陳剛
(臺(tái)州市立醫(yī)院,浙江臺(tái)州318000)
·綜述·
膝關(guān)節(jié)后外側(cè)角損傷的研究進(jìn)展
陳剛
(臺(tái)州市立醫(yī)院,浙江臺(tái)州318000)
膝關(guān)節(jié)后外側(cè)角(PLC)是維持膝關(guān)節(jié)后外側(cè)穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu),其損傷通常合并膝關(guān)節(jié)其它結(jié)構(gòu)的損傷。本文回顧了PLC的解剖、生物力學(xué)、受傷機(jī)制、合并損傷、損傷分級(jí)、臨床特征、影像和治療等方面的文獻(xiàn),并提出研究方向。
膝關(guān)節(jié);后外側(cè)角損傷;損傷機(jī)制;生物力學(xué)
膝關(guān)節(jié)后外側(cè)角 (posterolateal complex,PLC)是維持膝關(guān)節(jié)后外側(cè)穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu),它主要是由外側(cè)副韌帶、腘肌腱復(fù)合體、腘腓韌帶、弓狀韌帶和后外側(cè)關(guān)節(jié)囊組成的復(fù)合體。單純PLC損傷只占所有膝關(guān)節(jié)急性韌帶損傷的1.6%,常伴其它膝部結(jié)構(gòu)損傷[1-3]。根據(jù)PLC損傷程度和分級(jí),采用不同的治療方式[4]。如PLC不能及時(shí)治療,將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥,包括早期膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎、慢性疼痛、關(guān)節(jié)不穩(wěn)、關(guān)節(jié)軟骨退變等;治療不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致交叉韌帶重建的失敗[5]。
后外側(cè)角中維持膝關(guān)節(jié)過(guò)伸、內(nèi)翻和脛骨外旋的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)包括:髂脛束 (iliotibial band,ITB)、股二頭肌腱(biceps femoris tendon,BFT)、外側(cè)副韌帶(lateral collateral ligament,LCL)、腘肌腱(popliteus tendon,PT)、腘腓韌帶 (popliteo fibular ligament,PFL)、腓腸肌外側(cè)頭、外側(cè)關(guān)節(jié)囊、弓狀韌帶、腘斜韌帶和豆腓韌帶。生物力學(xué)上分析證明PLC主要由LCL、PT和PFL組成[6]。LCL是關(guān)節(jié)外結(jié)構(gòu),起始于股骨外上髁,向下縱向走形,止于腓骨頭的前下方,距離腓骨頭莖突18.3mm[7],LCL平均長(zhǎng)度為63mm,寬為1.2mm,厚度上存在較大差異,有報(bào)道為2.4mm,亦有報(bào)道為4.7mm[7-8]。PT起始于LCL股骨附著處前下方約18.5mm,穿過(guò)LCL與弓狀韌帶的深面,與腘肌肌腹相連接,其長(zhǎng)約40.4mm,在腘腓韌帶分叉處的寬、厚度分別為7.5mm和3.6mm,可分為前下、后下、后上3個(gè)不同方向的三束。PFL起自腘肌腱和腘肌的連接部,遠(yuǎn)端附著腓骨頭[9],與外側(cè)副韌帶腓骨頭附著處相距18.3mm,其出現(xiàn)率100%,與腘肌腱成60°角,長(zhǎng)約11.06mm。PFL形態(tài)變異較多,可分為兩型:I型指PFL為單一韌帶;II型指PFL可分為前、后臂,呈“Y”形[8-10]。
目前認(rèn)為PT、PFL、LCL是保持膝關(guān)節(jié)后外側(cè)穩(wěn)定、控制和平衡膝關(guān)節(jié)的主要結(jié)構(gòu),Ullrich等[10]通過(guò)對(duì)PLC進(jìn)行的有關(guān)解剖和生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),單純切斷ITB、BFT、腓腸肌外側(cè)頭、外側(cè)關(guān)節(jié)囊、弓狀韌帶、腘斜韌帶和豆腓韌帶均沒(méi)有引起明顯的膝關(guān)節(jié)后外側(cè)不穩(wěn)。多項(xiàng)研究揭示LCL除了是重要的抗膝內(nèi)翻結(jié)構(gòu),也是重要的抗外旋結(jié)構(gòu),PT和PFL則是次要的抗膝內(nèi)翻結(jié)構(gòu)[11]。
研究發(fā)現(xiàn)LCL在伸膝位緊張、屈膝位松弛、屈膝位外旋時(shí)LCL的張力變化不大;PFL自伸膝位到屈膝90°位始終保持緊張,在脛骨被動(dòng)外旋時(shí)緊張度增加。這些組織結(jié)構(gòu)的松弛將會(huì)導(dǎo)致脛骨平臺(tái)外旋內(nèi)翻向后的半脫位,臨床以及影像學(xué)上亦得到相應(yīng)的證實(shí)[12]。Sanchez等[13]認(rèn)為,PLC和后交叉韌帶(PCL)提供一樣的膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性,生物力學(xué)以及臨床研究在PLC失效的膝關(guān)節(jié)中PCL不能具有原先的功能,相反,臨床研究證實(shí)單純的PCL撕裂,其膝關(guān)節(jié)功能尚正常,完整的PLC能夠限制膝關(guān)節(jié)
