前交叉韌帶脛骨止點與外側(cè)半月板前角止點解剖關(guān)系研究進(jìn)展

邵嘉藝 張家豪 劉平 敖英芳

北京大學(xué)第三醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)研究所，北京市運動醫(yī)學(xué)關(guān)節(jié)傷病重點實驗室（北京 100191）

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）與內(nèi)、外側(cè)半月板（meniscus）均是膝關(guān)節(jié)的重要組成部分，二者協(xié)同配合，有效提高了膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。前交叉韌帶具有維持膝關(guān)節(jié)前向穩(wěn)定性和旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的功能；而半月板則填充于關(guān)節(jié)間隙，起到穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)，傳導(dǎo)及再分布應(yīng)力，吸收震動等作用。上述結(jié)構(gòu)的損傷可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，遠(yuǎn)期則可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)退行性病變的發(fā)生[1]。

在膝關(guān)節(jié)的各種運動損傷中，前交叉韌帶斷裂十分常見，發(fā)病率亦逐年升高。目前，針對ACL斷裂的治療以手術(shù)為主。手術(shù)的目的即是通過重建恢復(fù)ACL的原始功能。近些年來，“解剖重建”（anatomic reconstruction）前交叉韌帶正逐漸成為主流手術(shù)方式[2]。所謂解剖重建，即是選取合適的骨道、移植物，依據(jù)ACL的原始大小和形態(tài)、纖維走形及止點進(jìn)行重建，以更好地恢復(fù)ACL的功能[3]。研究表明，相比于非解剖重建，解剖重建可以最大程度恢復(fù)原始ACL的解剖結(jié)構(gòu)，具有提高膝關(guān)節(jié)前向穩(wěn)定性及旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性等優(yōu)點[4，5]。

前交叉韌帶的止點分為脛骨止點和股骨止點。現(xiàn)有研究對ACL股骨止點的形態(tài)、大小及周圍的解剖標(biāo)志探究較為深入，對其止點的纖維類型及力學(xué)功能也有了一定的探索和結(jié)論[6-10]。然而，學(xué)者們對ACL脛骨止點的研究則相對較少，且對ACL脛骨止點的大小、位置和形態(tài)尚未達(dá)成共識。由于臨床上建立脛骨骨道時需要參考ACL的原始形態(tài)及周圍的解剖標(biāo)志，因此準(zhǔn)確辨別ACL脛骨止點、正確理解ACL脛骨止點與周圍組織的解剖關(guān)系便尤為重要。在ACL脛骨止點的諸多邊界當(dāng)中，其外側(cè)邊界無骨性解剖標(biāo)志，完全由軟組織構(gòu)成[11]。ACL外側(cè)邊界與其周圍軟組織關(guān)系十分密切，特別與外側(cè)半月板前角（anterior horn of the lateral meniscus，AHLM）止點關(guān)系最為緊密。本文探討ACL脛骨止點與外側(cè)半月板前角止點的解剖關(guān)系，從大體解剖、微觀解剖和影像學(xué)表現(xiàn)三個方面對二者的解剖關(guān)系進(jìn)行綜述，并分析該解剖關(guān)系的臨床意義。

1 大體解剖結(jié)構(gòu)

前交叉韌帶脛骨止點周圍有眾多的骨及軟組織解剖標(biāo)志，這些標(biāo)志有利于臨床醫(yī)生在術(shù)中確定ACL脛骨端的骨道位置。現(xiàn)有的研究認(rèn)為，ACL止于脛骨內(nèi)外側(cè)髁間嵴（intercondylar eminence）之間，前方邊界為前嵴（anterior ridge），內(nèi)側(cè)邊界為內(nèi)側(cè)髁間嵴，二者共同組成一“L”型嵴包繞ACL。ACL的后方毗鄰結(jié)節(jié)間窩（intertubercular fossa）及 ACL脛骨嵴（ACL tibial ridge），而外側(cè)邊界則是由外側(cè)半月板前角等軟組織結(jié)構(gòu)組成[11-13]。

