膝关节前交叉韧带损伤的科普知识_好大夫在线
膝关节前交叉韧带损伤的科普知识
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发表者：覃健
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&膝关节前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤是较为常见而又严重的运动性损伤，治疗不当将会导致膝关节功能性不稳，并可引起一系列病变而严重影响膝关节运动功能。以往，ACL损伤多见于从事竞技体育的运动员中，并多发于滑雪、摔跤、柔道、体操等运动项目中。但就现在的临床及运动创伤流行病学研究表明，前交叉韧带损伤在一般人群中的发生率明显增高。因此，ACL损伤的诊断和治疗仍是运动创伤和骨科领域重要的临床课题。目前，随着对前交叉韧带生物力学特性研究的不断深入，使ACL损伤的治疗进入了新的阶段，其重点是提高重建韧带的稳定性，促进移植物在血管化、选择合适的重建材料、关节镜下微创手术以及术后早期康复。
一、ACL的解剖特点、功能与生物力学特性㈠解剖特点ACL起于胫骨髁间棘前方稍偏内侧，斜向后上止于股骨外髁髁间侧面后部。胫骨端附着部较粗大，呈卵圆形。面积约3cm2，股骨附着部相对细小，呈扇形，面积约2cm2。ACL分为前内、后外与中间束，前内束屈膝时紧张，后外束伸膝时紧张，中间束在膝关节屈伸运动中始终保持张力。正常ACL与胫骨平台保持一定的角度，屈膝900时其角度约300，伸直时为400～450。㈡功能屈膝时防止胫骨前移，伸膝时阻止膝关节过伸；控制膝关节旋转；不同屈膝角度时控制膝关节内、外翻；参与伸膝时最后的锁扣运动；具有本体感受功能；是重要的静力与动力性稳定结构，与其他韧带共同保持胫骨关节的正常运动。㈢生物学特点ACL由胶原纤维和弹性纤维组成。因此，具有拉伸性和弹性特点，在不同的应力负载作用下将发生不同的变形。当应力大于屈服点时，胶原纤维将会出现不可逆损伤，ACL难以继续承受负载而失去作用。正常ACL受力一般为445N，运动时为500～1000N，断裂强度平均为1730N，其抗拉、抗张强度随年龄增长而下降。不同速度的加载会引起不同部位的损伤，快速加载多造成实质部断裂，慢速加载容易引起止点撕脱损伤。
二、前交叉韧带损伤的临床表现1、关节肿胀&&& 主要为关节积血所致，据研究急性膝（排除者），出现膝关节积血者70%存在前交叉韧带损伤。值得提醒的是，半月板因为血供少，损伤多不会出现明显关节腔积血。2、关节疼痛、伸屈活动受限&& 单纯前交叉韧带损伤多由于关节肿胀限制了活动。但有相当一部分前交叉韧带损伤合并半月板损伤，甚至是半月板“桶柄样撕裂”，交锁于胫股关节之间，使膝关节出现交锁症状。患者主诉关节“卡住”，关节固定于某一角度，难以活动。3、肢体表面的肿痛& 因为前交叉韧带损伤常常合并膝关节侧副韧带损伤，尤其是内侧副韧带的损伤。因此可以在损伤的侧副韧带处出现肿痛。内侧副韧带损伤又多表现为膝内侧副韧带的附着点的表面肿胀、压痛。4、关节不稳&&& 前交叉韧带损伤没有得到及时诊疗，到慢性期关节积血被吸收后，如果没有交锁机制，关节活动可以逐渐恢复，病人主观感觉明显改善。但是，由于前交叉韧带是膝关节主要的稳定机制，损伤后膝关节是否仍然能够保持稳定，与膝关节周围肌肉的代偿能力，和患者所要求满足的功能水平密切相关。对于专业运动员、热爱体育运动者，对膝关节功能要求高的工作，可能主诉在奔跑、跳跃、甚至是行走时经常“打软腿”，不能在快速奔跑中急转弯，跳起时患肢落地不能支撑等。
