膝关节后外侧角损伤研究进展
2021-11-30吴明凡江淮郑权陈学周邵松孙良业
吴明凡 江淮 郑权 陈学周 邵松 孙良业
膝关节后外侧角(PLC)是维持膝关节后外侧稳定性的重要结构,由膝关节后外侧的肌腱、韧带、关节囊共同组成。PLC损伤占膝关节损伤的2%~9%[1],常同时伴交叉韧带、半月板损伤[2]。与前、后交叉韧带撕裂相关的PLC损伤发生率较高[3]。对于交叉韧带合并 PLC损伤的联合损伤,若单纯行交叉韧带重建而忽略对 PLC损伤的处理,会使膝关节稳定性难以有效恢复。研究表明,PLC结构断裂或缺失可造成严重的胫骨外旋、胫骨后移、膝关节内翻[4],过度外旋可能引起非正常的膝关节前后松弛以及交叉重建术后临床结果不佳[5]。慢性膝关节后外侧不稳定可改变膝关节的生物力学行为,增加原有交叉韧带及重建韧带的张力,加速关节软骨磨损,引起慢性疼痛和过早的膝关节骨关节炎[6]。由于解剖的复杂性和诊断的不确定性,PLC损伤易被忽视,但随着对PLC解剖和生物力学的了解增加,以及物理检查和影像学检查技术的进步,PLC损伤的诊断能力不断得到提高。本文对PLC损伤的诊断和治疗进展进行综述。
1 解剖与生物力学
1.1 解剖学研究
PLC是维持膝关节后外侧稳定的静力性与动力性结构的统称,其可对抗胫骨的外旋和后移以及膝关节的内翻和过伸。静力性结构包括腓侧副韧带、豆腓韧带、弓状韧带、腘腓韧带、后外侧关节囊等,动力性结构包括髂胫束、股二头肌肌腱、腓肠肌外侧头、腘肌-肌腱复合体等。其中,腓侧副韧带、腘肌-肌腱复合体、腘腓韧带组成稳定的三角形结构,是对抗膝内翻和胫骨外旋最重要的结构。腓侧副韧带是一种韧带结构,起源于股骨外上髁近端1.4 mm和后端 3.1 mm的凹陷,插入腓骨头前缘向后8.2 mm处,平均长度约7 cm,位于髂胫束浅层下。腓侧副韧带作为膝关节内翻应力的主要对抗结构,在轻度屈曲时可帮助对抗外旋扭力[7]。腘肌-肌腱复合体斜行于胫骨后内侧,向外侧移行为腱性结构,其股骨止点位于股骨外侧髁关节软骨表面的后面,该插入点与腓侧副韧带插入点之间的平均距离为18.5 mm。腘腓韧带是PLC的恒定结构,起源于腘肌-肌腱连接处,插入腓骨头后内侧,在膝关节屈伸活动中始终维持张力。腘肌-肌腱复合体和腘腓韧带均有助于维持膝关节的外旋稳定性。
PLC的组成还含有其他结构。髂胫束为较厚的筋膜结构,起源于髂前上棘和髂嵴外唇,插入胫骨外侧的Gerdy结节处。其位于阔筋膜张肌表面,紧靠皮下组织之下,覆盖所有PLC的股骨附着体。髂胫束并非真正的后外侧结构,当屈膝小于40°时其主要走行于膝关节前外侧,维持前外侧的稳定性,仅当屈膝大于40°时才滑向膝关节后外侧。股二头肌长头腱可分为连接腓骨头后外侧的直臂和扇型包绕腓侧副韧带远侧1/4的前臂。股二头肌走行于膝关节后外侧,主要功能是屈曲膝关节,仅在膝关节伸直时对维持后外侧稳定性具有一定作用。PLC复合体中位于最后侧的是连接于股骨外侧髁髁上嵴的腓肠肌外侧头。在PLC重建手术中腓肠肌是重要标志,在胫骨隧道钻孔时,必须切开后外侧关节囊并将腓肠肌外侧头向内侧牵拉,以便放置牵开器保护神经血管束。半月板腓骨韧带是被研究较少的PLC结构,它自外侧半月板下外侧边缘延伸到腓骨头,位于腘肌肌腱前面,属于PLC解剖结构的深层[8]。半月板腓骨韧带有助于稳定外侧半月板[9]。
1.2 生物力学研究
