膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶的研究進(jìn)展

于洪波，潘海樂

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·綜述·

膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶的研究進(jìn)展

于洪波，潘海樂

膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶作為膝關(guān)節(jié)前外側(cè)結(jié)構(gòu)，它具有維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定，限制脛骨內(nèi)旋及前移的作用。更好地了解其特點(diǎn)有助于指導(dǎo)臨床評估，為實(shí)現(xiàn)損傷后的修復(fù)與重建提供依據(jù)。本文主要對前外側(cè)韌帶的出現(xiàn)率、解剖、組織學(xué)及生物力學(xué)功能的研究近況作一綜述。

膝關(guān)節(jié)； 前外側(cè)韌帶； 解剖； 生物力學(xué)

近年來對于膝關(guān)節(jié)軟組織損傷的診斷和治療水平不斷提高，但是對于膝關(guān)節(jié)的解剖、動(dòng)力學(xué)和損傷機(jī)制了解的還不全面。雖然人們已經(jīng)對膝關(guān)節(jié)主要韌帶的特性有了足夠認(rèn)識(shí)，并且對其損傷后的治療水平也不斷提高，但是關(guān)于膝關(guān)節(jié)前外側(cè)區(qū)域組織結(jié)構(gòu)的研究還沒有突出進(jìn)展。最早關(guān)于前外側(cè)韌帶(ALL)的描述出于法國醫(yī)生Paul Segon，他在描述Segond骨折時(shí)提到：在人膝關(guān)節(jié)前外側(cè)存在一條類珍珠色的、有抗性的纖維帶[1]。后來，關(guān)于這一結(jié)構(gòu)在文獻(xiàn)中出現(xiàn)了很多混亂的稱呼，諸如：中外側(cè)囊韌帶、外側(cè)關(guān)節(jié)囊韌帶、2/3外側(cè)囊韌帶、髂脛束近關(guān)節(jié)囊層[2-12]，雖不能確定它們所指的是不是同一個(gè)軟組織結(jié)構(gòu)，但可以肯定它是與外側(cè)副韌帶不同的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)。目前尚缺乏對其大體解剖、組織學(xué)結(jié)構(gòu)、出現(xiàn)率的準(zhǔn)確描述，以及在膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)、損傷中所起到的作用，此外其在前交叉韌帶重建過程中的潛在作用也未見報(bào)道。本文的目的是系統(tǒng)地回顧近來有關(guān)ALL的報(bào)道。

1　ALL在膝關(guān)節(jié)外側(cè)的出現(xiàn)率

LaPrade等[13]在用MRI比較受傷和未受傷膝關(guān)節(jié)的后外側(cè)角結(jié)構(gòu)的相關(guān)性和外觀時(shí)將ALL命名為“中1/3關(guān)節(jié)囊韌帶”。他們在研究中用磁共振圖像與解剖觀察相對照，結(jié)果在20例膝關(guān)節(jié)標(biāo)本中均發(fā)現(xiàn)了ALL。Vincent等[14]在30例TKA(全膝關(guān)節(jié)置換術(shù))的患者膝關(guān)節(jié)上全部發(fā)現(xiàn)了ALL，另外他們又在10例尸體膝關(guān)節(jié)上解剖確認(rèn)了ALL的存在，在其研究中ALL的出現(xiàn)率達(dá)到100%。Claes等[15]對41例非成對的、前交叉韌帶功能完好的尸體膝關(guān)節(jié)樣本進(jìn)行解剖，實(shí)驗(yàn)樣本排除了外側(cè)脛骨有骨性關(guān)節(jié)炎的膝關(guān)節(jié)，結(jié)果在40例樣本中發(fā)現(xiàn)了ALL，出現(xiàn)率為97%。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中沒有提及為什么有一例樣本膝關(guān)節(jié)中沒有發(fā)現(xiàn)ALL。Claes[16]在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中解剖29例非成對的膝關(guān)節(jié)，研究ALL與Segond骨折是否存在內(nèi)在關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)全部的標(biāo)本中均存在ALL。Helito等[17]用21例尸體膝關(guān)節(jié)研究ALL解剖學(xué)和組織學(xué)特征時(shí)，除一例因股骨遠(yuǎn)端骨折行骨折內(nèi)固定術(shù)外，其余20例標(biāo)本中ALL清晰可見，出現(xiàn)率為95%。Helito[18]的另一項(xiàng)對10例非成對的尸體膝關(guān)節(jié)的X射線影像學(xué)和解剖學(xué)的研究中，也明確地發(fā)現(xiàn)了ALL。Dodds等[19]對40例新鮮標(biāo)本取材后直接深度冰凍的膝關(guān)節(jié)的ALL進(jìn)行解剖觀察和形態(tài)測量研究，結(jié)果33例存在ALL，出現(xiàn)率僅為83%。這與其他人報(bào)道有很大差異，他們將出現(xiàn)這種差異歸因于ALL附著位置存在著變異性。