三、重建材料的特性及选择㈠自体材料利用自身材料，取材便利，不会产生排异反应，不会引起交叉。因此，临床上最常应用自体材料。但要牺牲部分自体组织，并有可能在一定程度上影响取材部位的功能或引起一些症状。1．骨—髌腱（中1/3）—骨复合体：髌腱中1/3初始强度为2900N，为正常ACL的168%；髌腱内1/3初始强度为2734N，为正常ACL的158%。以上是髌腱宽度为10mm时的张力强度范围，随其取材宽度变化有所增减。2．腘绳肌腱：单根半腱肌腱的断裂强度是1216N，为正常ACL的70%，反折成双股后可达到2329N。单根股薄肌腱初始强度可达到838N，为正常ACL的49%，反折成双股能达到1550N。半腱肌腱与股薄肌腱单根并用，初始强度平均可达2736N，大于正常ACL的断裂强度，接近髌腱中1/3的强度。半腱肌腱与股薄肌腱双折并成4股应用，初始强度平均可达4589N，远大于髌腱中1/3的初始强度。自体移植物优点首先是经济，因为异体移植物和人工韧带都是通过商业化途径来获取的；另外因为是自身的组织，在移植物与骨隧道的愈合方面，相对于异体和人工材料可能更加有优势。而自体移植物最大的缺点就是“拆东墙补西墙”，可能导致取材部位的病损，如取BTB可能引起“膝前痛”（尤其在经常取跪姿的人群）、“髌骨”等。虽然取腘绳肌腱，目前没有明显的取材部位病损的证据，但是有研究报道对于膝关节屈曲肌力有影响，可能会影响专业足球后卫运动员的竞技水平。
㈡同种异体材料取材及使用方便，又可避免因取自体材料所造成的局部损伤和对功能的影响。但由于可能发生排异反应、传染性疾病以及供体来源的限制，尚未广泛应用。另外因为异体移植物采用放射源消毒，因而可能降低了韧带的力学强度。异体移植重建材料有跟腱、髌腱、半腱肌腱、股薄肌腱等。
㈢人工材料&& 人工韧带具有来源广泛、使用方便、不传染疾病，并可避免应用自体材料所引起的局部损伤等优点。临床亦有应用，并有一定时间内较好的临床随访结果。但其生物相容性、刚度及应力集中、应力阻挡作用、韧带与骨道口及髁间的磨损，以及材料老化等问题仍有待进一步解决。根据国外近十年的经验，人工韧带效果较好。它最大的优点是术后恢复快。因为不论自体或异体韧带，都是生物学结构，需要经历“在塑形（remodeling）/再韧带化（religamentization）”的过程，这一过程通常需要6个月～1年左右，而再塑形完成之前韧带过早承受应力会导致松动。人工韧带因为不需要经历“再塑形”过程，因而可以早期恢复运动，对于专业运动员需要尽快重返赛场者尤其适合。但是，人工韧带远期效果到底如何，目前尚无定论。另外，人工韧带大约需要4万元左右，对多数病人来说负担较重。
四、前交叉韧带部分损伤的诊治ACL纤维束由前内束（anteromedia band，AMB）和较大的后外束（posterolateral bulk，PLB）组成。Girgis和Furman等研究发现由于AMB在屈膝时紧张，PLB在伸膝时紧张，保证了膝关节屈伸运动中始终有部分纤维束维持张力，保证了膝关节的稳定。ACL部分性断裂表现为AMB或PLB的损伤，因症状、体征不典型诊断较困难，即使是MR检查也因残存完整的部分ACL纤维束，使得结果模棱两可；从而导致确诊往往过分依赖于关节镜检查。