PLC的完整性对于避免膝关节的外侧间隙张开与内侧过载至关重要。由于股骨外侧凸髁与胫骨外侧凸平台缺乏整合,且外侧半月板具有较高的可移动性,膝关节外侧存在先天不稳定性。在正常膝关节中,胫骨后移主要由后交叉韧带控制,但PLC在膝关节屈曲早期起次要约束作用[10]。与单纯后交叉韧带损伤相比,PLC和后交叉韧带联合损伤时胫骨后移显著增加。腓侧副韧带是内翻应力的主要拮抗结构,PLC损伤时,腓侧副韧带保持完整则不会发生内翻。合并腘肌复合体损伤的腓侧副韧带损伤与孤立的腓侧副韧带损伤相比,内翻间隙增大更为明显。PLC的另一重要功能是控制膝关节外旋。Vap等[11]进行生物力学研究,分别从后内向后外及后外向后内两个方向切断膝关节周围的稳定结构,研究结果证实,PLC中的腘肌复合体和腘腓韧带是控制外旋的主要结构。腘肌复合体被认为是抑制膝关节外旋最主要的因素,但LaPrade等[12]的生物力学研究发现,腓侧副韧带在膝关节屈曲早期承受了比腘肌复合体更高的外旋力矩。
理解PLC复杂的解剖学结构和生物力学变化对PLC损伤的诊断和治疗至关重要。
2 体格检查与影像学检查
准确评估PLC损伤非常重要,诊断和治疗PLC损伤不及时可导致膝关节不稳定以及其他韧带结构重建失败。PLC损伤患者通常有机动车事故和运动损伤相关的急性创伤史,伸膝时作用于胫骨前内侧的暴力是最常见损伤机制。急性损伤病例中关节线处的疼痛、瘀斑、肿胀,以及无法行走是主要症状。慢性损伤患者易出现关节不稳感和内甩步态,患者大多不能跑步,或上楼梯时出现打软腿症状。
2.1 体格检查
对膝关节应进行详细检查,以评估关节的活动范围和稳定性,并寻找可能的伴随损伤。用于评估膝关节后外侧不稳定性的特殊试验包括内翻应力试验、后外侧抽屉试验、胫骨外旋试验、反向轴移试验和外旋反屈试验。
内翻应力试验应在膝关节伸直和屈膝30°位分别进行。检查者将手指放于关节线处,评估相对于对侧膝关节的关节线开口,根据开口程度分为:Ⅰ度,开口为0~5 mm;Ⅱ度,开口为5~10 mm;Ⅲ度,开口大于10 mm。屈膝30°位检查存在内翻不稳而伸直位稳定, 提示孤立性腓侧副韧带损伤;屈膝30°位和伸直位检查均存在不稳提示严重的PLC损伤 , 损伤包括腓侧副韧带、后外侧关节囊韧带、腘肌腱和骼胫束浅层等,可能伴有交叉韧带损伤。
蛙腿试验是内翻应力试验的辅助检查,对检测PLC损伤具有较高敏感性(91.7%)和特异性(94.5%),有助于PLC损伤的诊断。结合蛙腿试验,内翻应力试验的敏感性可由83.3%提高至90.0%[13]。在蛙腿试验中,股骨外侧旋转的同时脚底旋转,使胫骨处于相对的内旋位置,此时应力仅作用于腓侧副韧带,无法对腘肌腱复合体和腘腓韧带施压,因此适合于诊断孤立的腓侧副韧带损伤,而不是完全的PLC损伤[14]。
后外侧抽屉试验阳性为外侧胫骨平台相对于股骨外髁的外旋,这意味着后外侧复合体损伤。然而该试验假阴性率较高,合并后交叉韧带损伤的患者存在胫骨后坠,使后外侧抽屉试验可能变微弱,不易观察到外侧胫骨平台相对于股骨外髁的外旋。
胫骨外旋试验应分别在屈膝30°和屈膝90°位进行,将患侧与健侧对比,胫骨外旋角度增大10°以上为阳性。胫骨外旋试验若在屈膝30°位阳性而屈膝90°位阴性,则提示单纯的PLC损伤;若屈膝30°和屈膝90°位均为阳性,则提示后交叉韧带合并PLC损伤[15]。