后移,所以修復(fù)重建PLC是必要的。
PLC損傷機(jī)制包括作用力使膝關(guān)節(jié)過(guò)伸[14-15]和膝關(guān)節(jié)屈曲位外旋[16]。膝關(guān)節(jié)過(guò)伸性損傷通常由后側(cè)關(guān)節(jié)囊撕裂和脛骨前側(cè)撞擊的骨折引起,最終導(dǎo)致PLC損傷;這種損傷機(jī)制同時(shí)驗(yàn)證PLC是維持膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻外旋以及限制脛骨后移的主要解剖結(jié)構(gòu),而選擇性切斷這些結(jié)構(gòu)會(huì)造成膝關(guān)節(jié)垂直和旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)。膝關(guān)節(jié)屈曲位外旋會(huì)導(dǎo)致PT、PFL、LCL和前后交叉韌帶撕裂。
目前,對(duì)于PLC損傷程度有Hughston等[17]分度和Fanelli等分型[18],以Fanelli分型為主。Hughston分度:在屈膝30°內(nèi)翻應(yīng)力下與對(duì)側(cè)膝關(guān)節(jié)比較,膝關(guān)節(jié)外側(cè)張開(kāi)0~5 mm為I度,6~10 mm為II度,超過(guò)10 mm為III度。Fanelli分型:A型:屈膝30°時(shí),外旋增加10°,無(wú)內(nèi)翻不穩(wěn),表明PFL、PT損傷;B型:屈膝30°時(shí),外旋增加,I~II度內(nèi)翻不穩(wěn),但有硬性終止點(diǎn),表明PFL、PT撕裂,LCL部分損傷;C型:屈膝30°時(shí),外旋增加,III度內(nèi)翻不穩(wěn),且無(wú)硬性終止點(diǎn),表明PFL、PT、LCL撕裂,可能合并交叉韌帶損傷。
Gardner等[2,3,19]報(bào)道PLC的損傷往往同時(shí)合并前后交叉韌帶、脛骨平臺(tái)骨折、內(nèi)側(cè)半月板以及血管神經(jīng)損傷。如果是PLC過(guò)伸性損傷,一定要高度懷疑合并脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)骨折,其合并發(fā)生率大約是68%[2]。另外,如果考慮為膝部血管損傷,須觸診足背動(dòng)脈以及內(nèi)踝后方脛后動(dòng)脈搏動(dòng),如果高度懷疑,須行血管B超或CTA檢查腘動(dòng)脈。可同時(shí)存在腓總神經(jīng)損傷癥狀,其合并率文獻(xiàn)報(bào)道不一樣,Chen等[20]認(rèn)為是 30%,Mook等[21]認(rèn)為是16%~40%。脛骨內(nèi)翻外旋或過(guò)伸性損傷同樣是半月板損傷的機(jī)制。
PLC急性損傷為<3周,慢性損傷為>3周。急性單純PLC損傷的患者通常會(huì)主訴其膝部后外側(cè)疼痛腫脹,慢性表現(xiàn)為內(nèi)側(cè)或后外側(cè)關(guān)節(jié)線處疼痛,行走時(shí)膝關(guān)節(jié)過(guò)伸、內(nèi)翻以及打軟腿、彈響現(xiàn)象[22]。如長(zhǎng)久未得到很好的治療,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)翻膝的應(yīng)力,膝力線內(nèi)移,從而加速內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)軟骨磨損導(dǎo)致的疼痛[23]。如果合并腓總神經(jīng)損傷以及腘窩部血管損傷,亦會(huì)出現(xiàn)足下垂、足趾背伸不能、足背部麻木感以及遠(yuǎn)端血供障礙。查體包括后外抽屜試驗(yàn),撥號(hào)試驗(yàn)[24],外旋反屈試驗(yàn)[25],反向軸移試驗(yàn)[26],可以在應(yīng)力試驗(yàn)下幫助PLC的診斷[27],目前尚缺乏以上試驗(yàn)特異度和敏感度的相關(guān)研究。Kim等[12]通過(guò)CT結(jié)合查體觀察膝關(guān)節(jié)的外旋以及內(nèi)翻,精確判斷PLC損傷。