在這些報(bào)道中ALL的出現(xiàn)率>80%，并且大多數(shù)更接近100%。通過這些研究，可以看出ALL的出現(xiàn)率可能更趨向于100%，但是目前對此還沒有達(dá)成共識(shí)。解剖中起止的變異可能是導(dǎo)致這種差異的原因，且目前所有研究的樣本量偏少，不能形成大樣本的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，這也制約了研究者對ALL起止點(diǎn)位置的定義以及出現(xiàn)率的統(tǒng)計(jì)。

2　解剖學(xué)和組織學(xué)

2.1ALL的解剖雖然人們已經(jīng)對膝關(guān)節(jié)外側(cè)的主要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)有了充分的認(rèn)識(shí)，但是關(guān)于ALL的了解還很少。最新的研究正嘗試描述ALL的骨附著點(diǎn)、形態(tài)測量數(shù)據(jù)，以及其與相鄰結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系。

Johnson[3]解剖了6例截肢樣本，描述"外側(cè)關(guān)節(jié)囊韌帶復(fù)合體"是由垂直束和水平束兩部分組成，垂直部分附著于骨、韌帶、肌腱以及髂脛束，水平部分連接于外側(cè)半月板。他認(rèn)為與融合在一起的外側(cè)支持帶相比，外側(cè)關(guān)節(jié)囊韌帶有更厚、更強(qiáng)的中心纖維束。其股骨端附于腓腸肌外側(cè)頭并延展到腘肌管，在脛骨外側(cè)區(qū)形成一個(gè)不同于髂脛束的強(qiáng)健韌帶。Johnson認(rèn)為在外側(cè)囊韌帶與髂脛束之間存在非常顯著的纖維束相互交叉。Campos等[4]在解剖和MRI中發(fā)現(xiàn)一個(gè)向前傾斜的韌帶，它由腓側(cè)副韌帶發(fā)出，走行中與髂脛束混雜在一起止于脛骨。Terry等[6]用19例新鮮冰凍膝關(guān)節(jié)研究膝關(guān)節(jié)外側(cè)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)ALL是“深部的、近關(guān)節(jié)囊、髂脛束的特殊層”。其近端起源于外側(cè)腓腸肌筋膜，止于脛骨Gerdy結(jié)節(jié)的后方。此外Thery和LaPrade[7]研究30例新鮮冰凍膝關(guān)節(jié)后外側(cè)結(jié)構(gòu)的解剖時(shí)發(fā)現(xiàn)：ALL有1/3位于骨莢膜層深部，這個(gè)結(jié)構(gòu)完整地連接于外側(cè)腓腸肌筋膜和股二頭肌短頭的內(nèi)股筋膜之間，在遠(yuǎn)端合并附著于外側(cè)脛骨后方并靠近Gerdy結(jié)節(jié)。此外他們認(rèn)為它的起點(diǎn)位于股骨外上髁。Vieira等[8]在研究髂脛束的解剖時(shí)發(fā)現(xiàn)“骨莢膜層”是一個(gè)界限清楚的韌帶結(jié)構(gòu)。它起于股骨外上髁，止于脛骨Gerdy結(jié)節(jié)后方，與腓腸肌筋膜連續(xù)，在抵抗膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋穩(wěn)定中起重要作用，他們將其定義為前外側(cè)韌帶。

