ACL reconstructed knee Cincinnati ASB DB P value 3 months 65,1 (40-81;SO 12,4) 73,4 (42-99;SO 16,3) 6 months 64,5 (45-81;SO 12,1) 83,5 (54-100;SO 14,2) 12 months 84,2 (54-100;SO 12,9) 97,5 (75-100;SO 12,8) 24 months 88,5 (54-100;SO 14,2) 97,8 (74-100;SO 1,4) 0,088 Table 3: Values of Cincinnati scores 3, 6, 12 and 24 months after the double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the ACL. P value determines the statistical difference between DB and ASB techniques 24 months after the operation. 108 Ik IX ASB DB P value 3 months 52,7 (28,7-75,8;SO 14,9) 52,7 (18,0-78,1;SO 18,4) 6 months 54,1 (28,7-70,l;SO 17,4) 66,6 (44,8-80,0;SO 13,8) 12 months 68,21 (29,8-78,l;SO 16,3) 79,6 (56,3-87,0;SO 14,5) 24 months 72,8 (35,6-80,0;SO 13,2) 79,6 (59,7-87,0;SO 11,9) 0,491 Table 4: Values of IKDC scores 3, 6, 12 and 24 months after the double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the ACL. P value determines the statistical difference between DB and ASB techniques 24 months after the operation. Lysholm ASB DB P value 3 months 72,2 (42-99;SO 18,3) 78,6 (55-100;SO 13,8) 6 months 73,7(55-100;SO 15,5) 83,5 (69-100;SO 11,4) 12 months 82,1 (54-100;SO 15,9) 97,1 (90-100;SO 7,4) 24 months 89,3 (58-100;SO 13,3) 97,5 (90-100;SO 7,2) 0,047 Table 5: Values of Lysholm scores 3,6, 12 and 24 months after the double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the ACL. P value determines the statistical difference between DB and ASB techniques 24 months after the operation. 109 Figures: Fig. 1: The position of the passive markers fixed to the patient's tibia and femur. Fig. 2a: The patient in the standing position with both feet separated by 20 cm in the neutral rotation. 110 Fig. 2b: The patient in the standing position with both feet separated by 20 cm in the internal rotation (IR). Fig. 2c: The patient in the standing position with both feet separated by 20 cm in the external rotation (ER). Ill g. 3: Values of Cincinnati scores 3, 6, 12 and 24 months after the double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the ACL. IKDC 100 -i- 20-- 0 -I-,-,-,- 3 months 6 months 12 months 24 months time (months) Fig. 4: Values of IKDC scores 3, 6, 12 and 24 months after the double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the ACL. 112 120 100 80 60 £ o w 40 20 0 Lysholm -ASB -DB 3 months 6 months 12 months 24 months time (months) 5: Values of Lysholm scores 3,6, 12 and 24 months after the double-bundle (DB) and anatomic single-bundle (ASB) reconstruction of the ACL. 113 Publikace c. 6: Komzak, M., Hart, R., Smid, P., Puskeiler, M., & Jajtner, P. (2015). The Effect of Platelet-Rich Plasma on Graft Healing in Reconstruction of the Anterior Cruciate Ligament of the Knee Joint: Prospective Study. Acta Chirurgiae Orthopaedicae Et Traumatologiae Cechoslovaca, 82(2), 135-139. IF 0,552 114 115 116 117 118 119 6. Závěr Náhrada předního zkříženého vazu je stále častější operací nejen u profesionálních sportovců, ale i u běžné populace pacientů. Stabilitu kloubu lze zajistit různými technikami náhrady tohoto ligamenta za využití různých štěpů. Dle provedených měření v této studii však vyplývá, že ne všechny možnosti rekonstrukce předního zkříženého vazu mají stejný vliv na předozadní, a především na rotační stabilitu kolenního kloubu, jak je v literatuře často uváděno. Při detailní analýze obou svazků LCA na kadaverech a při peroperačním i pooperačním hodnocení jejich vlivu na stabilitu kloubu byla potvrzena hypotéza, která předesílá větší vliv dvoj svazkové náhrady LCA na rotační stabilitu kolenního kloubu v porovnání s technikou jednosvazkovou. Během analýzy vlivu jednotlivých typů rekonstrukcí předního zkříženého vazu na stabilitu kolenního kloubu byl odhalen zásadní fakt, který poukazuje na nedostačující obnovení rotační