脛骨近端形態(tài)與前交叉韌帶損傷的研究現(xiàn)狀

李揚(yáng) 吳家文 陳宏 林志斌 林涌生

1廣東醫(yī)科大學(xué)，湛江524000；2揭陽市人民醫(yī)院骨外一科，廣東522000

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生活水準(zhǔn)的提高，國務(wù)院頒發(fā)了《全民健身計劃綱要》，以期提升全民身體素質(zhì)；伴隨著全民健身活動的蓬勃開展，人們的生活觀念發(fā)生巨大變化，運(yùn)動需求日益增加；隨之而來的是運(yùn)動損傷發(fā)生率升高，前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷是最常見的運(yùn)動損傷之一［1］。一旦出現(xiàn)ACL損傷，患者膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性降低，關(guān)節(jié)面的摩擦應(yīng)力顯著增加，加速膝關(guān)節(jié)的磨損，引起繼發(fā)性半月板撕裂以及關(guān)節(jié)軟骨損傷，最終導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎［2-3］，降低患者生活質(zhì)量和健康水平。ACL損傷是多因素共同作用的結(jié)果，而脛骨近端解剖形態(tài)異常是ACL損傷機(jī)制的其中一個重要原因［4］。目前針對股骨遠(yuǎn)端解剖尤其是髁間窩解剖的研究較多，而對于脛骨近端的解剖與ACL損傷相關(guān)性的研究尚不多見，且對于具體的研究參數(shù)及其臨床意義，尚有爭議［5-7］。筆者通過參閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)對脛骨近端的解剖學(xué)形態(tài)與其臨床意義作一綜述，以期為進(jìn)一步研究脛骨近端解剖學(xué)形態(tài)與ACL損傷的相關(guān)性提供理論基礎(chǔ)。

1 脛骨近端解剖形態(tài)

脛骨近端膨大，主要由松質(zhì)骨構(gòu)成，在中間被隆起的內(nèi)外側(cè)髁間嵴分隔開，形成內(nèi)外側(cè)兩個較為平坦的面，稱為脛骨平臺，平臺面稍向后傾斜，內(nèi)側(cè)平臺面較大，邊緣經(jīng)冠狀韌帶與內(nèi)側(cè)半月板的邊緣相連，與股骨內(nèi)髁形成關(guān)節(jié)；外側(cè)平臺面較小，后緣圓鈍，與股骨外髁相關(guān)節(jié)。髁間嵴表面沒有韌帶附著，靠前部分為前交叉韌帶與內(nèi)外側(cè)半月板前角的附著處，髁間嵴前方的骨性小隆起，為脛骨前嵴，是前交叉韌帶脛骨止點(diǎn)前緣的解剖標(biāo)志［8-9］，按Pe?ina M等［10］的研究，髁間前嵴存在多個形態(tài)，按其在X線側(cè)位片上弧形的大小不同可分為3型：錐型、圓弧型及平臺型。崔國慶等［11］按其在MRI矢狀面上的弧度變化，將其分為4型：1型，明顯隆起；2型，上坡稍隆起且下坡明顯，或者上坡明顯且下坡不明顯；3型，上坡和下坡均不明顯但可辨認(rèn)；4型，基本平坦不易辨認(rèn)。髁間棘后方為后交叉韌帶與內(nèi)外側(cè)半月板后角的附著處，其中后交叉韌帶下止點(diǎn)為整個脛骨平臺面最低點(diǎn)。脛骨近端前方的隆起是脛骨結(jié)節(jié)，為髕腱的止點(diǎn)；脛骨結(jié)節(jié)靠外側(cè)的骨性隆起為Gerdy結(jié)節(jié)，為髂脛束的止點(diǎn)；脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)，為縫匠肌、股薄肌、半腱肌腱的聯(lián)合止點(diǎn)；脛骨平臺的后側(cè)及后內(nèi)側(cè)緣，為半膜肌的止點(diǎn)。

2 脛骨近端解剖參數(shù)與測量方案

脛骨近端可供測量的解剖參數(shù)較多，但是，在不同的文獻(xiàn)報道中，測量的方法多樣，同樣的參數(shù)應(yīng)用不同方法測量的結(jié)果同樣存在差異。

目前主要的測量手段如下。⑴直接測量：直接在尸體標(biāo)本或手術(shù)時在人體上直接測量；⑵X線測量：在包含脛骨近端的正側(cè)位X線上測量；⑶CT測量：多結(jié)合CT三維重建進(jìn)行測量；⑷MRI測量：X線與CT測量均只能觀察骨性結(jié)構(gòu)，MRI可以同時觀察骨性結(jié)構(gòu)與軟組織，可更為準(zhǔn)確地對脛骨近端解剖形態(tài)進(jìn)行測量與評估。