膝關(guān)節(jié)X線的多種表現(xiàn)如外側(cè)關(guān)節(jié)間隙異常增寬、脛骨前內(nèi)側(cè)平臺(tái)骨折[1]、腓骨頭尖端撕脫性骨折、髂脛束撕脫骨折,甚至Segond骨折均提示可能存在急性PLC損傷。在PLC慢性損傷中,X線片會(huì)表現(xiàn)出內(nèi)、外側(cè)關(guān)節(jié)及髕股關(guān)節(jié)的退形性改變[23]。CT三維表現(xiàn)可以更清晰地顯示脛腓骨近端的隱匿性骨折的存在。PLC的損傷主要采用MRI檢查,能夠顯示PLC損傷是否合并前交叉韌帶(ACL)、PCL、半月板損傷[28],對(duì)于骨性損傷方面可以顯示脛骨前內(nèi)側(cè)撞擊引起的骨折或骨挫傷。Barker等[3]研究認(rèn)為B超下亦能夠較好地顯示PLC以及其他結(jié)構(gòu)。綜合各項(xiàng)檢查特點(diǎn):X線能夠觀察明顯的骨折、骨折的程度以及關(guān)節(jié)間隙是否對(duì)稱(chēng);CT對(duì)于骨性結(jié)構(gòu)的觀察占優(yōu)勢(shì),能夠觀察到更加細(xì)微的骨折,譬如撕脫性骨折、關(guān)節(jié)面的塌陷劈裂;MRI對(duì)觀察骨性結(jié)構(gòu)的損傷不如CT,但除了能夠觀察隱匿性骨折、隱性骨折外,還能觀察膝關(guān)節(jié)內(nèi)的韌帶、半月板損傷以及PCL的各主要解剖結(jié)構(gòu);B超能夠顯示PLC解剖結(jié)構(gòu),但需要一定的經(jīng)驗(yàn),基層醫(yī)院尚未開(kāi)展。
PLC損傷的治療方式取決于受傷的時(shí)間和程度。根據(jù)急慢性PLC損傷,3周以內(nèi)早期的修復(fù)或加強(qiáng)可以獲得良好的療效[14],超過(guò)3周的損傷,由于瘢痕愈合,單純修復(fù)常常受到限制,故需要重建手術(shù)以便重建膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和力學(xué)對(duì)線,降低患者
膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)以及骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。
根據(jù)PLC損傷的程度,I度和II度中度損傷采用非手術(shù)治療可獲得良好的效果[18],而嚴(yán)重的II度和所有III度非手術(shù)治療療效差,可遺留松弛,導(dǎo)致行走不穩(wěn)和骨性關(guān)節(jié)炎,因此推薦手術(shù)治療[29]。
保守治療主要是膝關(guān)節(jié)制動(dòng)3周,3周后開(kāi)始膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度鍛煉,6周后進(jìn)行負(fù)重訓(xùn)練[30]。手術(shù)治療包括修復(fù)加強(qiáng)術(shù)、重建術(shù)(包括解剖重建和功能重建)。修復(fù)術(shù)主要用于3周內(nèi)的損傷,提倡精確及可靠地修復(fù)PLC的結(jié)構(gòu)。Tzurbakis等[31]報(bào)道采用修復(fù)術(shù)治療均取得良好的療效,但目前尚缺乏修復(fù)與重建的隨機(jī)對(duì)照研究。如PLC損傷較重,單純的修復(fù)難以恢復(fù)解剖結(jié)構(gòu),需要加強(qiáng)術(shù),目前較少采取,一般采用重建手術(shù)。重建術(shù)可以選擇脛骨或腓骨為基礎(chǔ)的重建,包括解剖重建與功能重建。腓骨基礎(chǔ)的重建主要是Larson重建,大體根據(jù)LCL和PFL解剖,主要糾正內(nèi)翻不穩(wěn),其次要糾正外旋不穩(wěn)。脛骨基礎(chǔ)的重建是根據(jù)原先LCL、PT和PFL解剖起止點(diǎn)進(jìn)行重建,維持PLC的動(dòng)力以及靜力結(jié)構(gòu),脛骨-股骨束重建腘肌,股骨-腓骨束重建PFL,腓骨-股骨束重建LCL。目前LaPrade技術(shù)能夠重建內(nèi)翻以及外旋的不穩(wěn),亦取得良好的結(jié)果[4]。PLC損傷的外科手術(shù)并發(fā)癥包括腓總神經(jīng)損傷、血腫、感染、關(guān)節(jié)僵硬、重建的失效、移植物的激惹。
膝關(guān)節(jié)研究已經(jīng)認(rèn)識(shí)到PLC主要解剖結(jié)構(gòu)包括PFL、PT、LCL,尸體生物力學(xué)研究通過(guò)分別切斷PFL、LCL、PFL+LCL來(lái)進(jìn)行內(nèi)翻和外旋的程度測(cè)量,判斷PLC各組成部分的作用。PFL、PT為主要的抗外旋及次要的抗脛骨后移結(jié)構(gòu),LCL為主要的抗內(nèi)翻結(jié)構(gòu)。CT以及B超在應(yīng)力位診斷PLC損傷上會(huì)有更多突出的作用,可提供多種方式綜合判斷膝關(guān)節(jié)周?chē)喾N韌帶的損傷。PLC損傷后ACL及PCL應(yīng)力負(fù)荷的影響尚缺乏一定的數(shù)據(jù)支撐,在膝關(guān)節(jié)多種韌帶損傷的情況下,選擇同時(shí)重建韌帶對(duì)于臨床尚有一定困惑。在綜合考慮暴露面積、術(shù)中復(fù)位、鋼板固定生物力學(xué)、膝關(guān)節(jié)周?chē)鶬期血管神經(jīng)的探查后,提出一個(gè)全新的經(jīng)腓骨頭截骨入路治療脛骨后外側(cè)平臺(tái)骨折,是一個(gè)新的研究方向。
[1] Yoo JH,Kim EH,Yim SJ,et al.A case of compression fracture of medial tibial plateau and medial femoral condyle combined with posterior cruciate ligament and posterolateral corner injury.Knee,2009,16(1):83