stability po centrální anatomické jednosvazkové náhradě předního zkříženého vazu. Proto by neměla být tato technika sportovcům doporučována. Naopak augmentace poraněné části LCA vykazuje při její náhradě stabilitu v rotacích obdobnou jako zdravý kolenní kloub. Nasbíraná data také dokazují, že rekonstrukce předního zkříženého vazu technikou jednosvazkovou, doplněnou o náhradu anterolaterálního vazu, restaturuje vnitřně rotační stabilitu kolenního kloubu stejně jako dvoj svazková rekonstrukce. Tato kombinovaná technika také obnovuje rotační stabilitu na úroveň kontralaterálního zdravého kolenního kloubu. Tím byla potvrzena druhá postulovaná hypotéza. Kombinace rekonstrukce LCA jednosvazkovou metodou doplněná o rekonstrukci ligamentum anterolaterale je adekvátní a bezpečnou možností, jak obnovit vnitřně rotační stabilitu 120 kolenního kloubu. Rekonstrukce anterolaterálního vazu je nezbytná v případech, kdy náhrada LCA dostatečně nerestauruje vnitřně rotační stabilitu, tj. když vnitřně rotační nestabilita kolenního kloubu zůstává po rekonstrukci LCA jednosvazkovou technikou více jak 12° při využití 2,5N točivé momentové sily. Vzhledem k mechanizmu poranění u sportovců při rotačních sportech, kdy vzniká poměrně výrazná rotační nestabilita, se jeví tato metoda jako ideální léčba při poranění LCA u aktivního sportovce. 121 7. Seznam použité literatury 1) Buda R, Ferruzzi A, Vannini F, Zambeli L, Di Caprio F. Augmentation technique with semitendinosus and gracilis tendons in chronic partial lesions of the ACL: clinical and arthrometric analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrose. 2006; 14:1101-1107. 2) Borbon C, Mouzopoulos G, Siebold R. Why perform an ACL augmentation? Knee Surg Sports Traumatol Arthroscop. 2012; 20:245-251. 3) Colombet P, Dej our D, Panisset JC, Siebold R. Current concept of partial anterior cruciate ligament ruptures. Orthop. Traumatol. Surg. Res. 2010; 96(8): 109-118. 4) Lorenz S, Imhoff AB. Reconstruction of partial anterior ligamnet tears. Oper. Orthop. Traumatol. 2014; 26:56-62. 5) Noyes FR, Barber SD, Mooar LA. A rationale for assessing sports activity levels and limitations in knee disorders. Clin Orthop RelatRes. 1989;246:238-249. 6. ) Hart R., Stipčák V. Přední zkřížený vaz kolenního kloubu. Praha: Maxdorf Jessenius; 2010. 7. ) Forsythe B, Kopf S, Wong AK, Martins CAQ, Änderst W, Tashman S. The Location of Femoral and Tibial Tunnels in Anatomic Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament reconstruction Analyzed by Three-Dimensional Computed Tomography Models. J Bone Joint Surg Am. 2010;92:1418-1426. 122 8. ) Lorbach O, Pape D, Maas S, Zerbe T, Busch L, Kohn D. Influence of the anteromedial and posterolateral bundles of the anterior cruciate ligament on external and internal tibiofemoral rotation. Am J Sports Med. 2010;38(4):721-727. 9. ) Monaco E, Ferretti A, Labianca L, Maestri B, Speranza A, Kelly MJ. Navigated knee kinematics after cutting of the ACL and its secondary restraint. Knee Surg Sports Traumatol. Arthrose. 2012;20(5):870-877. 10. ) Steckel H, Fu FH, Baums MH, Klinger HM. Arthroscopic evaluation of the ACL double bundle structure. Knee Surg Sports Traumatol Arthrose. 2009;17:782-785. 11. ) Martins CAQ, Kropf EJ, Shen W, van EckC.F, Fu FH. The Concept of Anatomic Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Oper Tech Sports Med. 2008;16:104-115. 12. ) Morgan CD, Kaiman VR, Grawl PAC. Definitive landmarks for reproducible tibial tunnel placement in anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy. 1995,11:275-288. 13. ) Kopf S, Musahl V, Tashman S, Szczodry M, Shen W, Fu FH. A systematic review of the femoral origin and tibial insertion morphology of the ACL. Knee Surg Sports Traumatol Arthrose. 2009;17:213-219. 