引用本文: 張艷, 李彥林, 劉德健, 王國梁. 內側髕股韌帶重建術中股骨隧道定位點研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(2): 258-264. doi: 10.7507/1002-1892.202006059 復制
內側髕股韌帶(medial patellofemoral ligament,MPFL)損傷被認為是慢性髕骨外側不穩的基本病變。MPFL 重建已成為恢復正常髕骨軌跡、治療復發性髕骨不穩的主要外科手術之一。但有文獻報道重瞼術后出現嚴重并發癥的發生率可高達 26%[1],其中非解剖隧道發生率高達 60%[2],因此股骨解剖隧道定位對于成功重建 MPFL 至關重要[3-6]。利用 MPFL 股骨止點的解剖學界標和術中影像學界標方法,成為 MPFL 重建術中股骨隧道定位的研究熱點。現就 MPFL 重建術中股骨隧道定位方法及最佳定位點的研究進展進行綜述。
1 MPFL 的解剖和生物力學特征
MPFL 是膝關節在前屈 30° 時主要的髕骨內側穩定器[7],為抵抗髕骨向外移位提供了 50%~60% 的內側約束力[8-11]。在 28% 膝關節中,MPFL 對內側靜態約束的貢獻不足 39%[12],而內側髕脛韌帶和內側髕半月板韌帶在側向平移、膝傾斜、膝旋轉 90° 時可增強其約束作用[7]。MPFL 多被描述為一種扇形結構延伸至髕骨端及股骨端[1, 12],也常被描述為三角形[10, 13],在更多文獻回顧中認為它更接近于沙漏狀[14]。MPFL 位于膝關節內側解剖結構的第 2 層,在髕骨端插入后形成 2 個獨立的束,其中下直束與髕骨相連,是主要的靜態軟組織約束;與股四頭肌腱相連為上斜束,是主要的動態軟組織約束,也有文獻將上斜束稱為內側股四頭肌腱韌帶[7, 12, 15]。盡管有些研究者認為這兩束并未完全分開,且 MPFL 自股骨端至股四頭肌腱和髕骨存在 7.1 mm 的長度差異[4],但這種描述為更好地理解 MPFL 解剖形態、生物力學性能,以及雙束比單束重建可以降低 MPFL 重建手術失敗率、更好地實現移植物等距奠定了基礎。而有學者對 MPFL 兩束的生物力學研究發現,其下直束似乎發揮了更重要的作用[13]。
MPFL 在股骨端位于內上髁近端、內收肌結節遠端。Tanaka[4]對 33 例尸體標本測量發現,MPFL 纖維從股骨端到髕骨的長度為(62.6±5.2)mm,從股骨端到股四頭肌腱的長度為(69.7±5.5)mm;在股骨端的止點表面積為(56.5±16.9)mm2,在股骨起點處的寬度約(10.7±1.8)mm,在髕骨附著處的寬度約(30.4±5.5)mm[16]。一項解剖學系統回顧研究表明,正常膝關節 MPFL 的長度為 47~72 mm,男性比女性平均長 4 mm 左右[14]。而多項研究表明[5, 8, 11, 17-18],髕骨附著部位對 MPFL 長度的變化影響很小,重建的 MPFL 長度變化主要取決于股骨附著部位。因此,了解 MPFL 在股骨附著的解剖對于正確的股骨隧道建立及 MPFL 重建手術的成功至關重要。MPFL 在股骨附著部位的寬度為 9~17 mm,相對于其自身長度和內上髁寬度,此變化范圍相對較大[14]。因此,股骨附著部位像是覆蓋了一個區域,而不是一個點,故 MPFL 在股骨附著處被描述為“云狀”更為形象。
由于 MPFL 結構的復雜性,近年來一些學者提出了新的命名——MPFL 復合體[12]。盡管 MPFL 在股骨起源部位的形狀不同,個體間韌帶長度及寬度略有差異,但總的來說,MPFL 被廣泛描述為一種扇形結構,其在股骨附著部位位于內上髁和內收肌結節之間的鞍區。
2 MPFL 的解剖重建與等距重建
MPFL 重建術股骨隧道最佳定位點一直被廣泛關注并存在爭議,目前尚無對解剖止點的明確定義。文獻報道有 80% 股骨隧道錯位患者在 MPFL 修復術后 4 年內發生髕骨再脫位[19-20]。雖然移植物的張力、股骨滑車溝解剖、髕骨高度及動態約束等均會影響重建結果[21],但 MPFL 在股骨隧道的插入點位置是導致移植物長度變化的最重要因素[18],對 MPFL 重建成功與否起到了至關重要的作用[4-6, 17, 19]。本文將 MPFL 重建術中最接近其原生股骨止點所建立的隧道稱為解剖隧道。解剖隧道能實現移植物的等距和功能恢復,而非解剖隧道是重建失敗的唯一危險因素,可能引起內側髕股關節壓力增高、髕骨傾斜增加,導致關節運動喪失、疼痛、重建失敗或復發性脫位[2, 5-6, 11, 14, 22-26]。因此,股骨隧道應最接近自然解剖結構,從而恢復最佳髕骨軌跡。
