引用本文: 李曉波, 李翰林, 盧佳俊, 丁然. 前交叉韌帶重建股骨骨道定位研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2024, 38(4): 498-504. doi: 10.7507/1002-1892.202401121 復制
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前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是維持膝關節穩定性的重要結構之一,其主要作用是限制脛骨前移及內旋。ACL損傷是一種常見運動損傷性疾病,在美國每年有10萬~20萬人發生ACL損傷,并且呈逐年增長趨勢[1]。ACL損傷若得不到及時治療,將導致關節不穩,繼發半月板損傷、軟骨損傷等,最終導致膝關節骨關節炎的發生[2]。目前,對于ACL損傷最有效的治療方法是關節鏡下ACL重建,重建效果受骨道位置、移植物類型、移植物固定方式、術后康復等因素影響,其中骨道位置起主要作用。一項系統綜述[3]對3 657例ACL重建手術失敗患者進行分析得出,造成ACL重建手術失敗的首要原因是ACL移植物再次斷裂(約占38%),術者技術錯誤占第2位(約22%),其他原因占40%;而在術者技術錯誤中,股骨骨道位置錯誤是主要原因(63%),脛骨骨道位置錯誤僅占7%。因此在ACL重建手術中,股骨骨道定位是決定手術成功的關鍵因素,也是保證術后患者膝關節功能良好的必要條件。本文就ACL重建股骨骨道定位理念及方法綜述如下。
1 ACL重建股骨骨道定位理念的轉變
1.1 等長重建
等長重建是指重建后的ACL在膝關節屈伸過程中,股骨和脛骨骨道之間的移植物長度及張力恒定不變。1911年,有研究者指出在膝關節屈伸過程中,ACL的部分纖維束始終處于緊張狀態[4]。Artmann等[5]基于該理論,提出ACL在活動過程中是等距的,他們認為在股骨外側髁ACL足印區存在一個等距區域,在此區域重建ACL可實現等長重建(即膝關節在屈伸全范圍內保持等長距離),使膝關節具有良好功能,且術后移植物再次斷裂風險大大降低。生物力學研究表明[6],膝關節股骨外側髁ACL的等距區域大致位于距離滑車溝和髁間切跡交界處20~30 mm處的帶狀區域,大小約2 mm。
一項5年臨床研究隨訪結果表明[7],等長重建相較于非等長重建能夠降低移植物再次斷裂及松弛風險,并且在膝關節前后穩定性能方面發揮更大作用。但是等長重建不能很好地控制膝關節旋轉穩定性[8]。隨著對ACL股骨止點的研究不斷深入,學者們發現ACL不是一個等長結構,在膝關節活動過程中ACL長度會發生變化[9]。因此,21世紀之后學者們開始注重ACL的解剖重建。
1.2 解剖重建
ACL解剖重建目的是重建原有ACL的解剖結構,恢復正常ACL的生理功能[10]。與ACL等長重建相比,解剖重建能較好地恢復膝關節功能和旋轉穩定性[11]。大量尸體解剖研究證明,ACL主要分為前內側束和后外側束,二者之間以外側髁分叉嵴為界限,分叉嵴是ACL解剖雙束重建的解剖學標志。ACL股骨側足印區位于股骨外側髁住院醫師嵴的下方,住院醫師嵴主要作為ACL解剖單束重建的解剖標志。ACL解剖單束重建的定位點為前內側束和后外側束的中點,而ACL解剖雙束重建的定位點為前內側束和后外側束足印區的中心。
1.3 Ribbon-like理論ACL重建
