傳統(tǒng)單束前交叉韌帶重建手術(shù)中鉆制脛骨骨道對外側(cè)半月板前角附著部損傷的解剖學(xué)研究

邵嘉藝 張家豪 劉平 敖英芳

北京大學(xué)第三醫(yī)院運(yùn)動醫(yī)學(xué)研究所，北京市運(yùn)動醫(yī)學(xué)關(guān)節(jié)傷病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京100191）

解剖重建（anatomic reconstruction）前交叉韌帶（anterior cruciate ligament, ACL）已代替非解剖重建成為ACL 重建的主流手術(shù)方式[1,2]。van ECK 等[3]對解剖重建的定義是“依據(jù)原始ACL的止點(diǎn)、形態(tài)大小和纖維走行進(jìn)行重建”，而其理論基礎(chǔ)則是原始ACL 的解剖。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，ACL 脛骨止點(diǎn)位于脛骨平臺的內(nèi)外側(cè)髁間嵴之間，包含雙束或多束[4]，形狀近似橢圓形或三角形[5]。然而，近些年的解剖學(xué)研究結(jié)果表明，ACL脛骨止點(diǎn)形狀近似一“C”形，前后徑狹長，橫徑較窄，無明顯分束[6,7]。除外側(cè)邊界無明顯骨性解剖標(biāo)志外，ACL 脛骨止點(diǎn)的前方、后方和內(nèi)側(cè)均具有骨性邊界。ACL脛骨止點(diǎn)的內(nèi)側(cè)和前方附著于內(nèi)側(cè)髁間嵴與脛骨前嵴圍繞而成的L 形骨性邊界內(nèi)[5]，后方為ACL 脛骨嵴。而ACL 脛骨止點(diǎn)的外側(cè)雖無明顯骨性標(biāo)志，但卻與周圍軟組織關(guān)系十分密切，特別是與外側(cè)半月板前角（anterior horn of lateral meniscus, AHLM）。研究表明，ACL在靠近脛骨止點(diǎn)處與AHLM有重疊區(qū)域，在冠狀位上，該重疊區(qū)域的長度為ACL 脛骨止點(diǎn)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為ACL 脛骨止點(diǎn)總長度的53.9%[8]。而ACL 脛骨止點(diǎn)的中心處距離AHLM的中心處距離僅為5 mm[9]。

傳統(tǒng)解剖單束重建ACL通過ACL脛骨止點(diǎn)的殘端結(jié)合周圍的解剖標(biāo)志，應(yīng)用圓形骨鉆在脛骨端鉆取骨道，在骨道內(nèi)植入移植物以達(dá)到重建的目的。然而，由于ACL 脛骨止點(diǎn)較為狹長，應(yīng)用傳統(tǒng)圓形骨道鉆取脛骨骨道時(shí)不僅不能完全恢復(fù)ACL原始脛骨止點(diǎn)的形態(tài)及面積，更可能使部分脛骨骨道不在ACL 原始脛骨止點(diǎn)內(nèi)，從而造成周圍結(jié)構(gòu)損傷。目前國際上已有文獻(xiàn)報(bào)道，在鉆取脛骨骨道時(shí)可能會對AHLM 附著部造成損傷[10-13]。然而，上述文章尚存在以下不足之處。第一，上述研究的實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)際臨床的手術(shù)條件不符。目前實(shí)際臨床中的ACL重建手術(shù)完全在關(guān)節(jié)鏡下進(jìn)行，而上述研究則是在去除皮膚、肌肉和股骨等結(jié)構(gòu)后的膝關(guān)節(jié)標(biāo)本上直視下進(jìn)行骨道鉆取。第二，實(shí)際臨床中脛骨骨道的鉆取是將定位器定位于關(guān)節(jié)腔內(nèi)ACL 脛骨止點(diǎn)處，由外向內(nèi)進(jìn)行脛骨骨道的鉆制。而LaPrade 團(tuán)隊(duì)的研究則是通過由內(nèi)向外（inside-out）的手術(shù)技術(shù)鉆制脛骨骨道[11]。該方法與實(shí)際臨床中脛骨骨道的鉆制方式完全不符。第三，新近的解剖研究表明，AHLM 附著部位于ACL 纖維的深方，同時(shí)ACL 與AHLM間存在著滑膜軟組織的連接。這些軟組織在大體解剖中難以被清除，從而可能對AHLM 附著部的測量產(chǎn)生影響。第四，上述研究所選取的骨道直徑不適用于國人。上述研究選用了10～11 mm的骨道鉆鉆取脛骨骨道，而本研究所在實(shí)際臨床中進(jìn)行ACL重建時(shí)，應(yīng)用自體4 股腘繩肌后肌腱的直徑通常為7～9 mm[14,15]。本研究模擬實(shí)際臨床中以腘繩肌腱為韌帶移植物解剖單束ACL 重建手術(shù)，通過關(guān)節(jié)鏡下進(jìn)行ACL 脛骨骨道的鉆制，并探究解剖單束ACL 重建手術(shù)是否會對外側(cè)半月板前角附著部造成損傷以及損傷的程度。

