INFLUENCE OF THE MEDIAL AND LATERAL POSTERIOR TIBIAL SLOPE ON A NON-CONTACT RUPTURE OF ANTERIOR CRUCIATE LIGAMENT GRAFT



Cite item

Full Text

Abstract

Aim: The aim of this study was to determine an association between posterior tibial slope and further anterior cruciate ligament graft injury in patients who have underwent anterior cruciate ligament reconstruction, with the hypothesis that increased tibial slope would be associated with increased risk of anterior cruciate ligament graft further rupture.

Material and methods: The study included 2 groups of patients:

  • group 1 (30 patients, 15 men and 15 women), who underwent primary ACL reconstruction due to traumatic rupture by standard method;
  • group 2 (33 patients, 23 men and 10 women) - patients with a significant traumatic non-contact rupture of the ACL autograft, who underwent revision ACL reconstruction.

 

Results: The average age in the 1st group - 36.3 years (min 17, max 59), in the 2nd - 33 years (min 19, max 60).

The median time from surgery to the last follow-up examination in the 1st group - 37.5 months (IQR 62;66); in the 2nd - 48 months (IQR 9; 84). Median PMTS in the first group - 7.80 (IQR 5.3; 9.4); in the second - 8.50 (IQR 7.5; 11). Median PLTS in the first group - 9.90 (IQR 8.4; 12,1); In the second - 120 (IQR 9; 15.4).

There was no statistically significant difference between PMTS and PLTS depending on gender in both groups and for overall sample (P>0.05), and MPTS in both groups of patients (p=0.2).

A significant difference was obtained with LPTS (p=0.04), with a higher LPTS value in patients in the second group (with damage to the ACL graft).

 

Conclusion: ACL autograft rupture predictor is increased posterior tibial slope.

We obtained a positive effect of the lateral posterior tibial slope (LPTS) on the risk of non-contact ACL autograft rupture (p<0.05).

There are no consensus on the association between ACL graft injury and tibial posterior slope, further study is necessary with an emphasis on larger samples and standardized methods of measurement.

Full Text

ВЛИЯНИЕ МЕДИАЛЬНОГО (PMTS) И ЛАТЕРАЛЬНОГО (PLTS) ЗАДНЕГО НАКЛОНА БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ КОСТИ НА БЕСКОНТАКТНЫЙ РАЗРЫВ АУТОТРАНСПЛАНТАТА ПЕРЕДНЕЙ КРЕСТООБРАЗНОЙ СВЯЗКИ

INFLUENCE OF THE MEDIAL (PMTS) AND LATERAL (PLTS) POSTERIOR TIBIAL SLOPE ON A NON-CONTACT RUPTURE OF ANTERIOR CRUCIATE LIGAMENT GRAFT

 

 Введение

Количество реконструкций передней крестообразной связки (ПКС) с годами увеличивается (1,2), что приводит к увеличению выявляемых осложнений и ревизионных операций (3,4).

Частота встречаемости ревизионной пластики передней крестообразной связки по данным SG Abram на пятилетнем сроке наблюдения составила 3,22% (1746/54,275) (3). В исследовании WM Pullen частота ревизионной пластики ПКС составила 3.6% (587/16,336) на сроке до 7 лет (5).

Повторная травма является одной из основных причин разрыва аутотрансплантата, так в исследовании R. Magnussen с соавторами, встречаемость травматического разрыва аутотрансплантата составила от 46 до 56% (6). Причем, молодой возраст является предрасполагающим фактором для выполнения ревизии (3,5).

Известно, что увеличенный задний наклон большеберцовой кости (posterior tibial slope, PTS) является предрасполагающим фактором для разрыва аутотрансплнатата ПКС (7) в раннем послеоперационном периоде (особенно у женщин) (8), разрыва ПКС с контралатеральной стороны (7), разрыва медиального мениска (при значениях PTS>130) в нестабильном коленном суставе (9). Увеличенный PTS влияет на ротационную стабильность у пациентов с разрывом ПКС (10), а также приводит к бо́льшей трансляции голени после реконструкции связки (11).