近年來,隨著對ACL解剖結構研究的不斷深入,有研究者提出了ACL Ribbon-like理論,認為ACL從股骨止點至中部是扁平的、呈條帶狀結構,而且前內側束和后外側束之間無明顯分界線[12]。ACL的股骨足印區分布于住院醫師嵴與股骨外側髁后緣之間,呈新月形[13],其足印區與股骨后皮質是延續的[14]。運用雙束理論(ACL的前內側束和后外側束)進行ACL解剖雙束重建,骨道多且技術復雜,股骨骨道發生定位不當概率增大[15]。2013年,Petersen等[15]基于Ribbon-like理論和ACL解剖雙束重建的復雜性和技術問題,提出了一種新的股骨側橢圓骨道定位方法,其股骨骨道位于股骨外側髁ACL足印內,骨道平均大小為9.3 mm×7.2 mm。Wen等[16]通過對108例ACL解剖單束重建患者(其中39例建立橢圓形股骨骨道,69例建立圓形股骨骨道)進行2年隨訪研究,認為建立橢圓形股骨骨道患者膝關節功能和膝關節松弛恢復更好,并且ACL移植物成熟度更高。Zhang等[17]也認為橢圓形股骨骨道的ACL重建技術相對于傳統圓形骨道技術在膝關節功能恢復方面更佳,術后早期移植物成熟度更好。但目前其遠期臨床效果尚未報道。
1.4 I.D.E.A.L. 理論
在Ribbon-like理論基礎上,Pearl等[18]綜合考量ACL的等長性、解剖學、組織學、生物力學以及相關臨床因素,提出了股骨骨道的I.D.E.A.L. 理論,認為應將ACL移植物放置于再現原生ACL等距(Isometric)的位置,該位置在組織學上覆蓋直接纖維區域(Direct insertion),即偏心地位于(Eccentrically located)足跡的前部(高)和近端(深)區域,該位置也位于解剖足印區內(Anatomical),并且在整個屈曲和伸展范圍內復制了原生 ACL 的低張力屈曲模式(Low tension),上述要點縮寫為I.D.E.A.L.。I.D.E.A.L. 理論提出后,被越來越多運動醫學研究者接受并付諸實踐。史尉利等[19]提出以膝關節股骨外側髁后軟骨緣頂點(the apex of the deep cartilage,ADC)作為解剖參考標志,膝關節“4”字位放置,屈曲120°,可以有效定位I.D.E.A.L. 股骨骨道,并且臨床結果較好。Su等[20]應用ACL保殘技術聯合I.D.E.A.L. 理論進行股骨骨道定位,通過對31例患者至少12個月隨訪研究,術后患者具有良好的膝關節穩定性及臨床效果。韋繼南等[21]通過比較I.D.E.A.L. 定位法和解剖足跡法對ACL重建術后膝關節功能恢復的影響,得出二者均能恢復患者膝關節功能及穩定性,對術后早期康復無明顯影響。基于以上研究,I.D.E.A.L. 理論獲得了令人滿意的臨床效果,但是目前對于I.D.E.A.L. 理論指導下的股骨骨道確切位置尚不明確。周天平等[22]通過在膝關節模型上比較分析,認為I.D.E.A.L. 理論支持下的股骨骨道位于股骨外側固有嵴后方1/3區域且接近ACL前內側束解剖止點,但是ACL前內側束股骨止點是否就是I.D.E.A.L. 點,目前尚無相關研究證實。I.D.E.A.L. 理論是對既往臨床經驗的歸納,是一個理論上存在的點,目前對I.D.E.A.L. 點的具體位置仍無一致意見。
1.5 類等長點位ACL重建
骨道定位是影響ACL重建術后功能恢復的最主要因素,研究報道約47.6%ACL翻修患者存在股骨骨道定位不當[23]。骨道位置不當將使移植物處于非等距狀態,可能導致膝關節在活動期間移植物和骨道之間的異常拉伸和相對運動,這種運動被稱為移植物-骨道運動(graft-tunnel motion,GTM)[24]。GTM現象在20世紀90年代末已有描述,一些學者認為GTM可以影響移植物與骨道界面,即GTM會通過改變局部機械環境來損害移植物和骨道愈合[25];也有研究認為GTM是一種“雨刷效應”和“蹦極效應”表現,會增加骨道周圍骨吸收活性,導致骨道擴大[26]。因此,2019年,Wan等[27]基于對ACL重建術深入研究的基礎上,提出了“ACL類等長重建”的觀點,即ACL移植物在近等長位置下重建,將會使GTM最小化。ACL重建的類等長點位于股骨外側髁內側面后方2 mm的住院醫師嵴上。他們認為在進行ACL重建時,運用類等長點理論,可以將重建后ACL的GTM維持在2 mm以內,從而促進移植物腱-骨愈合,避免移植物松動或再次斷裂以及骨道擴大。目前國內對類等長重建理論的研究較少,其作為等長重建的一種新闡釋,期待將來有越來越多臨床研究驗證其效果。
