外侧盘状半月板与膝关节骨关节炎
2015-01-21傅德杰郭林杨柳
傅德杰 郭林 杨柳
盘状半月板由 Young[1]在 1889 年最先描述,是一种半月板的异常形态,因其体部肥大,呈圆盘状,故而得名。盘状半月板又被称为盘状软骨,但笔者认为称之为盘状软骨并不准确,因为腕关节中的三角软骨也呈盘状,椎间盘其本质也是位于椎体间的盘状软骨。盘状半月板多发生于外侧半月板,内侧罕见。据报道,外侧盘状半月板的发生率为 0.4%~17%,而内侧盘状半月板的发生率仅为0.06%~0.3%[2]。外侧盘状半月板在黄种人群中发病率较高,日本的发生率约为 16.6%[3],在韩国约为 10.9%[4],但在白种人群中的发生率很低 ( 0.4%~5% )[5]。另外,外侧盘状半月板多双膝同时发生,有研究发现东亚人群中双膝同时发生外侧盘状半月板的几率达 79%[6]。由于盘状半月板体部肥厚且活动性差,在膝关节活动时的剪切应力作用下更容易发生撕裂,进而有可能造成软骨损伤。外侧盘状半月板肥厚的体部对外侧关节间室应力传导可能有影响,近年来已经有研究关注盘状半月板对膝关节生物力学负荷的影响,提示其与膝关节骨关节炎 ( osteo-arthritis,OA ) 有一定相关性。现就外侧盘状半月板研究进展及其与OA 的关系综述如下。
一、外侧盘状半月板的解剖与分型
外侧半月板是位于外侧股骨髁与外侧胫骨平台之间的纤维软骨环,正常的外侧半月板呈“O”形,前后角大小相近,覆盖胫骨平台约 70% 的面积,其中心为股骨与胫骨平台形成的关节软骨面。由于股骨与胫骨平台之间形态并不匹配,半月板填于二者之间,增加了关节面的接触面积,且增强了膝关节的稳定性。而盘状半月板体部肥厚,呈盘状,完全填充在股骨髁与胫骨平台之间,半月板的楔形填充作用消失,使得关节软骨的接触面减小或消失,从而影响了膝关节的力学传导,可能造成关节软骨损伤与退变。外侧盘状半月板体部在膝关节运动过程中会不断遭受股骨与胫骨的剪切应力,有研究表明盘状半月板体部胶原纤维含量较正常半月板明显减少,且其环状纤维存在明显的不连续性和分布不均匀,故更容易发生损伤[7-8]。盘状半月板有多种分型,尚无统一标准。最常用的分型是 Watanabe 分型[9],根据其覆盖胫骨平台面积大小分为I 型 ( 完全盘状半月板 ) 与 II 型 ( 不完全盘状半月板 ),还有比较特殊的 III 型 ( Wrisberg 型 ),其与胫骨平台间无冠状韧带附着,仅靠 Wrisberg 韧带保持稳定,故稳定性很差。国内王淑丽等[10]将半月板分为板型、楔型、肥角型。板型:正常半月板增厚、增大,其上下边平行;楔型:半月板形态正常仅略大于正常半月板;肥角型:半月板前角或后角增大、增厚。
二、外侧盘状半月板的病因
目前盘状半月板的病因尚不明确,有多种假说。1948 年 Smillie[11]提出发育停滞假说,他认为盘状半月板是半月板胚胎发育过程中的一个阶段,在胚胎发育过程中其体部会被逐渐吸收,其吸收过程被中断从而导致了盘状半月板的形成,但人类和动物的解剖中都未发现这个阶段的存在。另外一种是后天形成假说,Kaplan[12]认为半月板后角与胫骨平台附着不稳定,导致膝关节在反复屈伸过程中发生微损伤,引起半月板增生而形成盘状。然而 Kaplan的假说也无法解释,为何许多盘状半月板后角与胫骨平台之间附着是稳定的。还有学者认为与遗传相关,因为有研究发现双胞胎多同时发生盘状半月板,且在家族成员中有遗传特性[13-14]。最近还有研究报道了儿童盘状半月板部分切除术后,残余部分再次生长为盘状,提示盘状半月板可能是在后天多种因素作用下形成的[15-16]。半月板来源于中胚层,目前对调控半月板发育的基因知之甚少。Pazin等[17]的最新研究发现,在关节发育过程中半月板与软骨及交叉韧带之间的基因表达存在明显差异,但尚未确定哪些基因调控胚胎分化为不同的关节内结构,故只有在明确了调控半月板发育的相关基因之后,才能进一步探究盘状半月板发生的原因。
三、外侧盘状半月板诊断
