李永會 金利新 孫康
1 青島大學醫學院(山東青島266003) 2 青島大學醫學院附屬醫院
前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)斷裂是一種常見的運動創傷疾病[1]。手術重建是目前治療ACL斷裂的主要手段[2],并已取得較好的臨床療效,但其長期隨訪結果并不令人滿意。重建ACL后的膝關節運動功能恢復不理想,繼發的關節軟骨退化也引起了外科醫生的關注[3]。因此對ACL重建提出了更高的要求——解剖重建,以求能最大程度恢復正常狀態下ACL的運動功能。許多學者認為雙束重建更接近解剖重建,但尚存一定爭議。由于手術中ACL股骨止點常不留痕跡,手術可以參照的標記很少[2],而骨性標志作為客觀標記對識別股骨止點更為重要,為手術中建立股骨骨道提供向導。國內關于此方面的報道甚少。本研究通過定量分析國內北方成人股骨和尸體膝關節標本的ACL股骨止點相關骨嵴,為國人重建ACL手術股骨止點骨道定位提供客觀的解剖學參照標記。
5例標本(3例福爾馬林處理后的和2例新鮮冰凍的膝關節)的性別、年齡不詳,但均為成年人膝關節,無明顯退變及解剖異常。剔除周圍肌肉、關節囊及髕骨,保留側副韌帶、前交叉韌帶及半月板,經髁間窩前出口最高點沿矢狀面在股骨前面和后面作兩條平行股骨縱軸的直線,用手鋸沿兩直線將股骨分為兩部分,充分顯露股骨外髁內側面,ACL及股骨止點清晰可見。行前抽屜實驗被動屈伸膝關節,觀察屈伸過程中ACL各部分纖維的張力變化。在屈膝90°位時將ACL分為緊張束AMB與松弛束PLB,分束自股骨止點附近的ACL實體部開始,沿纖維束走行分開,止于脛骨止點。并用絲線將兩束分別捆扎,用標記筆沿股骨止點做標記,用手術刀在股骨止點處將兩束分別切斷,標記兩束止點的分界線,仔細觀察有無相關骨性標志,并測量相關數據。
100例陳舊性成人股骨(男46例,女54例),無缺損及解剖異常,觀察股骨外側髁內側面后1/3,有無骨性標志及骨性標志的起源,走行,并測量其相關數據。
用電子數顯卡尺(0~150mm)測量5例膝關節(圖1)的長骨嵴長度L1和短骨嵴長度L2。ACL股骨止點的長徑D1和短徑D2,以及長骨嵴轉折點在垂直股骨縱軸方向至關節軟骨緣的距離L3,長徑到長骨嵴的距離d,兩中心點的距離H,用量角器測量髁間窩頂線與長骨嵴的夾角α1,髁間窩頂線與股骨縱軸的夾角α2,長骨嵴與短骨嵴的夾角α3。

圖1 新鮮冷凍人體膝關節ACL標本示意
用電子數顯卡尺(同上)測量100例與股骨止點相關的長骨嵴長度L1’(圖2),短骨嵴長度L2’,長骨嵴起點分髁間窩頂線處的位置比例Q,長骨嵴轉折點在垂直股骨縱軸的方向上至骨緣的距離;用量角器測量長骨嵴與髁間窩頂線的夾角α1’,髁間窩頂線與股骨縱軸的夾角α2’,短骨嵴與長骨嵴的夾角α3’。
由于本實驗主要觀察骨嵴,福爾馬林對膝關節的處理對解剖標志骨嵴無影響,因而將5例膝關節測量結果作為一組數據統一分析。男女兩組樣本均數t檢驗,采用統計軟件11.60進行統計分析,P < 0.05為差異有統計學意義。

圖2 人體陳舊股骨標本
2.1 5 例膝關節標本ACL分束和股骨止點相關骨嵴的解剖學測量結果
本實驗觀察到AMB股骨止點略大于PLB止點。ACL股骨止點為半圓形。5例膝關節股骨止點均存在同一骨性標志,其中3例還存在一骨性標志,將其分別命名為長骨嵴和短骨嵴,長骨嵴沿ACL股骨止點前緣走行,無纖維束連在其上,短骨嵴位于兩分束止點的分界處。相關測量數據如表1。
2.2 100 例中國北方成人股骨止點相關骨嵴觀察及測量結果
100例股骨外側髁內側面后1/3及股骨止點所在區域,可見一骨質均勻,密度高,無骨孔半圓區域,臨近半圓前緣處有一骨嵴——長骨嵴,半圓內有一短細的骨嵴——短骨嵴。長骨嵴由股骨近端向遠端方向走行,至骨邊緣,與止點長徑方向平行,其中69例長骨嵴較粗,突起明顯,31例較平坦,但骨嵴仍清晰可見。長骨嵴起源于髁間窩頂線的后約75.5%處(髁間窩常在此有傾斜度的改變),可分為兩段,上段突起明顯,下段較平坦,轉折處骨嵴常變粗,并且兩段的傾斜度不同。100例中有62例存在短骨嵴,占62%。有18例短骨嵴起自長嵴轉折處,靠近長嵴的1/2處,此骨嵴將股骨止點分為兩部分,在分界處也存在止點傾斜度的改變。其余38例雖無短骨嵴,但股骨止點也存在傾斜度改變。相關測量結果見表2。

表1 5例膝關節標本測量結果(n = 5)

表2 100例成人股骨ACL股骨止點相關骨嵴的測量結果