1 材料與方法

1.1 標(biāo)本準(zhǔn)備

新鮮冰凍人體膝關(guān)節(jié)標(biāo)本10 例。排除標(biāo)準(zhǔn)為明顯的膝關(guān)節(jié)退行性變或明顯韌帶、半月板、關(guān)節(jié)囊損傷。本研究開始前經(jīng)北京大學(xué)第三醫(yī)院倫理委員會審查批準(zhǔn)，嚴(yán)格遵循人體標(biāo)本研究的倫理標(biāo)準(zhǔn)。

所有標(biāo)本均存放于－20℃冰箱內(nèi)，術(shù)前24 小時(shí)室溫化凍。手術(shù)前將標(biāo)本的股骨端緊緊固定于實(shí)驗(yàn)手術(shù)臺上。

1.2 手術(shù)步驟

常規(guī)膝關(guān)節(jié)前內(nèi)和前外側(cè)入路探查關(guān)節(jié)腔，探查髕骨軟骨、滑車軟骨、內(nèi)外髁軟骨、脛骨平臺軟骨是否有明顯損傷，探查ACL纖維、半月板結(jié)構(gòu)是否完整。使用尖刀于關(guān)節(jié)鏡直視下沿ACL中段切斷ACL纖維。本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于充分暴露ACL纖維與外側(cè)半月板前角的解剖關(guān)系，因此，切斷纖維后需仔細(xì)刨削ACL纖維至近脛骨止點(diǎn)處。ACL 脛骨止點(diǎn)與AHLM 的關(guān)系如圖1。AHLM 的附著部位于ACL 纖維深方的內(nèi)側(cè)髁間嵴上[16]。充分刨削ACL 纖維后，便可完全暴露出AHLM的附著部。應(yīng)用關(guān)節(jié)鏡下比例尺及圖像處理軟件Im?ageJ 測量原始AHLM 附著部的長度及寬度（圖2）。AHLM附著部的長度為附著部的左右緣的距離，AHLM附著部的寬度為其附著部前后緣的距離。

圖1 ACL脛骨止點(diǎn)與外側(cè)半月板前角的位置關(guān)系。紅線部分圍成的區(qū)域?yàn)锳CL脛骨止點(diǎn)，藍(lán)線部分為AHLM的邊界。

圖2 應(yīng)用鏡下比例尺測量AHLM附著部的原始長度及寬度

脛骨骨道以ACL 殘端中心點(diǎn)進(jìn)行定位，同時(shí)結(jié)合周圍骨性標(biāo)志，如ACL 脛骨前嵴、內(nèi)側(cè)髁間嵴，及周圍軟組織標(biāo)志，如AHLM、后交叉韌帶。將標(biāo)本屈膝120°，定位器角度55°，沿定位器穿入克氏針。將8 mm直徑的骨道鉆沿克氏針鉆透骨道。手術(shù)后再次應(yīng)用關(guān)節(jié)鏡下比例尺結(jié)合圖像處理軟件ImageJ 對術(shù)后AHLM附著部的損傷長度及寬度進(jìn)行測量。

