楊天 張羅飛 王晉東

前交叉韌帶（ACL）是膝關(guān)節(jié)的重要穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，主要作用為限制運動過程中脛骨過度前移。ACL損傷多為非接觸性損傷，其損傷機制主要為在膝關(guān)節(jié)運動過程中脛骨相對于股骨過度前移，使得ACL 上的應(yīng)力過大，導(dǎo)致ACL 損傷甚至斷裂。研究表明，除脛骨后斜坡（PTS）增加外，半月板斜坡（MS）增加也會使脛骨過度前移，增大ACL 非接觸性損傷風(fēng)險[1]。由于半月板平面是真實的脛股關(guān)節(jié)接觸面，半月板在一定程度上減小了脛骨后傾對ACL 非接觸性損傷的影響，所以相較于PTS，MS 大小與ACL 非接觸性損傷間的關(guān)系可能更為密切[2]。

1 相關(guān)角度的影像學(xué)測量

1.1 PTS 測量

在MRI 矢狀位圖像上能夠分別顯示位于不同層面的內(nèi)側(cè)脛骨后斜坡（MPTS）與外側(cè)脛骨后斜坡（LPTS）。目前基于MRI 檢查的PTS 測量多采用Hudek 等[3]的測量方法。確定脛骨縱軸（下頁圖1a）：①選擇中央矢狀位圖像，此層面須包括后交叉韌帶（PCL）脛骨附著處和呈凹狀的脛骨皮質(zhì)前、后緣；②脛骨上端畫2 個圓，上圓同時與脛骨皮質(zhì)上緣、前后緣相切，下圓同時與脛骨皮質(zhì)前后緣相切，且上圓經(jīng)過下圓圓心；③同時穿過上、下2 圓圓心的直線即為脛骨近端解剖軸。PTS 測量（下頁圖1b）：①分別連接脛骨內(nèi)、外側(cè)平臺最前端及最后端皮質(zhì)邊緣切線；②脛骨縱軸垂線與脛骨內(nèi)、外側(cè)平臺切線的夾角分別為MPTS 與LPTS。

1.2 MS 測量

采用同樣的方法在MRI 矢狀位圖像上確定脛骨縱軸，然后按照Hudek 等[4]的方法，在同一矢狀面上做半月板前、后角最高點的連線，其與脛骨縱軸垂線所形成的夾角即為MS（下頁圖1c），根據(jù)它所在矢狀半月板層面的不同，將其分為外側(cè)半月板斜坡（LMS）與內(nèi)側(cè)半月板斜坡（MMS）。

1.3 半月板后角坡度測量

依照Hohmann 等[5]的方法，在矢狀面上做半月板后角上表面最前點與最后點的連線，這一連線與該矢狀面上脛骨平臺切線的夾角即為半月板后角坡度（SMPH）（下頁圖1d）。

圖1 相關(guān)角度的影像學(xué)測量 a.在帶有PCL 脛骨附著處及呈凹狀的脛骨前后緣皮質(zhì)的MRI 矢狀位圖像上，通過2 個相切圓圓心確定脛骨縱軸 b.在MRI 矢狀位圖像上，脛骨平臺切線與脛骨縱軸垂線形成的夾角為PTS c.在矢狀位圖像上，半月板前、后角最高點的連線與脛骨縱軸的垂線形成的夾角即為MS d.在矢狀位圖像上，半月板后角上表面最前點、最后點的連線與該平面脛骨平臺切線所形成的夾角為SMPH

2 PTS 對ACL 及其移植物生物力學(xué)與損傷的影響

2.1 PTS 對ACL 及其移植物生物力學(xué)的影響

由于PTS 的存在，脛骨平臺所承受的縱向壓力有一部分會轉(zhuǎn)變?yōu)槭姑劰乔耙频募羟辛?，隨著PTS 的增加，脛骨逐漸前移，尤其是在下肢著陸時，作用于脛股關(guān)節(jié)的外部負荷增加了PTS 對ACL 承受應(yīng)力的影響，PTS 較大的患者更可能在著陸時發(fā)生ACL 非接觸性損傷[6]。當(dāng)PTS 增加1°時，ACL應(yīng)力增加16 N，而當(dāng)PTS 增加5°時，ACL 應(yīng)力在原 基 礎(chǔ) 上 增 加26%[7]。Bernhardson 等[8]在PTS 對ACL 重建后移植物受力影響的研究中發(fā)現(xiàn)，PTS大小與ACL 移植物受力呈明顯的線性關(guān)系，較小的PTS 能更有效地避免移植物損傷，提示過大的PTS 不但與ACL 損傷相關(guān)，而且可能是ACL 重建失敗的因素。