本研究定量研究了ACL股骨止點相關骨性標志即兩條骨嵴,測量二者的角度關系及長骨嵴與髁間窩頂線的位置關系,以幫助手術中確定ACL股骨隧道的位置。由于骨嵴命名尚未統一,為便于描述,根據其長短和位置,分別命名為長骨嵴和短骨嵴。長骨嵴位于股骨止點前緣的前方,短骨嵴位于AMB、PLB股骨止點之間。
本實驗中,長短骨嵴的夾角變化較大,說明短骨嵴方向不固定,變化較大,Edwards[4]等也曾報道AMB、PLB股骨止點分界線方向多變,由于短骨嵴較短小,需要手術醫生仔細觀察。在屈膝角度變化過程中,長骨嵴與股骨止點的位置關系恒定易觀察,將其作為重建ACL中股骨骨道定位的參考標志,為手術解剖重建ACL提供了解剖學依據。本實驗結果有助于計算機導航下進行ACL重建手術相關軟件的研究。
在ACL重建手術中,伸屈膝時股骨止點位置對移植物長度變化的影響比脛骨止點位置大[5]。因而股骨止點相關研究引起廣泛關注。研究者采用鐘表法定位股骨骨道[2,4,6-8],由于鐘表法僅是在二維平面的定位,術者會受主觀判斷的影響,而恒定骨嵴的發現不僅為術者提供新的參考標準,而且長骨嵴可作為鐘表法定位的客觀依據,降低主觀判斷的影響,使隧道定位更趨客觀,符合解剖特點。國外有學者[3]分別對兩骨嵴進行了研究,本實驗增加了兩骨嵴之間的位置關系,及其與髁間窩頂線的位置關系。
Ferretti等[3]通過胚胎組織、患者、尸體標本等三方面觀察兩骨嵴,發現長骨嵴出現率為100%,短骨嵴出現率分別為85.71%、81.67%、81.25%。本實驗結果顯示長、短骨嵴出現率分別為100%和62%,表明國人短骨嵴出現率低于美國人。根據Wolff定律,我們認為兩骨嵴的產生與膝關節運動過程中股骨止點受到不同的應力影響有關,Kocher(會議交流,2006年6月)發現先天缺失ACL的人股骨外側髁內側面表面平坦,這說明生物力學在骨嵴的形成中起了重要作用,同時也是對ACL分束的有利證明。
ACL常被分為兩束進行研究,兩分束觀點現已被越來越多的研究者認同[9-11]。但韌帶的分束方法并不統一[2,4,12],本實驗發現膝關節屈曲90°時,ACL緊張松弛纖維束分化明顯,屈曲60°時,緊張纖維束數量變化不明顯。ACL股骨止點的形態也存在爭議[3,13-15],我們觀察到股骨止點呈半圓形,形態不同可能是在膝關節運動中,ACL表面較軟的薄膜結構受到不同牽引力和應力導致的差異。本研究還發現AMB股骨止點面積略大于PLB,這與Ferretti[3]等研究結果相近。
本實驗通過研究我國北方成人ACL股骨止點,發現與其相關的長骨嵴和短骨嵴,長骨嵴可作為股骨止點前界的標志,短骨嵴則可作為兩分束股骨止點的分界,為臨床上解剖重建ACL提供了客觀向導。本實驗未測量AMB、PLB股骨止點相對傾斜度,可在今后的研究中,通過三維CT技術進行測量,為手術提供更詳盡的信息。本實驗僅提供了解剖學依據而未對ACL進行生物力學的研究,今后可在此基礎上進行生物力學實驗與臨床研究。
致謝:本實驗標本均由青島大學醫學院人體解剖教研室提供,在此對解剖教研室的老師及工作人員表示感謝。
[1] Zantop T,Petersen W,Sekiya JK, et al. Anterior cruciate ligament anatomy and function relating to anatomical reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2006,14:982-992.
[2] 王健全,敖英芳,劉平,等. 前交叉韌帶股骨止點臨床解剖學研究. 中國運動醫學雜志,2007,26(3):266-270.
[3] Ferretti M,Ekdahl M,Shen W,et al. Osseous landmarks of the femoral attachment of the anterior ligament: anatomic story. The journal of arthroscopic and related surgery,2007,23 (11):1218-1225.
[4] Edwards A,Bull AMJ,Amis AA. The attachments of the anteromedial and posterolateral fibre bundles of the anterior cruciate ligament. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2008,16:29-36.