對ACL與外側(cè)半月板前角之間關(guān)系的認(rèn)識大致分為兩個階段。第一個階段是定性的階段。該階段的研究解剖了大量的尸體標(biāo)本，并通過肉眼觀察定性描述了二者的位置關(guān)系。Girgis等[14]共解剖了44具標(biāo)本，結(jié)果表明所有標(biāo)本的ACL均與外側(cè)半月板前角相連，止于脛骨平臺上的內(nèi)側(cè)髁間結(jié)節(jié)的前外側(cè)方。在止點處ACL與外側(cè)半月板前角分離相錯。Kohn等[15]對46對尸體標(biāo)本的解剖研究認(rèn)為，ACL與外側(cè)半月板前角“編織”在了一起。然而，研究并未深入描述或探討二者的解剖關(guān)系。Johnson等[16]研究了15具新鮮標(biāo)本的半月板止點，認(rèn)為外側(cè)半月板前角附著于外側(cè)髁間嵴的前方，毗鄰ACL。該研究中描述了ACL脛骨止點及外側(cè)半月板前角的止點，認(rèn)為二者止點相互分離，而外側(cè)半月板前角的止點位于ACL脛骨止點外側(cè)（圖1）。

圖1 脛骨平臺上前交叉韌帶與外側(cè)半月板前角止點的解剖關(guān)系示意圖[16]

該階段的研究結(jié)果讓人們逐漸認(rèn)識到了ACL與外側(cè)半月板前角之間的緊密關(guān)系，為之后進(jìn)一步探究其解剖關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。近些年來，隨著生物力學(xué)及一些定量化儀器的應(yīng)用，研究者們對二者的認(rèn)識也逐步從定性階段走向了定量階段。Ziegler等[17]測量了ACL脛骨止點中心處與外側(cè)半月板前角中心處的距離，結(jié)果顯示ACL脛骨止點中心處與外側(cè)半月板前角的距離為7.5 mm。而Zantop等[18]則分別探究了ACL的前內(nèi)束（anteromedial bundle，AMB）及后外束（posterolateral bundle，PLB）脛骨止點的解剖位置，該研究表明，AM束中心處距離外側(cè)半月板前止點中心處后方2.7 mm，內(nèi)側(cè)5.2 mm，而PL束的中心距離外側(cè)半月板前角中心處11.2 mm，內(nèi)側(cè)4.1 mm。

有研究對中國人的前交叉韌帶脛骨止點和外側(cè)半月板前角也進(jìn)行了一定的考量。尤田等[19]測量了15具膝關(guān)節(jié)標(biāo)本，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACL脛骨止點分為直接止點和間接止點兩部分。其中，直接止點為ACL中間致密纖維束部分，而間接止點為ACL周圍疏松纖維束部分。其研究結(jié)果表明，ACL脛骨的直接止點止于外側(cè)半月板的前方，呈一弧形包繞外側(cè)半月板前角，而ACL脛骨間接止點則與外側(cè)半月板前角交織。外側(cè)半月板前角的平均寬度為12.3 mm。丁杰等[20]分別測量了前內(nèi)側(cè)束、后外側(cè)束和ACL中點距離外側(cè)半月板前角的距離，結(jié)果顯示前內(nèi)束止點距離AHLM平均15.00 mm，后外束止點距離AHLM平均10.17 mm，而ACL中點距離AHLM平均12.67 mm。

有研究確定了前交叉韌帶脛骨止點與外側(cè)半月板前角止點具有重疊區(qū)域，并對該區(qū)域進(jìn)行了定量化描述。LaPrade團隊對該重疊區(qū)域的面積和生物力學(xué)特性進(jìn)行了測量[21，22]。結(jié)果表明，外側(cè)半月板前角的纖維走形于ACL深方，二者纖維排列相互垂直。二者的重疊面積平均為88.9 m2，分別占AHLM止點面積的63.2%，ACL脛骨止點面積的40.7%。最大拉斷力測試表明該重疊區(qū)域的軟組織對原始半月板的拉力貢獻(xiàn)較小，只貢獻(xiàn)了6.79%的原始半月板拉力。該團隊進(jìn)一步測量了ACL脛骨止點中心點至AL止點中心點的距離，結(jié)果顯示二者之間的距離只有5 mm（圖2）。

圖2 脛骨平臺上前交叉韌帶與外側(cè)半月板前角止點的重疊位置示意圖[22]

2 組織學(xué)結(jié)構(gòu)

