胫骨近端形态与前交叉韧带损伤的研究现状

李扬 吴家文 陈宏 林志斌 林涌生

1广东医科大学，湛江524000；2揭阳市人民医院骨外一科，广东522000

随着经济的发展与生活水准的提高，国务院颁发了《全民健身计划纲要》，以期提升全民身体素质；伴随着全民健身活动的蓬勃开展，人们的生活观念发生巨大变化，运动需求日益增加；随之而来的是运动损伤发生率升高，前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤是最常见的运动损伤之一［1］。一旦出现ACL损伤，患者膝关节稳定性降低，关节面的摩擦应力显著增加，加速膝关节的磨损，引起继发性半月板撕裂以及关节软骨损伤，最终导致膝关节骨性关节炎［2-3］，降低患者生活质量和健康水平。ACL损伤是多因素共同作用的结果，而胫骨近端解剖形态异常是ACL损伤机制的其中一个重要原因［4］。目前针对股骨远端解剖尤其是髁间窝解剖的研究较多，而对于胫骨近端的解剖与ACL损伤相关性的研究尚不多见，且对于具体的研究参数及其临床意义，尚有争议［5-7］。笔者通过参阅国内外相关文献对胫骨近端的解剖学形态与其临床意义作一综述，以期为进一步研究胫骨近端解剖学形态与ACL损伤的相关性提供理论基础。

1 胫骨近端解剖形态

胫骨近端膨大，主要由松质骨构成，在中间被隆起的内外侧髁间嵴分隔开，形成内外侧两个较为平坦的面，称为胫骨平台，平台面稍向后倾斜，内侧平台面较大，边缘经冠状韧带与内侧半月板的边缘相连，与股骨内髁形成关节；外侧平台面较小，后缘圆钝，与股骨外髁相关节。髁间嵴表面没有韧带附着，靠前部分为前交叉韧带与内外侧半月板前角的附着处，髁间嵴前方的骨性小隆起，为胫骨前嵴，是前交叉韧带胫骨止点前缘的解剖标志［8-9］，按Pećina M等［10］的研究，髁间前嵴存在多个形态，按其在X线侧位片上弧形的大小不同可分为3型：锥型、圆弧型及平台型。崔国庆等［11］按其在MRI矢状面上的弧度变化，将其分为4型：1型，明显隆起；2型，上坡稍隆起且下坡明显，或者上坡明显且下坡不明显；3型，上坡和下坡均不明显但可辨认；4型，基本平坦不易辨认。髁间棘后方为后交叉韧带与内外侧半月板后角的附着处，其中后交叉韧带下止点为整个胫骨平台面最低点。胫骨近端前方的隆起是胫骨结节，为髌腱的止点；胫骨结节靠外侧的骨性隆起为Gerdy结节，为髂胫束的止点；胫骨结节内侧，为缝匠肌、股薄肌、半腱肌腱的联合止点；胫骨平台的后侧及后内侧缘，为半膜肌的止点。

2 胫骨近端解剖参数与测量方案

胫骨近端可供测量的解剖参数较多，但是，在不同的文献报道中，测量的方法多样，同样的参数应用不同方法测量的结果同样存在差异。

目前主要的测量手段如下。⑴直接测量：直接在尸体标本或手术时在人体上直接测量；⑵X线测量：在包含胫骨近端的正侧位X线上测量；⑶CT测量：多结合CT三维重建进行测量；⑷MRI测量：X线与CT测量均只能观察骨性结构，MRI可以同时观察骨性结构与软组织，可更为准确地对胫骨近端解剖形态进行测量与评估。