關(guān)于脛骨平臺的前后徑和左右徑，Kwak DS等［12］在CT上測得的前后徑數(shù)值為（45.7±3.8）mm，內(nèi)側(cè)平臺前后徑為（45.9±4.2）mm，外側(cè)平臺前后徑為（42.2±3.7）mm，左右徑（71.9±5.6）mm，測量時將尸體標(biāo)本下肢擺成中立位，從髖關(guān)節(jié)至踝關(guān)節(jié)行薄層CT掃描，并對圖像進(jìn)行三維重建，對獲取的脛骨數(shù)字圖像，按膝關(guān)節(jié)表面置換手術(shù)中脛骨截骨的方法，定出與脛骨機(jī)械軸垂直，位于外側(cè)脛骨平臺下方6 mm，存在7°后傾的平面，以此平面行脛骨截骨，在截骨后所得的脛骨近端平面進(jìn)行測量。Herzog RJ等［13］通過進(jìn)行直接在尸體標(biāo)本測量，并與X線片和MRI測量進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)比較，發(fā)現(xiàn)X線片測量結(jié)果與直接尸體標(biāo)本測量結(jié)果差異有統(tǒng)計學(xué)意義，X線測量的數(shù)值均偏大，而MRI測量與直接測量之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，直接測量與MRI上測得的脛骨近端前后徑分別為（49.2±1.4）mm和（50.5±2.1）mm。崔國 慶 等［11］在MRI上 測 得 的 前 后徑 為（50.84±4.11）mm，Uehara K等［14］以CT掃描所得的數(shù)值與手術(shù)時直接在脛骨近端上測量的數(shù)值比較，在三維CT上，以垂直于脛骨機(jī)械軸的平面上，后傾3°，于脛骨外側(cè)平臺下方6～8 mm做切面，以平行于股骨通髁線的最寬處作為脛骨近端左右徑進(jìn)行測量，以左右徑的中點(diǎn)做垂線與脛骨的前后交點(diǎn)連線長度為脛骨近端前后徑進(jìn)行測量。手術(shù)中測量則是以脛骨平臺的截骨骨塊來測量脛骨近端的前后徑與左右徑。對比兩種測量方法得到的數(shù)值發(fā)現(xiàn)，CT掃描的平均脛骨近端前后徑長度明顯小于術(shù)中測量值［（48.3±5.4）mm比（50.3±3.6）mm］，而CT掃描的平均脛骨近端左右徑長度則顯著大于術(shù)中測量值［（74.3±6.6）mm比（71.4±5.0）mm］，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。Yue B等［15］在進(jìn)行比較時，對中國人病例進(jìn)行CT檢查，白人病例進(jìn)行MRI檢查，以矢狀面上與脛骨后皮質(zhì)平行確定解剖軸方向，以內(nèi)外側(cè)平臺最大擬合橢圓圓心連線確定冠狀面方向，其測量的結(jié)果為中國女性內(nèi)側(cè)平臺前后徑（41.5±3.0）mm，外側(cè)平臺前后徑（33.2±3.2）mm，平臺前后徑（37.3±2.8）mm，平臺左右徑（66.2±2.1）mm；白人女性內(nèi)側(cè)平臺前后徑（43.4±1.9）mm，外側(cè)平臺前后徑（35.2±3.8）mm，平臺前后徑（39.3±2.6）mm，平臺左右徑（69.0±4.2）mm；中國男性內(nèi)側(cè)平臺前后徑（46.1±2.4）mm，外側(cè)平臺前后徑（36.8±2.1）mm，平臺前后徑（41.5±2.1）mm，平臺左右徑（75.2±3.6）mm；白人男性內(nèi)側(cè)平臺前后徑（49.3±3.1）mm，外側(cè)平臺前后徑（40.7±2.9）mm，平臺前后徑（45.0±2.8）mm，平臺左右徑（78.7±5.4）mm。Sun H等［16］通過CT測量了150名膝關(guān)節(jié)正常的志愿者，發(fā)現(xiàn)健康中國成人脛骨平臺寬度為（71.86±5.10）mm，內(nèi)側(cè)平臺前后徑和外側(cè)平臺前后徑分別為（51.32±5.26）mm和（44.78±3.66）mm。