1.3 大體觀察

手術(shù)結(jié)束后，采取標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)髕旁內(nèi)側(cè)入路，去除皮膚、肌肉及關(guān)節(jié)囊，充分暴露脛骨平臺、ACL 脛骨骨道及AHLM。并在直視下再次確認(rèn)AHLM 附著部的損傷情況。

2 結(jié)果

原始AHLM 止點(diǎn)的平均長度為8.71 ± 1.39 mm，平均寬度為11.75 ± 0.85 mm。在使用8 mm 骨道鉆鉆制脛骨骨道后，所有標(biāo)本（10/10）均出現(xiàn)了AHLM 附著部的損傷（圖3）。平均損傷長度為4.47 ± 1.08 mm，平均損傷寬度為6.29 ± 1.17 mm，分別占其原始長度的51.6%、寬度的53.5%。見表1。

表1 AHLM附著部損傷情況及損傷比例

圖3 鉆取脛骨骨道時(shí)造成的AHLM損傷，藍(lán)線表示AHLM的邊界部分，紅線表示AHLM損傷的寬度

3 討論

ACL損傷是膝關(guān)節(jié)最常見的運(yùn)動損傷之一。據(jù)國外學(xué)者統(tǒng)計(jì)，ACL 損傷占據(jù)了膝關(guān)節(jié)韌帶損傷的59%[17]。由于ACL 對于維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性具有重要意義，因此，當(dāng)ACL出現(xiàn)損傷時(shí)可使膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性明顯下降。如若不及時(shí)處理，則可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)半月板、關(guān)節(jié)軟骨等周圍結(jié)構(gòu)出現(xiàn)繼發(fā)損傷，遠(yuǎn)期可致膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。

目前，針對ACL 損傷的有效治療方式是行ACL 解剖重建手術(shù)。ACL 解剖重建術(shù)對于恢復(fù)原始ACL 結(jié)構(gòu)、重建ACL 功能至關(guān)重要。解剖重建手術(shù)的核心是依據(jù)原始ACL的解剖，恢復(fù)原始ACL的解剖，包括恢復(fù)原始ACL 的止點(diǎn)和纖維走行。就具體的重建方法而言，目前主流的手術(shù)又可分為單束解剖重建和雙束解剖重建兩種方式。由于單束解剖重建術(shù)與雙束解剖重建均可恢復(fù)ACL 的生物力學(xué)功能[18]，且臨床長期隨訪無明顯差異[19,20]，而單束重建較雙束重建更為省時(shí)、便于操作，因此在臨床上單束解剖重建較雙束重建應(yīng)用更為廣泛。

傳統(tǒng)的單束ACL解剖重建術(shù)是以ACL脛骨和股骨止點(diǎn)的解剖中心點(diǎn)為定位，以圓形骨鉆鉆取與移植物大小相匹配的骨道，穿入移植物并固定。然而，近些年的研究結(jié)果顯示ACL 脛骨止點(diǎn)并非圓形或橢圓形，而是一狹長的“C“形。Oka 等測量其長度為10.8 mm，寬度為6.2 mm[21]，而張家豪等[22]測量了國人ACL 脛骨止點(diǎn)的長度及寬度，結(jié)果顯示ACL 脛骨止點(diǎn)長度為13.8 mm，體部寬度僅為5.3 mm。因此，圓形脛骨骨道不僅不能完全覆蓋其原始止點(diǎn)，達(dá)到“解剖重建”的目的，反而可能使部分脛骨骨道偏離原始ACL 止點(diǎn)位置，造成周圍結(jié)構(gòu)的醫(yī)源性損傷。結(jié)合我們長期的臨床觀察與新近的解剖學(xué)研究，筆者團(tuán)隊(duì)認(rèn)為在傳統(tǒng)ACL 單束解剖重建術(shù)中鉆制脛骨骨道可能會對AHLM附著部造成損傷。鑒于此，本研究模擬了臨床實(shí)際手術(shù)操作，選取了基于國人四股腘繩肌腱移植物大小的骨道進(jìn)行ACL脛骨骨道鉆取。結(jié)果顯示，所有標(biāo)本（n=10）都出現(xiàn)了醫(yī)源性AHLM 附著部的損傷。本研究結(jié)果表明在行ACL單束解剖重建術(shù)時(shí)，鉆制8 mm的圓形脛骨骨道會不可避免地造成醫(yī)源性AHLM附著部的損傷。

