楊金星 劉黎軍 陳宏賢 黃俊鋒 趙麗紅 李 敏 梅 妍

骶髂骨間韌帶的解剖及生物力學(xué)分析

楊金星 劉黎軍 陳宏賢 黃俊鋒 趙麗紅 李 敏 梅 妍

目的 研究骶髂骨間韌帶的形態(tài)及其在骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定中的作用。方法 取正常成年甲醛固定濕潤骨盆標(biāo)本30具，剔除骨盆內(nèi)容物后，其中6具作大體解剖，顯露并取出骶髂骨間韌帶，探查骶髂骨間韌帶的起點(diǎn)、止點(diǎn)，分布范圍及大小。然后剩余的24具作力學(xué)分析，將各骨盆的恥骨聯(lián)合切斷,隨機(jī)取每個骨盆的左側(cè)半骨盆或右側(cè)半骨盆作對照側(cè)，另一側(cè)則做實(shí)驗(yàn)側(cè)，從背側(cè)經(jīng)骶髂后韌帶的間隙將骶髂骨間韌帶從中間切斷制成損傷模型，將骨盆置于生物力學(xué)測試儀上，固定骶骨后，分成四組，對實(shí)驗(yàn)側(cè)和對照側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)進(jìn)行內(nèi)旋、外旋、由前至后及由下至上的應(yīng)力測試。測試時應(yīng)力逐漸加大，每次的增加值為10 N，將骶髂關(guān)節(jié)在脫位前承受的最大應(yīng)力值(單位N)進(jìn)行記錄。各組的數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)分析結(jié)果推斷骶髂關(guān)節(jié)骨間韌帶對骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定所起的作用。結(jié)果 骶髂骨間韌帶的起點(diǎn)為骶骨粗隆，止點(diǎn)為髂骨粗隆，韌帶為不規(guī)則形狀，大致呈三角柱形。力學(xué)分析中，實(shí)驗(yàn)側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)能承受的由前至后、由下至上及內(nèi)旋壓力均明顯低于對照側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；實(shí)驗(yàn)側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)能承受的外旋壓力稍低于對照側(cè)，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。結(jié)論 骶髂骨間韌帶分布在髂骨粗隆與骶骨粗隆之間，大致呈三角柱形，其可有效限制骶髂關(guān)節(jié)在前后、垂直及內(nèi)旋方向的移位，對維持骶髂關(guān)節(jié)的穩(wěn)定具有重要的作用。