通過對組織學(xué)切片、染色及分析能夠更好地揭示二者的關(guān)系。Siebold團隊[23，24]依次通過解剖學(xué)和組織學(xué)實驗分析了ACL脛骨止點的形態(tài)、大小及與周圍組織的關(guān)系。該團隊的大體解剖結(jié)果顯示，ACL脛骨的“直接止點”形狀為C型，“直接止點”與“間接止點”一起形成一扇型或鴨掌型總止點，其面積為110.9 mm2。C型的中間處為外側(cè)半月板前角的止點，兩者之間有一層脂肪結(jié)構(gòu)。隨后該團隊對ACL脛骨止點的組織學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步研究，結(jié)果顯示ACL的脛骨止點為一鴨掌型，前方寬，中間狹長。而ACL脛骨止點的前外方與外側(cè)半月板前角相鄰，二者中間由一脂肪墊分隔，二者纖維無交織部分。Tensho等[12]的研究亦驗證了以上觀點。該團隊發(fā)現(xiàn)了ACL的外側(cè)邊界為外側(cè)半月板前角，二者相鄰、有重疊區(qū)域，但二者的纖維并無融合（圖3）。

圖3 冠狀位上前交叉韌帶與外側(cè)半月板的組織學(xué)結(jié)構(gòu)[12]

Kusano等[25]通過組織學(xué)與計算機斷層成像（computed tomography，CT）深入分析了ACL脛骨止點與外側(cè)半月板前角的位置關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACL與外側(cè)半月板前角具有一明確的分界，兩者的纖維在其脛骨止點處無重疊或交織。從矢狀位看，外側(cè)半月板前角的前方有ACL纖維，而其后方則無ACL纖維止點，因而在脛骨平臺上，ACL是以“L”的形狀包繞了外側(cè)半月板前角。從冠狀位看，ACL止于脛骨平臺上的內(nèi)側(cè)髁間嵴的頂點及內(nèi)側(cè)髁間嵴外側(cè)的斜坡上1/2，而外側(cè)半月板前角則止于內(nèi)側(cè)髁間嵴外側(cè)斜坡的下1/2。定量結(jié)果表明，ACL脛骨止點最寬處（即最前方）長度為10.2 mm，中間部寬度為5.4 mm。從矢狀位上看，ACL脛骨止點的長度最長則為10.2 mm。

Fujishiro等[26]人為地將外側(cè)半月板前角的纖維分為外側(cè)纖維和內(nèi)側(cè)纖維兩部分（圖4）。雖然大體解剖結(jié)構(gòu)上外側(cè)半月板前角的外側(cè)纖維向ACL延伸，似與ACL融合，但組織學(xué)結(jié)果提示ACL與外側(cè)半月板前角的外側(cè)纖維有一明顯界限，二者相互獨立。而外側(cè)半月板前角的內(nèi)側(cè)纖維則沿著外側(cè)髁間嵴走形，并形成了ACL脛骨止點的外側(cè)邊界。

圖4 前交叉韌帶與外側(cè)半月板前角內(nèi)、外側(cè)纖維的解剖關(guān)系示意圖[26]

亦有學(xué)者分析了ACL脛骨止點與外側(cè)半月板前角重疊區(qū)域的結(jié)構(gòu)。Furumatsu等[27]將ACL與外側(cè)半月板復(fù)雜的結(jié)構(gòu)關(guān)系定義為ACL-外側(cè)半月板復(fù)合體（ACL-LM complex），結(jié)果顯示，ACL與外側(cè)半月板前角之間有一移行區(qū)域（ACL-LM transition zone，ALTZ），該區(qū)域位于ACL脛骨止點的中段，直接附著于脛骨上，起著橋接ACL與外側(cè)半月板前角的功能。

有研究定量地揭示了二者的緊密程度。Steineman等[28]運用掃描電子顯微鏡（scanning electron microscopy，SEM），分別從矢狀位和冠狀位上定量描述了外側(cè)半月板前角和ACL的重疊區(qū)域，結(jié)果提示，冠狀位上，ACL與外側(cè)半月板前角的重疊長度占據(jù)了ACL脛骨止點總長度的41.0%；矢狀位上，ACL與外側(cè)半月板前角的重疊長度占ACL脛骨止點總長度的53.9%。