反向轴移试验在正常人膝关节中有35%的阳性率,因此健侧阴性者出现患侧阳性才有临床意义。检查时患者取仰卧位,膝关节屈曲至90°,在外翻和外旋力作用下,同时缓慢伸直膝关节。如果存在PLC损伤,应力可导致胫骨平台后外侧半脱位,当膝关节屈曲约30°时,髂胫束牵拉胫骨突然复位。由于该试验假阳性率较高,不建议单独使用进行诊断,需要结合其他检查方法进行评估。
外旋反屈试验阳性表现为与健侧对比患侧膝关节出现内翻、过伸、外旋。单纯PLC损伤表现为弱阳性,若表现为明显内翻过伸,提示PLC损伤合并交叉韧带损伤。
2.2 影像学检查
常规X线检查可观察关节间隙异常及伴随的撕脱骨折。PLC损伤在X线片上可表现为外侧关节间隙增宽,可伴有腓骨头骨折、Gerdy结节撕脱骨折、胫骨平台外侧关节囊撕脱骨折(Segond骨折)。Segond骨折通常提示前交叉韧带损伤,但也常出现于PLC损伤患者中。内翻应力位X线片则提供了一种可重复测量膝关节间隙的方法,有助于客观记录损伤程度[1]。慢性损伤患者还应拍摄负重位下肢全长正位X线片,用于重建前评估是否需要截骨以纠正内外翻畸形。
磁共振成像(MRI)检查是发现PLC损伤的有效方法[16],对髂胫束、股二头肌肌腱、腓侧副韧带和腘肌腱的显示率均在80%以上[17]。MRI对于腘肌腱及其股骨止点处的损伤可以较好显示,然而腘肌腹或肌腹-肌腱交界处损伤则显示困难,这也是造成PLC损伤漏诊的重要原因。而腘腓韧带在未受伤膝也不易很好地显示,故应用MRI检查评估PLC损伤时,其作用不如膝关节其他韧带样结构[18]。
3 治疗
PLC损伤的治疗原则取决于损伤分级,损伤为急性或慢性,以及有无伴发损伤。有学者创建了一个描述旋转不稳定性的分类系统,根据体格检查结果将PLC损伤分为3度:A型,主要为旋转不稳定(腘肌腱、腘腓韧带撕裂);B型,旋转不稳定伴轻度内翻不稳(腘肌腱、腓侧副韧带、腘腓韧带的损伤,多见于孤立的后交叉韧带损伤);C型,明显内翻不稳,外旋不稳定(PLC结构完全中断,多伴有交叉韧带损伤)[19]。对于PLC 损伤A型和部分B型患者,采用非手术治疗取得了良好的临床结果。而C型患者采用非手术治疗则可出现持续性不稳定和后期退行性关节炎改变[20]。手术治疗一般用于孤立性或伴发性C型PLC损伤、非手术治疗失败的患者。于损伤急性期修复或可避免力线不良者后续的截骨矫形。对于肌腱起止点的腓侧副韧带和腘腓韧带损伤患者可在2~3周内修复,3周后解剖结构不清,几乎难以再修复。对难以修复的急、慢性损伤患者必须进行韧带重建。
3.1 邻近肌腱转位
对于不完全的PLC损伤,可利用邻近肌腱组织(股二头肌肌腱、髂胫束等)转位进行重建。许多学者对此进行了有益尝试。Clancy的股二头肌肌腱转位术是经典的膝后外侧结构加强方法,该方法保留股二头肌肌腱在腓骨的附着,将近端适度游离后固定于股骨外上髁,重建了腓侧副韧带限制内翻的作用。这种重建方式能够明显增强膝关节外侧稳定性,但是其对膝关节外侧结构的过度紧缩会造成一定程度不适,同时该方法完全牺牲了股二头肌肌腱原有的动态稳定功能[21]。赵金忠等[22]采用股二头肌肌腱重建PLC的3组结构,包括利用后侧半肌腱条重建腘腓韧带和腘肌腱,以及利用前侧半肌腱条重建腓侧副韧带,该方法取得了满意的临床疗效。
3.2 游离肌腱重建
PLC损伤大多为严重膝关节损伤,股二头肌肌腱和髂胫束为后外侧结构的组成部分,其被切取后会使不稳定的膝关节进一步失稳。此外,部分患者的股二头肌肌腱和髂胫束可能同时损伤而无法利用,此时需要进行游离肌腱(自体腘绳肌腱、自体腓骨长肌腱、异体肌腱等)移植重建[23]。依据是否重建腘肌腱,手术可分为基于腓骨的重建和基于胫、腓骨的重建[24]。