2 ACL重建股骨骨道定位方法
2.1 Over-The-Top(過頂位)定位法
Over-The-Top定位法是一種經典的ACL定位法,最早由Macintosh等于1974年提出[28]。最初Over-The-Top定位法主要用于初始ACL重建,重建的移植物穿過股骨外側髁上內側邊界并固定于股骨干遠端[29]。近年來,該定位方法主要用于骨骼發育尚未成熟的患者[30-31]或股骨骨道失效的翻修患者[32]。而Over-The-Top定位點位于股骨髁間窩外側壁和髁間窩頂部后方相交處。Over-The-Top定位法行ACL重建的適應證包括:① 當股骨骨質流失行翻修手術,無法進一步采用股骨骨道技術進行移植物定位或固定時;② 當股骨骨道后壁爆裂,無法進行移植物固定時;③ 當需要使用其他固定技術將軟組織移植物固定于股骨外側干骺端上時;④ 對骨骺尚未閉合的患者進行手術;⑤ 在ACL重建過程中需要進行關節外修復時[33]。
Nagai等[34]采用Over-The-Top定位法對14例骨骼尚未發育成熟患者進行初次ACL重建術,對21例骨骼發育成熟患者進行翻修術,經平均2.2年隨訪,兩組均取得了良好臨床效果。但是Over-The-Top位置的ACL移植物是非解剖的,這會導致移植物應力增加,最終導致移植物失效[35]。因此,Over-The-Top定位法在ACL重建術中的價值仍需進一步研究。
2.2 時鐘面定位法
自20世紀80年代關節鏡下ACL重建術開展以來,時鐘面定位法廣泛應用于股骨骨道定位。2003年Loh等[36]首次對10具人尸體標本進行生物力學試驗,認為將股骨骨道定位于左膝1點鐘位置、右膝10點鐘位置,可以使膝關節具有更好的旋轉穩定性。該技術前提是膝關節髁間窩清晰可見,并使用“模擬鐘面”來測量ACL股骨骨道位置。時鐘面定位法為膝關節屈曲90° 時,股骨髁間窩頂部對應12點鐘位置,左膝骨道位置在1~2點鐘方向,右膝骨道位置在10~11點鐘方向[37]。
雖然時鐘面定位法操作簡單,但是現在已不適用。首先,應用時鐘面定位法建立的股骨骨道是非解剖的[38],因為膝關節髁間窩是三維結構,而時鐘面是二維結構,其只考慮了冠狀面的定位而忽略了矢狀面的定位。在膝關節屈曲過程中,膝關節的髁間窩頂點和深度均會隨之變化,從而導致時鐘位置變化[39]。其次,由于醫生個人習慣和經驗不同,應用時鐘面定位法也可能導致股骨骨道出現很大偏差[40]。
2.3 股骨外側髁骨性標志定位法
住院醫師嵴和分叉嵴:ACL的股骨止點位于股骨髁間窩外側壁的后1/3處,呈長橢圓形[41]。住院醫師嵴位于髁間窩頂部和髁間窩外側壁后下緣連線上中、后1/3處,與ACL股骨足印區相鄰[42]。研究報道住院醫師嵴幾乎會100%出現,因此可作為術中ACL解剖重建股骨骨道定位的穩定骨性參考標志[43]。股骨外側髁分叉嵴是ACL前內側束和后外側束之間的一個骨性隆起,將兩束分隔開[44],兩束殘端中心的中點可作為ACL解剖單束重建的股骨骨道位置,而兩束的殘端中心可作為ACL雙束解剖重建股骨骨道位置。
ADC:從解剖學方面分析,ADC代表位于股骨外側髁內側的關節軟骨邊緣近端和前角;ADC對應于關節鏡下軟骨的深角和高角[45]。Hart等[45]對8個新鮮膝關節標本進行解剖研究,認為ACL股骨足跡的中心距ADC均較高且較淺,中位高值和中位淺值分別為3 mm(1~4 mm)和12 mm(11~17 mm)。Shi等[46] 分析了以ADC作為解剖參考標志進行ACL股骨骨道定位的134例患者術后三維CT,認為ADC是ACL重建術中股骨骨道定位的良好標志。并且提出了通過ADC定位股骨骨道的方法,先確認前內側束的殘端中心并標記,當膝關節屈曲120° 時,將輔助定位器定位于ADC上,即可準確定位股骨骨道。