生物力學研究表明,膝關節屈曲從 0° 到 110°,原生 MPFL 幾乎是等距的[1-2];一項對 11 例無 MPFL 損傷的正常尸體標本研究發現,膝關節屈曲從 0° 到 90°,股骨中心和髕骨點的 MPFL 平均長度變化僅為 1.1 mm[27]。因此,一些學者們將 MPFL 在膝關節屈伸活動中長度變化<2 mm 稱為等長運動[18, 28],另一些學者則認為 MPFL 長度變化不超過 5 mm 為等距[1, 5-6, 29]。而股骨的非解剖性移植物放置會顯著改變移植物的等距。有研究證明,若移植的 MPFL 在股骨隧道置入點距離股骨解剖位點的近端或遠端僅 5 mm,會導致 MPFL 長度變化 12 mm,且引起內側髕股軟骨的壓力顯著增加[2, 6, 30];而有報道認為 MPFL 一旦伸長超過 12~18 mm 就會破裂[14],引發手術失敗。因此,為實現移植物等距,對股骨隧道定位點的選擇至關重要。
目前絕大部分研究以是否改變等距及隧道位置對臨床結果的影響,來定義或區分解剖重建和非解剖重建。以影像學界標為主要定位方法的研究中,Redfern 等[31]和 Jaecker 等[32]認為距 Sch?ttle 點<5 mm 不會改變 MPFL 等距;Servien 等[26]則認為解剖重建的股骨隧道定位點應距 Sch?ttle 點<7 mm,盡管作者稱非解剖重建與術后臨床不良后果并無明確相關性;而 McCarthy 等[21]則將解剖重建股骨隧道定位點放寬至距 Sch?ttle 點 9 mm;甚至有學者發現對于輕度滑車發育不良患者,距 Sch?ttle 點 10 mm 內行 MPFL 重建股骨隧道定位,術后 Kujala 評分和 Lysholm 評分均明顯更高[9]。而以解剖學界標方法定義的學者們則認為,股骨內上髁與內收肌結節之間的淺溝或鞍區以及內收肌結節遠端 10 mm 均可作為 MPFL 重建的等距點,在膝關節屈伸時 MPFL 長度變化最小,可定義為正確的解剖附著位置[5-6, 29]。盡管僅有少數學者認為 MPFL 是非等距結構[11, 33],且有較少報道稱 MPFL 非解剖重建與臨床結果之間并無任何相關性[5, 26],但股骨隧道位置檢測工具的敏感性及精準性、是否存在滑車發育不良等其他解剖學差異、移植物張力、脛骨結節-股骨滑車凹距離等其他影響臨床結果的因素,均可導致與非解剖重建無相關性這一臨床結果;但這些報道多為僅 2~5 年的中、短期隨訪,是否出現骨關節炎等并發癥可能需更長時間觀察明確。同時,有作者認為非解剖重建雖也可能表現出類似解剖重建中 MPFL 在膝關節屈曲 0°~60° 時出現的等距行為[5, 13, 33],但更多文獻報道了非解剖重建與不良預后相關、而解剖重建與優良結果相關[2, 9, 22, 24, 34]。因此,MPFL 解剖重建將為最大限度地恢復移植物在生物動力學中的等距,同時也為重建術后良好的遠期臨床效果奠定基礎。
3 股骨隧道插入點的定位方法
有研究發現 MPFL 解剖重建方法中,股骨隧道插入點位置對等距影響最大[5-6, 11, 18-19],故學者們就股骨隧道插入點定位方法進行了大量研究。常用方法為影像學界標定位法及解剖學界標定位法。
3.1 影像學界標定位法
3.1.1 Sch?ttle 點
Sch?ttle 等[22]將直徑為 2 mm 的鉛球插入 8 例新鮮冷凍尸體標本的 MPFL 中,使用放射透視方法獲得與后髁邊緣重疊的標準側位 X 線片,繪制股骨后皮質的延長線為線 1,分別向其作 2 條垂線,線 2 與股骨后髁輪廓線的拐點相交,線 3 與 Blumensaat 最后角相交。8 例樣本標記的 MPFL 股骨插入點平均位于線 1 前方 1.3 mm、線 2 遠端 2.5 mm、線 3 近端 3 mm 處。所有插入點都在股骨隧道鉆孔直徑為 5 mm 的圓圈內,作者稱之為“Sch?ttle 點”。見圖 1。Chatterton 等[35]報道 MPFL 股骨隧道插入點與 Sch?ttle 點基本一致,但位于線 3 近端 1 mm 處;而 Ziegler 等[19]報道的 MPFL 股骨隧道插入點位于 Blumensaat 線近端 1.2 mm,但距線 1 前方 2.3 mm;Redfern 等[31]報道的 MPFL 股骨隧道插入點與 Sch?ttle 點在近遠端位置一致,但略靠后方,在線 1 前方 0.5 mm;Wijdicks 等[36]報道的 MPFL 股骨隧道插入點則比 Sch?ttle 點更加靠前,位于線 1 前方(8.8±5.3)mm,線 3 近端(2.6±2.1)mm。

3.1.2 Stephen 點
Stephen 等[6]通過對 8 例尸體標本解剖性股骨附著的長度變化模式測量,使用標準放射線照射,根據股骨內側髁大小來定義 MPFL 附著中心:如果股骨內側髁前后徑的幾何直徑為 100%,MPFL 股骨隧道定位點應距前端 60%、距后端 40%,以此為標準,應距遠端 50%。此位置符合 Sch?ttle 點定義法的在線 2 與線 3 之間,但在線 1 后方 1.3 mm 而非前方;此定位點在膝關節從 0° 到 110° 屈曲時最大長度變化僅為 2.1 mm,故為等距點。
