股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤关系的Meta分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.22.016

摘要/Abstract

摘要：

背景：既往一些研究均有探讨股骨髁间凹参数与前交叉韧带损伤的相关性，但尚无统一结论，且从未有学者对这一问题进行过Meta分析。
目的：分析股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤的相关性，为前交叉韧带损伤的病因研究和有效的预防控制措施提供科学依据。
方法：检索MEDLINE、AMED、EMBASE和Cochrane Library等英文数据库以及中国生物医学文献数据库等中文数据库，收集国内外公开发表的有关股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤相关性的病例对照研究和前瞻性队列研究文献，采用RevMan5.0和STATA11.0统计软件进行统计分析。
结果与结论：纳入Meta分析的文献共20篇，其中病例对照研究16篇，前瞻性队列研究4篇，累计研究对象4 532例，损伤组1 316例，对照组3 216例。纳入研究表明，损伤组与对照组的股骨髁间凹指数的合并加权均值差(WMD)为-0.04，95%CI：(-0.05，-0.02)，P < 0.05；损伤组与对照组的股骨髁间凹宽度的合并加权均值差(WMD)为-1.47，95%CI：(-1.92，-1.02)，P < 0.05。结果可见减小的股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤存在相关性，但仍需开展更多高质量、大样本的研究来证实这一结论

关键词: 骨关节植入物, 骨与关节循证医学, 前交叉韧带, 损伤, Meta分析, 股骨, 髁间凹指数, 髁间凹宽度, 髁间凹参数, 危险因素, 相关性

Abstract:

BACKGROUND: Previous studies have explored the relationship between femoral intercondylar notch size and anterior cruciate ligament injury, but there is no unified conclusion, and there is no relative meta-analysis.
OBJECTIVE: To analyze the relationship between femoral intercondylar notch size and anterior cruciate ligament injury, in order to provide a scientific basis for the causes of anterior cruciate ligament injury andeffective prevention and control measures.
METHODS: The Medline database, AMED database, Embase database, Cochrane Library and Chinese Biomedical database were searched, and the case-control studies and prospective cohort studies on the relationship between femoral intercondylar notch size and anterior cruciate ligament injury were collected. The Revman5.0 and STATA11.0 software package were used for data analysis.
RESULTS AND CONCLUSION: Twenty meta-analysis literatures were involved, including 16 case-control studies and 4 prospective cohort studies. A total of 4 532 subjects were included (1 316 subjects in the injury group and 3 216 in the control group). The pooled weighted mean difference for femoral intercondylar notch index between the injury group and the control group was [-0.04, 95% confidence interval:(-0.05, -0.02), P < 0.05]. The pooled weighted mean difference for femoral intercondylar notch width between the injury group and the control group was [-1.47, 95% confidence interval: (-1.92, -1.02), P < 0.05]. The results of this meta-analysis suggest that there is correlation between femoral intercondylar notch size and anterior cruciate ligament injury, but more high-quality and large sample studies are needed to confirm this conclusion.

Key words: bone and joint implants, evidence based medicine of bone and joint, anterior cruciate ligament, injury, Meta-analysis, femur, intercondylar notch index, intercondylar notch width, intercondylar notch parameter, risk factor, correlation

中图分类号:

R318

魏捷，曾超，高曙光，杨土保，雷光华. 股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤关系的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(22): 4099-4106.

Wei Jie, Zeng Chao, Gao Shu-guang, Yang Tu-bao, Lei Guang-hua. Meta-analysis on the relationship between femoral intercondylar notchsize and anterior cruciate ligament injury[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(22): 4099-4106.

图/表（结果） 6

2.1检索结果及纳入文献的质量评价 最开始计划在这项Meta分析中纳入随机对照试验(RCT)的研究，但是在研究检索的最后阶段，发现没有与这个主题相关的随机对照试验研究，最后，将符合纳入标准的前瞻性和回顾性对照研究作为主要纳入文献进行合并分析。
图1显示了依据文献纳入和排除标准来检索相关文献。通过检索前文提到的这些数据库，一共检索出了411篇可能符合纳入标准的文献。首先排除了262篇非前交叉韧带损伤的文献，另有116篇没有满足纳入标准的文献被排除。阅读了剩下的33篇文献全文，13篇文献被排除。最后剩余20篇文献纳入最终研究^[5-24] ，见图1。
纳入的20个研究中，16个为病例对照研究，4个为前瞻性队列研究，具体见表1。这20个研究均按照非随机对照研究的方法学质量评价(Newcastle-Ottawa量表)进行了严格的方法学质量评价，结果为16个研究的得分在6分或6分以上，为较高质量的文献，具体见表2。