上述兩種依靠骨性標志進行股骨骨道定位的方法,均能精確實現ACL解剖重建。而骨性標志不穩定將使得骨道定位不佳,最終導致患者術后膝關節功能不良。既往研究認為股骨外側髁間嵴是比較恒定的骨性定位標志,出現率約100%[43];但Tsukada等[47]對318個股骨標本的解剖研究發現,有6%標本中不存在股骨外側髁間嵴,約50%標本未發現股骨外側髁分叉嵴。而ADC是骨與軟骨之間邊界的頂點,一定存在,且其在關節鏡下很容易識別,因此ADC目前被認為是最佳骨性定位標志[46]。
然而骨性標志定位法也存在一些缺點。首先,在手術顯露骨性標志的過程中,需要將ACL股骨殘端清理干凈,以便于觀察和后續骨道定位。但是這樣就不會保留ACL殘端帶來的益處,因為ACL殘端在封閉骨道、避免一定程度骨道擴大、保留本體感覺、促進移植物血運恢復等方面起著一定作用[48-49],清理殘端將導致這些作用丟失。其次,對于慢性ACL損傷患者,長時間膝關節不穩將導致股骨外側髁增生嚴重,不能很好地觀察到骨性標志[22]。
2.4 X線透視下象限法
1997年,Bernard等[50]通過使用象限法對ACL股骨骨道進行定位,在真實膝關節側位X線片(膝關節股骨內外側髁重疊)上明確了髁間窩頂部的切線(Blumensaat線),在與Blumensaat線平行方向,股骨止點中心至外髁后緣的距離為股骨外髁前后徑的24.8%;與Blumensaat線垂直方向,股骨止點中心至髁間窩頂部的距離為髁間窩高度的28.5%。而前內側束的股骨止點中心為股骨外髁前后徑的25%,髁間窩高度的25%,后外側束的股骨止點中心為股骨外髁前后徑的33%,髁間窩高度的50%[51]。雖然象限法能夠精確定位骨道,但其操作復雜,耗時長,目前主要用于學術研究和術后骨道評估[22]。
2.5 計算機導航輔助定位技術
1995年,Dessenne等[52]首次使用計算機導航輔助關節鏡下ACL重建,提高了術中骨道定位的準確性。Cheng等[53]的一項系統評價得出,ACL導航組比傳統手術組術后移植物髁間窩撞擊發生率更低,并且股骨骨道定位準確性和一致性更優,但是在脛骨骨道定位方面無明顯差異。計算機導航輔助定位骨道,術中無需識別骨性定位標志,也避免了人為因素干擾,從而實現了骨道定位的高度準確,特別是股骨骨道定位。但計算機導航輔助定位也有其弊端,一是會增加手術成本,二是計算機導航為有創操作,會增加膝關節周圍損傷,延長手術時間[54]。
2.6 3D打印技術輔助定位
目前,3D打印技術[55]在ACL重建領域的應用還處于探索階段,主要包括3D打印個性化導航模板和3D打印解剖模型。前者使骨道放置位置更接近解剖足印區,縮短手術時間,使ACL重建更加個性化、精準化[56]。后者可進行周密的術前計劃和模擬,骨道定位精準、可重復性高,而且能減少術者的主觀誤差,縮短手術時間和術者學習曲線[57]。
3 總結與展望
ACL重建術是治療ACL損傷的主要方法,而股骨骨道定位是決定手術成敗的關鍵因素之一。隨著學者們對ACL解剖及生物力學等研究不斷深入,ACL重建的股骨骨道定位理念和骨道定位技術也在不斷發展及改進。ACL重建的股骨骨道定位理念從最初的等長重建,經歷解剖重建、Ribbon-like理論,發展到現在的I.D.E.A.L. 理論、類等長重建;股骨骨道定位技術則從Over-The-Top定位法、時鐘面定位法以及骨性標志定位法,發展到現在的計算機輔助導航技術和3D打印技術。而基于解剖重建理論的骨性標志定位法是目前臨床上的主要定位技術。
隨著3D打印技術和計算機輔助導航技術的不斷發展,未來ACL重建術將更加注重個性化和精確化。通過術前評估和三維建模,可以為每位患者設計最適合其解剖結構的骨道定位方案。同時隨著新興技術不斷涌現,如增強現實和虛擬現實技術,未來可能會有更多創新方法來輔助骨道定位,提高手術精確性和成功率。未來還可通過骨科、生物力學、生物材料科學等多學科合作,從不同角度理解和改進ACL重建的骨道定位技術。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點及報道
