陳杰波 徐才祺 燕曉宇 趙金忠
(上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科,上海 200233)
膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體在維持膝關(guān)節(jié)前外側(cè)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性中發(fā)揮重要作用,其在膝關(guān)節(jié)前外側(cè)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)損傷中的地位及治療中的作用近年來越來越得到重視。為了更好地了解造成膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的損傷以及膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體的損傷與重建在膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)治療中的作用,提高膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的治療效果,本文對(duì)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體解剖、生物力學(xué)、穩(wěn)定性重建手術(shù)指征以及手術(shù)方式的研究進(jìn)展綜述如下。
有關(guān)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)解剖結(jié)構(gòu)的研究始于1879年,法國(guó)外科醫(yī)師Paul Segond首次提到膝關(guān)節(jié)前外側(cè)存在一個(gè)有韌性的纖維條索結(jié)構(gòu)[1]。之后,針對(duì)Segond提及的纖維結(jié)構(gòu),研究者相繼提出了外側(cè)關(guān)節(jié)囊韌帶、髂脛束骨筋膜層等多種描述。2013年Claes等[1]首次描述前外側(cè)韌帶,認(rèn)為膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶是獨(dú)立于前外側(cè)關(guān)節(jié)囊的解剖結(jié)構(gòu),并細(xì)致描述了其解剖,包括膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶的起止點(diǎn)和走行等。后續(xù)的研究進(jìn)一步確定了膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶作為獨(dú)立結(jié)構(gòu)存在[2]。目前,研究者提出了以膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶為主體、協(xié)同膝關(guān)節(jié)前外側(cè)關(guān)節(jié)囊和髂脛束等各層次解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)——膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體的概念,認(rèn)為其與前交叉韌帶一起共同發(fā)揮維持膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的作用[3-5]。
膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體主要包括膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶、髂脛束和前外側(cè)關(guān)節(jié)囊等解剖結(jié)構(gòu)。Getgood等[5]將膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體按解剖層次分為3層:髂脛束淺層和髂髕束,髂脛束深層(包括Kaplan纖維系統(tǒng)),前外側(cè)韌帶和關(guān)節(jié)囊。
膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶的解剖變異較大。研究顯示,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶在膝關(guān)節(jié)前外側(cè)斜行走向,在股骨側(cè)有1個(gè)附著區(qū),在脛骨側(cè)有2個(gè)附著區(qū)。在股骨端,一般以膝關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶或股骨外上髁為參考標(biāo)記,主要附著于外側(cè)副韌帶或股骨外上髁近后側(cè)[6-8]。在脛骨側(cè),1個(gè)骨性附著點(diǎn)位于脛骨平臺(tái)下4.0~7.0 mm、Gerdy結(jié)節(jié)和腓骨頭之間[1,2,7];1個(gè)軟組織附著點(diǎn)位于外側(cè)半月板體部和前角之間[6,9],包繞膝下外動(dòng)靜脈[1]。膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶長(zhǎng)30.4~59.0 mm,寬4.0~7.0 mm,厚1.0~2.0 mm[2]。
在組織學(xué)上,Helito等[10]發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶類似于韌帶組織,是致密的結(jié)締組織纖維束;Smeets等[11]則發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶與肩關(guān)節(jié)的盂肱下韌帶等關(guān)節(jié)囊韌帶結(jié)構(gòu)有著相似特性,但與鄰近的膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)囊有著截然不同的生物力學(xué)特性。所以,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶被認(rèn)為可能是韌帶和關(guān)節(jié)囊之間的一種結(jié)構(gòu)。
膝關(guān)節(jié)前外側(cè)關(guān)節(jié)囊和髂脛束解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)恒定。前外側(cè)關(guān)節(jié)囊作為膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體的組成部分,主要分為淺層和深層,分別匯聚于外側(cè)副韌帶及其內(nèi)側(cè),包繞膝關(guān)節(jié)前外側(cè)。
髂脛束主要分為淺層、中層、深層以及骨筋膜層。淺層沿股骨粗線走行,匯入外側(cè)肌間隔,止于脛骨Gerdy結(jié)節(jié);其遠(yuǎn)端形成一個(gè)寬大的弧形分支,止于髕骨及髕韌帶的外側(cè)緣,又稱髂髕束;近端形成Kaplan纖維分支,止于股骨外上髁。中層與淺層延續(xù),但與淺層不同,纖維從近外側(cè)走向遠(yuǎn)內(nèi)側(cè)。深層在股骨外上髁平面與淺層匯合后,向遠(yuǎn)側(cè)延伸止于脛骨Gerdy結(jié)節(jié)后側(cè)。骨筋膜層為髂脛束的最內(nèi)層,近端與腓腸肌和跖肌筋膜毗鄰,形成一些小的纖維束分支止于股骨外上髁,遠(yuǎn)端與淺深層匯合,并與深層一同止于脛骨Gerdy結(jié)節(jié)后側(cè)[5,12,13]。
膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體的生物力學(xué)功能是其相關(guān)組成結(jié)構(gòu)生物力學(xué)功能的綜合,主要涉及前外側(cè)韌帶、髂脛束和前外側(cè)關(guān)節(jié)囊。
近年來,生物力學(xué)研究證實(shí)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體中不同的結(jié)構(gòu)在維持膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性方面均發(fā)揮重要作用,其中,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶被認(rèn)為發(fā)揮主要作用。當(dāng)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶損傷后,模擬軸移試驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)明顯的膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)[14]。Parsons等[15]利用尸體標(biāo)本,分析了不同屈膝角度下膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶和前交叉韌帶的應(yīng)力變化。研究發(fā)現(xiàn),膝關(guān)節(jié)屈曲小于35°時(shí),內(nèi)旋限制特性主要取決于前交叉韌帶;當(dāng)膝關(guān)節(jié)屈曲大于35°時(shí),內(nèi)旋限制則主要取決于膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶。
單純膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶損傷少見,多見于復(fù)合傷,尤其常合并前交叉韌帶損傷。近年來,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶與前交叉韌帶的關(guān)系得到了深入研究。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,前交叉韌帶是膝關(guān)節(jié)前向位移和前外側(cè)旋轉(zhuǎn)的主要穩(wěn)定結(jié)構(gòu),膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶是次要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)[5,16-20]。
近來的研究[16,21,22]還顯示,在前交叉韌帶損傷的情況下,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶對(duì)膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性發(fā)揮更重要作用;在前交叉韌帶完整狀態(tài)下,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶對(duì)膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性作用有限。Thein等[18]利用尸體標(biāo)本模擬軸移試驗(yàn)證實(shí),僅當(dāng)前交叉韌帶失效時(shí),膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶才會(huì)發(fā)揮作用。
近年來,髂脛束在維持膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性中的作用逐漸得到重視。Huser等[4]將19具尸體標(biāo)本分為完整、膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶或髂脛束兩者之一切斷、膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶及髂脛束同時(shí)切斷3種情況測(cè)試,發(fā)現(xiàn)單純切斷膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶對(duì)脛骨前移和內(nèi)旋沒有影響;單純切斷髂脛束后脛骨前移和內(nèi)旋相對(duì)于完整狀態(tài)下有小幅增加;膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶和髂脛束均切斷后脛骨前移和內(nèi)旋幅度增加更明顯。Kittl等[23]測(cè)試發(fā)現(xiàn),在膝關(guān)節(jié)30°~90°屈曲狀態(tài)下,髂脛束是維持前外側(cè)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定作用的主要結(jié)構(gòu),而前外側(cè)韌帶在各角度的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定作用較小。
前外側(cè)關(guān)節(jié)囊也存在維持膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的作用[3]。Bell等[24]研究發(fā)現(xiàn)前外側(cè)關(guān)節(jié)囊在膝關(guān)節(jié)屈曲角度大于60°時(shí)有著重要的次級(jí)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的作用。Guenther等[3,25]對(duì)前外側(cè)關(guān)節(jié)囊進(jìn)一步測(cè)試分析,發(fā)現(xiàn)前外側(cè)關(guān)節(jié)囊并非等同單一韌帶纖維束承受單一方向應(yīng)力,而是承受多方向應(yīng)力作用,提示膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建通過恢復(fù)單一方向應(yīng)力鏈可能無法完全恢復(fù)膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性,而促進(jìn)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)關(guān)節(jié)囊愈合的保守治療可能更有效。
雖然外側(cè)半月板后角未明確歸屬于膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體,但由于膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶的一個(gè)分支止于外側(cè)半月板,外側(cè)半月板和前外側(cè)結(jié)構(gòu)在維持前外側(cè)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性中具有協(xié)同作用[26]。Shybut等[27]研究發(fā)現(xiàn)外側(cè)半月板后角損傷加劇前交叉韌帶損傷時(shí)膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)。Tang等[28]將損傷的外側(cè)半月板后角進(jìn)行修補(bǔ),發(fā)現(xiàn)與外側(cè)半月板后角損傷但不修補(bǔ)的膝關(guān)節(jié)作對(duì)比,前者膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性顯著增強(qiáng),且旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性基本可恢復(fù)至正常。