3.2 解剖學界標定位法
3.2.1 中點定位法
Stephen 等[6]和 Yoo 等[37]采用中點定位法確定股骨隧道定位點,即在股骨內側髁上作約 2 cm 縱向皮膚切口,切開皮膚及皮下組織,觸摸股骨內側上 2 個最大的突出骨——內收肌結節及內上髁,給予標記后測量兩者之間的中點,即為 MPFL 的股骨隧道插入點。膝關節屈曲 0°~40° 時,此點至髕骨點的 MPFL 長度變化僅約 2 mm,故此定位點被認為是等距的。
3.2.2 三角形區域法
Zhang 等[18]在三維膝關節重建模型中,分別標記內收肌結節下方 10 mm 為 H 點,內收肌結節和內側上髁之間的中點為 I 點,使用半透明三維模型繪制 Blumensaat 線尋找后方的圓頂或穹隆部確認為 G 點,由此 3 點構成的三角形區域作為 MPFL 股骨固定部位。膝關節屈曲 0°~60° 時,這一三角形區域至髕骨的 MPFL 長度變化均在 5 mm 以內,故可認為是等長重建。
3.2.3 股溝或鞍區法
Kernkamp 等[11]用 CT 和雙熒光透視成像技術對 15 名健康志愿者進行研究,在內收肌結節遠側、腓腸肌前方、內上髁逐漸斜坡的后方,或在內收肌結節和內上髁之間,靠近中點處常可觸及一淺溝或者鞍區,有學者研究證實這一溝區與中點位置對應,經測量與 MPFL 等距線最接近,故可作為 MPFL 重建術的股骨隧道定位點[6, 19]。
3.2.4 骨突中心法
Zhang 等[38]對 12 例尸體標本研究發現,縱向依次切開膝內側皮下組織,可觸摸到一明顯骨突即股骨內收肌結節,在其遠-前端觸摸內上髁及遠-后端觸摸腓腸肌結節,3 個骨突的中心常有一長約 1 cm 溝槽,他們認為即使有些患者沒有此凹陷或者觸及不到,股骨隧道定位點仍應定義在此 3 個骨突區域的中心。他們對 53 例復發性髕骨脫位患者進行評估,使用此方法建立的 MPFL 股骨隧道定位點,82% 位于距 Sch?ttle 點 5 mm 內,故證實為等距點。
3.2.5 內收肌結節輔助定位法
Fujino 等[16]將 31 例尸體標本經 CT 掃描獲得的數據導入專用軟件制備膝關節三維圖像,經分析、標記、著色和測量,發現 MPFL 股骨隧道定位點應在內收肌結節遠端約 10.6 mm 處,與股骨長軸平行。有學者認為此點與內上髁和內收肌結節中線靠后一點的位置一致,是 MPFL 插入的最常見部位,且被測試為等距點[2, 5, 10, 24, 29-30, 37]。而另有一些學者將內收肌結節和內上髁結合起來定位,Viste 等[10]經尸體標本研究發現 MPFL 股骨隧道定位點應位于內上髁近端 7.2 mm、后方 7.4 mm,內收肌結節遠端 11 mm、后方 1.3 mm;Tanaka 等[12]研究發現股骨隧道定位點應位于內上髁近端 14 mm,但偏向于內收肌前遠端;Wijdicks 等[36]報道股骨隧道定位點應距內上髁 15.9 mm、內收肌結節 8.9 mm;Ziegler 等[19]則認為股骨隧道定位點應距內上髁 11.4 mm,而距內收肌結節 7.8 mm,此定位點相對內上髁更靠近內收肌結節。
總之,目前對 MPFL 股骨隧道插入點的定位方法還有爭議。然而,李常輝[39]在對 30 例膝關節尸體標本測量中發現,盡管 MPFL 在股骨附著部位存在許多變異,但其在股骨附著處的中點均位于內上髁和內收肌結節之間。這一觀點似乎被更多國人所接受。張勇等[40]在關節鏡輔助下 MPFL 重建術中,分別在內上髁、內收肌結節、兩者之間中點及偏前、偏后 5 mm 處植入克氏針并固定肌腱,觀察發現在膝關節屈伸 0°~110° 時兩者之間中點最為等長,髕骨軌跡良好,結合韌帶張力調整,此定位點更為準確,臨床效果滿意。
3.3 定位法的選擇和比較
Sch?ttle 點因具有切口小、操作簡便且可重復操作的優點,一直被廣泛使用,是 MPFL 重建中確定股骨隧道最常用的參考標準,一些學者將其稱為 MPFL 重建股骨隧道定位的“金標準”。有學者將這種方法與觸診解剖學界標定位法對比,結果顯示使用影像學檢查法,在 Sch?ttle 點中心周圍 7 mm 半徑范圍內可識別所有股骨插入部位,而通過觸診解剖學界標定位法確定的股骨插入部位中只有 52% 在此半徑內[25]。雷鳴鳴等[41]在對 52 例患者行 MPFL 重建術中分別采用影像學界標定位法和觸診解剖學界標定位法進行股骨隧道定位,臨床結果顯示,解剖學定位組中 42% 為等距隧道,而影像學定位組中所有患者均為等距隧道。并且一些學者認為內上髁呈扁平狀,內收肌結節不易識別,手術中由于組織磨損、瘢痕形成和原生 MPFL 反復損傷等均會影響對解剖標志的識別[26]。普通解剖學界標定位法無法精確觸及內上髁和內收肌結節,故無法精準定位,且手術切口較大,因此許多作者認為使用影像學界標定位法更有助于提高隧道位置的準確性[9, 26, 30-32, 42]。