Известно, что уменьшение PTS значительно снижает нагрузку на трансплантат ПКС при осевой нагрузке за счет уменьшения передне-заднего смещения голени (12,13).

В исследовании S. Weinberg с соавторами, проведенном на 1090 дезартикулярованых большеберцовых костях, медиана значения медиального заднего наклона большеберцовой кости (medial posterior tibial slope, MPTS) по популяции составляет 7.3 (IQR 4.3-10.6), латерального - 4.9 (IQR 1.9-7.5) (14).

Z Ye с соавторами оценили PTS на МРТ используя механическую (PTS mechanical) и анатомическую (PTS anatomical) ось голени и получили достоверную разницу значений у пациентов с разрывом аутотрансплантата и без: PTS-mechanical - 10.7° ± 2.9° vs 8.7° ± 1.9°, p = 0.003) и PTS-anatomical (13.2° ± 2.8° vs 10.5° ± 2.5°, p < 0.001) (15).

На данный момент имеются противоречивые данные о влиянии PTS на вероятность разрыва аутотрансплантата. Так, в исследовании E. Hohmann c соавторами указывается отрицательное влияние увеличенного MPTS и латерального заднего наклона большеберцовой кости (lateral posterior tibial slope, LPTS) на вероятность безконтактного разрыва аутотрансплантата ПКС у женщин, но не у мужчин (16), в работе F. Blanke c соавторами также влияет, вне зависимости от ИМТ (17).

Противоположные данные указаны в исследовании F Blanke с соавторами, которые не выявили зависимости между PTS и разрывом аутотрансплантата при бесконтактном механизме травмы (18).

Цель данного исследования состояла в том, чтобы определить, существует ли связь между задним наклоном большеберцовой кости и дальнейшим повреждением передней крестообразной связки у пациентов, которым уже была проведена реконструкция передней крестообразной связки, с гипотезой о том, что увеличенный наклон большеберцовой кости будет связан с повышенным риском дальнейшего повреждения трансплантата ПКС.

 

Материалы и методы

В исследование вошли пациенты, у которых был диагностирован полный разрыв ПКС с последующей реконструкцией у нас в клинике (Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии, ECSTO) по стандартной методике без разрыва аутотрнасплантата на момент последнего осмотра.

В исследовании вошли 63 пациента, которые были разделены на 2 группы.

1 группа (30 пациентов, 15 мужчин и 15 женщин) – пациенты с первичным травматическим разрывом ПКС, которым выполнена ее пластика по стандартной методике. 

Критерии включения в 1 группу: достоверный травматический разрыв ПКС с последующей реконструкцией у нас в клинике, трансплантат из сложенных пополам полусухожильной и нежной мышц (St+Gr), бедренная фиксация кортикальной пуговицей, большеберцовая – гильза + винт.

Критерии исключения для группы 1: использование другого графта, другая методика фиксации аутотрансплантата.

2 группа (33 пациента, 23 мужчины и 10 женщин) – пациенты с достоверным травматическим бесконтактным разрывом аутотрансплантата ПКС, которым выполнена ревизионная пластика передней крестообразной связки у нас в клинике.

Под бесконтактной травмой считали травму, при которой не было физического контакта с противником или неподвижным объектом во время инцидента, без приложения большой внешней силы непосредственно к коленному суставу, но включающее вращение, гиперэкстензию, вальгусную/варусную, и комбинации этих одноплоскостных сил.

У всех пациентов обеих групп выполнено измерение латерального и медиального SLOPE на рентгенограммах в боковой проекции.

 

Техника изменения SLOPE на рентгенограммах.

Измерения проводились в программе Radiant DICOM Viewer (вер. 2021.2).

Для снижения риска погрешности измерения проводились независимо двумя старшими врачами отделения с выделением среднего показателя по всем измерениям.