許多學(xué)者的研究都認(rèn)為，脛骨平臺的后傾角與ACL損傷存在相關(guān)性［5-7］。有學(xué)者通過在CT測量不同年齡兒童脛骨內(nèi)外側(cè)平臺后傾角發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增長，脛骨內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺的后傾角度均減小。Bisicchia S等［17］在膝關(guān)節(jié)側(cè)位X線片上，分別以脛骨近端解剖軸垂直方向及脛骨后皮質(zhì)線垂直方向與脛骨內(nèi)外側(cè)平臺切線夾角為后傾角，發(fā)現(xiàn)兩種測量方法結(jié)論均為黑人與白人之間的脛骨后傾角差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，黑人受試者的后傾角均較高。然而進(jìn)一步的分組分析卻存在相互矛盾的結(jié)果。對于同種族中性別之間的后傾角差異，在白人受試者中，女性后傾角較大，但只有以脛骨近端解剖軸為參照測量的有統(tǒng)計學(xué)意義，而在黑人受試者中，男性后傾角較大，但只有以脛骨后皮質(zhì)線參照測量的有統(tǒng)計學(xué)意義。Ho JPY等［18］的研究是在CT上進(jìn)行數(shù)值采集，其以脛骨質(zhì)心軸及踝關(guān)節(jié)的位置分別定義脛骨的解剖軸，以內(nèi)外平臺最大擬合橢圓圓心連線和內(nèi)外踝連線分別確定冠狀面方向，以脛骨平臺定義冠狀面測量出的數(shù)據(jù)為：脛骨平臺后傾角（11.2±3.0）°，內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角（11.3±3.2）°，外側(cè)脛骨平臺后傾角（10.9±3.7）°；以踝關(guān)節(jié)定義冠狀面測量得的角度分別為（11.4±3.0）°、（13.9±3.7）°和（9.7±3.6）°；兩種測量方法的結(jié)果對比分析，兩種測量得到的脛骨平臺后傾角數(shù)值差異不大，但不同測量方法得到的內(nèi)外側(cè)脛骨平臺后傾角結(jié)果差異較大。Zhang K等［19］的研究也是通過CT測量脛骨平臺的后傾角，其測量的方法是以脛骨質(zhì)心軸的方法確定解剖軸，以股骨通髁線定義冠狀面方向，以此進(jìn)行測量，結(jié)果是中國東北地區(qū)男性脛骨平臺普遍大于女性，而男女之間內(nèi)外側(cè)脛骨平臺后傾角差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其中男性的內(nèi)側(cè)與外側(cè)平臺后傾角差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但是女性內(nèi)側(cè)與外側(cè)平臺后傾角差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Yue B等［15］測量了內(nèi)外側(cè)平臺后傾角，并計算出平臺寬度與脛骨平臺前后徑的比值，結(jié)論為中國人的膝蓋普遍比白人的小，然而，中國女性和白人女性之間的脛骨長寬比差異無統(tǒng)計學(xué)意義，兩組間脛骨內(nèi)外側(cè)平臺后傾角度差異無統(tǒng)計學(xué)意義；中國女性內(nèi)側(cè)平臺后傾角為（5.4±2.3）°，白人女性為（6.5±2.9）°；中國女性外側(cè)平臺后傾角為（4.8±2.8）°，白人女性為（5.8±2.7）°；對于中國男性與白人男性的數(shù)值對比分析則發(fā)現(xiàn)，中國男性的脛骨尺寸普遍小于白人男性；中國男性的脛骨平均前后徑顯著小于白人男性，長寬比顯著大于白人男性，兩組間內(nèi)外側(cè)平臺后傾角差異無統(tǒng)計學(xué)意義；中國男性內(nèi)側(cè)后傾角為（6.0±2.5）°，白人男性為（5.1±3.3°）；中國男性外側(cè)后傾角為（5.2±3.6）°，白人男性為（5.6±2.7）°。

Risti?V等［20］在膝關(guān)節(jié)矢狀位MRI上，以后交叉韌帶脛骨止點(diǎn)后緣為后界，通過此點(diǎn)做脛骨縱軸垂線，該垂線與脛骨前皮質(zhì)交界點(diǎn)為前界，測量脛骨前后界的距離即為脛骨前后徑；以脛骨前界為起點(diǎn)做脛骨前后徑的垂線，測量ACL中心與此線的垂直距離，為（15.2±1.9）mm。崔國慶等［11］測得的距離為（21.43±2.54）mm，脛骨前嵴與此線的距離為（13.61±2.17）mm。

3 脛骨近端解剖形態(tài)的臨床意義

脛骨近端是膝關(guān)節(jié)的一個重要組成部分，膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定和功能與其解剖形態(tài)密切相關(guān)，在膝關(guān)節(jié)內(nèi)，脛骨近端包含前后交叉韌帶的下止點(diǎn)，內(nèi)外側(cè)脛骨平臺分別承載著內(nèi)外側(cè)半月板。當(dāng)膝關(guān)節(jié)處于伸直狀態(tài)時，骨性結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、韌帶的緊張以及半月板限制了膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)，使膝關(guān)節(jié)處于一個鎖定的穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)逐漸屈膝時，股骨髁在脛骨上的位置出現(xiàn)后移，關(guān)節(jié)囊、側(cè)副韌帶、交叉韌帶的張力逐漸降低，關(guān)節(jié)穩(wěn)定性降低，使膝關(guān)節(jié)解除鎖定，逐漸過渡到可自由旋轉(zhuǎn)。松弛的ACL張力降低，較不容易出現(xiàn)損傷，反之，緊張狀態(tài)的ACL張力升高，一切增加韌帶張力的因素都將使其更容易出現(xiàn)損傷；因此，伸膝位的過伸動作以及屈膝位的內(nèi)外翻動作均容易引起ACL損傷。