作者貢獻聲明 李曉波:文獻檢索,文章構思及撰寫;李翰林、盧佳俊:文獻檢索及收集,文章校對;丁然:文章修改及審核
前交叉韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是維持膝關節穩定性的重要結構之一,其主要作用是限制脛骨前移及內旋。ACL損傷是一種常見運動損傷性疾病,在美國每年有10萬~20萬人發生ACL損傷,并且呈逐年增長趨勢[1]。ACL損傷若得不到及時治療,將導致關節不穩,繼發半月板損傷、軟骨損傷等,最終導致膝關節骨關節炎的發生[2]。目前,對于ACL損傷最有效的治療方法是關節鏡下ACL重建,重建效果受骨道位置、移植物類型、移植物固定方式、術后康復等因素影響,其中骨道位置起主要作用。一項系統綜述[3]對3 657例ACL重建手術失敗患者進行分析得出,造成ACL重建手術失敗的首要原因是ACL移植物再次斷裂(約占38%),術者技術錯誤占第2位(約22%),其他原因占40%;而在術者技術錯誤中,股骨骨道位置錯誤是主要原因(63%),脛骨骨道位置錯誤僅占7%。因此在ACL重建手術中,股骨骨道定位是決定手術成功的關鍵因素,也是保證術后患者膝關節功能良好的必要條件。本文就ACL重建股骨骨道定位理念及方法綜述如下。
1 ACL重建股骨骨道定位理念的轉變
1.1 等長重建
等長重建是指重建后的ACL在膝關節屈伸過程中,股骨和脛骨骨道之間的移植物長度及張力恒定不變。1911年,有研究者指出在膝關節屈伸過程中,ACL的部分纖維束始終處于緊張狀態[4]。Artmann等[5]基于該理論,提出ACL在活動過程中是等距的,他們認為在股骨外側髁ACL足印區存在一個等距區域,在此區域重建ACL可實現等長重建(即膝關節在屈伸全范圍內保持等長距離),使膝關節具有良好功能,且術后移植物再次斷裂風險大大降低。生物力學研究表明[6],膝關節股骨外側髁ACL的等距區域大致位于距離滑車溝和髁間切跡交界處20~30 mm處的帶狀區域,大小約2 mm。
一項5年臨床研究隨訪結果表明[7],等長重建相較于非等長重建能夠降低移植物再次斷裂及松弛風險,并且在膝關節前后穩定性能方面發揮更大作用。但是等長重建不能很好地控制膝關節旋轉穩定性[8]。隨著對ACL股骨止點的研究不斷深入,學者們發現ACL不是一個等長結構,在膝關節活動過程中ACL長度會發生變化[9]。因此,21世紀之后學者們開始注重ACL的解剖重建。
1.2 解剖重建
ACL解剖重建目的是重建原有ACL的解剖結構,恢復正常ACL的生理功能[10]。與ACL等長重建相比,解剖重建能較好地恢復膝關節功能和旋轉穩定性[11]。大量尸體解剖研究證明,ACL主要分為前內側束和后外側束,二者之間以外側髁分叉嵴為界限,分叉嵴是ACL解剖雙束重建的解剖學標志。ACL股骨側足印區位于股骨外側髁住院醫師嵴的下方,住院醫師嵴主要作為ACL解剖單束重建的解剖標志。ACL解剖單束重建的定位點為前內側束和后外側束的中點,而ACL解剖雙束重建的定位點為前內側束和后外側束足印區的中心。
1.3 Ribbon-like理論ACL重建
近年來,隨著對ACL解剖結構研究的不斷深入,有研究者提出了ACL Ribbon-like理論,認為ACL從股骨止點至中部是扁平的、呈條帶狀結構,而且前內側束和后外側束之間無明顯分界線[12]。ACL的股骨足印區分布于住院醫師嵴與股骨外側髁后緣之間,呈新月形[13],其足印區與股骨后皮質是延續的[14]。運用雙束理論(ACL的前內側束和后外側束)進行ACL解剖雙束重建,骨道多且技術復雜,股骨骨道發生定位不當概率增大[15]。2013年,Petersen等[15]基于Ribbon-like理論和ACL解剖雙束重建的復雜性和技術問題,提出了一種新的股骨側橢圓骨道定位方法,其股骨骨道位于股骨外側髁ACL足印內,骨道平均大小為9.3 mm×7.2 mm。Wen等[16]通過對108例ACL解剖單束重建患者(其中39例建立橢圓形股骨骨道,69例建立圓形股骨骨道)進行2年隨訪研究,認為建立橢圓形股骨骨道患者膝關節功能和膝關節松弛恢復更好,并且ACL移植物成熟度更高。Zhang等[17]也認為橢圓形股骨骨道的ACL重建技術相對于傳統圓形骨道技術在膝關節功能恢復方面更佳,術后早期移植物成熟度更好。但目前其遠期臨床效果尚未報道。