关于胫骨平台的前后径和左右径，Kwak DS等［12］在CT上测得的前后径数值为（45.7±3.8）mm，内侧平台前后径为（45.9±4.2）mm，外侧平台前后径为（42.2±3.7）mm，左右径（71.9±5.6）mm，测量时将尸体标本下肢摆成中立位，从髋关节至踝关节行薄层CT扫描，并对图像进行三维重建，对获取的胫骨数字图像，按膝关节表面置换手术中胫骨截骨的方法，定出与胫骨机械轴垂直，位于外侧胫骨平台下方6 mm，存在7°后倾的平面，以此平面行胫骨截骨，在截骨后所得的胫骨近端平面进行测量。Herzog RJ等［13］通过进行直接在尸体标本测量，并与X线片和MRI测量进行统计学比较，发现X线片测量结果与直接尸体标本测量结果差异有统计学意义，X线测量的数值均偏大，而MRI测量与直接测量之间差异无统计学意义，直接测量与MRI上测得的胫骨近端前后径分别为（49.2±1.4）mm和（50.5±2.1）mm。崔国 庆 等［11］在MRI上 测 得 的 前 后径 为（50.84±4.11）mm，Uehara K等［14］以CT扫描所得的数值与手术时直接在胫骨近端上测量的数值比较，在三维CT上，以垂直于胫骨机械轴的平面上，后倾3°，于胫骨外侧平台下方6～8 mm做切面，以平行于股骨通髁线的最宽处作为胫骨近端左右径进行测量，以左右径的中点做垂线与胫骨的前后交点连线长度为胫骨近端前后径进行测量。手术中测量则是以胫骨平台的截骨骨块来测量胫骨近端的前后径与左右径。对比两种测量方法得到的数值发现，CT扫描的平均胫骨近端前后径长度明显小于术中测量值［（48.3±5.4）mm比（50.3±3.6）mm］，而CT扫描的平均胫骨近端左右径长度则显著大于术中测量值［（74.3±6.6）mm比（71.4±5.0）mm］，差异均有统计学意义。Yue B等［15］在进行比较时，对中国人病例进行CT检查，白人病例进行MRI检查，以矢状面上与胫骨后皮质平行确定解剖轴方向，以内外侧平台最大拟合椭圆圆心连线确定冠状面方向，其测量的结果为中国女性内侧平台前后径（41.5±3.0）mm，外侧平台前后径（33.2±3.2）mm，平台前后径（37.3±2.8）mm，平台左右径（66.2±2.1）mm；白人女性内侧平台前后径（43.4±1.9）mm，外侧平台前后径（35.2±3.8）mm，平台前后径（39.3±2.6）mm，平台左右径（69.0±4.2）mm；中国男性内侧平台前后径（46.1±2.4）mm，外侧平台前后径（36.8±2.1）mm，平台前后径（41.5±2.1）mm，平台左右径（75.2±3.6）mm；白人男性内侧平台前后径（49.3±3.1）mm，外侧平台前后径（40.7±2.9）mm，平台前后径（45.0±2.8）mm，平台左右径（78.7±5.4）mm。Sun H等［16］通过CT测量了150名膝关节正常的志愿者，发现健康中国成人胫骨平台宽度为（71.86±5.10）mm，内侧平台前后径和外侧平台前后径分别为（51.32±5.26）mm和（44.78±3.66）mm。

许多学者的研究都认为，胫骨平台的后倾角与ACL损伤存在相关性［5-7］。有学者通过在CT测量不同年龄儿童胫骨内外侧平台后倾角发现，随着年龄的增长，胫骨内侧平台和外侧平台的后倾角度均减小。Bisicchia S等［17］在膝关节侧位X线片上，分别以胫骨近端解剖轴垂直方向及胫骨后皮质线垂直方向与胫骨内外侧平台切线夹角为后倾角，发现两种测量方法结论均为黑人与白人之间的胫骨后倾角差异均有统计学意义，黑人受试者的后倾角均较高。然而进一步的分组分析却存在相互矛盾的结果。对于同种族中性别之间的后倾角差异，在白人受试者中，女性后倾角较大，但只有以胫骨近端解剖轴为参照测量的有统计学意义，而在黑人受试者中，男性后倾角较大，但只有以胫骨后皮质线参照测量的有统计学意义。Ho JPY等［18］的研究是在CT上进行数值采集，其以胫骨质心轴及踝关节的位置分别定义胫骨的解剖轴，以内外平台最大拟合椭圆圆心连线和内外踝连线分别确定冠状面方向，以胫骨平台定义冠状面测量出的数据为：胫骨平台后倾角（11.2±3.0）°，内侧胫骨平台后倾角（11.3±3.2）°，外侧胫骨平台后倾角（10.9±3.7）°；以踝关节定义冠状面测量得的角度分别为（11.4±3.0）°、（13.9±3.7）°和（9.7±3.6）°；两种测量方法的结果对比分析，两种测量得到的胫骨平台后倾角数值差异不大，但不同测量方法得到的内外侧胫骨平台后倾角结果差异较大。Zhang K等［19］的研究也是通过CT测量胫骨平台的后倾角，其测量的方法是以胫骨质心轴的方法确定解剖轴，以股骨通髁线定义冠状面方向，以此进行测量，结果是中国东北地区男性胫骨平台普遍大于女性，而男女之间内外侧胫骨平台后倾角差异无统计学意义，其中男性的内侧与外侧平台后倾角差异无统计学意义，但是女性内侧与外侧平台后倾角差异有统计学意义。Yue B等［15］测量了内外侧平台后倾角，并计算出平台宽度与胫骨平台前后径的比值，结论为中国人的膝盖普遍比白人的小，然而，中国女性和白人女性之间的胫骨长宽比差异无统计学意义，两组间胫骨内外侧平台后倾角度差异无统计学意义；中国女性内侧平台后倾角为（5.4±2.3）°，白人女性为（6.5±2.9）°；中国女性外侧平台后倾角为（4.8±2.8）°，白人女性为（5.8±2.7）°；对于中国男性与白人男性的数值对比分析则发现，中国男性的胫骨尺寸普遍小于白人男性；中国男性的胫骨平均前后径显著小于白人男性，长宽比显著大于白人男性，两组间内外侧平台后倾角差异无统计学意义；中国男性内侧后倾角为（6.0±2.5）°，白人男性为（5.1±3.3°）；中国男性外侧后倾角为（5.2±3.6）°，白人男性为（5.6±2.7）°。