14. ) Woo SLY, Wu Ch, Dede O, Vercillo F, Noorani S. Biomechanics and anterior cruciate ligament reconstruction. J Orth Surg and Res. 2006; 1:2. 123 15. ) Odesten M, Gillquist J. Functional anatomy of the anterior cruciate ligament and a rationale for reconstruction. J Bone Joint Surf Am. 1985;67:257-262. 16. ) Bedi A, Musahl V, O'Loughlin P, Maak T, Citak M, Dixon P et al. A Comparison of the Effect of Central Anatomical Single-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction and Double-Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstruction on Pivot-Shift Kinematics. Am J Sports Med. 2010;38:1788-1794. 17. ) Ho JY, Gardiner A, Shah V. Equal Kinematics Between Central Anatomic Single-Bundle and Double Bundle Anterior Cruciate Ligament Reconstructions. Arthroscopy. 2009;25:464-472. 18. ) Hofbauer M, Valentin P, Polsky R, Ostermann RC, Graf A, Figl M, et al. Rotational and translational laxity after computer-navigated single- and double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol. Arthrosc. 2010;18:1201-1207. 19. ) Pokorný V., Paša L. Diferencovaný přístup ošetřování akutních ruptur předního zkříženého vazu. Uraz.chirurgie. 2003;11:9-17. 20. ) Podškubka A, Kasal T, Vaculík J, Kastlík Z. Artroskopická rekonstrukce předního zkříženého vazu transtibiální technikou štěpem z lig.patellae - výsledky po 5 až 6 letech. Acta Chir. orthop. Traum. Čech. 2002;69:169-174. 21. ) Podškubka A, Adamčo I, Stasa M. Artroskopická náhrada rekonstrukce předního zkříženého vazu transtibiální volným štěpem z ligamentum patellae transtibiální technikou. Acta Chir. orthop. Traum. Čech. 1996;63:284-292. 124 22. ) Hart R, Kučera B, Safi A. Hamstring versus quadriceps tendon graft in double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Acta chir. ort. et traum. Čech. 2010;77:296-303. 23. ) Colombet P, Robinson J, Kristel O, Franceschi JP, Djian P. Using navigation to measure rotation kinematics during ACL reconstruction. Current orthopaedic practice. 2007;454:59-65. 24. ) Song EK, Oh LS, Gill TJ, Li G, Gadikota HR, Seon JK. Prospective comparative study of anterior ligament reconstruction using the double-bundle and single bundle technique. Am J Sports Med. 2009;37:1705-1711. 25. ) Yabroudi MA, Bjórnsson H, Lynch AD, Muller B, Samuelsson K, Tarabichi M, Karlsson J, Fu FH, Harner CD, Irrgang JJ. Predictors of Revision Surgery After Primary Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Orthop J Sports Med. 2016;4(9). 26. ) Ochi M, Iwasa J, Uchio Y et al. The regeneration of sensory neurons in the reconstruction of the anterior cruciate ligament. J.Bone Joint Surg. Br. 1999; 81:902. 27. ) Clare L Ardern, Kate E Webster, Nicholas F Taylor, Julian A Feller. Hamstring strength recovery after hamstring tendon harvest for anterior cruciate ligament reconstruction: a comparison between graft types. Arthroscopy, 2010 Apr;26(4):462-9. 125 28. ) Wroble RR, Grood ES, Cummings JS, Henderson JM, Noyes FR. The role of the lateral extraarticular restraints in the anterior cruciate ligament-deficient knee. Am J Sports Med. 1993; 21(2):257-62. 29. ) Claes S, Bartholomeeusen S, Bellemans J. High prevalence of anterolateral ligament abnormalities in magnetic resonance images of anterior cruciate ligament-injured knees. Acta OrthopBelg. 2014;80(l):45-9. 30. ) Claes S, Vereecke E, Maes M, Victor , Verdonk P, Bellemans J. Anatomy of the anterolateral ligament of the knee. JAnat. 2013;223(4):321-8. 31. ) Dodds AL, Halewood C, Gupte CM, Williams A, Amis AA.The anterolateral ligament: anatomy, length changes and association with the Segond fracture. Bone Joint J. 2014;96-B(3):325-31. 32. ) Parsons EM, Gee AO, Spiekerman C, Cavanagh PR. The biomechanice function of the anterolateral ligament of the knee. Am J Sports Med. 2015;43(3):669-74. 