Задний наклон большеберцовой кости определяли на рентгенограммах в боковой проекции относительно анатомической оси большеберцовой кости, которую определяли вписыванием 2-х окружностей на проксимальный отдел голени на 5 и 15 см дистальнее суставной поверхности и проведением линии, соединяющей их центры. Определяли поверхность медиального (синяя линия) и латерального (красная линия) плато и помечали линией (Рисунок 1). Измеряли угол между касательной и центральной осью большеберцовой кости. Медиальный и латеральный задний наклон большеберцовой кости (MPTS и LPTS) определяли по формуле: 900 – угол между большеберцовой анатомической осью и касательной, проведенной вдоль каждого плато.

 

 

Рисунок 1. Определение медиального (PMTS) и латерального (PLTS) заднего наклона большеберцовой кости на рентгенограммах коленного сустава в боковой проекции; А – определение медиального заднего наклона большеберцовой кости; Б – определение латерального заднего наклона большеберцовой кости;

PMTS – задний медиальный наклон большеберцовой кости; PLTS – задний латеральный наклон большеберцовой кости; 1- Поверхность медиального мыщелка большеберцовой кости (синяя линия); 2- Поверхность латерального мыщелка большеберцовой кости (красная линия).

 

Статистический анализ.

Статистическая обработка данных проводилась при помощи статистической программы

Количественные данные представлены в виде диаграмм размаха.

Нормальность распределения определяли по критерию Колмогорова-Смирнова.

При нормальном распределении данных, данные представлены в виде средних значений с указанием минимального и максимального значения; при распределении данных, отличном от нормального, данные представлены в виде медианы с указанием интерквартильного размаха (ИКР).

Критический уровень статистической значимости принимали 5% (р⩽0,05).

Для сравнения данных в двух независимых группах использовали критерий U критерий Манна-Уитни.

Для сравнения данных в нескольких независимых группах использовали критерий Краскела – Уоллиса.

 

Результаты

Группы были сопоставимы по полу и возрасту на момент операции.

 

Первая группа

Средний возраст пациентов составил 36,3 года (мин 17, макс 59), медиана времени прошедшего с момента операции до последнего контрольного осмотра составила 37,5 месяцев (IQR 62;66).

Медиана PMTS составила 7,80 (IQR 5,3;9,4), Медиана PLTS – 9,90

(IQR 8,4;12;1).

 

Вторая группа

Средний возраст пациентов составил 33 года (мин 19, макс 60), медиана времени прошедшего с момента операции до травмы составила 48 месяцев (IQR 9;84).

Медиана PMTS составила 8,50 (IQR 7,5;11), Медиана PLTS – 120

(IQR 9;15,4).

 

Распределение данных PMTS и PLTS для обеих групп пациентов представлены на Графике 1 и Графике 2.

 

 

 

 

График 1. Распределение данных медиального (PMTS) заднего наклона большеберцовой кости у двух групп пациентов по данным рентгенограмм в боковой проекции.

 

График 2. Распределение данных латерального (PLTS) заднего наклона большеберцовой кости у двух групп пациентов по данным рентгенограмм в боковой проекции.

 

При анализе данных мы не получили статистически значимой разницы между PMTS и PLTS в зависимости от пола в обеих группах и по всей выборке в целом (P>0,05).

При сравнении значений MPTS в обеих группах пациентов мы не получили статистически достоверной разницы между группами (p=0,2).

Однако, при сравнении значений LPTS в обеих группах получена достоверная разница (p=0.04), с бо́льшим значением LPTS у пациентов во второй группе (с повреждением трансплантата ПКС).