RistićV等［20］在膝关节矢状位MRI上，以后交叉韧带胫骨止点后缘为后界，通过此点做胫骨纵轴垂线，该垂线与胫骨前皮质交界点为前界，测量胫骨前后界的距离即为胫骨前后径；以胫骨前界为起点做胫骨前后径的垂线，测量ACL中心与此线的垂直距离，为（15.2±1.9）mm。崔国庆等［11］测得的距离为（21.43±2.54）mm，胫骨前嵴与此线的距离为（13.61±2.17）mm。

3 胫骨近端解剖形态的临床意义

胫骨近端是膝关节的一个重要组成部分，膝关节的稳定和功能与其解剖形态密切相关，在膝关节内，胫骨近端包含前后交叉韧带的下止点，内外侧胫骨平台分别承载着内外侧半月板。当膝关节处于伸直状态时，骨性结构的结构特点、韧带的紧张以及半月板限制了膝关节的旋转，使膝关节处于一个锁定的稳定状态，当逐渐屈膝时，股骨髁在胫骨上的位置出现后移，关节囊、侧副韧带、交叉韧带的张力逐渐降低，关节稳定性降低，使膝关节解除锁定，逐渐过渡到可自由旋转。松弛的ACL张力降低，较不容易出现损伤，反之，紧张状态的ACL张力升高，一切增加韧带张力的因素都将使其更容易出现损伤；因此，伸膝位的过伸动作以及屈膝位的内外翻动作均容易引起ACL损伤。

相当多的研究者认为，胫骨近端的解剖特点与ACL损伤存在相关性，但具体到各个解剖结构之间与ACL损伤之间的相关性，存在着不同的研究结论。Beynnon BD等［5］、RistićV等［6］、Hashemi J等［7］均认为女性的外侧胫骨平台后倾角与ACL损伤存在相关性，角度越大，ACL损伤风险越高，Beynnon BD等［5］认为每增加1°后倾，ACL损伤风险可增加21.7%。然而，关于内侧胫骨平台的后倾角以及男性外侧胫骨平台后倾角与ACL损伤之间的相关性，存在着争议。Beynnon BD等［5］认为均与ACL损伤无关，RistićV等［6］认为均与ACL损伤相关，而Hashemi J等［7］认为女性的内侧胫骨平台后倾角与ACL损伤无相关性，而男性的内侧以及外侧胫骨平台后倾角均与ACL损伤存在相关性。

ACL损伤是目前最常见的运动损伤之一，而其中高达69.0%是由非接触性损伤引起的［20］。随着经济的发展以及人们对生活质量要求的提高，ACL损伤后尽早进行重建手术，可以恢复膝关节的稳定性，使大部分患者恢复运动能力，满足运动需求，对此已经得到普遍的认可［21-22］。然而，ACL重建手术也存在着远期失败的风险，Kraeutler MJ等［23］认为，重建的ACL相关的解剖因素存在异常，尤其是骨道位置不当是导致初次ACL重建手术失败的最常见原因，因为骨道的不当可使重建的ACL张力过高，并容易出现撞击或再断裂。Padua R等［24］认为，胫骨前嵴可作为ACL胫骨止点前缘的解剖标志。Shimodaira H等［25］将这一骨道定位方法应用到ACL重建手术中，术后中长期随访发现，取得了满意的临床效果。

胫骨近端的解剖特点与ACL损伤之间的密切相关性、骨道位置不良与ACL重建失效之间的密切相关性决定了深入研究胫骨近端的解剖特点的意义所在，通过研究，寻找统计学差异，有助于评估个体发生ACL损伤的风险，同时，对于已发生ACL断裂的患者，在明确相关解剖学风险因素之后，可以为ACL重建手术方案的制订提供理论参考，指导手术方式改进，降低远期手术失效率，提高临床满意度。

综上所述，通过研究胫骨近端的解剖形态，指导临床医生在进行ACL手术时，重建正确的胫骨骨道位置以获取良好的预后，有着广阔的临床应用前景，但胫骨近端的解剖形态与ACL损伤的研究仍处于探究阶段，存在着许多问题亟待解决。从目前的研究结果来看，不同的测量方式与方法、分型，导致对胫骨近端解剖特点的描述不统一，因此很难对胫骨ACL止点位置做出评估和比较。目前仍需要一种可广泛应用及测量误差小的测量方式与方法，以进一步明确胫骨近端的解剖特点。这将给ACL的胫骨骨道位置的临床研究带来新的思路。