33. ) Thein R, Boorman-Padgett J, Stone K, Wickiewicz TL, Imhauser CW, Pearle AD. Biomechanice assessment of the anterolateral ligament of the knee. J Bone Joint Surg Am. 2016 Jun l;98(ll):937-43. 34. ) Fu FH, Cohen SB. Current concept in ACL reconstruction. New York, SLACK Incorporated. 2008. 126 35. ) Bentley G, Biant LC, Carrington RW, Akmal M, Goldberg A, Williams AM, Skinner JA, Pringle J. A prospective, randomised comparison of autologous chondrocyte implantation versus mosaicplasty for osteochondral defects in the knee. J Bone Joint Surg Br. 2003; 85(2):223-230. 36. ) Lysholm J, Gillquist J. Evaluation of knee ligament surgery results with special emphasis on use of a scoring scale. Am J Sport Med. 1982; 10:150-154. 37. ) Tegner Y, Lysholm J. Rating systems in the evaluation of knee ligament injuries. Clin Orthop Relat Res. 1985;9(198):43-49. 38. ) Mitsou A, Vallianatos P, Piskopakis N, Maheras S. Anterior cruciate ligament reconstruction by over-the-top repair combined with popliteus tendon plasty. J Bone Joint SurgBr. 1990;72(3):398-404. 39. ) Hefti F, Drobny T, Hackenbush W et al. Evaluation of knee ligament injuries: the OAK and IKDC forms. The knee and the cruciate ligament. Berlin, Heidelberg, Newark: Sprinter; 1990. 40. ) Musahl V, Voos JE, OLoughlin PF, Choi D, Stueber V, Kendoff D et al. Comparing stability of different single- and double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction techniques: a cadaveric study using navigation. Arthroscopy. 2010;26(9):41- 48. 127 41. ) Robinson J, Carrat L, Grandi C, Colombet P. Influence of anterior cruciate ligament bundles on knee kinematics: clinical assessment using computer-assisted navigation. Am J Sports Med. 2007; 35(12):2006-2013. 42. ) Dargel J, Gotter M, Mader K, Pennig D, Koebke J, Schmidt-Wiethoff R. Biomechanics of the anterior cruciate ligament and implications for surgical reconstruction. Strategies trauma limb reconstr. 2007;2(1):1-12. 43. ) Zantop T, Petersen W, Sekiya JK, Musahl V, et al. Anterior cruciate ligament anatomy and function relating to anatomical reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthroscop. 2006;14(10):982-992. 44. ) Jordan SS, DeFrate LE, Nha KW, Papannagari R, Gill TJ, Li G. The in vivo kinematics of the anteromedial and posterolateral bundles of the anterior cruciate ligament during weightbearing knee flexion. Am J Sports Med. 2007;35(4):547-554. 45. ) Sonnery-Cottet B, Thaunat M, Freychet B, Pupim BH, Murphy CG, Claes S. Outcome of a Combined Anterior Cruciate Ligament and Anterolateral Ligament Reconstruction Technique With a Minimum 2-Year Follow-up. Am J Sports Med. 2015 Jul;43(7):1598-605. 46. ) Yagi M, Kuroda R, Nagamune K, Yoshiya S, Kurosaka M. Double-bundle ACL Reconstruction Can Improve Rotational Stability. Clinical Orthopaedics & Related Research. 2007;454:100-107. 47. ) Siebold R. Observations on bone tunnel enlargement after double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy. 2007;23:291-298. 128 48. ) Harris NJ, Smith DA, Lamoreaux L, Purnell M. Central quadriceps tendon for anterior cruciate ligament reconstruction. Part I: morphometric and biomechanical evaluation. Am J Sports Med. 1999;27:27-34. 49. ) Hamer DL, Brown CH, Steiner ME. Hamstring tendon grafts for reconstruction of anterior cruciate ligament: Biomechanice evaluation of the use of multiple strands and tensioning techniques. J Bone Joint Surf. Am. 1999;81:549-557. 50. ) Joseph M, Fulkerson J, Nissen C, Sheehan TJ. Short-term recovery after anterior cruciate ligament reconstruction: a prospective comparison of the autografts. Orthopedics. 2006 Mar;29(3):243-248. 51. ) Kartus J, Movin T, Karlsson J. Donor-site morbidity and anterior knee problems after anterior cruciate ligament reconstruction using autografts. Arthroscopy. 2001 Nov-Dec;17(9):971-980. 129