骶髂骨間韌帶；骶髂關(guān)節(jié)；解剖；生物力學(xué)分析

隨著社會的發(fā)展，各類嚴(yán)重創(chuàng)傷明顯增加，其中不穩(wěn)定骨盆骨折逐年增加。而在不穩(wěn)定骨盆骨折中，常常伴有骶髂關(guān)節(jié)周圍韌帶的損傷，其發(fā)生率可達(dá)95%以上［1］。格氏解剖學(xué)認(rèn)為骶髂骨間韌帶是骶髂關(guān)節(jié)非常重要的韌帶，但未對其解剖形態(tài)進(jìn)行描述。潘進(jìn)社等［2］描述了骶髂骨間韌帶的起點(diǎn)為骶骨粗隆，止點(diǎn)為髂骨粗隆，并認(rèn)為骶髂骨間韌帶是骶髂關(guān)節(jié)周圍韌帶中最堅韌的韌帶，但同樣未對其解剖形態(tài)進(jìn)行描述。目前，大部分的解剖書籍未對骶髂骨間韌帶單獨(dú)列出，僅描述了骶髂關(guān)節(jié)后方的骶髂后韌帶或?qū)Ⅶ诀暮箜g帶及骶髂骨間韌帶作為一整體進(jìn)行描述。為此，為補(bǔ)充以往研究的不足，加深對骶髂骨間韌帶解剖及生物力學(xué)的理解，本研究將30具成人骨盆的骶髂骨間韌帶進(jìn)行解剖學(xué)觀察及生物力學(xué)測試，探討骶髂骨間韌帶對維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定所起的作用,從而為臨床治療骶髂關(guān)節(jié)的損傷提供理論依據(jù)，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 正常成年骨盆標(biāo)本30具，其中6具作大體解剖，剔除骨盆內(nèi)容物后顯露并取出骶髂骨間韌帶，探查骶髂骨間韌帶的起點(diǎn)、止點(diǎn)、分布范圍及大小。因骶髂骨間韌帶分布于骶骨粗隆及髂骨粗隆之間的狹窄縫隙中，由該縫隙中難以直接將骶髂骨間韌帶完整剝離，故從前方經(jīng)骶髂關(guān)節(jié)將骶髂骨間韌帶切成兩部分，使骶骨、髂骨分離后，取骨膜剝離子將骶髂骨間韌帶從骶骨粗隆面及髂骨粗隆面分別剝離出來，取縫線將分離的韌帶的兩部分重新對合，觀察骶髂骨間韌帶的外觀，測量骶髂骨間韌帶各個面的數(shù)值。然后剩余的24具作力學(xué)分析，將各骨盆的恥骨聯(lián)合切斷，隨機(jī)取每個骨盆的左側(cè)半骨盆或右側(cè)半骨盆作對照側(cè)，另一側(cè)則做實(shí)驗(yàn)側(cè)，從背側(cè)經(jīng)骶髂后韌帶的間隙將骶髂骨間韌帶從中間切斷制成損傷模型，將骨盆置于生物力學(xué)測試儀上，固定骶骨后,分成四組，對實(shí)驗(yàn)側(cè)和對照側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)進(jìn)行內(nèi)旋、外旋、由前至后及由下至上的應(yīng)力測試。測試時應(yīng)力逐漸加大，每次的增加值為10 N，將骶髂關(guān)節(jié)在脫位前承受的最大應(yīng)力值(單位N)進(jìn)行記錄。分析結(jié)果推斷骶髂關(guān)節(jié)骨間韌帶對骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定所起的作用。

1.2 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(s)表示，采用t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 解剖觀察結(jié)果 由觀察得出，骶髂骨間韌帶的起點(diǎn)為骶骨粗隆，止點(diǎn)為髂骨粗隆，韌帶為不規(guī)則形狀，大致呈三角柱形，其三個面分別為背面、髂骨粗隆面及骶骨粗隆面。三個面均于第一骶骨水平起始后漸增寬，至第一、二骶椎中間增至最寬，后漸縮小，至第三骶椎水平消失。其中韌帶的背面非始終在縮小，其在平第二骶椎水平時又漸增寬，至第二、三骶椎中間后又漸縮小，至第三骶椎水平消失。見表1,表2，表3。

2.2 生物力學(xué)測試結(jié)果

2.2.1 內(nèi)旋壓力測試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)能承受的內(nèi)旋壓力均明顯低于對照側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。見表4。

2.2.2 外旋壓力測試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)能承受的外旋壓力稍低于對照側(cè)，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。見表5。

2.2.3 由前至后壓力測試的結(jié)果 實(shí)驗(yàn)側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)能承受的由前至后壓力均明顯低于對照側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。見表6。

2.2.4 由下至上壓力測試的結(jié)果 實(shí)驗(yàn)側(cè)的骶髂關(guān)節(jié)能承受的由下至上的壓力均明顯低于對照側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。見表7。

表1 骶髂骨間韌帶背面的各項(xiàng)數(shù)值(s，cm)

?

表2 骶髂骨間韌帶骶骨粗隆面的各項(xiàng)數(shù)值(s，cm)

表2 骶髂骨間韌帶骶骨粗隆面的各項(xiàng)數(shù)值(s，cm)

?

表3 骶髂骨間韌帶髂骨粗隆面的各項(xiàng)數(shù)值(s，cm)

表3 骶髂骨間韌帶髂骨粗隆面的各項(xiàng)數(shù)值(s，cm)

?

表4 內(nèi)旋壓力測試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較(s，N)

表4 內(nèi)旋壓力測試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較(s，N)

注：與對照側(cè)比較，P＜0.01

?