3 影像學(xué)表現(xiàn)

核磁共振技術(shù)（magneticresonanceimaging，MRI）是無創(chuàng)觀察人體組織ACL、半月板等結(jié)構(gòu)及其關(guān)系的最佳手段。Brody等[29]應(yīng)用3-T MRI對外側(cè)半月板前角與ACL結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察。從冠狀位及矢狀位圖像中都可以看出兩者關(guān)系緊密（圖5），外側(cè)半月板前角的部分纖維與ACL纖維相融合，并止于內(nèi)側(cè)髁間嵴外側(cè)的斜坡上。Scheffler等[30]則認(rèn)為外側(cè)半月板前角緊貼ACL脛骨止點，并位于其后外方。上述研究均與大體解剖的觀察結(jié)果[12-20]相似。同時，也有學(xué)者[31]從MRI上研究了外側(cè)半月板前角的后側(cè)邊界與ACL脛骨止點的關(guān)系，結(jié)果提示二者外側(cè)半月板前角的后邊界幾乎與ACL中心平行。

圖5 人體膝關(guān)節(jié)標(biāo)本冠狀位上的MRI影像[29]

4 臨床意義

4.1 前交叉韌帶脛骨止點的形態(tài)學(xué)研究

充分認(rèn)識前交叉韌帶脛骨止點與外側(cè)半月板前角的解剖關(guān)系有助于更好地了解ACL脛骨止點形態(tài)。目前的臨床研究對ACL的脛骨止點形態(tài)做了描述，并將其歸為三類：橢圓形、三角形和C型。Tallay等[32]研究了36例行膝關(guān)節(jié)置換患者的脛骨平臺標(biāo)本，結(jié)果顯示ACL脛骨止點分為三角形（22%）和橢圓形（78%），而Guenther等[33]探究了100例患者關(guān)節(jié)鏡下的ACL脛骨止點形態(tài)，發(fā)現(xiàn)其中橢圓形占51%，三角形占33%，C型為16%。

然而，由于在臨床實踐過程中，ACL脛骨止點與外側(cè)半月板前角關(guān)系密切，不易分離，因此，上述臨床研究所觀察到的實際為ACL的脛骨“總止點”。上述研究[10，19-26]說明ACL脛骨“總止點”實際分為兩個部分，第一部分是直接止于脛骨的部分，目前研究[21-23]傾向于認(rèn)為該部分呈前方寬，中間及后方狹長的“C型”或“L型”，形狀大小相對固定；第二部分是與外側(cè)半月板前角重疊的部分，該部分形態(tài)不一，尚無學(xué)者對其進(jìn)行分型。在臨床工作中，正確識別ACL脛骨止點的不同部分十分重要，特別是識別ACL直接止于脛骨的部分，因該部分承擔(dān)了絕大部分ACL的力學(xué)功能[34]。實際臨床中可利用刨削系統(tǒng)充分暴露ACL脛骨止點的殘端纖維及外側(cè)半月板前角，以外側(cè)半月板前角附著點為參考進(jìn)一步確定ACL的脛骨止點。這對于進(jìn)一步確定ACL脛骨止點中心，確定骨道口位置都有重要意義。

4.2 骨道定位

由于ACL脛骨止點與外側(cè)半月板前角關(guān)系緊密，同時，外側(cè)半月板前角的后邊界在關(guān)節(jié)鏡下易于辨認(rèn)，有學(xué)者提出通過外側(cè)半月板前角來定位ACL骨道[31，35]。如前所述，外側(cè)半月板前角的后邊界與ACL中點處幾乎平行，通過術(shù)前核磁可以提前計算出患者ACL中點與外側(cè)半月板前角后邊界的前后距離，從而制定出符合解剖的、個性化的骨道位置方案。然而，Werner等[36]利用該方法對100例患者進(jìn)行ACL重建，結(jié)果并不滿意，打出的脛骨骨道比其解剖止點偏前，且該方法并不能提供很好的一致性。尤田等[17]則認(rèn)為，外側(cè)半月板前角可以與其他定位標(biāo)記（如其他骨性標(biāo)記、PCL、ACL殘端）等一起共同定位ACL脛骨止點的位置，但也存在其局限性，例如曾行外側(cè)半月板修整術(shù)者、外側(cè)半月板結(jié)構(gòu)已破壞者或盤狀半月板者，外側(cè)半月板前角不能作為定位標(biāo)記。