2.2 PTS 與ACL 非接觸性損傷

過大的PTS 除了會增大ACL 受力，還與ACL退變相關(guān)。研究表明，ACL 粘黏樣變性與PTS 過大有關(guān)，這可能是ACL 非接觸性損傷的危險因素[9]。在一項回顧性研究中對比了100 例髕股關(guān)節(jié)疼痛患者與100 例ACL 損傷患者的膝關(guān)節(jié)X 線片，發(fā)現(xiàn)ACL 損傷患者PTS 更大，且無性別差異[10]。

DePhillipo 等[11]通過對比ACL 非接觸性損傷運動員與相同例數(shù)的ACL 完整正常成人的LPTS后發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，ACL 損傷組LPTS 明顯增大。這也許說明了與MPTS 相比，LPTS 與ACL 非接觸性損傷風(fēng)險的相關(guān)性更大。薈萃分析的結(jié)果進一步證明了此觀點[12]。以上說明了LPTS 增大為ACL 非接觸性損傷的獨立危險因素。

2.3 PTS 對ACL 移植物損傷的影響

Shelbourne 等[13]對使用自體髕腱重建ACL 的患者進行術(shù)后隨訪，發(fā)現(xiàn)PTS≤9°的患者出現(xiàn)移植物損傷的比例約為4.8%，而PTS≥10°的患者移植物損傷率為9.7%。研究表明，在膝關(guān)節(jié)負重位側(cè)位X 線片中，PTS＞17°或脛骨前移位＞6 mm 為ACL 重建失敗的危險因素[14]。這說明過大的PTS對移植物存活是不利的。研究發(fā)現(xiàn)，與單次ACL移植失敗相比，多次ACL 移植失敗的患者具有較大的PTS[15]。Grassi 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，LPTS 可單獨作為ACL 移植失敗的預(yù)測因子，且基于MRI 矢狀位圖像測量的LPTS＞7.4°時，移植失敗風(fēng)險將顯著升高。

3 半月板對ACL 生物力學(xué)的影響

半月板對ACL 的保護作用主要體現(xiàn)在以下兩個方面。①在半月板前、后角的共同作用下，脛股接觸面的后傾程度減小。一項基于MRI 圖像的研究提示，半月板平面的后傾程度較骨性脛骨平臺小，提示半月板存在能明顯降低脛股關(guān)節(jié)接觸面的后傾程度，減小ACL 所承受的應(yīng)力[2]。②呈楔形的半月板后角能有效限制脛骨過度前移。Hohmann等[5]提出半月板后角較前角厚，呈楔形插入脛股關(guān)節(jié)，既部分反轉(zhuǎn)PTS 的后傾，又類似輪胎旁的擋塊，能夠阻止脛骨的過度前移。Shoemaker 等[17]的尸體研究中對ACL 缺損膝關(guān)節(jié)桶柄狀撕裂的內(nèi)側(cè)半月板進行漸進性切除，發(fā)現(xiàn)在逐漸切除過程中定向載荷下脛骨逐漸向前半脫位。

外側(cè)與內(nèi)側(cè)半月板都是重要的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，且均有著限制脛骨前移的作用。其中，內(nèi)側(cè)半月板在脛骨前后向移動，如在Luchman 試驗中起著主要穩(wěn)定作用，而外側(cè)半月板主要限制膝關(guān)節(jié)軸移試驗引起的脛骨前外側(cè)半脫位[18]。這說明兩者在不同運動中對ACL 起著不同的保護作用。