Larson技术和Arciero技术为基于腓骨重建的技术,两种技术均重建了PLC 三组结构中的腘腓韧带和腓侧副韧带。Larson技术是非解剖重建方式,其使用移植肌腱重建腘腓韧带和腓侧副韧带,并将移植物固定于股骨外髁等距点,形成一个三角形单平面稳定结构[25]。吴明凡等[26]采用Larson术式重建18例患者的PLC,术后患者膝关节的稳定性提高,膝关节功能评分优良,均获得满意的临床疗效。Arciero技术为解剖重建腘腓韧带和外侧副韧带在股骨外髁的止点,可形成一个“8”字交叉稳定结构,可以较好地恢复膝内翻和胫骨外旋稳定性[27]。
2004年,LaPrade等[28]发表了基于PLC解剖重建的生物力学研究结果。他们在10具尸体标本上采用胫骨和腓骨联合重建技术,分别利用2个同种异体跟腱重建PLC的腓侧副韧带、腘肌腱和腘腓韧带三组结构。他们的研究结果表明,在任何屈曲角度下,重建的膝关节与完好膝关节在膝内翻和胫骨外旋方面均无显著差异。国内学者基于中国人股骨外髁较小的特点对LaPrade术式进行改良,使用股骨单隧道固定取得满意的临床疗效[29-30]。
许多学者对以上两种重建技术进行了比较。Treme 等[31]对Arciero技术和LaPrade技术进行对比研究发现,两者在恢复膝内翻和胫骨外旋稳定性上无差异。van Gennip等[32]的研究发现,采用Larson技术与LaPrade技术重建后,患者在功能和影像学结果上均无差异。
腘肌腱重建与否是目前争论的焦点。一些学者认为,腘肌腱这一动力性结构无法通过静态移植物重建而恢复,重建的腘肌腱可能影响膝关节伸屈过程中胫骨的旋转,从而造成膝关节活动受限。Nau等[33]的研究显示,Arciero技术和LaPrade技术均可将膝关节内翻和外旋恢复至接近正常水平,但LaPrade技术可造成膝关节屈曲过程中胫骨的异常内旋。
3.3 微创术式应用
传统手术方式的手术切口为后外侧弧形大切口,为减少创伤许多学者倾向于行微创手术,然而无监视微创手术有损伤腓总神经的风险[34]。近年随着关节镜技术的进步,许多学者采用关节镜辅助或全关节镜下手术重建PLC[20,35-36]。李岳等[37]对关节镜手术与开放手术重建腘肌腱的疗效进行对比研究,结果显示关节镜手术可获得与开放手术同样的临床疗效。
关节镜下重建PLC与开放手术相比有如下优势:①可精确定位腘肌-肌腱连接处,可在直视下定位腘肌腱以重建胫骨定位点;②后交叉韧带损伤常与 PLC 损伤并存,可同时进行关节镜下后交叉韧带重建和PLC 重建;③切口小,组织干扰小,镜下操作可降低感染风险。不过关节镜下行PLC重建需要有丰富的手术经验,学习曲线较长,且镜下解剖结构辨别并非易事。此外,也可能发生软组织过度肿胀、积液,甚至骨筋膜隔室综合征。
4 总结
PLC对维持膝关节稳定性至关重要,而PLC组织结构众多,解剖复杂,其他韧带损伤时常伴发PLC损伤。一旦漏诊PLC损伤,重建前、后交叉韧带终将失败。尽管PLC 的解剖和生物力学研究不断深入,但对其了解仍有限。治疗 PLC 损伤的手术方式较多,多数学者推崇解剖重建,然而由于腘肌-肌腱复合体结构的特殊性,是否需要重建腘腓韧带、腘肌-肌腱复合体、腓侧副韧带全部三组结构仍存在争议。腘肌-肌腱复合体结构的解剖和生物力学重建将会是未来研究的重点。