&&& ACL损伤的体格检查，主要有前抽屉试验、Lachman试验和转轴试验等。常规的前抽屉试验为屈膝90度时向前牵拉胫骨近端。由于PLB屈膝时松弛，ADT仅反映AMB的完整性。Lachman试验是屈膝15度位的抽屉试验，由于此时AMB处于松弛状态，Lachman阳性提示PLB断裂。转轴试验（Pivot& Shift& Test，PST）方法很多，包括外侧轴移、屈曲-旋转试验（flexion-rotation-drawer test）、Slocum试验等等，意义大致相同。所谓“轴移”，指的是患者在进行膝关节旋转运动中，由于ACL稳定功能的丧失，导致股骨与胫骨之间相对移位的感觉，有的病人主诉为轻度“脱臼”感，轴移试验人为地再现这种感觉。在ACL部分性损伤中。只有当PLB断裂时才会出现PST阳性。因此，ACL部分性损伤中，PLB断裂时，ADT不明显、Lachman试验和PST明显阳性；AMB断裂时，ADT明显阳性，Lachman试验和PST不明显。&& MRI可以显示出ACL是否损伤，但对于区分完全性损伤和部分性损伤价值不大。Lawrence等研究发现MRI上完整纤维束、波纹状或弯曲的ACL，以及ACL后外侧密度不均的团块，往往显示ACL的部分性损伤。&& 关节镜检查无疑是诊断ACL损伤的金标准，有经验的关节镜外科医生完全有能力区分ACL的AMB损伤、PLB损伤或完全性断裂。然而，镜下难以判断残存的ACL纤维束是否能满足稳定患膝的要求。Fritschy等对43例ACL部分损伤进行前瞻性研究，发现很难就关节镜下所见的ACL损伤程度来评价预后。&&& ACL损伤的治疗目的是减少或消除关节不稳，重建患膝的功能性稳定。治疗方式主要包括保守治疗和手术两大类。保守治疗是在限制患膝运动量的基础上，通过患膝肌力、活动度和本体感觉的训练来达到功能性稳定的目的。手术治疗则是通过移植物重建正常ACL的稳定机制。选择治疗方案的参考因素有：患者的年龄，职业与运动量，又无其他韧带、半月板、软骨损伤等。
五、前交叉韧带重建手术的适应症1、存在关节功能性不稳者，即不能满足患者需要的关节功能，不能达到伤者理想的生活和运动水平；2、同时存在半月板损伤，进行半月板修复手术的（没有满意的关节稳定，修复半月板难以愈合）；3、中老年以下（＜50岁）患者重建指征相对放宽；50岁以上患者是否重建，需要考虑前交叉韧带损伤前膝关节的退变程度和功能情况，退变严重的倾向于二期选择关节置换手术。
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膝关节后外角损伤诊治进展
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发表者：姚建华
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膝关节后外侧角(posteriorlateralcorner,PLC)损伤大多由车祸、坠落伤和运动伤引起，常并发后交叉韧带（PCL）、前交叉韧带（ACL）等其他韧带损伤，以伴随PCL损伤为主。其损伤后可造成膝内翻、胫骨外旋和膝关节反屈畸形，因此PLC损伤后的修复重建对膝关节稳定至关重要。如忽视或延误治疗，将导致膝关节不稳定，造成其他韧带手术重建失败[1-3].。
1　PLC的解剖及其功能