目前有少量的國外研究對本研究的問題進(jìn)行了探究。Watson等[10]探究了10 mm的脛骨骨道對AHLM的損傷，結(jié)果顯示在定位器的角度為40°和60°時(shí)，均有66%（4/6）的標(biāo)本出現(xiàn)了醫(yī)源性AHLM 損傷，其損傷面積分別占據(jù)AHLM 原始面積的28.8%和25.9%。LaPrade 等[11]的研究則顯示11 mm 的脛骨骨道會使所有標(biāo)本均出現(xiàn)醫(yī)源性AHLM損傷，其AHLM平均附著面積減少了38%。Oishi等[13]的結(jié)果顯示單束重建ACL時(shí)鉆取10 mm的脛骨骨道會造成21.7%的膝關(guān)節(jié)標(biāo)本出現(xiàn)醫(yī)源性損傷。

本研究通過關(guān)節(jié)鏡下鉆取ACL 脛骨骨道，完全模擬了實(shí)際臨床中ACL 脛骨骨道的鉆制過程。同時(shí)，之前的研究表明[21,23]，ACL纖維與AHLM之間存在著少量的滑膜、脂肪等軟組織，這也造成了對ACL脛骨止點(diǎn)及AHLM附著部識別不夠準(zhǔn)確的情況。本研究通過關(guān)節(jié)鏡下的放大系統(tǒng)可以更好地對ACL及AHLM纖維進(jìn)行識別，并依靠刨削系統(tǒng)充分刨削ACL 纖維及二者間的軟組織，從而使AHLM附著部暴露得更為充分，也使測量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。就損傷發(fā)生率而言，本研究結(jié)果與LaPrade 等的結(jié)果相符，而與Watson 等和Oishi 等的結(jié)果有所差異。分析其差異原因可能在于：一、定位方式的不同。上述文獻(xiàn)多采用直視下定位，能選取更理想、避免損傷AHLM的定位點(diǎn)；二、中國人的骨骼較西方人小，即使選用較小直徑的骨道依然難避免AHLM損傷；三、近些年來的研究更新了對ACL 脛骨止點(diǎn)及AHLM解剖關(guān)系的認(rèn)識。本研究分析認(rèn)為，ACL 脛骨止點(diǎn)的大小、其與AHLM 附著部的解剖關(guān)系是AHLM 不可避免被損傷的主要原因。Kusano 等[7]通過對人膝關(guān)節(jié)標(biāo)本的CT 研究發(fā)現(xiàn)ACL 脛骨止點(diǎn)和AHLM 附著部均位于內(nèi)側(cè)髁間嵴上。在內(nèi)側(cè)髁間嵴的中部，中央髁間嵴（central intercondylar ridge, CIR）將ACL 脛骨止點(diǎn)及AHLM 分為兩部分，其中ACL 脛骨止點(diǎn)寬度僅為5.7 mm，AHLM與ACL脛骨止點(diǎn)緊鄰，長度為5.8 mm。Os?hima 等[16]研究了正常人群的3T 核磁共振后結(jié)果，發(fā)現(xiàn)ACL 脛骨止點(diǎn)寬度平均為6.9 mm，與AHLM 相鄰，二者中心點(diǎn)的平均距離為8.1 mm。正是由于ACL 脛骨止點(diǎn)與AHLM 附著部關(guān)系密切，加之ACL 脛骨止點(diǎn)前后徑長但橫徑較窄的特點(diǎn)，使得AHLM 附著部的醫(yī)源性損傷不可避免。