2.2 Meta分析结果
2.2.1 股骨髁间凹指数 12篇文献报道了损伤组与对照组的股骨髁间凹指数的均值和标准差^{[6-15,20，24]} ，累计研究对象1 823例，损伤组577例，对照组2 795例。由图2可知，各研究间存在异质性(P < 0.05，I2=91%)，采用随机效应模型的Meta分析，合并统计结果显示：损伤组与对照组的股骨髁间凹指数的合并加权均值差为-0.04，95%CI：(-0.05，-0.02)，Z=4.56，P< 0.05，说明损伤组与对照组的股骨髁间凹指数的差异有显著性意义，且损伤组的股骨髁间凹指数比对照组小0.04。对纳入的每个研究剔除一次做合并分析，敏感性分析显示对结果影响不大，WMD的范围为-0.03(-0.05，-0.02)到-0.04(-0.05，-0.02)。对发表时间、质量评分、是否配比、样本量、测量方法以及研究类型分别进行单因素Meta回归，结果显示未找出可能的异质性来源，见表3。经Begg秩相关和Egger线性回归(Begg，P=0.584；Egger，P=0.739)检验发表偏倚，均显示所纳入的有关股骨髁间凹指数与前交叉韧带损伤相关性的文献不存在发表偏倚。以上研究说明Meta分析结果的稳定性好。

2.2.2 股骨髁间凹宽度 7篇文献报道了损伤组与对照组的股骨髁间凹宽度的均值和标准差^{[9-11,16-17,21，23]} ，累计研究对象2 307例，损伤组763例，对照组1 544例。由图3可知，各研究间存在异质性(P < 0.05，I2=69%)，采用随机效应模型的Meta分析，合并统计结果显示：损伤组与对照组的股骨髁间凹指数的合并加权均值差为-1.78，95%CI：(-2.41，-1.14)，Z=5.49，P < 0.05，说明损伤组与对照组的股骨髁间凹宽度的差异有显著性意义，且损伤组的股骨髁间凹宽度比对照组小1.78 mm。

对纳入的每个研究剔除一次做合并分析，敏感性分析显示当剔除了Uhorchak等^[11]的研究，加权均值差为-1.47，95%CI：(-1.92，-1.02)，Z=6.36，P < 0.05，异质性检验I2=34%，提示Uhorchak等^[11]可能为本研究异质性的重要来源之一。经Begg秩相关和Egger线性回归(Begg，P=0.074；Egger，P=0.542)检验发表偏倚，Begg秩相关检验显示所纳入的有关股骨髁间凹宽度与前交叉韧带损伤相关性的文献可能存在发表偏倚，提示结果不一定可靠，下结论时需谨慎。
另有4篇文献无法提取数据^[5,19-20,22] ，未进行统计分析。Vyas等^[5]的研究结果显示损伤组和对照组的股骨髁间凹指数差异无显著性意义；Lee等^[19]的研究结果显示前交叉韧带损伤组与胫骨脊柱骨折组的股骨髁间凹指数差异有显著性意义；Motohashi等^[20]的研究结果显示损伤组和对照组的股骨髁间凹宽度差异有显著性意义；Shelbourne等^[23]的研究结果显示损伤组和对照组的股骨髁间凹指数差异无显著性意义。

参考文献

[1]Simon RA, Everhart JS, Nagaraja HN, et al. A case-control study of anterior cruciate ligament volume, tibial plateau slopes and intercondylar notch dimensions in ACL-injured knees. J Biomech. 2010;43(9):1702-1707.

[2]Lee JJ, Choi YJ, Shin KY,et al. Medial meniscal tears in anterior cruciate ligament-deficient knees: effects of posterior tibial slope on medial meniscal tear. Knee Surg Relat Res. 2011;23(4):227-230.

[3]Chung SC, Chan WL, Wong SH. Lower limb alignment in anterior cruciate ligament-deficient versus -intact knees.J Orthop Surg (Hong Kong). 2011;19(3):303-308.

[4]Kimura Y, Ishibashi Y, Tsuda E,et al. Increased knee valgus alignment and moment during single-leg landing after overhead stroke as a potential risk factor of anterior cruciate ligament injury in badminton.Br J Sports Med. 2012;46(3): 207-213.