PLC的解剖很复杂，后外角韧带结构关系紧密。Seebacher等[4]将其分为三层，第一层主要有股二头肌腱、髂胫束，第二层主要有外侧副韧带，腘肌腱、腘腓韧带，第三层有关节囊、腓肠肌外侧头。其主要功能是限制膝关节内翻，外旋和限制胫骨相对于股骨后移外旋。这三层结构中，研究最多的是第二层结构，特别是对腘肌腱和腘腓韧带的重要性的认识，腘肌从胫骨近端后方起始，止于股骨外髁外侧副韧带附着点前下方，其行程中有腘腓韧带将其与腓骨头连接，腱性部分经关节内与外侧半月板形成连接。目前认为腘肌是膝关节外侧结构中重要的动力性结构，腘腓韧带限制胫骨胫骨相对于股骨外旋[5]。LaPrade等[6]从尸体解剖研究认为维持后外侧稳定结构主要是外侧副韧带、腘肌腱、腘腓韧带和腓肠肌外侧头。外侧副韧带主要防止膝关节内翻，同时也辅助防止胫骨外旋和后坠，腘腓韧带在防止胫骨后坠和膝关节内翻方面起着重要的作用，对胫骨的过度外旋也有限制作用，腘肌的腱性部分主要防止胫骨外旋，对防止胫骨后坠和膝关节内翻也有辅助作用[7,8]。
2　PLC损伤机制
伸膝位时作用于胫骨前内侧的后外方暴力是PLC损伤的常见类型，内翻暴力作用于外旋胫骨及过伸暴力作用于内旋胫骨，也是PLC损伤的常见机制，单纯PLC损伤少见，约占膝关节的1.6%，合并其他韧带损伤的比例为43-80%〔1,2,9〕。后外侧结构损伤造成的不稳定主要包括直向外侧不稳定和后外侧旋转不稳定。在后外侧结构损伤的诊断中，首先要认识到单纯的外侧副韧带损伤非常少见,绝大部分为外侧副韧带、腘腓韧带和腘肌腱的合并损伤，单纯的直向外侧不稳很少见，更多情况下为后外侧旋转不稳。
3　PLC损伤诊断
3.1由于PCL损伤通常合并膝关节其它韧带合并损伤，初诊时容易漏诊。所以对外伤后膝关节的肿胀、淤斑、压痛点和特殊试验要仔细双侧对比检查。PLC损伤程度可根据Hughston分度，在屈膝300内翻应力下与对侧膝关节比较，膝关节外侧张开0-5mm为I0，6-10mm为II0，超过10mm为III0 [10]。Fanelli[11]进一步分为三型：A型:屈膝30°时，外旋增加，无内翻不稳。表明腘腓韧带，腘肌腱损伤。B型：屈膝30°时，外旋增加，1～2°内翻不稳。表明腘腓韧带,腘肌腱撕裂，外侧副韧带部分损伤。C型:屈膝30°时，外旋增加，3°内翻不稳。表明腘腓韧带、腘肌腱、外侧副韧带撕裂，可能合并交叉韧带损伤。
主要临床表现　①急性损伤期膝关节后外侧角明显。Delee等[12]发现急性PLC损伤膝关节后外区有弥漫性压痛，伴有腓骨头或胫骨外侧平台关节囊附着处撕脱(Arcuate和Segond骨折)者腓骨头和关节间隙压痛明显。②后外侧旋转不稳定的症状。表现为上下楼梯或走坡路时打软腿等。③下肢力线及步态异常。PLC损伤病人站立或行走时膝关节内翻,呈典型的内翻外冲步态(Varusthrust)，或在行走的支撑期出现过伸内翻外冲步态，为了缓解疼痛和关节的不稳定，部分病人走路时膝关节呈保护性屈膝。④的症状。部分PLC撕裂可造成有腓总神经的损伤，发生率为13%－16%。⑤血管损伤的征象。膝关节脱位造成PLC撕裂可同时伴有腘血管的损伤。
PLC损伤的主要有下列方法[2]：　①外旋反屈试验：患者仰卧位，检查者提起患者两个大脚趾，患侧出现膝关节过伸、内翻和外旋为阳性。多位合并ACL或者PCL损伤。