臨床中,前交叉韌帶重建結(jié)合術(shù)后膝關(guān)節(jié)周圍肌群穩(wěn)定性和有效性的訓(xùn)練,在大部分情況下可以恢復(fù)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。但仍有一些患者,經(jīng)過手術(shù)和正規(guī)康復(fù)后,軸移試驗(yàn)檢查仍能發(fā)現(xiàn)存在膝關(guān)節(jié)前外側(cè)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)[17]。因此研究者試圖通過聯(lián)合前交叉韌帶重建和前外側(cè)復(fù)合體重建降低單純前交叉韌帶重建術(shù)后的殘留不穩(wěn)。
對(duì)于膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體重建,各研究者觀點(diǎn)不同,但主要內(nèi)容基本一致:對(duì)于轉(zhuǎn)身轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)有要求或者前外側(cè)旋轉(zhuǎn)明顯不穩(wěn)、排除合并有膝關(guān)節(jié)后外側(cè)復(fù)合體損傷等多發(fā)韌帶損傷而造成旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)的前交叉韌帶損傷患者,建議前交叉韌帶重建同時(shí)聯(lián)合重建膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體[16]。目前,對(duì)于膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體重建主要聚焦在膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建或利用髂脛束進(jìn)行關(guān)節(jié)外肌腱固定上。
2015年法國(guó)里昂召開的專家組會(huì)議提出,聯(lián)合前交叉韌帶和膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建須滿足1個(gè)首要指征或2個(gè)次要指征。首要指征包括:前交叉韌帶翻修;軸移試驗(yàn)2~3度陽性;存在Segond骨折;參加有旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的高水平運(yùn)動(dòng)競(jìng)技項(xiàng)目;韌帶過度松弛。次要指征包括:對(duì)側(cè)前交叉韌帶損傷;Lachman試驗(yàn)>7 mm;影像學(xué)檢查見股骨外髁切跡征;年齡<25歲[29]。Sonnery-Cottet等[30]則認(rèn)為主要指征應(yīng)為:前交叉韌帶翻修;軸移試驗(yàn)高度陽性;陳舊性前交叉韌帶損傷;年輕患者;參加轉(zhuǎn)身轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng);伴有內(nèi)側(cè)半月板損傷。但目前相關(guān)研究的樣本量均較小,對(duì)于前交叉韌帶重建何時(shí)應(yīng)當(dāng)聯(lián)合前外側(cè)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)或重建缺少高等級(jí)證據(jù)[5]。
膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體重建以膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建或關(guān)節(jié)外肌腱固定為主。其中,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建根據(jù)移植物固定位置主要分為解剖重建和非解剖重建兩種。解剖重建即移植物固定在膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶的股骨和脛骨兩端的原始解剖位置處,分別為股骨外上髁或外側(cè)副韌帶的近后側(cè)[6-9]及腓骨頭和脛骨Gerdy結(jié)節(jié)之間[31,32]。非解剖重建則通常經(jīng)股骨外上髁前遠(yuǎn)側(cè)走向脛骨端解剖附著點(diǎn)[33]。多項(xiàng)研究證明,前交叉韌帶重建時(shí)聯(lián)合前外側(cè)韌帶重建具有生物力學(xué)意義,能夠較好地消除膝關(guān)節(jié)前外側(cè)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)[34,35]。
關(guān)節(jié)外肌腱固定一般是用髂脛束分別在股骨側(cè)和脛骨側(cè)進(jìn)行反折固定以重建膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體。關(guān)節(jié)外肌腱固定的方式多樣,以Lemaire和Macintosh方式及其改良固定方式常見。有多項(xiàng)研究比較分析了關(guān)節(jié)外肌腱固定術(shù)和膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建術(shù),以確定最佳的手術(shù)方式。Spencer等[14]對(duì)比了Lemaire關(guān)節(jié)外肌腱固定術(shù)和膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)前后向位移和內(nèi)外旋角度變化,發(fā)現(xiàn)與關(guān)節(jié)外肌腱外固定術(shù)相比,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建術(shù)對(duì)前外側(cè)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性控制的作用較小。但是,在其研究中,將膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶股骨解剖止點(diǎn)誤定位于股骨外上髁前遠(yuǎn)側(cè),而不是近后側(cè)。Inderhaug等[36]采用類似方法,發(fā)現(xiàn)與膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建術(shù)相比,改良的Lemaire和Macintosh關(guān)節(jié)外肌腱固定術(shù)能將前外側(cè)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性恢復(fù)至更接近正常膝關(guān)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn),前交叉韌帶重建聯(lián)合改良的Lemaire關(guān)節(jié)外肌腱固定術(shù),在膝關(guān)節(jié)屈曲0°、30°、60°時(shí)固定時(shí),關(guān)節(jié)外肌腱固定能恢復(fù)膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性,前外側(cè)韌帶移植物則僅在伸膝位固定時(shí)起作用[37]。