[5] Giron F,Cuomo P,Aglietti P,et al. Femoral attachment of the anterior cruciate ligament. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2006,14:250-256.
[6] Mochizuki T,Muneta T,Nagase T,et al. Cadaveric knee observation study for describing anatomic femoral tunnel placement for two-bundle anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy,2006,22(4):356-361.
[7] Luites JWH,Wymenga AB, Blankeoort L,et al. Description of the attachment geometry of the anteromedial and posterolateral bundles of the ACL from arthroscopic perspective for anatomical tunnel placement. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2007,15:1422-1431.
[8] Amis AA,Jakob RP. Anterior cruciate ligament graft positioning,tensioning and twisting. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,1998,6(Suppl 1):S2-S12.
[9] Boris AZ,Armando FV,Peter UB,et al. Doublebundle reconstration of the anterior cruciate ligament:antomic and biomechanical rationale. J Am Acad Orthop Surg,2007,15 (2):87-96.
[10] Arnoczky SP. Anatomy of the anterior cruciate ligament. Clin Orthop,1983,172:19-25.
[11] Dienst M,Burks RT,Greis PE. Anatomy and biomechanics of the anterior cruciate ligament. Orthop Clin North Am,2002,33 (4):605-620.
[12] Harner CD , Baek GH , Vogrin TM, et al. Quantitative analysis of human cruciate ligament insertions. Arthroscopy ,1999,15(7):741-749.
[13] Duthon VB,Barea C,Abrassart C,et al. Anatomy of the anterior cruciate ligament. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2006,14:204-213.
[14] Odensten M,Gillquist J. Functional anatomy of the anterior cruciate ligament and a rationale for reconstruction. J Bone Joint Surg Am,1985,67A:257-262.
[15] Brantigan OC,Voshell AF. The mechanics of the ligaments and menisci of the knee joint. J Bone Joint Surg ,1941,23:44-66.