Vincent等[14]在10例尸體標(biāo)本中解剖觀察ALL,其起點(diǎn)位于股骨外上髁，同腘肌緊密聯(lián)系,其中9例起點(diǎn)位于腘肌腱附著點(diǎn)前方。另外1例起點(diǎn)位腘肌腱附著點(diǎn)上方5mm處，其向遠(yuǎn)端走行，并與外側(cè)半月板在靠近半月板前2/3處連接，止于脛骨近端前外側(cè)距離關(guān)節(jié)軟骨約5mm處，插入點(diǎn)位于經(jīng)Gerdy結(jié)節(jié)后緣切線的后方。在脛骨前脫位和膝關(guān)節(jié)屈曲90°時(shí)可導(dǎo)致該韌帶明顯傾斜和緊張。該結(jié)構(gòu)相對扁平，平均寬度(8.2±1.5)mm，厚度2～3mm，平均長度(34.1±3.4)mm。

Claes等[15]的研究中，ALL的主要起點(diǎn)位于股骨外上髁外側(cè)副韌帶起點(diǎn)前方，腘肌腱止點(diǎn)的近端后方。大多數(shù)情況，近端ALL的后方部分纖維匯入外側(cè)副韌帶。中立位屈膝90°和伸展時(shí)ALL的平均長度分別為(41.5±6.7)mm和(38.5±6.1)mm；股骨起點(diǎn)的平均寬度為(8.3±2.1)mm；ALL在關(guān)節(jié)線水平最窄，其平均寬度為(6.7±3.0)mm。ALL的主體斜向走形，止于脛骨近端前外側(cè)。在遠(yuǎn)端ALL與外側(cè)半月板外側(cè)1/3體部存在緊密聯(lián)系。切除外側(cè)半月板后測量關(guān)節(jié)線水平位置ALL的平均厚度為(1.3±0.6)mm。在最遠(yuǎn)端，ALL止點(diǎn)附著在脛骨近端，止點(diǎn)中心位于Gerdy結(jié)節(jié)后方(21.6±4.0)mm，腓骨頭定點(diǎn)前方(23.2±5.7)mm位置，并且與外側(cè)脛骨近端軟骨邊緣的平均距離是(6.5±1.4)mm。脛骨端止點(diǎn)的平均寬度為(11.2±2.5)mm，ALL的脛骨止點(diǎn)中心位于Gerdy結(jié)節(jié)和腓骨頭頂點(diǎn)連線的中點(diǎn)。

Helito等[17]對21例尸體膝關(guān)節(jié)進(jìn)行了解剖研究，他們描述ALL的股骨附著點(diǎn)位于外側(cè)副韌帶股骨止點(diǎn)的遠(yuǎn)端偏前方位置，并且臨近股骨外側(cè)髁遠(yuǎn)端的關(guān)節(jié)軟骨。它的中部有分支與外側(cè)半月板相連，遠(yuǎn)端止于脛骨近端Gerdy結(jié)節(jié)和腓骨頭之間。脛骨止點(diǎn)距離脛骨近端外側(cè)關(guān)節(jié)軟骨平均(4.4±1.1)mm。ALL的平均長度為(37.3±4.0)mm(33～46mm)，平均寬度(7.4±1.7)mm(5～11mm)，平均厚度為(2.7±0.6)mm(2～4mm)。Helito等[18]的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中用X線標(biāo)記定位ALL起止點(diǎn)。首先解剖顯露起止點(diǎn)，然后用金屬物標(biāo)記，再進(jìn)行X線拍照。他們測定股骨止點(diǎn)位于外側(cè)副韌帶的前(1.9±1.4)mm，遠(yuǎn)端(4.1±1.1)mm。脛骨止點(diǎn)距離近端關(guān)節(jié)軟骨的最遠(yuǎn)端平均為(4.4±0.8)mm。側(cè)面觀ALL的股骨起點(diǎn)距股骨髁的前緣(47.5±4.3)%，在Blumensaat線下方(3.7±1.1)mm。脛骨止點(diǎn)距外側(cè)脛骨平臺(tái)前緣(53.2±5.8)%。正面觀，ALL的起點(diǎn)距離股骨遠(yuǎn)端髁線(15.8±1.9)mm，脛骨止點(diǎn)低于外側(cè)脛骨平臺(tái)(7.0±0.5)mm。