1.4 I.D.E.A.L. 理論
在Ribbon-like理論基礎上,Pearl等[18]綜合考量ACL的等長性、解剖學、組織學、生物力學以及相關臨床因素,提出了股骨骨道的I.D.E.A.L. 理論,認為應將ACL移植物放置于再現原生ACL等距(Isometric)的位置,該位置在組織學上覆蓋直接纖維區域(Direct insertion),即偏心地位于(Eccentrically located)足跡的前部(高)和近端(深)區域,該位置也位于解剖足印區內(Anatomical),并且在整個屈曲和伸展范圍內復制了原生 ACL 的低張力屈曲模式(Low tension),上述要點縮寫為I.D.E.A.L.。I.D.E.A.L. 理論提出后,被越來越多運動醫學研究者接受并付諸實踐。史尉利等[19]提出以膝關節股骨外側髁后軟骨緣頂點(the apex of the deep cartilage,ADC)作為解剖參考標志,膝關節“4”字位放置,屈曲120°,可以有效定位I.D.E.A.L. 股骨骨道,并且臨床結果較好。Su等[20]應用ACL保殘技術聯合I.D.E.A.L. 理論進行股骨骨道定位,通過對31例患者至少12個月隨訪研究,術后患者具有良好的膝關節穩定性及臨床效果。韋繼南等[21]通過比較I.D.E.A.L. 定位法和解剖足跡法對ACL重建術后膝關節功能恢復的影響,得出二者均能恢復患者膝關節功能及穩定性,對術后早期康復無明顯影響。基于以上研究,I.D.E.A.L. 理論獲得了令人滿意的臨床效果,但是目前對于I.D.E.A.L. 理論指導下的股骨骨道確切位置尚不明確。周天平等[22]通過在膝關節模型上比較分析,認為I.D.E.A.L. 理論支持下的股骨骨道位于股骨外側固有嵴后方1/3區域且接近ACL前內側束解剖止點,但是ACL前內側束股骨止點是否就是I.D.E.A.L. 點,目前尚無相關研究證實。I.D.E.A.L. 理論是對既往臨床經驗的歸納,是一個理論上存在的點,目前對I.D.E.A.L. 點的具體位置仍無一致意見。
1.5 類等長點位ACL重建
骨道定位是影響ACL重建術后功能恢復的最主要因素,研究報道約47.6%ACL翻修患者存在股骨骨道定位不當[23]。骨道位置不當將使移植物處于非等距狀態,可能導致膝關節在活動期間移植物和骨道之間的異常拉伸和相對運動,這種運動被稱為移植物-骨道運動(graft-tunnel motion,GTM)[24]。GTM現象在20世紀90年代末已有描述,一些學者認為GTM可以影響移植物與骨道界面,即GTM會通過改變局部機械環境來損害移植物和骨道愈合[25];也有研究認為GTM是一種“雨刷效應”和“蹦極效應”表現,會增加骨道周圍骨吸收活性,導致骨道擴大[26]。因此,2019年,Wan等[27]基于對ACL重建術深入研究的基礎上,提出了“ACL類等長重建”的觀點,即ACL移植物在近等長位置下重建,將會使GTM最小化。ACL重建的類等長點位于股骨外側髁內側面后方2 mm的住院醫師嵴上。他們認為在進行ACL重建時,運用類等長點理論,可以將重建后ACL的GTM維持在2 mm以內,從而促進移植物腱-骨愈合,避免移植物松動或再次斷裂以及骨道擴大。目前國內對類等長重建理論的研究較少,其作為等長重建的一種新闡釋,期待將來有越來越多臨床研究驗證其效果。
2 ACL重建股骨骨道定位方法
2.1 Over-The-Top(過頂位)定位法