表5 進(jìn)行外旋壓力測試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較(s，N)

表5 進(jìn)行外旋壓力測試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較(s，N)

注：兩側(cè)比較，P＞0.05

?

表6 由前至后壓力測試的結(jié)果比較(s，N)

表6 由前至后壓力測試的結(jié)果比較(s，N)

注：與對照側(cè)比較，P＜0.01

?

表7 由下至上壓力測試的結(jié)果比較(s，N)

表7 由下至上壓力測試的結(jié)果比較(s，N)

注：與對照側(cè)比較，P＜0.01

?

3 討論

由實(shí)驗(yàn)觀察，骶髂骨間韌帶位于骶骨粗隆和髂骨粗隆之間，填充了其間的間隙。既往學(xué)者認(rèn)為該韌帶于兩骨骼縫隙之間，直接對韌帶進(jìn)行觀察非常困難，并容易對韌帶造成損傷［3］，故采用了多種間接的方式。Rosatelli等［4］采用組織斷層切片的方式對骶髂骨間韌帶進(jìn)行研究，但切片的層厚較厚,斷面中對韌帶組織的辨認(rèn)準(zhǔn)確性較差，重建效果并不理想。LeBlanche等［5］結(jié)合CT及MRI的斷層掃面及三維重建，單純通過影像學(xué)手段來進(jìn)行骶髂骨間韌帶的解剖觀察，因MRI對骶髂骨間韌帶與周圍的組織分界并不明顯，故重建結(jié)果往往和實(shí)際解剖存在差異。Steinke等［6］采用超薄組織切片加高分辨率MRI進(jìn)行骶髂骨間韌帶的解剖測量，其通過在相同層面上結(jié)合組織切片及MRI圖像來確定骶髂骨間韌帶的邊界，故重建效果更為準(zhǔn)確。但以上學(xué)者對骶髂骨間韌帶的解剖均基于重建，無法給人直觀的印象。在本研究中，作者發(fā)現(xiàn)經(jīng)甲醛處理的骶髂骨間韌帶發(fā)生固化，因其兩端附著在骶骨粗隆和髂骨粗隆，受這兩骨骼的保護(hù)，外形未發(fā)生改變；同時，在實(shí)驗(yàn)操作中，作者將骶髂骨間韌帶從中間切斷后,將骶髂關(guān)節(jié)分離，很容易將骶髂骨間韌帶的兩附著點(diǎn)完整地剝離下來，再將韌帶的兩半對合后，便形成一直觀、完整、立體的骶髂骨間韌帶，非常便于解剖學(xué)觀察。

通過大體觀察可知，骶髂骨間韌帶為不規(guī)則形，韌帶附著范圍較廣。在大體觀察中，作者發(fā)現(xiàn)骶髂骨間韌帶的質(zhì)地與其他的骶髂前韌帶、骶髂后長韌帶等并不相同，其膠原組織較少，可見脂肪組織，Bakland等［7］認(rèn)為其不是一典型的韌帶組織。Bechtel［8］對骶髂骨間韌帶進(jìn)行了組織學(xué)分析,其構(gòu)成為脂肪組織13%，血管組織 2%，基質(zhì)55%，膠原組織30%，而在典型的韌帶組織如骶髂前韌帶中，膠原組織含量達(dá)到98%。