②胫骨外旋(Dial)试验：病人仰卧或俯卧，分别屈膝30°和90°进行检查，如俯卧位屈膝30°时，足外旋与大腿的夹角比对侧增加10-150，而屈膝90°时外旋无，表明孤立的PLC损伤，如30°和90°时外旋均增加10-150，则提示PLC和PCL均损伤。③后外侧外旋试验：这是一种后抽屉和外旋试验相结合的试验，与LCL损伤相关。分别屈膝30°和90°，胫骨外旋的同时做后抽屉试验，触摸胫骨后外侧角有否半脱位。同样，30°而非90°时发生半脱位提示PLC损伤，而两个角度均发生半脱位则表明PLC和PCL联合损伤。④内翻应力试验：在内翻应力下屈膝0-300，膝关节外侧张开0-5mm为I0，6-10mm为II0，超过10mm为III0。00位阳性提示严重的PLC损伤，包括LCL、外侧三分之一部分的胫侧关节囊韧带、腘肌腱和髂胫束浅层等。屈膝300时检查为III0内翻不稳定，提示LCL完全断裂。⑤反轴移试验：屈膝同时外旋和外翻小腿的应力下逐渐伸膝，已向后外侧半脱位的胫骨平台产生复位的滑动感即为阳性。提示PLC和PCL损伤。⑥后外侧抽屉试验：即屈膝80°和小腿外旋15°位的后抽屉试验，用以判断胫骨平台向后的移位和外旋，以确定PLC的损伤。近来Jacobson建议该试验应分别在屈膝30°和90°位，以区别是单纯PLC损伤或合并PCL损伤。合并损伤者两个角度后移均增加,而孤立的PLC损伤则仅屈膝30°位后移阳性。Veltri等[13]发现胫骨外旋(Dial)试验和内翻应力试验是检查PLC损伤最为有效的物理体检。
影像学检查：膝关节X线片可见膝外侧间隙增宽,腓骨头撕脱骨折，胫骨外侧缘关节囊的撕脱骨折(Segond骨折)，由于中外侧关节囊力学强度大，只有很大的暴力才可造成关节边缘的撕脱骨折，虽然出现外侧关节囊征通常提示ACL撕裂,但也可发生于PLC的损伤病人[14]。陈旧性损伤的病人可见膝外侧间室，髌股。MRI：LaPrade等[15]通过前瞻性研究发明了一种包括整个腓骨小头的特殊的扫描序列，这种方法可以清楚的显示整个后外侧结构，有助于诊断PLC损伤。膝外侧“弓状信号”(arcuatesign)具有特征性意义。腓骨头髓内水肿,腓骨头骨片撕脱骨折均可呈现弓状信号[16]。
关节镜检查：关节镜下膝关节外侧关节间隙松弛，后外侧角关节镜直通征(镜检时外侧间隙张开大于1cm)阳性提示PLC损伤，同时关节镜检可避免多发韧带损伤遗漏。Laprade对30例Ⅲ度PLC损伤进行了前瞻性研究中，发现仅5例系单纯PLC损伤，25例为复合的PLC损伤。因此，PLC修补或重建的同时行关节镜检是有价值的。但急性期合并关节囊的损伤，关节镜检有造成液体外渗引起小腿筋膜间隔综合征的可能。
4　PLC损伤的治疗
非手术治疗　适宜于Ⅰ、Ⅱ度PLC损伤，通常预后良好，患膝伸直位固定3－4周后行伸屈功能锻炼，在固定期间患肢行等长肌肉锻炼，练习推髌骨；疼痛能忍时可以逐步开始负重。6－8周开始闭链运动，10周内避免腘绳肌练习，12－14周可自由练习〔17〕。
手术治疗：III度PLC损伤需要手术治疗，手术时间愈早愈好，急性损伤的修复宜在2－3周内施行。手术方法有一期修复、加强后外侧结构的提升和重建。