Over-The-Top定位法是一種經典的ACL定位法,最早由Macintosh等于1974年提出[28]。最初Over-The-Top定位法主要用于初始ACL重建,重建的移植物穿過股骨外側髁上內側邊界并固定于股骨干遠端[29]。近年來,該定位方法主要用于骨骼發育尚未成熟的患者[30-31]或股骨骨道失效的翻修患者[32]。而Over-The-Top定位點位于股骨髁間窩外側壁和髁間窩頂部后方相交處。Over-The-Top定位法行ACL重建的適應證包括:① 當股骨骨質流失行翻修手術,無法進一步采用股骨骨道技術進行移植物定位或固定時;② 當股骨骨道后壁爆裂,無法進行移植物固定時;③ 當需要使用其他固定技術將軟組織移植物固定于股骨外側干骺端上時;④ 對骨骺尚未閉合的患者進行手術;⑤ 在ACL重建過程中需要進行關節外修復時[33]。
Nagai等[34]采用Over-The-Top定位法對14例骨骼尚未發育成熟患者進行初次ACL重建術,對21例骨骼發育成熟患者進行翻修術,經平均2.2年隨訪,兩組均取得了良好臨床效果。但是Over-The-Top位置的ACL移植物是非解剖的,這會導致移植物應力增加,最終導致移植物失效[35]。因此,Over-The-Top定位法在ACL重建術中的價值仍需進一步研究。
2.2 時鐘面定位法
自20世紀80年代關節鏡下ACL重建術開展以來,時鐘面定位法廣泛應用于股骨骨道定位。2003年Loh等[36]首次對10具人尸體標本進行生物力學試驗,認為將股骨骨道定位于左膝1點鐘位置、右膝10點鐘位置,可以使膝關節具有更好的旋轉穩定性。該技術前提是膝關節髁間窩清晰可見,并使用“模擬鐘面”來測量ACL股骨骨道位置。時鐘面定位法為膝關節屈曲90° 時,股骨髁間窩頂部對應12點鐘位置,左膝骨道位置在1~2點鐘方向,右膝骨道位置在10~11點鐘方向[37]。
雖然時鐘面定位法操作簡單,但是現在已不適用。首先,應用時鐘面定位法建立的股骨骨道是非解剖的[38],因為膝關節髁間窩是三維結構,而時鐘面是二維結構,其只考慮了冠狀面的定位而忽略了矢狀面的定位。在膝關節屈曲過程中,膝關節的髁間窩頂點和深度均會隨之變化,從而導致時鐘位置變化[39]。其次,由于醫生個人習慣和經驗不同,應用時鐘面定位法也可能導致股骨骨道出現很大偏差[40]。
2.3 股骨外側髁骨性標志定位法
住院醫師嵴和分叉嵴:ACL的股骨止點位于股骨髁間窩外側壁的后1/3處,呈長橢圓形[41]。住院醫師嵴位于髁間窩頂部和髁間窩外側壁后下緣連線上中、后1/3處,與ACL股骨足印區相鄰[42]。研究報道住院醫師嵴幾乎會100%出現,因此可作為術中ACL解剖重建股骨骨道定位的穩定骨性參考標志[43]。股骨外側髁分叉嵴是ACL前內側束和后外側束之間的一個骨性隆起,將兩束分隔開[44],兩束殘端中心的中點可作為ACL解剖單束重建的股骨骨道位置,而兩束的殘端中心可作為ACL雙束解剖重建股骨骨道位置。
ADC:從解剖學方面分析,ADC代表位于股骨外側髁內側的關節軟骨邊緣近端和前角;ADC對應于關節鏡下軟骨的深角和高角[45]。Hart等[45]對8個新鮮膝關節標本進行解剖研究,認為ACL股骨足跡的中心距ADC均較高且較淺,中位高值和中位淺值分別為3 mm(1~4 mm)和12 mm(11~17 mm)。Shi等[46] 分析了以ADC作為解剖參考標志進行ACL股骨骨道定位的134例患者術后三維CT,認為ADC是ACL重建術中股骨骨道定位的良好標志。并且提出了通過ADC定位股骨骨道的方法,先確認前內側束的殘端中心并標記,當膝關節屈曲120° 時,將輔助定位器定位于ADC上,即可準確定位股骨骨道。
上述兩種依靠骨性標志進行股骨骨道定位的方法,均能精確實現ACL解剖重建。而骨性標志不穩定將使得骨道定位不佳,最終導致患者術后膝關節功能不良。既往研究認為股骨外側髁間嵴是比較恒定的骨性定位標志,出現率約100%[43];但Tsukada等[47]對318個股骨標本的解剖研究發現,有6%標本中不存在股骨外側髁間嵴,約50%標本未發現股骨外側髁分叉嵴。而ADC是骨與軟骨之間邊界的頂點,一定存在,且其在關節鏡下很容易識別,因此ADC目前被認為是最佳骨性定位標志[46]。