AHLM 附著部的損傷可造成其功能減退。半月板前后角的功能在于吸收震動、發(fā)揮錨定功能及將軸向應(yīng)力轉(zhuǎn)化為環(huán)形應(yīng)力[24,25]。對前后角的損傷可使半月板喪失正常的生物力學(xué)功能、誘發(fā)膝關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨退變[26]。有研究表明，止點(diǎn)損傷后的半月板其生物力學(xué)特性與半月板全切術(shù)后近似[27]。上述后果均可加速膝關(guān)節(jié)退變，造成骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生[26]。LaPrade[11]等應(yīng)用11 mm骨鉆鉆取脛骨骨道后，測量了術(shù)后AHLM止點(diǎn)的最大拉斷力，結(jié)果顯示最大拉斷力較對照組明顯下降（506 N vs. 610 N），表明其附著功能減退。本研究結(jié)果顯示應(yīng)用8 mm 圓形骨鉆鉆取脛骨骨道時(shí)可造成明顯的AHLM 附著部損傷，其損傷的長度及寬度分別達(dá)到了AHLM 附著部原始長寬的51.6%、53.5%，并造成了與之相連的半月板纖維失去附著點(diǎn)。該損傷的臨床意義目前尚未有研究報(bào)道，是下一步研究的方向。

臨床上手術(shù)重建ACL的目的是恢復(fù)ACL的原始解剖和生物力學(xué)功能。同時(shí)，手術(shù)應(yīng)盡可能避免損傷周圍的相關(guān)結(jié)構(gòu)，如軟骨、內(nèi)外側(cè)半月板和后交叉韌帶等。鑒于圓骨道單束重建ACL可明顯造成AHLM附著部損傷，有學(xué)者探究了雙束重建ACL 對AHLM 附著部的損傷情況。目前，有關(guān)研究很少，僅見2篇文獻(xiàn)比較了單雙束重建對AHLM附著部的影響。Oishi等[13]應(yīng)用6 mm的脛骨骨鉆在直視下分別鉆取前內(nèi)束和后外束，結(jié)果顯示雙束組醫(yī)源性損傷發(fā)生率（4.3%）較單束組（21.7%）低，但二者無顯著性差異；而Karakasli 等[12]應(yīng)用7 mm 和6 mm 骨鉆在直視下分別鉆取前內(nèi)束和后外束骨道，結(jié)果顯示單束組（損傷率50%）較雙束組（損傷率16.7%）AHLM 附著部的醫(yī)源性損傷發(fā)生率高，但二者同樣無顯著性差異。雙束解剖重建ACL是否能保護(hù)AHLM 附著部有待未來的進(jìn)一步探究。另一方面，本研究所新近的解剖學(xué)和有限元分析結(jié)果[22]顯示ACL脛骨止點(diǎn)在模擬前抽屜實(shí)驗(yàn)和軸移實(shí)驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力分布近似“C”形，與其解剖止點(diǎn)近似。因此，理論上理想的ACL重建應(yīng)盡可能覆蓋ACL原始止點(diǎn)。結(jié)合原始ACL脛骨止點(diǎn)“C”形的解剖和生物力學(xué)特點(diǎn)，我們認(rèn)為將脛骨骨道關(guān)節(jié)腔側(cè)的出口由傳統(tǒng)的圓形改造為“C”形可以更好地恢復(fù)ACL 脛骨止點(diǎn)的生物力學(xué)功能、保護(hù)AHLM 附著部，是一種較為理想的改進(jìn)方法。未來的研究需進(jìn)一步探究生物力學(xué)止點(diǎn)重建ACL 手術(shù)對AHLM附著部的保護(hù)作用。

4 總結(jié)

膝關(guān)節(jié)標(biāo)本研究表明傳統(tǒng)單束解剖重建ACL時(shí)會不可避免地造成AHLM 附著部的損傷，其損傷長度及寬度分別占據(jù)了原始AHLM 附著部的51.6%、53.5%。AHLM附著部損傷會對外側(cè)半月板的穩(wěn)定性與生物力學(xué)造成影響。為避免手術(shù)對AHLM 附著部的損傷，我們提出將脛骨骨道關(guān)節(jié)腔側(cè)出口的形狀設(shè)計(jì)成沿附著部走行的“C”形，不但可以更好地達(dá)到ACL生物力學(xué)止點(diǎn)解剖重建，還可以更好地保護(hù)AHLM附著部。