然而,一些學者在使用影像學界標定位法過程中逐漸發現了一些缺點:① 該方法常需術中使用 C 臂 X 線機透視輔助定位,臨床實際操作困難,旋轉角度敏感性高,可能增加手術時間及術后感染概率。② 放射照相要求采用標準側位 X 線片,即股骨內外髁的遠端和后端均對齊,Balcarek 等[1]研究顯示,與標準側位 X 線片有 5° 旋轉差異時,MPFL 股骨插入點平均可有 5 mm 錯位。Ziegler 等[19]評估顯示,當與標準側位 X 線片有 2.5° 旋轉差異時,MPFL 股骨插入點錯位超過 5 mm;該作者證明即使使用標準側位 X 線片建立的 MPFL 股骨插入點,距解剖股骨隧道插入點也有 4.1 mm,而來自旋轉角度差異的非標準側位 X 線片則使股骨隧道定位偏差更大。③ 股骨皮質存在彎曲輪廓,選擇后皮質的任何一點作延長線都可能導致幾毫米偏差[31],尤其在滑車發育不良患者,當實現股骨髁完全重疊時,股骨背側皮質通常表現為更寬的區域而不是一條細線,很難決定在哪里作一條與后皮質相切的線 1 更精確,從而導致定位偏差。④ 為避免 Sch?ttle 法定位中因無法精確定位線 1 位置而導致股骨隧道定位點的偏差,Stephen 等[6]認為使用股骨內側髁 40%-50%-60% 幾何尺寸法定位更佳。但有研究證實,使用兩種方法建立的股骨隧道占解剖隧道面積的比例均較低,兩種方法均是對無慢性外側髕骨不穩定的正常膝關節的放射學分析,故兩種放射學方法均不能精準定位[3]。而 Sanchis-Alfonso 等[24]對 87 例髕骨外側不穩患者行影像學界標定位法和觸診解剖學界標定位法的對比研究也發現,使用 Sch?ttle 等描述的影像學界標定位法建立的 MPFL 股骨隧道與內收肌結節界標定位法建立的解剖隧道面積進行重疊,前者僅 38% 患者實現了重疊區域面積>50%。因此,影像學界標定位法不夠準確可能與其在正常膝關節尸體標本上進行放射學研究有關。而伴有重度滑車發育不良患者可能由于股骨外側髁發育不全或伴有股骨前傾,股骨遠端需向外旋轉以實現真正重疊,旋轉偏差使放射學照相僅提供近似值,因此,對 C 型及 D 型等重度滑車發育不良患者,建議結合解剖學界標定位法更為精確[2]。
然而,Blatter 等[43]研究發現,10 例正常人在生理負荷條件下膝關節屈曲至 30°~90° 時測量的 MPFL 長度變化最小;但此時內收肌結節和內上髁卻分布不均勻,意味著內收肌結節解剖學變異很大[12, 14, 29]。因此,最佳股骨插入點定位應隨著患者解剖因素的不同而變化[38, 43]。近年來,利用 3D 軟件結合 CT 重建圖像可以輕松檢測股骨遠端內側的骨表面解剖結構,并清楚識別內收肌結節。許多 3D 設計軟件可將三維結構圖轉換成二維 X 線透視圖,更便于其定位及與放射學方法進行驗證和比對。然而,使用 CT 重建也有其自身缺點:① 電離輻射較多,可能存在誘發骨癌風險;② 輔助定位股骨隧道可變性較多;③ 此方法創建的三維骨模型結構未考慮關節囊及滑膜厚度等其他軟組織對結果的影響;④ 需術前采集患者的 CT 等數據,以及對軟件的使用等進行專業技術支持和培訓。
3.4 3D 打印技術輔助定位
近年來體內 3D 技術已成為一種新的流行趨勢,3D 打印技術在醫學領域,尤其在脊柱、關節外科等疾病的臨床輔助治療中優勢顯著。利用患者的影像學資料,使用計算機軟件進行設計,結合 3D 打印機打印出個性化導航模板,目前已在全膝關節置換定位截骨、關節矯形截骨、前交叉韌帶重建隧道定位等方面得到廣泛關注及應用[44-45]。van Duren 等[46]報道了在 MPFL 重建術中使用 3D 打印技術制造的鉆孔導向器定位隧道位置,比傳統方式提高了精度、降低了可變性、縮短了手術時間。此外,3D 打印模具不僅可輔助手術導航定位,還可評估和提高對髕股發育不良的診斷和分型[47],根據滑車發育不良程度和分類選擇不同的股骨定位方法,指導是否行滑車成型術等更廣泛的手術治療方案。
4 小結與展望
MPFL 屬于膝關節外層韌帶結構,其解剖結構復雜,故 MPFL 重建術中股骨隧道最佳定位點一直存在爭議,定位方法各有優缺點,尚無統一標準。既往對于移植物的研究都是在固定角度的靜態骨骼模型中進行,無法代表正常生理情況下發生的動態模式;3D 技術能夠分析關節的體內運動并準確無創地測量韌帶長度,但實際測量都是基于二維圖像,且韌帶不是嚴格線性結構,而是曲線形。隨著人們對 MPFL 解剖結構及生物力學特點的進一步認識和深入了解,對 MPFL 重建解剖隧道的長期臨床結果隨訪和研究,相信將來會有更好、更簡便的定位方法,為臨床醫生提供更多指導和應用,使臨床效果更加滿意。今后術前基于 MRI 掃描進行設計和術中導航可能更有利于結合患者的解剖變異行個性化股骨定位。