4 半月板對ACL 及其移植物損傷的影響

4.1 MS 與ACL 非接觸性損傷

Elmansori 等[1]分別對比100例ACL非接觸性損傷患者與100 例髕股關(guān)節(jié)疼痛患者的MPTS、LPTS、LMS、MMS 后發(fā)現(xiàn)，ACL 非接觸性損傷患者無論骨性坡度還是MS 都有所增大。Freitas 等[19]通過MRI 檢查對ACL 非接觸性損傷的骨未成熟患者進行MMS 和LMS 的測量，發(fā)現(xiàn)其MMS 和LMS均大于ACL 未損傷的骨發(fā)育未成熟患者，提示MS 增大也會導(dǎo)致ACL 非接觸性損傷。Hudek 等[4]分別比較了55 例單純ACL 非接觸性損傷患者和55 例正常成人MPTS、LPTS、LMS、MMS，提出過大的LMS 可能為ACL 非接觸性損傷的獨立危險因素。

4.2 半月板后角對ACL 的保護作用

Hohmann 等[5]通過測量發(fā)現(xiàn)ACL 非接觸性損傷患者的內(nèi)、外側(cè)半月板后角盡管在一定程度上反轉(zhuǎn)了骨性PTS，但ACL 損傷組不僅MPTS、LPTS 大于正常成人組，而且其內(nèi)外側(cè)SMPH 也較對照組小，所以對于此類患者，內(nèi)外側(cè)半月板后角并不能完全抵消掉PTS 對ACL 非接觸性損傷的影響。

研究顯示，外側(cè)半月板撕裂患者發(fā)生ACL 非接觸性損傷的可能性是內(nèi)側(cè)半月板撕裂患者的10.3 倍[20]。Sturnick等[21]研究發(fā)現(xiàn)，外側(cè)SMPH是預(yù)測男性ACL 非接觸性損傷的最佳指標(biāo)之一。Beaulieu 等[22]進一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)男性外側(cè)SMPH降低1°時，ACL 非接觸性損傷風(fēng)險增加54.3%。有研究將20 例ACL 非接觸性損傷兒童患者與20 例正常兒童進行比較，分別測量并計算兩組LPTS 與外側(cè)SMPH 的比值，發(fā)現(xiàn)ACL 損傷組該比值平均為0.46，遠大于對照組的0.26，提示該比值可能是ACL 非接觸性損傷的有效預(yù)測因素[23]。

Musahl 等[18]對新鮮尸體膝關(guān)節(jié)的應(yīng)力研究發(fā)現(xiàn)，相較于外側(cè)半月板，內(nèi)側(cè)半月板對前向應(yīng)力產(chǎn)生的脛骨前移起主要限制作用。研究表明，隨著對內(nèi)側(cè)半月板的逐步切除，在膝關(guān)節(jié)不同的屈曲角度下，脛骨前移程度逐漸增大[24]。另一項尸體實驗發(fā)現(xiàn)，在134 N 脛骨前向移動的應(yīng)力下，ACL非接觸性損傷合并內(nèi)側(cè)半月板后角損傷患者膝關(guān)節(jié)脛骨前移較單純ACL 非接觸性損傷患者平均增加2.6 mm，并提出內(nèi)側(cè)半月板后角是脛骨前移的次要約束結(jié)構(gòu)[25]。而Okazaki 等[26]在ACL 非接觸性損傷合并內(nèi)側(cè)半月板后角損傷患者內(nèi)側(cè)半月板后角修復(fù)手術(shù)前后的MRI 矢狀位圖像上測量ACL長度，發(fā)現(xiàn)修復(fù)損傷半月板后角可有效減小ACL病理性拉伸程度。Unal 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，以內(nèi)側(cè)半月板后角高度為獨立危險因素預(yù)測ACL 非接觸性損傷的敏感性為87.3%，特異性為66.6%，當(dāng)內(nèi)側(cè)半月板后角高度低于6.45 mm 時，ACL 非接觸性損傷風(fēng)險明顯上升。