急性损伤(3周内)：急性PLCⅢ度损伤手术切开解剖修复较陈旧性损伤的治疗效果更好。Ross等[18]认为外伤后2周内行后外角解剖修复最为重要，新鲜创伤后外侧结构原位加强缝合固定，韧带能愈合，可完全恢复其稳定性，而2周后直接缝合修复效果差，需要用韧带移植重建后外角结构；修复前行关节镜检除有助于诊断PCL损伤以外,还可同时诊断和修复合并的半月板和交叉韧带的损伤。合并交叉韧带损伤要在PLC修复或重建以前予以重建。手术采用外侧直或弧行切口。显露出下列主要结构：①髂径束，②股二头肌，③腓总神经，④外侧副韧带，⑤腘肌和腘肌腱，⑥腘腓韧带，⑦后外侧关节囊。修复的顺序宜由深至浅，修复的方法可用直接的缝合、通过骨孔的腱骨固定和锚钉等，特别是修复关节囊从股骨或胫骨撕脱，用带线骨描钉缝合非常坚强方便。Stannard[19]比较了后外侧复合体修复与重建的效果，认为一期行外侧副韧带重建能有效恢复外侧稳定性，而单纯原位修复外侧结构，失败率高达37%，因此对于外侧副韧带及腘肌腱实质部撕裂的病人，行外侧副韧带重建，外侧副韧带骨性附着点撕脱，早期原位修复固定。Noyes[20]在重建外侧副韧带的同时，要求同时重建前交叉韧带，如果不修复前交叉韧带，外侧结构会继发松弛；同时指出，急性期如果外侧副韧带损伤严重，用自体或异体髌腱重建外侧副韧带可获得较好的关节稳定性。
陈旧性损伤：治疗的目的是要恢复膝关节内翻和外旋的稳定性，使之最大程度地恢复到伤前的运动能力并减少发生的可能性和严重性。由于广泛的瘢痕形成、继发的结构损伤和可能出现的下肢力线异常，导致陈旧性损伤较急性损伤处理起来更为复杂。特别是下肢力线异常，出现明显内翻畸形，首先要行胫骨高位的外翻截骨，以免重建后外侧关节囊结构应力与负荷过度而导致重建失败[13]。Hughston[21]等应用弓状韧带复合体 (外侧副韧带、腓肠肌外侧头和腘肌腱)的骨附着点上移术来治疗95例联合损伤，随访2－13年，其客观评价优良率为85%、主观优良率78%、功能优良率80%。该手术不但不损伤腘腓韧带或腘肌与其腱部的结合，并能同时将外侧副韧带和腘肌腱一并向上移位，但这种拉紧的强度会随时间的推移而逐渐减弱。Jakob等〔22〕报道当PLC损伤较轻时可将腘肌腱在股骨侧的止点加深，并拉紧恢复腘肌腱张力，但腘肌或腘腓韧带必需完整。Noyes[23]采用在股骨侧将PLC结构沿外侧副韧带方向移位紧缩的办法恢复膝关节后外侧稳定性，要求这些结构实质部必需完整。但PLC损伤往往是复合伤，受伤暴力大，PLC损伤严重，这种PLC移位紧缩术适应证有限。Veltri等〔13〕报道采用髂胫束加强手术修复损伤的腘肌腱，或取一条股二头肌长头腱保留腓骨附着转移重建外侧副韧带和腘腓韧带；Clancy[24]报道将股二头肌肌腱游离松解后改道转移固定于股骨外侧髁重建外侧副韧带，取得较好的治疗效果。但这些方法都不是解剖重建，继发松弛可达24%[25]。近年来，PLC解剖重建获得较好的临床结果，Noyes〔20〕对13例PLC损伤病例，其中初次重建7例，翻修6例，采用自体或异体髌腱重建外侧副韧带，术后随访2-13.7年，93%恢复关节稳定性。Fanelli〔26〕报道采用游离肌腱同时重建外侧副韧带和腘肌腱，同样取得较好的关节稳定性，这种重建方法适应证为：①PLC实质部损伤严重，无法直接缝合修复者，②所有慢性PLC损伤患者。
小结：随着对膝关节后外侧解剖和生物力学研究的深入，治疗的方法也在不断的改进。所有的Ⅰ度和大部分Ⅱ度PLC损伤均可用非手术治疗，但可以残存部分松弛，尤其是Ⅱ度损伤的病人。急性的Ⅲ度PLC复合损伤最好的治疗方法是早期(3周内)直接的修补,或修补加强,或所有损伤韧带的重建。对于陈旧性损伤，无论是孤立或多发性韧带损伤最好的治疗是在重建合并损伤的交叉韧带的同时重建PLC，才能最大限度恢复膝关节的稳定性。
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