相當(dāng)多的研究者認(rèn)為，脛骨近端的解剖特點(diǎn)與ACL損傷存在相關(guān)性，但具體到各個解剖結(jié)構(gòu)之間與ACL損傷之間的相關(guān)性，存在著不同的研究結(jié)論。Beynnon BD等［5］、Risti?V等［6］、Hashemi J等［7］均認(rèn)為女性的外側(cè)脛骨平臺后傾角與ACL損傷存在相關(guān)性，角度越大，ACL損傷風(fēng)險越高，Beynnon BD等［5］認(rèn)為每增加1°后傾，ACL損傷風(fēng)險可增加21.7%。然而，關(guān)于內(nèi)側(cè)脛骨平臺的后傾角以及男性外側(cè)脛骨平臺后傾角與ACL損傷之間的相關(guān)性，存在著爭議。Beynnon BD等［5］認(rèn)為均與ACL損傷無關(guān)，Risti?V等［6］認(rèn)為均與ACL損傷相關(guān)，而Hashemi J等［7］認(rèn)為女性的內(nèi)側(cè)脛骨平臺后傾角與ACL損傷無相關(guān)性，而男性的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)脛骨平臺后傾角均與ACL損傷存在相關(guān)性。

ACL損傷是目前最常見的運(yùn)動損傷之一，而其中高達(dá)69.0%是由非接觸性損傷引起的［20］。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們對生活質(zhì)量要求的提高，ACL損傷后盡早進(jìn)行重建手術(shù)，可以恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，使大部分患者恢復(fù)運(yùn)動能力，滿足運(yùn)動需求，對此已經(jīng)得到普遍的認(rèn)可［21-22］。然而，ACL重建手術(shù)也存在著遠(yuǎn)期失敗的風(fēng)險，Kraeutler MJ等［23］認(rèn)為，重建的ACL相關(guān)的解剖因素存在異常，尤其是骨道位置不當(dāng)是導(dǎo)致初次ACL重建手術(shù)失敗的最常見原因，因為骨道的不當(dāng)可使重建的ACL張力過高，并容易出現(xiàn)撞擊或再斷裂。Padua R等［24］認(rèn)為，脛骨前嵴可作為ACL脛骨止點(diǎn)前緣的解剖標(biāo)志。Shimodaira H等［25］將這一骨道定位方法應(yīng)用到ACL重建手術(shù)中，術(shù)后中長期隨訪發(fā)現(xiàn)，取得了滿意的臨床效果。

脛骨近端的解剖特點(diǎn)與ACL損傷之間的密切相關(guān)性、骨道位置不良與ACL重建失效之間的密切相關(guān)性決定了深入研究脛骨近端的解剖特點(diǎn)的意義所在，通過研究，尋找統(tǒng)計學(xué)差異，有助于評估個體發(fā)生ACL損傷的風(fēng)險，同時，對于已發(fā)生ACL斷裂的患者，在明確相關(guān)解剖學(xué)風(fēng)險因素之后，可以為ACL重建手術(shù)方案的制訂提供理論參考，指導(dǎo)手術(shù)方式改進(jìn)，降低遠(yuǎn)期手術(shù)失效率，提高臨床滿意度。

綜上所述，通過研究脛骨近端的解剖形態(tài)，指導(dǎo)臨床醫(yī)生在進(jìn)行ACL手術(shù)時，重建正確的脛骨骨道位置以獲取良好的預(yù)后，有著廣闊的臨床應(yīng)用前景，但脛骨近端的解剖形態(tài)與ACL損傷的研究仍處于探究階段，存在著許多問題亟待解決。從目前的研究結(jié)果來看，不同的測量方式與方法、分型，導(dǎo)致對脛骨近端解剖特點(diǎn)的描述不統(tǒng)一，因此很難對脛骨ACL止點(diǎn)位置做出評估和比較。目前仍需要一種可廣泛應(yīng)用及測量誤差小的測量方式與方法，以進(jìn)一步明確脛骨近端的解剖特點(diǎn)。這將給ACL的脛骨骨道位置的臨床研究帶來新的思路。