近來研究表明,膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體重建后可能會(huì)引起膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度受限以及外側(cè)間室壓力增高[5],但尚未有明確證據(jù)表明膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體重建會(huì)導(dǎo)致或加劇骨關(guān)節(jié)炎[5]。Schon等[38]發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶解剖重建在任何測(cè)試的屈曲角度均可能過度約束膝關(guān)節(jié),造成膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度減小。Rahnemai-Azar等[39]對(duì)比分析髂脛束和前外側(cè)關(guān)節(jié)囊,發(fā)現(xiàn)髂脛束比前外側(cè)關(guān)節(jié)囊所能承受的應(yīng)力更大,所以使用髂脛束本身行關(guān)節(jié)外固定術(shù)時(shí)可能會(huì)造成前交叉韌帶重建后膝關(guān)節(jié)屈伸受限。
針對(duì)前交叉韌帶聯(lián)合膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建或關(guān)節(jié)外肌腱固定已有長(zhǎng)期臨床隨訪的報(bào)道。該聯(lián)合重建在一般運(yùn)動(dòng)水平患者、運(yùn)動(dòng)員、翻修患者中均顯示較好的臨床效果。Sonnery-Cottet等[40]隨訪了83例患者,平均隨訪(32.4±3.9)個(gè)月,發(fā)現(xiàn)前交叉韌帶聯(lián)合膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建在臨床癥狀、體征、滿意度等評(píng)估中取得較好結(jié)果,且無明顯并發(fā)癥。76例患者術(shù)后軸移試驗(yàn)陰性,僅7例患者術(shù)后軸移試驗(yàn)1度陽性。Rosenstiel等[41]調(diào)用SANTI研究組數(shù)據(jù)庫里有關(guān)70名專業(yè)運(yùn)動(dòng)員術(shù)后平均3.9年的臨床隨訪數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)前交叉韌帶聯(lián)合膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶解剖重建在移植物斷裂概率、重返賽場(chǎng)概率、膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和受傷后再手術(shù)的概率中均表現(xiàn)較好。Lee等[42]隨訪87例前交叉韌帶翻修重建患者,隨訪超過3年,發(fā)現(xiàn)相對(duì)于單純前交叉韌帶翻修患者,前交叉韌帶翻修聯(lián)合膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建顯著減少膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn),并增加患者回歸受傷前運(yùn)動(dòng)水平的機(jī)會(huì)。Zaffagnini等[43]對(duì)52例前交叉韌帶雙束重建聯(lián)合關(guān)節(jié)外肌腱固定的患者進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)20年以上的隨訪,發(fā)現(xiàn)其在臨床功能和影像評(píng)估方面均表現(xiàn)較好,且除了行半月板切除術(shù)的患者,未發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)外肌腱固定術(shù)式影響外側(cè)脛股關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。
但是,這些臨床研究由于缺少單純前交叉韌帶重建手術(shù)的對(duì)照組,臨床效果的真實(shí)性及可靠性需要進(jìn)一步驗(yàn)證[16]。Lee等[42]的研究雖然存在對(duì)照,但主要研究對(duì)象為前交叉韌帶翻修患者,對(duì)于初次重建的患者的臨床效果尚需進(jìn)一步研究。
膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體主要包括膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶、髂脛束和前外側(cè)關(guān)節(jié)囊,輔助前交叉韌帶維持膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。前交叉韌帶損傷后,前交叉韌帶重建聯(lián)合膝關(guān)節(jié)前外側(cè)韌帶重建或關(guān)節(jié)外肌腱固定可減少單純前交叉韌帶重建術(shù)后的殘余不穩(wěn),是對(duì)一些特殊患者的有效的預(yù)防性或者補(bǔ)救性治療方式。雖然膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體重建可能限制膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)活動(dòng)度,增加外側(cè)間室壓力,但尚未有遠(yuǎn)期研究發(fā)現(xiàn)外側(cè)間室骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生率的增高。對(duì)于前交叉韌帶重建患者,如何完全消除術(shù)后殘余不穩(wěn)、何時(shí)重建膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體、何種方式重建膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體,仍需大樣本的生物力學(xué)以及長(zhǎng)期臨床隨訪研究,以確定膝關(guān)節(jié)前外側(cè)復(fù)合體的生物力學(xué)特性、重建后的組織學(xué)及生物力學(xué)改變,以及長(zhǎng)期臨床效果。但是,仍然要注重通過單純的前交叉韌帶重建來恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。在前交叉韌帶重建術(shù)后出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)時(shí),通過重建前外側(cè)復(fù)合體來進(jìn)行彌補(bǔ)并非必定成為首選,需綜合評(píng)估手術(shù)指征。