[5]Vyas S, van Eck CF, Vyas N,et al. Increased medial tibial slope in teenage pediatric population with open physes and anterior cruciate ligament injuries. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2011;19(3):372-377.

[6]Sonnery-Cottet B, Archbold P, Cucurulo T, et al. The influence of the tibial slope and the size of the intercondylar notch on rupture of the anterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg Br. 2011;93(11):1475-1478.

[7]Domzalski M, Grzelak P, Gabos P. Risk factors for Anterior Cruciate Ligament injury in skeletally immature patients: analysis of intercondylar notch width using Magnetic Resonance Imaging. Int Orthop. 2010;34(5):703-707.

[8]Hoteya K, Kato Y, Motojima S,et al. Association between intercondylar notch narrowing and bilateral anterior cruciate ligament injuries in athletes. Arch Orthop Trauma Surg. 2011; 131(3):371-376.

[9]Ireland ML, Ballantyne BT, Little K, et al. A radiographic analysis of the relationship between the size and shape of the intercondylar notch and anterior cruciate ligament injury. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2001;9(4):200-205.

[10]Lombardo S, Sethi PM, Starkey C. Intercondylar notch stenosis is not a risk factor for anterior cruciate ligament tears in professional male basketball players: an 11-year prospective study. Am J Sports Med. 2005;33(1):29-34.

[11]Uhorchak JM, Scoville CR, Williams GN, et al. Risk factors associated with noncontact injury of the anterior cruciate ligament: a prospective four-year evaluation of 859 West Point cadets. Am J Sports Med. 2003;31(6):831-842.

[12]LaPrade RF, Burnett QM 2nd. Femoral intercondylar notch stenosis and correlation to anterior cruciate ligament injuries. A prospective study. Am J Sports Med. 1994;22(2):198-202.

[13]Lund-Hanssen H, Gannon J, Engebretsen L, et al. Intercondylar notch width and the risk for anterior cruciate ligament rupture. A case-control study in 46 female handball players. Acta Orthop Scand. 1994;65(5):529-532.

[14]Souryal TO, Freeman TR. Intercondylar notch size and anterior cruciate ligament injuries in athletes. A prospective study. Am J Sports Med. 1993;21(4):535-539.

[15]Teitz CC, Lind BK, Sacks BM. Symmetry of the femoral notch width index. Am J Sports Med. 1997;25(5):687-690.

[16]Simon RA, Everhart JS, Nagaraja HN, et al. A case-control study of anterior cruciate ligament volume, tibial plateau slopes and intercondylar notch dimensions in ACL-injured knees. J Biomech. 2010;43(9):1702-1707.

[17]Everhart JS, Flanigan DC, Simon RA, et al. Association of noncontact anterior cruciate ligament injury with presence and thickness of a bony ridge on the anteromedial aspect of the femoral intercondylar notch. Am J Sports Med. 2010; 38(8):1667-1673.

[18]Kocher MS, Mandiga R, Klingele K, et al. Anterior cruciate ligament injury versus tibial spine fracture in the skeletally immature knee: a comparison of skeletal maturation and notch width index. J Pediatr Orthop. 2004;24(2):185-188.

[19]Lee GC, Cushner FD, Vigoritta V, et al. Evaluation of the anterior cruciate ligament integrity and degenerative arthritic patterns in patients undergoing total knee arthroplasty. J Arthroplasty. 2005;20(1):59-65.

[20]Motohashi M. Profile of bilateral anterior cruciate ligament injuries: a retrospective follow-up study.J Orthop Surg (Hong Kong). 2004;12(2):210-215.

[21]Hernigou P, Garabedian JM. Intercondylar notch width and the risk for anterior cruciate ligament rupture in the osteoarthritic knee: evaluation by plain radiography and CT scan. Knee. 2002;9(4):313-316.

[22]Souryal TO, Moore HA, Evans JP. Bilaterality in anterior cruciate ligament injuries: associated intercondylar notch stenosis. Am J Sports Med. 198816(5):449-454.

[23]Shelbourne KD, Facibene WA, Hunt JJ. Radiographic and intraoperative intercondylar notch width measurements in men and women with unilateral and bilateral anterior cruciate ligament tears. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 1997; 5(4):229-233.

[24]Stein V, Li L, Guermazi A, et al. The relation of femoral notch stenosis to ACL tears in persons with knee osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2010;18(2):192-199.