雖然骶髂骨間韌帶不是一典型的韌帶組織，但因韌帶體積大，附著面廣，國內(nèi)外大量的研究［2,9］均認(rèn)為其在維持骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定中發(fā)揮著重要的作用。根據(jù)作者的力學(xué)測試的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)側(cè)由于骶髂骨間韌帶的離斷，骶髂關(guān)節(jié)在內(nèi)旋、由前至后及由下至上方向可承受的最大應(yīng)力均明顯下降，其中在垂直方向上由下至上方向的下降幅度最大，達(dá)38.01%，其次為前后方向及內(nèi)旋方向。以上三個方向的實(shí)驗(yàn)側(cè)和對照側(cè)的數(shù)據(jù)差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。而在外旋方向上,實(shí)驗(yàn)側(cè)和對照側(cè)可承受最大應(yīng)力基本相同，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。由此可見，骶髂骨間韌帶具有防止骶髂關(guān)節(jié)垂直移位、前后移位及內(nèi)旋移位的作用，且在防止垂直移位上所起的作用最大。但骶髂骨間韌帶在限制骶髂關(guān)節(jié)外旋移位中無明顯作用。而這點(diǎn)也在Eichenseer等［10］研究中得到證實(shí),其通過有限元的方法，分析在載荷下骶髂關(guān)節(jié)周圍韌帶所承擔(dān)的應(yīng)力。其研究結(jié)果提示，骶髂骨間韌帶所承擔(dān)的應(yīng)力最大，其數(shù)值為骶髂關(guān)節(jié)周圍其他韌帶(骶髂前韌帶、骶髂后長韌帶、骶髂后短韌帶等)的5～12倍，對骶髂關(guān)節(jié)的穩(wěn)定發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

在臨床中，對于骨盆后環(huán)損傷合并骶髂關(guān)節(jié)脫位時，骶髂骨間韌帶將受到損傷。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，骶髂骨間韌帶具有限制骶髂關(guān)節(jié)在前后、上下及內(nèi)旋方向移位的作用，因此,臨床治療骶髂關(guān)節(jié)脫位時，需防止骶髂關(guān)節(jié)在上述方面的移位。根據(jù)骶髂骨間韌帶的解剖，其位置深，前方及內(nèi)外側(cè)均為骨性結(jié)構(gòu)，后方有髂腰部肌肉，骶髂后長、短韌帶的覆蓋；且骶髂骨間韌帶非典型韌帶組織，縫合容易撕裂，因此手術(shù)修復(fù)基本不可能。但所幸的是骶髂骨間韌帶的膠原組織較少,在斷裂后斷端不會像其他韌帶組織一樣產(chǎn)生回縮，故臨床治療時只需將骶髂關(guān)節(jié)進(jìn)行復(fù)位并進(jìn)行有效固定，這樣斷裂的骶髂骨間韌帶的斷端就可良好的對合并在穩(wěn)定的環(huán)境下順利愈合。

［1］ Tile M.Acute pelvic fracture: caution and classificatior.J Am Acad Orthop Surg，1996，4(3):143-151.

［2］ 潘進(jìn)社，康紅軍，張英澤，等.骨盆韌帶損傷對骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性影響的生物力學(xué)研究.中華創(chuàng)傷骨科雜志，2008，10(1):68-71.

［3］ Weisl H.The ligaments of the sacro-iliac joint examined with particular reference to their function.Acta Anat，1954，20(3):201-213.

［4］ Rosatelli AL，Agur AM，Chhaya S.Anatomy of the interosseous region of the sacroiliac joint.J Orthop Sports Phys Ther，2006，36(4):200-208.

［5］ LeBlanche AF，Mabi C，Bigot JM，et al.The sacroiliac joint: anatomical study in the coronal plane and MR correlation.Surg Radiol Anat，1996，18(3):215-220.

［6］ Steinke H，Hammer N，Slowik V，et al.Novel Insights Into the Sacroiliac Joint Ligaments.SPINE，2010，35(3):257-263.

［7］ Bakland O，Hansen JH.The “axial sacroiliac joint”.Anat Clin，1984，6(1):29-36.

［8］ Bechtel R.Physical characteristics of the axial interosseous ligament of the human sacroiliac joint.Spine Journal，2001(1):255-259.

［9］ Puhakka KB，Melsen F，Jurik AG，et al.MR imaging of the normal sacroiliac joint with correlation to histology.Skeletal Radiol，2004，33(1):15-28.

［10］ Eichenseer PH，Sybert DR，Cotton JR.A finite element analysis of the sacroiliac joint ligaments in response to different loading conditions.SPINE，2011，36(22):E1446-E1452.

10.14163/j.cnki.11-5547/r.2015.29.016

2015-03-27］

518000 深圳市第二人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科

劉黎軍