并不是所有的外侧盘状半月板都有临床症状,实际上外侧盘状半月板的发生率,可能比文献报道的要高。盘状半月板常见的症状包括疼痛、关节弹响、关节绞索、股四头肌萎缩等,但并不具备特异性,但对诊断有提示性,最终确诊还要结合影像学检查。外侧盘状半月板在 X 线片上,经常表现为外侧关节间隙变宽、股骨髁平坦及胫骨髁间棘发育不良等,但特异性不高。目前,诊断外侧盘状半月板最常用的影像学检查为 MRI,其中最准确的诊断方法是在冠状位上半月板的最小直径超过外侧胫骨平台的20%,以及在矢状位上前后角直径之和超过半月板最大直径的 75%,这两种方法的敏感性及特异性均超过 95%[18];其它的诊断方法还包括在层厚 5 mm 的矢状位 MRI 影像中,连续 3 层以上出现“领结样”形态,则高度提示盘状半月板。近年来,超声检查也被用于关节疾病的诊断。超声检查诊断半月板撕裂的总体成功率超过 70%,如果使用与膕窝解剖形态更符合的高分辨率探头,其诊断半月板撕裂的敏感性可达 100%,特异性达 95%,但是对检查者的要求比较高,须结合临床查体进行诊断。Achour 等[19]超声检查了 8 例儿童可疑盘状半月板损伤,诊断标准包括缺少正常的三角形状,异常的增宽以及半月板异常增厚,相关的撕裂及退变在超声图像上均有显示,而且最终关节镜手术证实了超声诊断的准确性,说明超声可用于儿童盘状半月板的诊断。超声诊断具有操作方便、快捷、成本低、价格便宜等特点,将来可能成为诊断关节疾病的重要手段。当然,诊断的金标准是关节镜检查,但关节镜检查是有创的,主要作为治疗手段进行,当然,同时还可以验证术前诊断的准确性。
四、外侧盘状半月板的治疗及其效果
对于无症状的外侧盘状半月板是否需要手术治疗,尚存在争议。大部分医师建议随访观察,无需手术,但应告知患者,在出现关节疼痛、弹响、关节绞索等症状时,应尽早就医,以明确是否发生了半月板损伤。随着关节镜的普及,开放半月板手术已基本被淘汰。目前常用的手术方式包括关节镜下外侧盘状半月板修整成形术、部分切除术、全切术,如果半月板损伤位于血供丰富的红区,还可以行半月板缝合术。在外侧盘状半月板损伤并未达关节囊结合部时,应尽可能选择外侧半月板修整成形术,将其修整至大致正常的外侧半月板形态,使其继续发挥作用。大多数医师认为应保留的外侧半月板边缘宽度为 6~8 mm,保留过多有再次发生撕裂的风险[20],或者可以根据内侧半月板的大小调整保留外侧半月板的多少[21]。半月板成形术后,须用探针向外侧胫骨平台中央牵拉半月板组织,以确定其稳定性,若残余部分稳定性差,有条件进行缝合的尽可能缝合,以恢复稳定性,防止再次发生损伤。最后,需屈伸膝关节来验证半月板成形是否到位,若仍存在弹响或弹跳,说明剩余半月板过多须再次修整。对部分就诊较迟的患者,外侧盘状半月板可能呈复杂撕裂或退变性撕裂,难以保留,这时只能行半月板全切术以改善症状。儿童盘状半月板损伤较常见,Andrish[22]报道盘状半月板损伤的患儿 14 岁以下者占多数,治疗原则同上所述,应尽可能行半月板成形术,使其呈正常的半月板形态。Lee 等[23]对36 例外侧盘状半月板手术的儿童进行比较,平均随访时间 4.3 年,结果发现半月板部分切除组与次全切除 / 全切除组的临床效果无明显差异,但前者的放射学表现仍优于后者。Stilli 等[24]对 97 例儿童盘状半月板患者进行了随访( 平均 8.5 年 ),发现低龄组 ( 2~7 岁 ) 多无明显受伤史,半月板以退变为主,手术方式以次全切除为主,而高龄组( 8~14 岁 ) 多数有明显膝关节受伤史,手术中则尽可能保留正常形状的半月板,均获得了良好疗效,其依据是低龄组膝关节在发育过程中会逐渐适应新的关节应力分布,故仍能获得良好效果[25]。