 

Обсуждение

Пластика передней крестообразной связки является воспроизводимой операцией с хорошими отдаленными результатами (2). Разрыв трансплантата ведет к необходимости повторного оперативного вмешательства, повышает риск дополнительных внутрисуставных повреждений. Ревизионная операция технически сложнее для хирурга и имеет худшие результаты по сравнению с первичной пластикой ПКС (4,19,20).Основной причиной разрыва трансплантата является повторная травма, причем, бесконтактный механизм преобладает в 60 % случаев (21).Считается, что задний наклон большеберцовой кости увеличивает нагрузку на ПКС путем увеличения смещения передней трансляции голени (11).Влияние заднего наклона большеберцовой кости на разрыв аутотрансплантата ПКС активно обсуждается в литературе (7,10,12,16,22).Существуют разные методики измерения заднего наклона большеберцовой кости, как по рентгенографии, так и по КТ и МРТ (23). Это представляет сложность в общей оценке полученных результатов между исследованиями.В своей работе мы использовали методику измерения, предложенную R.J. Napier с соавторами (7) на основе данных рентгенографии коленного сустава в боковой проекции.На данный момент имеются противоречивые данные относительно влияния заднего наклона большеберцовой кости на разрыв ауторансплантата ПКС.В нашем исследовании при сравнении значений LPTS в обеих группах получена достоверная разница (p=0.04), с бо́льшим значением LPTS у пациентов в группе с разрывом аутотрансплантата ПКС. Влияния MPTS на вероятность разрыва аутотрансплантата выявлено не было.В исследовании E. Hohmann c соавторами выявлены отрицательное влияние увеличенного MPTS и латерального заднего наклона большеберцовой кости на вероятность безконтактного разрыва аутотрансплантата ПКС у женщин, но не у мужчин (16). F. Blanke c соавторами также показали данную зависимость (17).

Противоположные данные указаны в работе F Blanke с соавторами, которые не выявили зависимости между PTS и разрывом аутотрансплантата при бесконтактном механизме травмы (18).

В нашем исследовании имеются ограничения, которые связаны со сложностью при сравнении полученных данных с другими работами, в виду большого количества техник измерения заднего наклона большеберцовой кости.Также остаются вопросы относительно вариабельности данных, в виду погрешности измерения, не смотря на измерения двумя специалистами, которые связаны с особенностями выполнения рентгенографии, укладкой пациента и анатомическими особенностями мыщелков большеберцовой кости. 

Заключение:

 

Бесконтактное повреждение трансплантата ПКС является многофакторным событием. Одним из возможных предикторов является увеличенный задний наклон большеберцовой кости. В нашем исследовании мы получили положительное влияние латерального заднего наклона большеберцовой кости (LPTS) на риск бесконтактного разрыва аутотрансплантата ПКС (p<0.05). Измерение медиального и латерального заднего наклона большеберцовой кости на боковых рентгенограммах коленного сустава является простым и недорогим инструментом скрининга, который можно использовать в качестве дополнительного источника информации при оценке общего профиля риска повторного разрыва аутотрансплантата ПКС.В виду того, что имеются противоречивые данные о связи между повреждением трансплантата ПКС и задним наклоном большеберцовой кости по данным литературы, необходимо продолжить изучение данного вопроса с акцентом на большие выборки и стандартизированные методы измерения.

×

About the authors

Mikhail Ryazantsev

Европейский медицинский центр, Европейская Клиника Спортивной Травматологии и Ортопедии (ECSTO)