4.3 內(nèi)外側(cè)半月板對ACL 移植物的影響

Nishida 等[28]對94 例ACL 非接觸性損傷患者進行膝關(guān)節(jié)軸移試驗，發(fā)現(xiàn)ACL 損傷合并外側(cè)半月板損傷患者脛骨加速度明顯大于ACL 損傷合并內(nèi)側(cè)半月板損傷和單純ACL 損傷患者。Tradati 等[29]對ACL 重建術(shù)后患者進行脛骨前移位評估，發(fā)現(xiàn)ACL 重建術(shù)后脛骨前移程度與LMS 大小呈正相關(guān)，并認為當(dāng)LMS≥4°時ACL 重建術(shù)后脛骨前移風(fēng)險增加。研究表明，ACL 非接觸性損傷合并外側(cè)半月板撕裂患者較單純ACL 非接觸性損傷患者更易在膝關(guān)節(jié)軸移試驗中發(fā)生脛骨前移，且過小的LMS 與軸移試驗中脛骨較大的移位程度顯著關(guān)聯(lián)[30]。因此，無論是外側(cè)半月板損傷還是LMS 過大都可能導(dǎo)致ACL 重建術(shù)后脛骨前移，增加移植物負荷而使其損傷。

Samuelsen 等[31]對10 例尸體的膝關(guān)節(jié)進行ACL 重建，并比較內(nèi)側(cè)半月板后角損傷前后移植物應(yīng)力的變化，發(fā)現(xiàn)在內(nèi)側(cè)半月板后角損傷后膝關(guān)節(jié)無論處于伸直位還是30°屈曲位，移植物應(yīng)力都較損傷前增大。Dejour 等[32]在對125 例ACL 重建術(shù)后患者脛骨前移程度進行評估時發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)半月板部分切除患者在承受軸向負荷時脛骨前移程度較大。Miao 等[33]研究認為，修復(fù)損傷的內(nèi)側(cè)半月板對ACL 重建移植物的功能有著統(tǒng)計學(xué)意義上的保護作用。這說明在形態(tài)學(xué)上，完整的內(nèi)側(cè)半月板對ACL 移植物存活有著積極作用。

5 進行ACL 重建時需注意的問題

5.1 及時修復(fù)損傷半月板

盡管完整的內(nèi)外側(cè)半月板對ACL 移植物有著重要的保護作用，但目前對ACL 非接觸性損傷合并半月板撕裂患者是否可同時修復(fù)ACL 和半月板尚有爭議。Paradowski 等[34]的前瞻性研究中對單純ACL 撕裂患者進行ACL 重建術(shù)，對ACL 非接觸性損傷合并半月板撕裂患者進行ACL 重建聯(lián)合部分半月板切除術(shù)，結(jié)果兩組中期臨床結(jié)果相似。Lord 等[35]研究顯示，同期行內(nèi)、外側(cè)半月板修復(fù)術(shù)后2 年因半月板再次損傷行半月板修復(fù)術(shù)的概率分別為14.4%和10%，修復(fù)后內(nèi)、外側(cè)半月板在起到限制脛骨前移作用的同時承受了更大的由于脛骨前移所產(chǎn)生的剪切力，導(dǎo)致其再次受傷的風(fēng)險增大。因此，修復(fù)后的半月板盡管在保護重建后的ACL 方面發(fā)揮了作用，但可能會增加其自身損傷的風(fēng)險。

研究發(fā)現(xiàn)，對ACL 重建患者進行術(shù)后隨訪，半月板完整患者ACL 存活率為94.5%，伴有內(nèi)側(cè)或外側(cè)半月板缺失患者ACL 存活率為69%，伴有內(nèi)外側(cè)半月板損傷患者ACL 重建失敗率是半月板完整患者的4.9 倍[36]。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，對于ACL 非接觸性損傷合并外側(cè)半月板撕裂患者行單純ACL 重建術(shù)，多數(shù)外側(cè)半月板損傷可自行修復(fù)且不產(chǎn)生不良的臨床結(jié)果[37-38]。然而，Katakura 等[39]研究發(fā)現(xiàn)，外側(cè)半月板修復(fù)在較小程度上減少了ACL 重建術(shù)中的旋轉(zhuǎn)松弛。研究顯示，在發(fā)生ACL 與外側(cè)半月板同時損傷時，行ACL 與外側(cè)半月板同期修復(fù)可減少術(shù)后軸移試驗過程中外側(cè)脛骨前移程度[40]。Shekhar等[41]研究發(fā)現(xiàn)，對ACL 非接觸性損傷合并外側(cè)半月板損傷患者行ACL 重建聯(lián)合外側(cè)半月板修復(fù)術(shù)較單純ACL 重建術(shù)可獲得更好的短期臨床效果。