在Dodds等[19]對40例標(biāo)本的研究中描述：ALL是在關(guān)節(jié)囊外傾斜走形的纖維結(jié)構(gòu)，其近端覆蓋在外側(cè)副韌帶表面。股骨附著點(diǎn)呈扇形，距離外上髁所有附著點(diǎn)最前方約8mm，后方約4.3mm。脛骨端其止點(diǎn)位于Gerdy結(jié)節(jié)和腓骨頭之間。此外他們認(rèn)為ALL與外側(cè)半月板是不相連的，且外側(cè)副韌帶的附著點(diǎn)前緣纖維與ALL后緣交叉混合。

在這些文獻(xiàn)中提到的ALL的解剖形態(tài)學(xué)及測量數(shù)據(jù)可以看出，ALL本身可能存在的變異性，導(dǎo)致關(guān)于ALL的描述不能達(dá)成一致。目前研究人員主要探討ALL到底是不是一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)、如何精確定位兩端的起止點(diǎn)以及其與周圍結(jié)構(gòu)關(guān)系的問題。尤其是關(guān)于其近端起源的說法比較混亂，附著點(diǎn)的位置不固定，只能描述一個(gè)大致的范圍。這些矛盾可能因?yàn)榇藚^(qū)域軟組織結(jié)構(gòu)間相互交錯(cuò)難于分離，此外使用不同的解剖工具和技術(shù)也可能是難于給出一個(gè)統(tǒng)一明確定義的原因。

2.2ALL的組織學(xué)組織學(xué)研究是確定ALL性質(zhì)的金標(biāo)準(zhǔn)。Vincent等[14]研究認(rèn)為：ALL是由疏松滑膜組織包裹的致密結(jié)締組織，與半月板相比，光鏡下ALL橫切面中的膠原纖維含量更高，達(dá)到了20%，縱切面也可以觀察到平行或波浪狀排列的膠原纖維。這些都提示ALL是一種韌帶或腱性組織。Helito等[17]所做的組織學(xué)分析顯示：ALL是有序致密的結(jié)締組織，其纖維具有膠原纖維性質(zhì)?？梢源_定ALL是與關(guān)節(jié)囊組織不同的組織學(xué)上獨(dú)立的韌帶組織，但是迄今為止沒有研究確定ALL的分子組成。筆者期待以后有使用免疫染色等更新的技術(shù)來確定ALL的精確組成成份。

3　生物力學(xué)功能

過去的研究中沒有專門的研究探討ALL在全膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)中的作用及生物力學(xué)特性，只是根據(jù)其解剖特點(diǎn)認(rèn)為它具有維持膝關(guān)節(jié)外側(cè)穩(wěn)定的作用[14-15，19]。與外側(cè)副韌帶比較，ALL的遠(yuǎn)端止點(diǎn)相對靠前，說明它可能在限制脛骨前移和旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定中起作用。與前交叉韌帶比較，ALL與其有相似的走行，提示ALL可能具有與前交叉韌帶相似的功能。Dodds等[19]在對脛骨施加一個(gè)扭矩為5N.m的內(nèi)旋力時(shí)ALL的長度增加，在外旋時(shí)長度無改變，同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)在膝關(guān)節(jié)伸展到屈曲60°過程中ALL的長度基本不變。這暗示了ALL限制內(nèi)旋的作用，且在膝關(guān)節(jié)屈曲不同角度時(shí)所起到的作用也不同。Claes等[16，20]的研究認(rèn)為ALL參與維持脛骨旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，并且最常見的ALL損傷發(fā)生在遠(yuǎn)端止點(diǎn)。他們指出78.7%的前交叉韌帶重建患者中存在ALL損傷，但是沒有確切的證據(jù)證明之間的聯(lián)系。