[2] Gardner MJ,Yacoubian S,Geller D,et al.The incidence of soft tissue injury in operative tibial plateau fractures:a magnetic resonance imaging analysis of 103 patients.Orthop Trauma,2005,19(2):79
[3] Barker RP,Lee JC,Healy JC.Normal sonographic anatomy of the corner of the knee.Am J Roentgenol,2009,192(1):73
[4] LaPrade RF,Johansen S,Agel J,et al.Outcomes of an anatomic posterolateral knee reconstruction.Bone Joint Surg Am,2010,92:16
[5] Harner CD,Vogrin TM,H?her J,et al.Biomechanical analysis of a posterior cruciate ligament reconstruction:deficiency of the posterolateral structures as a cause of graft failure.Sports Med,2000,28(1):32
[6] Osti M,Tschann P,Künzel KH,et al.Posterolateral corner of the knee:microsurgical analysis of anatomy and morphometry. Orthopedics,2013,36(9):e1114
[7] HaslamaPG,BickerstaffbDR.Postero-lateralrotatoryinstability. Current Orthopaedics,2007,21:451
[8] Ishigooka H,Sugihara T.Anatomical study of the popliteofibular ligament and surrounding structures.Orthop Sci,2004,9:51
[9] Raheem O,Philpott J,Ryan W,et al.Anatomical variations in the anatomy of the posterolateral corner of the knee.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2007,15:895
[10]Ullrich K,Krudwig WK,Witzel U.Posterolateral aspect and stability of the knee joint:I anatomy and function of the popliteus muscle-tendon unit:an anatomical and biomechanical study Knee.Surg,sport traumatol arthrosc,2002,10:86
[11]LaPrade RF,Muench C,Wentorf F,et al.The effect of injury to the posterolateral structures of the knee on force in a posterior cruciate ligament graft:a biomechanical study. Sports Med,2002,30(2):233
[12]Kim YH,Purevsuren T,Kim K,etal.Contribution of posterolateral corner structures to knee joint translational and rotational stabilities:a computational study.Proc Inst Mech Eng H,2013,227(9):968
[13]Sanchez AR,Sugalski MT,LaPrade RF.Anatomy and biomechanics of the lateral side of the knee.Sports Med Arthrosc,2006,14(1):2
[14]Levy BA,Stuart MJ,Whelan DB.Posterolateral instability of
the knee:evaluation,treatment,results.Sports Med Arthrosc,2010,18(4):254
[15]Fornalski S,McGarry MH,Csintalan RP,et al.Biomechanical and anatomical assessment after knee hyperextension injury. Sports Med,2008,36(1):80
[16]Csintalan RP,Ehsan A,McGarry MH,et al.Biomechanical and anatomical effects of an external rotational torque applied to the knee:a cadaveric study.Sports Med,2006,34:1623