4.3 外側(cè)半月板前角醫(yī)源性損傷

綜合前文所述，ACL脛骨止點的形態(tài)并非圓形，而是前方寬，中后方狹長的“C型”或“L型”[7，8，23]。但目前實際臨床當(dāng)中所采用的脛骨骨道截面卻是圓形的，這種傳統(tǒng)的制作骨道的方式并不符合ACL實際的解剖形態(tài)；同時，由于ACL與外側(cè)半月板前角關(guān)系密切，傳統(tǒng)的圓形骨道可能損傷到外側(cè)半月板前角，造成其錨定功能減退。Watson等[37]探究了10 mm骨道對外側(cè)半月板前角止點損傷的影響，結(jié)果顯示，在定位器的角度為40°和60°時，均有66%的標(biāo)本出現(xiàn)了醫(yī)源性的外側(cè)半月板損傷，其損傷面積分別占到了外側(cè)半月板前角止點面積的28.8%和25.9%。LaPrade等[38]的研究也得到類似結(jié)果。該團隊探索了11 mm的骨道是否會造成醫(yī)源性的半月板損傷，結(jié)果顯示，外側(cè)半月板前角的止點面積減少了38%，生物力學(xué)結(jié)果提示其最大拉斷力減少了19%。顯而易見的是，當(dāng)骨道直徑增加時，外側(cè)半月板前角受損的可能性和損傷程度會增加。由于雙束重建所應(yīng)用的骨道直徑較小，因此有學(xué)者提出雙束重建可能會減少外側(cè)半月板前角損傷[39]，但在該實驗中單束與雙束實驗組的損傷程度并沒有顯著差異。然而，上述的相關(guān)研究尚處于解剖學(xué)階段，目前尚未有學(xué)者探究該醫(yī)源性損傷的短期及長期影響，這也是未來應(yīng)進(jìn)一步研究的方向。綜上，現(xiàn)在臨床使用的圓形骨道重建ACL手術(shù)方式試圖從ACL止點中心處重建韌帶，以達(dá)到“解剖重建”的目的，但該手術(shù)方式并不能完全模擬ACL的止點形態(tài)，并存在外側(cè)半月板前角止點損傷的風(fēng)險。

5 總結(jié)與展望

隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的不斷深入，人們對于前交叉韌帶脛骨止點與外側(cè)半月板前角解剖關(guān)系的認(rèn)識正逐漸深入。目前的研究已經(jīng)從大體解剖、組織學(xué)研究及影像學(xué)分析三個角度較全面地描述了二者的緊密關(guān)系，但也尚存在一些不足。首先，目前的研究多集中于解剖實驗，但在臨床方面數(shù)據(jù)卻很匱乏。未來的研究應(yīng)進(jìn)一步探究在實際臨床過程中二者的緊密關(guān)系是如何影響骨道定位或者造成相關(guān)結(jié)構(gòu)損傷的。其次，目前的研究證實了傳統(tǒng)的圓骨道重建ACL可能會造成外側(cè)半月板前角損傷，但尚沒有可靠的改進(jìn)方法可以減少該損傷。有的學(xué)者[39]提出了雙束重建可能減少外側(cè)半月板前角的損傷風(fēng)險，也有學(xué)者提出了橢圓形骨道[40]、三角形骨道[41]或是圓矩形骨道[42]重建ACL的概念。上述方法將骨道改進(jìn)為相應(yīng)的形狀，以期更好地模擬ACL的原始形態(tài)，達(dá)到更滿意的臨床效果。本中心已針對該問題進(jìn)行了部分研究，并成功對動物模型、尸體標(biāo)本及臨床患者施行了橢圓骨道重建ACL手術(shù)[43-45]。術(shù)后顯示橢圓骨道技術(shù)較圓骨道技術(shù)更能模擬原始ACL位置和形態(tài)，且移植物成熟度更好[44，45]。未來的研究應(yīng)進(jìn)一步探討如何在最優(yōu)地重建ACL的同時減少外側(cè)半月板前角的損傷風(fēng)險。