[25]Begg CB, Mazumdar M.Operating characteristics of a rank correlation test for publication bias. Biometrics. 1994;50(4): 1088-1101.

[26]Egger M, Davey Smith G, Schneider M, et al. Bias in meta-analysis detected by a simple, graphical test. BMJ. 1997;315(7109):629-634.

[27]Palmer I. On the injuries to the ligaments of the knee joint, A clinical study. Acta Chir Scand Suppl.1938;53:1-28.

[28]Souryal TO, Freeman TR. Intercondylar notch size and anterior cruciate ligament injuries in athletes. A prospective study. Am J Sports Med. 1993;21(4):535-539.

[29]Boden BP, Dean GS, Feagin JA Jr, et al. Mechanisms of anterior cruciate ligament injury.Orthopedics. 2000; 23(6): 573-578.

[30]Dienst M, Schneider G, Altmeyer K, et al. Correlation of intercondylar notch cross sections to the ACL size: a high resolution MR tomographic in vivo analysis. Arch Orthop Trauma Surg. 2007;127(4):253-260.

[31]Muneta T, Takakuda K, Yamamoto H. Intercondylar notch width and its relation to the configuration and cross-sectional area of the anterior cruciate ligament. A cadaveric knee study. Am J Sports Med. 1997;25(1):69-72.

[32]Bjordal JM, Arn?y F, Hannestad B, et al. Epidemiology of anterior cruciate ligament injuries in soccer. Am J Sports Med. 1997;25(3):341-345.

[33]Toth AP, Cordasco FA. Anterior cruciate ligament injuries in the female athlete. J Gend Specif Med. 2001;4(4):25-34.

[34]Ruedl G, Webhofer M, Helle K,et al. Leg dominance is a risk factor for noncontact anterior cruciate ligament injuries in female recreational skiers. Am J Sports Med. 2012;40(6): 1269-1273.

[35]Ageberg E, Forssblad M, Herbertsson P,et al. Sex differences in patient-reported outcomes after anterior cruciate ligament reconstruction: data from the Swedish knee ligament register. Am J Sports Med. 2010;38(7):1334-1342.

[36]Wolters F, Vrooijink SH, Van Eck CF, et al. Does notch size predict ACL insertion site size. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2011;19 Suppl 1:S17-S21.

[37]van Eck CF, Martins CA, Lorenz SG,et al. Assessment of correlation between knee notch width index and the three-dimensional notch volume. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2010;18(9):1239-1244.

引言

材料方法

1.1 资料来源 分别以“intercondylar notch”或”NW”或“NWI”和“anterior cruciate ligament injury”等为英文检索词，通过联机检索MEDLINE、AMED、EMBASE、Cochrane Library等英文文献数据库，以“股骨髁间凹指数”或“股骨髁间凹宽度”或“股骨髁间凹参数”或“前交叉韧带损伤”等为中文检索词，通过联机检索中国生物医学文献数据库等中文文献数据库以及文献追溯和手工检索等方法，收集截止至2011年10月国内外公开发表的有关股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤相关性的病例对照研究和前瞻性队列研究文献，然后用手工方法查找原文。必要的时候，也通过联系作者来获取需要的数据。
1.2 文献纳入标准 ①截止至2012年8月间国内外公开发表的有关股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤相关性的独立研究。②均为病例对照研究或者前瞻性队列研究。③研究结果均提供损伤组和对照组的人数。④有研究开展和发表的年限。⑤语种为英语或汉语。
1.3 文献排除标准 ①运用非随机对照研究的方法学质量评价(Newcastle-Ottawa量表)作为评价标准，对每篇文献进行严格的质量评价，综合考虑研究设计质量，排除质量过低的文献。②没有样本大小。③未设置对照。④重复报告。⑤报道信息太少。⑥缺乏所需基本数据或数据无法利用。⑦综述文献。⑧尸体研究。⑨动物研究。
1.4 统计学分析 采用Cochrane协作网提供的RevMan5.0和STATA11.0统计软件进行数据分析。输入数据时实行双人核对以确保准确无误。纳入的资料为计量资料，采用加权均值差(weighted mean difference，WMD)表示，均给出95%可信区间(confidenee Interval，CI)。各研究的异质性利用Q检验和I2统计量进行衡量，检验水准为α=0.05，并且以I2 < 50%认为各研究之间不存在明显异质性。无明显统计学异质性时采用固定效应模型分析。如存在明显统计学异质性，则应分析产生异质性的原因，如方法学异质性和临床异质性等，当纳入文献数达到或超过10篇时应用Meta回归模型探讨异质性的来源，找出可能的效应修饰因子，并采用随机效应模型进行分析。对无法行定量合并或者极低事件发生率的测量指标，则通过描述予以定性评价。运用Begg秩相关检验和Egger线性回归检验来定量检验发表偏倚，检验水准为P=0.1^[25-26]。