作者貢獻:張艷負責綜述構思、文獻查閱及文章撰寫;李彥林、劉德健、王國梁負責審校并修改論文。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點。
內側髕股韌帶(medial patellofemoral ligament,MPFL)損傷被認為是慢性髕骨外側不穩的基本病變。MPFL 重建已成為恢復正常髕骨軌跡、治療復發性髕骨不穩的主要外科手術之一。但有文獻報道重瞼術后出現嚴重并發癥的發生率可高達 26%[1],其中非解剖隧道發生率高達 60%[2],因此股骨解剖隧道定位對于成功重建 MPFL 至關重要[3-6]。利用 MPFL 股骨止點的解剖學界標和術中影像學界標方法,成為 MPFL 重建術中股骨隧道定位的研究熱點。現就 MPFL 重建術中股骨隧道定位方法及最佳定位點的研究進展進行綜述。
1 MPFL 的解剖和生物力學特征
MPFL 是膝關節在前屈 30° 時主要的髕骨內側穩定器[7],為抵抗髕骨向外移位提供了 50%~60% 的內側約束力[8-11]。在 28% 膝關節中,MPFL 對內側靜態約束的貢獻不足 39%[12],而內側髕脛韌帶和內側髕半月板韌帶在側向平移、膝傾斜、膝旋轉 90° 時可增強其約束作用[7]。MPFL 多被描述為一種扇形結構延伸至髕骨端及股骨端[1, 12],也常被描述為三角形[10, 13],在更多文獻回顧中認為它更接近于沙漏狀[14]。MPFL 位于膝關節內側解剖結構的第 2 層,在髕骨端插入后形成 2 個獨立的束,其中下直束與髕骨相連,是主要的靜態軟組織約束;與股四頭肌腱相連為上斜束,是主要的動態軟組織約束,也有文獻將上斜束稱為內側股四頭肌腱韌帶[7, 12, 15]。盡管有些研究者認為這兩束并未完全分開,且 MPFL 自股骨端至股四頭肌腱和髕骨存在 7.1 mm 的長度差異[4],但這種描述為更好地理解 MPFL 解剖形態、生物力學性能,以及雙束比單束重建可以降低 MPFL 重建手術失敗率、更好地實現移植物等距奠定了基礎。而有學者對 MPFL 兩束的生物力學研究發現,其下直束似乎發揮了更重要的作用[13]。
MPFL 在股骨端位于內上髁近端、內收肌結節遠端。Tanaka[4]對 33 例尸體標本測量發現,MPFL 纖維從股骨端到髕骨的長度為(62.6±5.2)mm,從股骨端到股四頭肌腱的長度為(69.7±5.5)mm;在股骨端的止點表面積為(56.5±16.9)mm2,在股骨起點處的寬度約(10.7±1.8)mm,在髕骨附著處的寬度約(30.4±5.5)mm[16]。一項解剖學系統回顧研究表明,正常膝關節 MPFL 的長度為 47~72 mm,男性比女性平均長 4 mm 左右[14]。而多項研究表明[5, 8, 11, 17-18],髕骨附著部位對 MPFL 長度的變化影響很小,重建的 MPFL 長度變化主要取決于股骨附著部位。因此,了解 MPFL 在股骨附著的解剖對于正確的股骨隧道建立及 MPFL 重建手術的成功至關重要。MPFL 在股骨附著部位的寬度為 9~17 mm,相對于其自身長度和內上髁寬度,此變化范圍相對較大[14]。因此,股骨附著部位像是覆蓋了一個區域,而不是一個點,故 MPFL 在股骨附著處被描述為“云狀”更為形象。
由于 MPFL 結構的復雜性,近年來一些學者提出了新的命名——MPFL 復合體[12]。盡管 MPFL 在股骨起源部位的形狀不同,個體間韌帶長度及寬度略有差異,但總的來說,MPFL 被廣泛描述為一種扇形結構,其在股骨附著部位位于內上髁和內收肌結節之間的鞍區。
2 MPFL 的解剖重建與等距重建
MPFL 重建術股骨隧道最佳定位點一直被廣泛關注并存在爭議,目前尚無對解剖止點的明確定義。文獻報道有 80% 股骨隧道錯位患者在 MPFL 修復術后 4 年內發生髕骨再脫位[19-20]。雖然移植物的張力、股骨滑車溝解剖、髕骨高度及動態約束等均會影響重建結果[21],但 MPFL 在股骨隧道的插入點位置是導致移植物長度變化的最重要因素[18],對 MPFL 重建成功與否起到了至關重要的作用[4-6, 17, 19]。本文將 MPFL 重建術中最接近其原生股骨止點所建立的隧道稱為解剖隧道。解剖隧道能實現移植物的等距和功能恢復,而非解剖隧道是重建失敗的唯一危險因素,可能引起內側髕股關節壓力增高、髕骨傾斜增加,導致關節運動喪失、疼痛、重建失敗或復發性脫位[2, 5-6, 11, 14, 22-26]。因此,股骨隧道應最接近自然解剖結構,從而恢復最佳髕骨軌跡。