[17]Hughston JC,Andrews JR,Cross MJ,et al.Classification of knee ligament instabilities.Part II.The lateral compartment.J Bone Joint Surg Am,1976,58:173
[18]Fanelli GC,F(xiàn)eldmann D.Management of combined anteriorcruciate ligament/posteriorcruciate ligament/posterolateral complex injuries of the knee.Oper Tech Sports Med,1999,7:143
[19]Bennett DL,George MJ,El-Khoury GY,et al.Anterior rim tibial plateau fractures and posterolateral corner knee injury. Emerg Radiol,2003,10(2):76
[20]Chen FS,Rokito AS,Pitman MI.Acute and chronic posterolateral rotatory instability of the knee.J Am Acad Orthop Surg,2000,8(2):97
[21]Mook WR,Ligh CA,Moorman CT,et al.multiligament knee injury:current concepts and treatment algorithm.J Am Acad Orthop Surg,2013,21(6):343
[22]Larson RV,Tingstad E.Lateral and posterolateral instability of the knee in adults.In:DeLee JC,Drez DJ,et cu.DeLee& Drez’s Orthopaedic Sports Medicine:Principles and Practice. 2nd ed.Philadelphia,PA:Saunders,2003:1969
[23]Sharma L,Song J,F(xiàn)elson DT,et al.The role of knee alignment in d isease progression and functional decline in knee osteoarthritis.JAMA,2001,286:188
[24]Laprade RF,Wijdicks CA.The management of injuries to the medial side of the knee.Orthop Sports Phys Ther,2012,42(3):221
[25]Laprade RF,Ly TV,Griffith C.The external rotation recurvatum test revisited:reevaluation of the sagittal plane tibiofemoral relationship.Sports Med,2008,36:709
[26]Petrigliano FA,Lane CG,Suero EM,et al.Posterior cruciate ligament and posterolateral corner deficiency results in a reverse pivot shift.Clin Orthop Relat Res,2012,470(3):815
[27]James EW,Williams BT,Laprade RF.Stress Radiography for the Diagnosis of Knee Ligament Injuries:A Systematic Review.Clin Orthop Relat Res,2014,472(9):2644
[28]Farshad-Amacker NA,Potter HG.MRI of knee ligament injury and reconstruction.Magn Reson Imaging,2013,38(4):757
[29]Kannus P.Nonoperative treatment of grade II and III sprains of the lateral ligament compartment of the knee.Sports Med,1989,17(1):83
[30]Rue JP,Kilcoyne K,Dickens J,et al.Diagnosis and treatment of injuries to the posterolateral ligament complex.Knee Surg,2011,24(3):143
[31]Tzurbakis M,Diamantopoulos A,Xenakis T,et al.Surgical treatment of multiple knee ligament injuries in 44 patients:2-8 years fo llow-up results.Knee Surg Sportsg Traumatol Arthrosc,2006,14(8):739