然而骨性標志定位法也存在一些缺點。首先,在手術顯露骨性標志的過程中,需要將ACL股骨殘端清理干凈,以便于觀察和后續骨道定位。但是這樣就不會保留ACL殘端帶來的益處,因為ACL殘端在封閉骨道、避免一定程度骨道擴大、保留本體感覺、促進移植物血運恢復等方面起著一定作用[48-49],清理殘端將導致這些作用丟失。其次,對于慢性ACL損傷患者,長時間膝關節不穩將導致股骨外側髁增生嚴重,不能很好地觀察到骨性標志[22]。
2.4 X線透視下象限法
1997年,Bernard等[50]通過使用象限法對ACL股骨骨道進行定位,在真實膝關節側位X線片(膝關節股骨內外側髁重疊)上明確了髁間窩頂部的切線(Blumensaat線),在與Blumensaat線平行方向,股骨止點中心至外髁后緣的距離為股骨外髁前后徑的24.8%;與Blumensaat線垂直方向,股骨止點中心至髁間窩頂部的距離為髁間窩高度的28.5%。而前內側束的股骨止點中心為股骨外髁前后徑的25%,髁間窩高度的25%,后外側束的股骨止點中心為股骨外髁前后徑的33%,髁間窩高度的50%[51]。雖然象限法能夠精確定位骨道,但其操作復雜,耗時長,目前主要用于學術研究和術后骨道評估[22]。
2.5 計算機導航輔助定位技術
1995年,Dessenne等[52]首次使用計算機導航輔助關節鏡下ACL重建,提高了術中骨道定位的準確性。Cheng等[53]的一項系統評價得出,ACL導航組比傳統手術組術后移植物髁間窩撞擊發生率更低,并且股骨骨道定位準確性和一致性更優,但是在脛骨骨道定位方面無明顯差異。計算機導航輔助定位骨道,術中無需識別骨性定位標志,也避免了人為因素干擾,從而實現了骨道定位的高度準確,特別是股骨骨道定位。但計算機導航輔助定位也有其弊端,一是會增加手術成本,二是計算機導航為有創操作,會增加膝關節周圍損傷,延長手術時間[54]。
2.6 3D打印技術輔助定位
目前,3D打印技術[55]在ACL重建領域的應用還處于探索階段,主要包括3D打印個性化導航模板和3D打印解剖模型。前者使骨道放置位置更接近解剖足印區,縮短手術時間,使ACL重建更加個性化、精準化[56]。后者可進行周密的術前計劃和模擬,骨道定位精準、可重復性高,而且能減少術者的主觀誤差,縮短手術時間和術者學習曲線[57]。
3 總結與展望
ACL重建術是治療ACL損傷的主要方法,而股骨骨道定位是決定手術成敗的關鍵因素之一。隨著學者們對ACL解剖及生物力學等研究不斷深入,ACL重建的股骨骨道定位理念和骨道定位技術也在不斷發展及改進。ACL重建的股骨骨道定位理念從最初的等長重建,經歷解剖重建、Ribbon-like理論,發展到現在的I.D.E.A.L. 理論、類等長重建;股骨骨道定位技術則從Over-The-Top定位法、時鐘面定位法以及骨性標志定位法,發展到現在的計算機輔助導航技術和3D打印技術。而基于解剖重建理論的骨性標志定位法是目前臨床上的主要定位技術。
隨著3D打印技術和計算機輔助導航技術的不斷發展,未來ACL重建術將更加注重個性化和精確化。通過術前評估和三維建模,可以為每位患者設計最適合其解剖結構的骨道定位方案。同時隨著新興技術不斷涌現,如增強現實和虛擬現實技術,未來可能會有更多創新方法來輔助骨道定位,提高手術精確性和成功率。未來還可通過骨科、生物力學、生物材料科學等多學科合作,從不同角度理解和改進ACL重建的骨道定位技術。
利益沖突 在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突;經費支持沒有影響文章觀點及報道
作者貢獻聲明 李曉波:文獻檢索,文章構思及撰寫;李翰林、盧佳俊:文獻檢索及收集,文章校對;丁然:文章修改及審核