生物力學研究表明,膝關節屈曲從 0° 到 110°,原生 MPFL 幾乎是等距的[1-2];一項對 11 例無 MPFL 損傷的正常尸體標本研究發現,膝關節屈曲從 0° 到 90°,股骨中心和髕骨點的 MPFL 平均長度變化僅為 1.1 mm[27]。因此,一些學者們將 MPFL 在膝關節屈伸活動中長度變化<2 mm 稱為等長運動[18, 28],另一些學者則認為 MPFL 長度變化不超過 5 mm 為等距[1, 5-6, 29]。而股骨的非解剖性移植物放置會顯著改變移植物的等距。有研究證明,若移植的 MPFL 在股骨隧道置入點距離股骨解剖位點的近端或遠端僅 5 mm,會導致 MPFL 長度變化 12 mm,且引起內側髕股軟骨的壓力顯著增加[2, 6, 30];而有報道認為 MPFL 一旦伸長超過 12~18 mm 就會破裂[14],引發手術失敗。因此,為實現移植物等距,對股骨隧道定位點的選擇至關重要。
目前絕大部分研究以是否改變等距及隧道位置對臨床結果的影響,來定義或區分解剖重建和非解剖重建。以影像學界標為主要定位方法的研究中,Redfern 等[31]和 Jaecker 等[32]認為距 Sch?ttle 點<5 mm 不會改變 MPFL 等距;Servien 等[26]則認為解剖重建的股骨隧道定位點應距 Sch?ttle 點<7 mm,盡管作者稱非解剖重建與術后臨床不良后果并無明確相關性;而 McCarthy 等[21]則將解剖重建股骨隧道定位點放寬至距 Sch?ttle 點 9 mm;甚至有學者發現對于輕度滑車發育不良患者,距 Sch?ttle 點 10 mm 內行 MPFL 重建股骨隧道定位,術后 Kujala 評分和 Lysholm 評分均明顯更高[9]。而以解剖學界標方法定義的學者們則認為,股骨內上髁與內收肌結節之間的淺溝或鞍區以及內收肌結節遠端 10 mm 均可作為 MPFL 重建的等距點,在膝關節屈伸時 MPFL 長度變化最小,可定義為正確的解剖附著位置[5-6, 29]。盡管僅有少數學者認為 MPFL 是非等距結構[11, 33],且有較少報道稱 MPFL 非解剖重建與臨床結果之間并無任何相關性[5, 26],但股骨隧道位置檢測工具的敏感性及精準性、是否存在滑車發育不良等其他解剖學差異、移植物張力、脛骨結節-股骨滑車凹距離等其他影響臨床結果的因素,均可導致與非解剖重建無相關性這一臨床結果;但這些報道多為僅 2~5 年的中、短期隨訪,是否出現骨關節炎等并發癥可能需更長時間觀察明確。同時,有作者認為非解剖重建雖也可能表現出類似解剖重建中 MPFL 在膝關節屈曲 0°~60° 時出現的等距行為[5, 13, 33],但更多文獻報道了非解剖重建與不良預后相關、而解剖重建與優良結果相關[2, 9, 22, 24, 34]。因此,MPFL 解剖重建將為最大限度地恢復移植物在生物動力學中的等距,同時也為重建術后良好的遠期臨床效果奠定基礎。
3 股骨隧道插入點的定位方法
有研究發現 MPFL 解剖重建方法中,股骨隧道插入點位置對等距影響最大[5-6, 11, 18-19],故學者們就股骨隧道插入點定位方法進行了大量研究。常用方法為影像學界標定位法及解剖學界標定位法。
3.1 影像學界標定位法
3.1.1 Sch?ttle 點
Sch?ttle 等[22]將直徑為 2 mm 的鉛球插入 8 例新鮮冷凍尸體標本的 MPFL 中,使用放射透視方法獲得與后髁邊緣重疊的標準側位 X 線片,繪制股骨后皮質的延長線為線 1,分別向其作 2 條垂線,線 2 與股骨后髁輪廓線的拐點相交,線 3 與 Blumensaat 最后角相交。8 例樣本標記的 MPFL 股骨插入點平均位于線 1 前方 1.3 mm、線 2 遠端 2.5 mm、線 3 近端 3 mm 處。所有插入點都在股骨隧道鉆孔直徑為 5 mm 的圓圈內,作者稱之為“Sch?ttle 點”。見圖 1。Chatterton 等[35]報道 MPFL 股骨隧道插入點與 Sch?ttle 點基本一致,但位于線 3 近端 1 mm 處;而 Ziegler 等[19]報道的 MPFL 股骨隧道插入點位于 Blumensaat 線近端 1.2 mm,但距線 1 前方 2.3 mm;Redfern 等[31]報道的 MPFL 股骨隧道插入點與 Sch?ttle 點在近遠端位置一致,但略靠后方,在線 1 前方 0.5 mm;Wijdicks 等[36]報道的 MPFL 股骨隧道插入點則比 Sch?ttle 點更加靠前,位于線 1 前方(8.8±5.3)mm,線 3 近端(2.6±2.1)mm。

3.1.2 Stephen 點
Stephen 等[6]通過對 8 例尸體標本解剖性股骨附著的長度變化模式測量,使用標準放射線照射,根據股骨內側髁大小來定義 MPFL 附著中心:如果股骨內側髁前后徑的幾何直徑為 100%,MPFL 股骨隧道定位點應距前端 60%、距后端 40%,以此為標準,應距遠端 50%。此位置符合 Sch?ttle 點定義法的在線 2 與線 3 之間,但在線 1 后方 1.3 mm 而非前方;此定位點在膝關節從 0° 到 110° 屈曲時最大長度變化僅為 2.1 mm,故為等距點。
3.2 解剖學界標定位法
3.2.1 中點定位法