最近，Parsons等[21]的研究打破了ALL力學(xué)特征無據(jù)可依的局面，他們對11例尸體膝關(guān)節(jié)在屈曲0°～90°時(shí)施加134N的前抽屜拉力，然后在相同的角度施加扭矩為5N.m的內(nèi)旋力。他們發(fā)現(xiàn)ALL在限制內(nèi)旋時(shí)的作用隨著膝關(guān)節(jié)屈曲角度的增加而顯著增強(qiáng)，與之相反，前交叉韌帶的作用顯著下降。當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲角度>30°時(shí)，ALL的作用超過前交叉韌帶。在施加前抽屜拉力過程中，所有角度中ALL所受到的拉力顯著小于前交叉韌帶所受到的拉力(P<0.01)。在所有角度中前抽屜和內(nèi)旋時(shí)外側(cè)副韌帶受到的力都顯著小于ALL和前交叉韌帶受到的力(P<0.01)。因此他們得出結(jié)論：當(dāng)屈膝>35°時(shí)ALL是重要的內(nèi)旋穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，然而在屈膝過程中ALL所起到的抵抗前抽屜拉力的作用不大；屈膝所有角度及膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋時(shí)屈曲角度<35°的情況下前交叉韌帶在對抗前抽屜拉力中起主要作用。

4　總結(jié)

綜上所述，ALL近100%的出現(xiàn)率、相對固定的起止點(diǎn)和走形、明確的生物力學(xué)作用提示ALL是膝關(guān)節(jié)前外側(cè)區(qū)域獨(dú)立的具有重要功能的韌帶結(jié)構(gòu)?；仡橝LL的研究歷程，從1879年簡單描述其存在到2012年詳細(xì)描述其解剖，到2015年明確闡述其生物力學(xué)作用。此外，還有人對ALL進(jìn)行磁共振成像、超聲波成像及關(guān)節(jié)鏡探查的專門研究[22-25]，以更進(jìn)一步了解ALL。探索ALL的意義在于評估它在膝關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)中的作用，探討其損傷后修復(fù)的價(jià)值，為臨床重建提供可靠的理論支持。

[1] Segond P.Recherches cliniques et experimentales sur les epanchements sanguins du genou par entorse[M].Paris:Aux Bureaux du Progrès Médical,1879:1-85.http://www.patrimoine.edilivre.com.2014.

[2] Hughston JC,Andrews J,Cross M,et al.Classification of knee ligament instabilities.Part II. The lateral compartment[J].J Bone Joint Surg(Am),1976,58(2):173-179.

[3] Johnson LL.Lateral capsular ligament complex: anatomical and surgical considerations[J].Am J Sports Med,1979,7(3):156-160.

[4] Campos JC,Chung CB,Lektrakul N.Pathogenesis of the Segond fracture: anatomic and MR imaging evidence of an iliotibial tract or anterior oblique band avulsion[J].Radiology，2001，219(2):381-386.

[5] Terry GC.How iliotibial tract injuries of the knee combine with acute anterior cruciate ligament tears to influence abnormal anterior tibial displacement[J].Am J Sports Med,1993,21(1):55-60.

[6] Terry GC,Hughston JC,Norwood LA.The anatomy of the iliopatellar band and iliotibial tract[J].Am J Sports Med,1986,14(1):39-45.

[7] Terry GC,LaPrade RF.The posterolateral aspect of the knee. Anatomy and surgical approach[J].Am J Sports Med,1996,24(6):732-739.

[9] Dietz GW,Wilcox DM,Montgomery JB.Segond tibial condyle fracture: lateral capsular ligament avulsion[J].Radiology,1986,159(2):467-469.