目前關(guān)于ACL 非接觸性損傷合并內(nèi)側(cè)半月板撕裂是否需行內(nèi)側(cè)半月板修復(fù)尚存有爭議。Capin等[42]研究發(fā)現(xiàn)，與行ACL 重建聯(lián)合內(nèi)側(cè)半月板修復(fù)患者相比，行ACL 重建聯(lián)合內(nèi)側(cè)半月板切除患者在行走時出現(xiàn)內(nèi)側(cè)脛股間室接觸力升高和矢狀位膝關(guān)節(jié)偏移，這可能與較高的骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率相關(guān)。一項尸體研究進一步發(fā)現(xiàn)，ACL 重建聯(lián)合內(nèi)側(cè)半月板切除會導(dǎo)致內(nèi)側(cè)和外側(cè)間室平均壓力和峰值壓力增高，而進行內(nèi)側(cè)半月板修復(fù)有助于恢復(fù)膝關(guān)節(jié)正常的生物力學(xué)和運動學(xué)，降低骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率[43]。Cristiani 等[44]研究發(fā)現(xiàn)，在ACL重建時切除損傷的內(nèi)側(cè)半月板會導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)明顯松弛，同期修復(fù)損傷內(nèi)側(cè)半月板則很少出現(xiàn)術(shù)后膝關(guān)節(jié)松弛，而對于損傷的外側(cè)半月板是否進行同期修復(fù)不會對術(shù)后膝關(guān)節(jié)松弛產(chǎn)生影響。

因此，盡管修復(fù)半月板可能引發(fā)再次手術(shù)，但修復(fù)損傷半月板有助于恢復(fù)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，且能降低骨關(guān)節(jié)炎遠期負面影響，總體來說是有益的。

5.2 及時重建損傷ACL

Ralles 等[45]研究表明，ACL 延遲重建可能與股骨滑車、股骨外側(cè)髁、脛骨內(nèi)側(cè)平臺及內(nèi)側(cè)半月板繼發(fā)性損傷相關(guān)。Mok 等[46]對653 例ACL 重建患者臨床資料進行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)ACL 重建患者內(nèi)側(cè)半月板撕裂發(fā)生率與ACL 重建延遲時間呈正相關(guān)，且當(dāng)ACL 延遲重建時間超過12 個月時，內(nèi)側(cè)半月板撕裂發(fā)生率陡然上升，而外側(cè)半月板撕裂發(fā)生率與手術(shù)時間延遲無關(guān)。Cristiani 等[47]的研究進一步說明，當(dāng)ACL 重建延遲12 個月以上會增加關(guān)節(jié)軟骨及內(nèi)側(cè)半月板損傷的風(fēng)險，延遲超過6 個月則可能導(dǎo)致重建前膝關(guān)節(jié)松弛，并建議ACL 重建應(yīng)在損傷后6 個月之內(nèi)完成。一項隨機對照試驗表明，早期ACL 重建的治療策略可以減少急性ACL 非接觸性損傷后內(nèi)側(cè)半月板損傷發(fā)生率[48]。一項薈萃分析明確了早期ACL 重建可以減少ACL 損傷兒童和青少年患者發(fā)生繼發(fā)性內(nèi)側(cè)半月板和關(guān)節(jié)軟骨損傷的可能性[49]。因此，延遲ACL 重建可能導(dǎo)致內(nèi)側(cè)半月板損傷，使得重建移植物失去半月板的保護機制，從而引發(fā)一些并發(fā)癥。

6 結(jié)語

單純的骨性平面并非脛股關(guān)節(jié)真實的接觸面。ACL 上生物學(xué)應(yīng)力的大小不僅取決于PTS，還與半月板相關(guān)。在探究脛股關(guān)節(jié)接觸面與ACL 損傷的關(guān)系時，不僅要考慮PTS 對ACL 損傷的影響，還要分析半月板在其中起到的作用。較大的半月板后角對ACL 起著重要的保護作用。而與此同時，ACL 的損傷如不加以干預(yù)也會導(dǎo)致這種保護機制的逐步喪失。因此，在對上述因素進行充分理解后，在日后的臨床工作中不僅可以通過對其的測量來評估個體ACL 或移植物損傷的風(fēng)險，而且再行ACL 重建時可以通過人為調(diào)整這些參數(shù)來改善患者預(yù)后。