讨论

近20年国内外对股骨髁间凹尺寸(股骨髁间凹指数与股骨髁间凹宽度)与前交叉韧带损伤相关性的研究有所报道，但结果不尽一致。作者采用Meta分析方法，综合近20年国内外公开报道的有关股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤相关性的研究，研究结果表明股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤存在相关性，并且减小的股骨髁间凹尺寸为前交叉韧带损伤的危险因素。相比于对照组(前交叉韧带未损伤)，前交叉韧带损伤的患者具有较小的股骨髁间凹尺寸(髁间凹指数减小0.02，髁间凹宽度减小2.15 mm)。
早在1938年，Palmer^[27]就发现了狭窄的股骨髁间凹在前交叉韧带损伤中的作用。1993年，Souryal和Freeman报道了狭窄的股骨髁间凹与前交叉韧带损伤具有相关性，并且描述了一种用于测量股骨髁间凹宽度和指数的方法^[28] 。此Meta分析也进一步证实了这一结论的可靠性，并且提出减小的股骨髁间凹尺寸(股骨髁间凹指数和宽度)为前交叉韧带损伤的危险因素。Everhart等^[17]提出股骨髁间凹的尺寸和形状在前交叉韧带损伤中起到了生物力学方面的作用。探讨其机制，可能为狭窄的股骨髁间凹与相应的较小尺寸的前交叉韧带受到的冲击相关^[29-31] 。女性拥有比男性更高的前交叉韧带损伤发生概率^[32-35] ，并且性别同样会对许多解剖学危险因素产生影响，包括股骨髁间凹指数和股骨髁间凹宽度。Wolters等^[36]的研究表明女性拥有比男性更狭窄的股骨髁间凹宽度。相反，van Eck等^[37]报道了男性与女性相比较股骨髁间凹指数差异无显著性意义。遗憾的是，由于分性别报道数据的文章较少，该研究无法分析性别这一影响因素。同样，一些性别相关的数据还不足以用来进行Meta分析。因此，这一问题需要更多地被后续的研究所考虑。
此Meta分析虽然无法从所分析的因素中得出相关机制的确切答案，但却为后续的研究留下了一个值得深入的方向，通过科学定量的合并方法，将大量已有的科学研究结果进行汇总分析，最终得出了一个较为客观的结论，对前交叉韧带损伤的危险因素做出了一定程度的解释。另外，研究结果也对前交叉韧带损伤病因学研究及防治策略的制定具有一定的参考价值，其发病机制以及其他危险因素有待进一步深入研究与实践。
此次 Meta分析也存在着一些局限性。第一，病例对照研究和前瞻性队列研究均属于观察性研究，观察性研究被认定存在各种偏倚的可能性较大，且纳入的文献数量相对较少，因此结论的可靠性尚需进一步验证；第二，从研究目的出发，进行了剔除可疑异质性来源文献的敏感性分析，对纳入的每个研究剔除一次做合并分析，发现对于股骨髁间凹宽度值，剔除了Uhorchak等^[11]后剩下的研究间不存在异质性，表明Uhorchak等^[11]可能为异质性的重要来源之一，对于股骨髁间凹指数，作者还应用Meta回归模型探讨异质性的来源，但是无法根据所分析的因素来解释观察到的异质性；第三，对于股骨髁间凹指数，纳入的研究在性别和年龄的报告上存在缺失值，所以此研究无法对这两方面进行单因素Meta回归来检验其是否为异质性的可能来源；第四，股骨髁间凹宽度的结果显示纳入的文献可能存在发表偏倚，这也提示减小的股骨髁间凹宽度与前交叉韧带损伤存在相关性这一结论不一定可靠，下结论时也需谨慎。
综上所述，Meta分析结果表明，股骨髁间凹尺寸与前交叉韧带损伤存在相关性，并且减小的股骨髁间凹尺寸为前交叉韧带损伤的危险因素。但由于此研究存在诸多的局限性，导致得出的结论不一定充分，尚待更多高质量、大样本的循证医学证据的出现，来进一步证实这一结论。