[10] Davis DS,Post WR.Segond fracture: lateral capsular ligament avulsion[J].J Orthop Sports Phys Ther,1997,25(2):103-106.

[11] Goldman A,Pavlov H,Rubenstein D.The segond fracture of the proximal tibia: a small avulsion that reflects major ligamentous damage[J].AJR Am J Roentgenol,1988,151(6):1163-1167.

[12] Hughston JC,Andrews J,Cross M,et al.Classification of knee ligament instabilities. Part I. The medial compartment and cruciate ligaments[J].J Bone Joint Surg(Am),1976,58(2):159-172.

[13] LaPrade RF,Gilbert TJ,Bollom TS,et al.The magnetic resonance imaging appearance of individual structures of the posterolateral knee. A prospective study of normal knees and knees with surgically verified grade III injuries[J].Am J Sports Med,2000,28(2):191-199.

[14] Vincent JP,Magnussen RA,Gezmez F.The anterolateral ligament of the human knee: an anatomic and histologic study[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2012,20(1):147-152.

[15] Claes S,Vereecke E,Maes M,et al.Anatomy of the anterolateral ligament of the knee[J].J Anat,2013,223(4):321-328.

[16] Claes S,Luyckx T,Vereecke E,et al.The Segond fracture: a bony injury of the anterolateral ligament of the knee[J].Arthroscopy,2014,30(11):1475-1482.

[17] Helito CP,Demange MK,Bonadio MB.Anatomy and histology of the knee anterolateral ligament[J].Orthop J Sports Med,2013,1(7):2325967113513546.

[18] Helito CP,Demange MK,Bonadio MB.Radiographic landmarks for locating the femoral origin and tibial insertion of the knee anterolateral ligament[J].Am J Sports Med,2014,42(10):2356-2362.

[19] Dodds AL,Halewood C,Gupte CM,et al.The anterolateral ligament: anatomy,length changes and association with the Segond fracture[J].Bone Joint J,2014,96(133):325-331.

[20] Claes S,Bartholomeeusen S,Bellemans J.High prevalence of anterolateral ligament abnormalities in magnetic resonance images of anterior cruciate ligament-injured knees[J].Acta Orthop Belg,2014,80(1):45-49.

[21] Parsons EM,Gee AO,Spiekerman C,et al.The biomechanical function of the anterolateral ligament of the knee[J].Am J Sports Med,2015,43(3):669-674.

[22] Gossner J.The anterolateral ligament of the knee-visibility on magnetic resonance imaging[J].Rev Bras Ortop,2014,49(1):98-99.

[23] Helito CP,Helito PVP,Costa HP.MRI evaluation of the anterolateral ligament of the knee: assessment in routine 1.5-T scans[J].Skeletal Radiology,2014,43(10):1421-1427.

[24] Cianca J,John J,Pandit S,et al.JC.Musculoskeletal ultrasound imaging of the recently described anterolateral ligament of the knee[J].Am J Phys Med Rehabil,2014,93(2)：186.

[25] Sonnery-Cottet B,Archbold P,Rezende FC,et al.Arthroscopic identification of the anterolateral ligament of the knee[J].Arthrosc Tech,2014，3(3)：389-392.

(本文編輯： 黃利萍)

Research progress of the anterolateral ligament of the knee

YUHong-bo,PANHai-le

(Department of Orthopaedic,Second Affiiated Hospital of Harbin Medical University,Harbin150000,China)

As a recently described anterolateral structure at the knee,the anterolateral ligament(ALL) plays a role in maintaining the stability of the knee and limiting internal rotation and forward movement of the tibia. A better understanding of its features will help to guide the clinical assessment and provide a basis for realizing its repair and reconstruction after injury. This paper mainly reviews recent research developments of the incidence,anatomy,histology and biomechanics of the ALL.

knee joint; anterolateral ligament; anatomy; biomechanics

1009-4237(2016)04-0314-03

150000 黑龍江，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨外四科

R 684

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2016.05.019

2015-03-09；

2015-05-08)