Author for correspondence.
Email: dtwka88@yandex.ru
Russian Federation

Aleksey Logvinov

Email: alogvinov@emcmos.ru

Dmitriy Ilyin

Email: ilyinshoulder@gmail.com

Nina Magnitskaya

Email: magnitskaya.nina@gmail.com

Aziz Zaripov

Email: azaripov@emcmos.ru

Alexander Frolov

Email: afrolov@emcmos.ru

Aleksey Afanasyev

Email: aafanasyev@emcmos.ru

Andrey Korolev

Email: akorolev@emcmos.ru

References

  1. Список литературы:
  2. Abram SG, Price AJ, Judge A, Beard DJ. Anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction and meniscal repair rates have both increased in the past 20 years in England: hospital statistics from 1997 to 2017. Br J Sports Med. 2020;54(5):286–91. doi: 10.1136/bjsports-2018-100195
  3. Mall NA, Chalmers PN, Moric M, Tanaka MJ, Cole BJ, Bach Jr BR, et al. Incidence and trends of anterior cruciate ligament reconstruction in the United States. Am J Sports Med. 2014;42(10):2363–70. doi: 10.1177/0363546514542796
  4. Abram SG, Judge A, Beard DJ, Price AJ. Rates of adverse outcomes and revision surgery after anterior cruciate ligament reconstruction: a study of 104,255 procedures using the National Hospital Episode Statistics Database for England, UK. Am J Sports Med. 2019;47(11):2533–42. doi: 10.1177/0363546519861393
  5. MARS Group, Wright RW, Huston LJ, Nwosu SK, Haas AK, Allen CR, et al. Meniscal and Articular Cartilage Predictors of Clinical Outcome After Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Am J Sports Med. 2016 Jul;44(7):1671–9. doi: 10.1177/0363546516644218
  6. Pullen WM, Bryant B, Gaskill T, Sicignano N, Evans AM, DeMaio M. Predictors of Revision Surgery After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Am J Sports Med. 2016 Dec;44(12):3140–5. doi: 10.1177/0363546516660062
  7. Magnussen RA, Trojani C, Granan LP, Neyret P, Colombet P, Engebretsen L, et al. Patient demographics and surgical characteristics in ACL revision: a comparison of French, Norwegian, and North American cohorts. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2015;23(8):2339–48. doi: 10.1007/s00167-014-3060-z
  8. Napier RJ, Garcia E, Devitt BM, Feller JA, Webster KE. Increased Radiographic Posterior Tibial Slope Is Associated With Subsequent Injury Following Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Orthop J Sports Med. 2019 Nov 1;7(11):2325967119879373. doi: 10.1177/2325967119879373
  9. Christensen JJ, Krych AJ, Engasser WM, Vanhees MK, Collins MS, Dahm DL. Lateral Tibial Posterior Slope Is Increased in Patients With Early Graft Failure After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Am J Sports Med. 2015;43(10):2510–4. doi: 10.1177/0363546515597664
  10. Lee JJ, Choi YJ, Shin KY, Choi CH. Medial Meniscal Tears in Anterior Cruciate Ligament-Deficient Knees: Effects of Posterior Tibial Slope on Medial Meniscal Tear. Knee Surg Relat Res. 2011 Dec;23(4):227–30. doi: 10.5792/ksrr.2011.23.4.227
  11. Rahnemai-Azar AA, Abebe ES, Johnson P, Labrum J, Fu FH, Irrgang JJ, et al. Increased lateral tibial slope predicts high-grade rotatory knee laxity pre-operatively in ACL reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2017 Apr;25(4):1170–6. doi: 10.1007/s00167-016-4157-3
  12. Li Y, Hong L, Feng H, Wang Q, Zhang J, Song G, et al. Posterior Tibial Slope Influences Static Anterior Tibial Translation in Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Minimum 2-Year Follow-up Study. Am J Sports Med. 2014 Apr;42(4):927–33. doi: 10.1177/0363546514521770
  13. Imhoff FB, Mehl J, Comer BJ, Obopilwe E, Cote MP, Feucht MJ, et al. Slope-reducing tibial osteotomy decreases ACL-graft forces and anterior tibial translation under axial load. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2019 Oct;27(10):3381–9. doi: 10.1007/s00167-019-05360-2