20 世纪早期,半月板一度被认为是退化残余的组织,对于半月板损伤的治疗方式首选半月板全切术[26]。但随着对半月板功能认识的深入以及大量的临床随访研究表明,半月板具有增大关节接触面积、减少接触应力、吸收冲击力、加强关节稳定性等重要的功能,半月板全切会加速膝关节退变及 OA 的发生。Habata 等[27]和 Okazaki等[28]对儿童时行外侧盘状半月板全切术的患者进行了14~16 年的随访,发现其膝关节功能评分优秀,X 线改变不明显,但这些患者正值青壮年,需要更长时间的随访来确定是否会发生早期退变。而大多数研究则表明,外侧盘状半月板全切术后,出现影像学 OA 表现的几率大大增加,部分患者还发生了外侧间室剥脱性骨软骨炎[29-30]。韩国学者对比研究了外侧盘状半月板部分切除术与全切术的长期随访结果,提示术后 5 年行半月板部分切除患者的影像学表现显著优于全切术者,而长期随访结果的好坏与手术切除的半月板体积密切相关[31]。越来越多的医师认识到,应尽可能保留结构正常的半月板组织。同种异体半月板移植在技术上已经成熟,可作为半月板全切术后有效的后期补救手术,能重建膝关节负重系统、膝关节正常力学。最近有研究报道,随访>24 个月的盘状半月板全切除同种异体半月板移植术后,临床疗效满意,但需更长时间的随访结果验证[32]。
五、外侧盘状半月板与 OA
OA 的发生被认为是生物力学负荷过重的结果,膝关节力线不良,肥胖和职业性过度使用都可能会引起膝关节超载,同时还可能造成半月板的损伤[33]。而半月板一旦失去其功能,会造成关节软骨负荷增加,软骨及软骨下骨损伤,还会引起膝关节力线不良,进一步引起膝关节负荷异常,故半月板损伤与 OA 互为因果[34]。由于外侧盘状半月板的形态与结构特殊,其可能无法发挥正常功能,且易发生损伤,进而导致软骨的损伤[34]。Fu 等[35]报道外侧盘状半月板撕裂合并软骨损伤的概率约为 30%;Yoshida 等[36]报道股骨外侧髁剥脱性骨软骨炎大多同时合并外侧盘状半月板;Mitsuoka 等[37]认为外侧盘状半月板会对股骨外侧髁产生异常的接触应力,即使盘状半月板并未撕裂,异常的接触应力也会导致外侧股骨髁剥脱性骨软骨炎。以上研究均表明,外侧盘状半月板可能会导致关节软骨损伤,而关节软骨损伤会加速膝关节退变,引起 OA。外侧盘状半月板体部肥厚,对膝外侧关节间室有过度填充作用,笔者认为其对膝关节力线可能存在影响。最近,Kim 等[38]对84 例外侧盘状半月板撕裂患者 ( A 组 ) 与 74 例正常形态外侧半月板撕裂患者 ( B 组 ) 进行了对比研究,术前所有患者均行下肢全长正位 X 线片,研究发现 A 组膝关节内翻畸形较 B 组更多见,A 组较 B 组更易出现骨关节炎样改变,考虑到软骨损伤,A 组患者中有 46% 出现了 3 度或 4 度软骨损伤 ( Outerbridge 分级 ),B 组患者这一数字仅为 18%,而且内侧间室软骨损伤在 A 组中更严重。这一研究结果提示外侧盘状半月板会导致下肢力线的改变,而且不仅对外侧关节间室有影响,膝关节内翻还会对内侧关节间室产生显著的影响。Sharma 等[39]在一项前瞻研究中发现,内翻力线会使内侧关节间室发生 OA 的几率增大 4 倍。Guettler等[40]的研究发现,即使发生微小的内翻,也会引起关节面接触应力及内侧间室负荷的显著改变。以上研究均揭示了外侧盘状半月板不仅会影响外侧关节间室,还会引起膝关节内翻从而导致内侧关节间室 OA 的发生。那么问题是,即使在无损伤或并未引起症状的情况下,是否应该尽早处理外侧盘状半月板;还是等到出现症状或半月板损伤时再行处理,需要多中心的前瞻性对照研究来回答。
六、总结与展望
外侧盘状半月板在我国发生率较高[41],而我国人口基数很大,故外侧半月板为盘状的人口众多。目前国内对盘状半月板的研究主要集中于影像学诊断、手术技术及短期效果的随访,极少有文献关注外侧盘状半月板对膝关节生物力学的影响以及其与关节软骨损伤的关系,且缺少长期随访结果。关节镜下治疗半月板损伤的技术已经非常成熟,短期疗效好已经成为共识。未来的研究应该重点关注如何避免外侧盘状半月板损伤,对于无症状的盘状半月板患者需告知其风险,并强调长期随访的重要性,对于这部分患者是否需要早期行半月板成形术,尚需要多中心大样本的临床试验来证实。
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