Stephen 等[6]和 Yoo 等[37]采用中點定位法確定股骨隧道定位點,即在股骨內側髁上作約 2 cm 縱向皮膚切口,切開皮膚及皮下組織,觸摸股骨內側上 2 個最大的突出骨——內收肌結節及內上髁,給予標記后測量兩者之間的中點,即為 MPFL 的股骨隧道插入點。膝關節屈曲 0°~40° 時,此點至髕骨點的 MPFL 長度變化僅約 2 mm,故此定位點被認為是等距的。
3.2.2 三角形區域法
Zhang 等[18]在三維膝關節重建模型中,分別標記內收肌結節下方 10 mm 為 H 點,內收肌結節和內側上髁之間的中點為 I 點,使用半透明三維模型繪制 Blumensaat 線尋找后方的圓頂或穹隆部確認為 G 點,由此 3 點構成的三角形區域作為 MPFL 股骨固定部位。膝關節屈曲 0°~60° 時,這一三角形區域至髕骨的 MPFL 長度變化均在 5 mm 以內,故可認為是等長重建。
3.2.3 股溝或鞍區法
Kernkamp 等[11]用 CT 和雙熒光透視成像技術對 15 名健康志愿者進行研究,在內收肌結節遠側、腓腸肌前方、內上髁逐漸斜坡的后方,或在內收肌結節和內上髁之間,靠近中點處常可觸及一淺溝或者鞍區,有學者研究證實這一溝區與中點位置對應,經測量與 MPFL 等距線最接近,故可作為 MPFL 重建術的股骨隧道定位點[6, 19]。
3.2.4 骨突中心法
Zhang 等[38]對 12 例尸體標本研究發現,縱向依次切開膝內側皮下組織,可觸摸到一明顯骨突即股骨內收肌結節,在其遠-前端觸摸內上髁及遠-后端觸摸腓腸肌結節,3 個骨突的中心常有一長約 1 cm 溝槽,他們認為即使有些患者沒有此凹陷或者觸及不到,股骨隧道定位點仍應定義在此 3 個骨突區域的中心。他們對 53 例復發性髕骨脫位患者進行評估,使用此方法建立的 MPFL 股骨隧道定位點,82% 位于距 Sch?ttle 點 5 mm 內,故證實為等距點。
3.2.5 內收肌結節輔助定位法
Fujino 等[16]將 31 例尸體標本經 CT 掃描獲得的數據導入專用軟件制備膝關節三維圖像,經分析、標記、著色和測量,發現 MPFL 股骨隧道定位點應在內收肌結節遠端約 10.6 mm 處,與股骨長軸平行。有學者認為此點與內上髁和內收肌結節中線靠后一點的位置一致,是 MPFL 插入的最常見部位,且被測試為等距點[2, 5, 10, 24, 29-30, 37]。而另有一些學者將內收肌結節和內上髁結合起來定位,Viste 等[10]經尸體標本研究發現 MPFL 股骨隧道定位點應位于內上髁近端 7.2 mm、后方 7.4 mm,內收肌結節遠端 11 mm、后方 1.3 mm;Tanaka 等[12]研究發現股骨隧道定位點應位于內上髁近端 14 mm,但偏向于內收肌前遠端;Wijdicks 等[36]報道股骨隧道定位點應距內上髁 15.9 mm、內收肌結節 8.9 mm;Ziegler 等[19]則認為股骨隧道定位點應距內上髁 11.4 mm,而距內收肌結節 7.8 mm,此定位點相對內上髁更靠近內收肌結節。
總之,目前對 MPFL 股骨隧道插入點的定位方法還有爭議。然而,李常輝[39]在對 30 例膝關節尸體標本測量中發現,盡管 MPFL 在股骨附著部位存在許多變異,但其在股骨附著處的中點均位于內上髁和內收肌結節之間。這一觀點似乎被更多國人所接受。張勇等[40]在關節鏡輔助下 MPFL 重建術中,分別在內上髁、內收肌結節、兩者之間中點及偏前、偏后 5 mm 處植入克氏針并固定肌腱,觀察發現在膝關節屈伸 0°~110° 時兩者之間中點最為等長,髕骨軌跡良好,結合韌帶張力調整,此定位點更為準確,臨床效果滿意。
3.3 定位法的選擇和比較
Sch?ttle 點因具有切口小、操作簡便且可重復操作的優點,一直被廣泛使用,是 MPFL 重建中確定股骨隧道最常用的參考標準,一些學者將其稱為 MPFL 重建股骨隧道定位的“金標準”。有學者將這種方法與觸診解剖學界標定位法對比,結果顯示使用影像學檢查法,在 Sch?ttle 點中心周圍 7 mm 半徑范圍內可識別所有股骨插入部位,而通過觸診解剖學界標定位法確定的股骨插入部位中只有 52% 在此半徑內[25]。雷鳴鳴等[41]在對 52 例患者行 MPFL 重建術中分別采用影像學界標定位法和觸診解剖學界標定位法進行股骨隧道定位,臨床結果顯示,解剖學定位組中 42% 為等距隧道,而影像學定位組中所有患者均為等距隧道。并且一些學者認為內上髁呈扁平狀,內收肌結節不易識別,手術中由于組織磨損、瘢痕形成和原生 MPFL 反復損傷等均會影響對解剖標志的識別[26]。普通解剖學界標定位法無法精確觸及內上髁和內收肌結節,故無法精準定位,且手術切口較大,因此許多作者認為使用影像學界標定位法更有助于提高隧道位置的準確性[9, 26, 30-32, 42]。
然而,一些學者在使用影像學界標定位法過程中逐漸發現了一些缺點:① 該方法常需術中使用 C 臂 X 線機透視輔助定位,臨床實際操作困難,旋轉角度敏感性高,可能增加手術時間及術后感染概率。② 放射照相要求采用標準側位 X 線片,即股骨內外髁的遠端和后端均對齊,Balcarek 等[1]研究顯示,與標準側位 X 線片有 5° 旋轉差異時,MPFL 股骨插入點平均可有 5 mm 錯位。Ziegler 等[19]評估顯示,當與標準側位 X 線片有 2.5° 旋轉差異時,MPFL 股骨插入點錯位超過 5 mm;該作者證明即使使用標準側位 X 線片建立的 MPFL 股骨插入點,距解剖股骨隧道插入點也有 4.1 mm,而來自旋轉角度差異的非標準側位 X 線片則使股骨隧道定位偏差更大。③ 股骨皮質存在彎曲輪廓,選擇后皮質的任何一點作延長線都可能導致幾毫米偏差[31],尤其在滑車發育不良患者,當實現股骨髁完全重疊時,股骨背側皮質通常表現為更寬的區域而不是一條細線,很難決定在哪里作一條與后皮質相切的線 1 更精確,從而導致定位偏差。④ 為避免 Sch?ttle 法定位中因無法精確定位線 1 位置而導致股骨隧道定位點的偏差,Stephen 等[6]認為使用股骨內側髁 40%-50%-60% 幾何尺寸法定位更佳。但有研究證實,使用兩種方法建立的股骨隧道占解剖隧道面積的比例均較低,兩種方法均是對無慢性外側髕骨不穩定的正常膝關節的放射學分析,故兩種放射學方法均不能精準定位[3]。而 Sanchis-Alfonso 等[24]對 87 例髕骨外側不穩患者行影像學界標定位法和觸診解剖學界標定位法的對比研究也發現,使用 Sch?ttle 等描述的影像學界標定位法建立的 MPFL 股骨隧道與內收肌結節界標定位法建立的解剖隧道面積進行重疊,前者僅 38% 患者實現了重疊區域面積>50%。因此,影像學界標定位法不夠準確可能與其在正常膝關節尸體標本上進行放射學研究有關。而伴有重度滑車發育不良患者可能由于股骨外側髁發育不全或伴有股骨前傾,股骨遠端需向外旋轉以實現真正重疊,旋轉偏差使放射學照相僅提供近似值,因此,對 C 型及 D 型等重度滑車發育不良患者,建議結合解剖學界標定位法更為精確[2]。
然而,Blatter 等[43]研究發現,10 例正常人在生理負荷條件下膝關節屈曲至 30°~90° 時測量的 MPFL 長度變化最小;但此時內收肌結節和內上髁卻分布不均勻,意味著內收肌結節解剖學變異很大[12, 14, 29]。因此,最佳股骨插入點定位應隨著患者解剖因素的不同而變化[38, 43]。近年來,利用 3D 軟件結合 CT 重建圖像可以輕松檢測股骨遠端內側的骨表面解剖結構,并清楚識別內收肌結節。許多 3D 設計軟件可將三維結構圖轉換成二維 X 線透視圖,更便于其定位及與放射學方法進行驗證和比對。然而,使用 CT 重建也有其自身缺點:① 電離輻射較多,可能存在誘發骨癌風險;② 輔助定位股骨隧道可變性較多;③ 此方法創建的三維骨模型結構未考慮關節囊及滑膜厚度等其他軟組織對結果的影響;④ 需術前采集患者的 CT 等數據,以及對軟件的使用等進行專業技術支持和培訓。
3.4 3D 打印技術輔助定位
近年來體內 3D 技術已成為一種新的流行趨勢,3D 打印技術在醫學領域,尤其在脊柱、關節外科等疾病的臨床輔助治療中優勢顯著。利用患者的影像學資料,使用計算機軟件進行設計,結合 3D 打印機打印出個性化導航模板,目前已在全膝關節置換定位截骨、關節矯形截骨、前交叉韌帶重建隧道定位等方面得到廣泛關注及應用[44-45]。van Duren 等[46]報道了在 MPFL 重建術中使用 3D 打印技術制造的鉆孔導向器定位隧道位置,比傳統方式提高了精度、降低了可變性、縮短了手術時間。此外,3D 打印模具不僅可輔助手術導航定位,還可評估和提高對髕股發育不良的診斷和分型[47],根據滑車發育不良程度和分類選擇不同的股骨定位方法,指導是否行滑車成型術等更廣泛的手術治療方案。
4 小結與展望
MPFL 屬于膝關節外層韌帶結構,其解剖結構復雜,故 MPFL 重建術中股骨隧道最佳定位點一直存在爭議,定位方法各有優缺點,尚無統一標準。既往對于移植物的研究都是在固定角度的靜態骨骼模型中進行,無法代表正常生理情況下發生的動態模式;3D 技術能夠分析關節的體內運動并準確無創地測量韌帶長度,但實際測量都是基于二維圖像,且韌帶不是嚴格線性結構,而是曲線形。隨著人們對 MPFL 解剖結構及生物力學特點的進一步認識和深入了解,對 MPFL 重建解剖隧道的長期臨床結果隨訪和研究,相信將來會有更好、更簡便的定位方法,為臨床醫生提供更多指導和應用,使臨床效果更加滿意。今后術前基于 MRI 掃描進行設計和術中導航可能更有利于結合患者的解剖變異行個性化股骨定位。
作者貢獻:張艷負責綜述構思、文獻查閱及文章撰寫;李彥林、劉德健、王國梁負責審校并修改論文。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點。