  14. Bernhardson AS, Aman ZS, Dornan GJ, Kemler BR, Storaci HW, Brady AW, et al. Tibial Slope and Its Effect on Force in Anterior Cruciate Ligament Grafts: Anterior Cruciate Ligament Force Increases Linearly as Posterior Tibial Slope Increases. Am J Sports Med. 2019 Feb;47(2):296–302. doi: 10.1177/0363546518820302
  15. Weinberg DS, Williamson DFK, Gebhart JJ, Knapik DM, Voos JE. Differences in Medial and Lateral Posterior Tibial Slope: An Osteological Review of 1090 Tibiae Comparing Age, Sex, and Race. Am J Sports Med. 2017 Jan;45(1):106–13. doi: 10.1177/0363546516662449
  16. Ye Z, Xu J, Chen J, Qiao Y, Wu C, Xie G, et al. Steep lateral tibial slope measured on magnetic resonance imaging is the best radiological predictor of anterior cruciate ligament reconstruction failure. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc [Internet]. 2022 Feb 27 [cited 2022 Mar 10]; Available from: https://doi.org/10.1007/s00167-022-06923-6 doi: 10.1007/s00167-022-06923-6
  17. Hohmann E, Tetsworth K, Glatt V, Ngcelwane M, Keough N. Medial and Lateral Posterior Tibial Slope Are Independent Risk Factors for Noncontact ACL Injury in Both Men and Women. Orthop J Sports Med. 2021;9(8):23259671211015940. doi: 10.1177/23259671211015940
  18. Bojicic KM, Beaulieu ML, Imaizumi Krieger DY, Ashton-Miller JA, Wojtys EM. Association Between Lateral Posterior Tibial Slope, Body Mass Index, and ACL Injury Risk. Orthop J Sports Med. 2017 Feb 1;5(2):232596711668866. doi: 10.1177/2325967116688664
  19. Blanke F, Kiapour AM, Haenle M, Fischer J, Majewski M, Vogt S, et al. Risk of Noncontact Anterior Cruciate Ligament Injuries Is Not Associated With Slope and Concavity of the Tibial Plateau in Recreational Alpine Skiers: A Magnetic Resonance Imaging–Based Case-Control Study of 121 Patients. Am J Sports Med. 2016 Jun;44(6):1508–14. doi: 10.1177/0363546516632332
  20. Salmon LJ, Pinczewski LA, Russell VJ, Refshauge K. Revision Anterior Cruciate Ligament Reconstruction with Hamstring Tendon Autograft: 5- to 9-Year Follow-up. Am J Sports Med. 2006 Oct;34(10):1604–14. doi: 10.1177/0363546506288015
  21. Сапрыкин АС, Банцер СА, Рябинин МВ, Корнилов НН. Современные аспекты предоперационного планирования и выбора хирургической методики ревизионной реконструкции передней крестообразной связки. Гений Ортопедии. 2022;28(3):444–51. doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-3-444-451
  22. Saprykin A.S., Bantser S.A., Rybinin M.V., Kornilov N.N. [Current aspects of preoperative planning and selection of surgical techniques for revision anterior cruciate ligament reconstruction]. Genij Ortopedii [Orthopaedic genius]. 2022;28(3):444–51. doi: 10.18019/1028-4427-2022-28-3-444-451
  23. Agel J, Rockwood T, Klossner D. Collegiate ACL Injury Rates Across 15 Sports: National Collegiate Athletic Association Injury Surveillance System Data Update (2004-2005 Through 2012-2013). Clin J Sport Med. 2016 Nov;26(6):518–23. doi: 10.1097/JSM.0000000000000290
  24. Webb JM, Salmon LJ, Leclerc E, Pinczewski LA, Roe JP. Posterior Tibial Slope and Further Anterior Cruciate Ligament Injuries in the Anterior Cruciate Ligament–Reconstructed Patient. Am J Sports Med. 2013 Dec;41(12):2800–4. doi: 10.1177/0363546513503288
  25. Wordeman SC, Quatman CE, Kaeding CC, Hewett TE. In Vivo Evidence for Tibial Plateau Slope as a Risk Factor for Anterior Cruciate Ligament Injury: A Systematic Review and Meta-analysis. Am J Sports Med. 2012 Jul;40(7):1673–81. doi: 10.1177/0363546512442307

Supplementary files

There are no supplementary files to display.


Copyright (c) Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 82474 от 10.12.2021.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies