内侧髌股韧带重建术中股骨隧道定位点研究进展

Abstract

目的

对内侧髌股韧带（medial patellofemoral ligament，MPFL）重建术中股骨隧道定位方法及最佳定位点的发展趋势进行综述，为手术治疗提供参考。

方法

广泛查阅近年来国内外 MPFL 重建术中股骨隧道定位点的相关文献，对 MPFL 的解剖及生物力学特点，以及股骨隧道定位方法的优缺点进行总结。

结果

精确建立股骨隧道对 MPFL 重建术的成功起至关重要的作用。目前股骨隧道定位法主要有影像学界标定位法及解剖学界标定位法两大类，影像学界标定位法切口小、操作简单，但对于重度滑车发育不良患者不能精确定位，建议结合解剖学界标定位法。两种定位方法各有优缺点，尚无统一选择标准。近年来利用 3D 设计软件精确辅助重建 MPFL 成为新的流行趋势。

结论

MPFL 重建术中股骨隧道定位十分重要，目前临床常用的定位方法各有优缺点，个性化定位是新趋势，尚未广泛进入临床应用，需要进一步研究及临床实践验证。

内侧髌股韧带（medial patellofemoral ligament，MPFL）损伤被认为是慢性髌骨外侧不稳的基本病变。MPFL 重建已成为恢复正常髌骨轨迹、治疗复发性髌骨不稳的主要外科手术之一。但有文献报道重睑术后出现严重并发症的发生率可高达 26%^[1]，其中非解剖隧道发生率高达 60%^[2]，因此股骨解剖隧道定位对于成功重建 MPFL 至关重要^[3-6]。利用 MPFL 股骨止点的解剖学界标和术中影像学界标方法，成为 MPFL 重建术中股骨隧道定位的研究热点。现就 MPFL 重建术中股骨隧道定位方法及最佳定位点的研究进展进行综述。

1. MPFL 的解剖和生物力学特征

MPFL 是膝关节在前屈 30° 时主要的髌骨内侧稳定器^[7]，为抵抗髌骨向外移位提供了 50%～60% 的内侧约束力^[8-11]。在 28% 膝关节中，MPFL 对内侧静态约束的贡献不足 39%^[12]，而内侧髌胫韧带和内侧髌半月板韧带在侧向平移、膝倾斜、膝旋转 90° 时可增强其约束作用^[7]。MPFL 多被描述为一种扇形结构延伸至髌骨端及股骨端^{[1, 12]}，也常被描述为三角形^{[10, 13]}，在更多文献回顾中认为它更接近于沙漏状^[14]。MPFL 位于膝关节内侧解剖结构的第 2 层，在髌骨端插入后形成 2 个独立的束，其中下直束与髌骨相连，是主要的静态软组织约束；与股四头肌腱相连为上斜束，是主要的动态软组织约束，也有文献将上斜束称为内侧股四头肌腱韧带^{[7, 12, 15]}。尽管有些研究者认为这两束并未完全分开，且 MPFL 自股骨端至股四头肌腱和髌骨存在 7.1 mm 的长度差异^[4]，但这种描述为更好地理解 MPFL 解剖形态、生物力学性能，以及双束比单束重建可以降低 MPFL 重建手术失败率、更好地实现移植物等距奠定了基础。而有学者对 MPFL 两束的生物力学研究发现，其下直束似乎发挥了更重要的作用^[13]。

MPFL 在股骨端位于内上髁近端、内收肌结节远端。Tanaka^[4]对 33 例尸体标本测量发现，MPFL 纤维从股骨端到髌骨的长度为（62.6±5.2）mm，从股骨端到股四头肌腱的长度为（69.7±5.5）mm；在股骨端的止点表面积为（56.5±16.9）mm²，在股骨起点处的宽度约（10.7±1.8）mm，在髌骨附着处的宽度约（30.4±5.5）mm^[16]。一项解剖学系统回顾研究表明，正常膝关节 MPFL 的长度为 47～72 mm，男性比女性平均长 4 mm 左右^[14]。而多项研究表明^{[5, 8, 11, 17-18]}，髌骨附着部位对 MPFL 长度的变化影响很小，重建的 MPFL 长度变化主要取决于股骨附着部位。因此，了解 MPFL 在股骨附着的解剖对于正确的股骨隧道建立及 MPFL 重建手术的成功至关重要。MPFL 在股骨附着部位的宽度为 9～17 mm，相对于其自身长度和内上髁宽度，此变化范围相对较大^[14]。因此，股骨附着部位像是覆盖了一个区域，而不是一个点，故 MPFL 在股骨附着处被描述为“云状”更为形象。

由于 MPFL 结构的复杂性，近年来一些学者提出了新的命名——MPFL 复合体^[12]。尽管 MPFL 在股骨起源部位的形状不同，个体间韧带长度及宽度略有差异，但总的来说，MPFL 被广泛描述为一种扇形结构，其在股骨附着部位位于内上髁和内收肌结节之间的鞍区。

2. MPFL 的解剖重建与等距重建

MPFL 重建术股骨隧道最佳定位点一直被广泛关注并存在争议，目前尚无对解剖止点的明确定义。文献报道有 80% 股骨隧道错位患者在 MPFL 修复术后 4 年内发生髌骨再脱位^[19-20]。虽然移植物的张力、股骨滑车沟解剖、髌骨高度及动态约束等均会影响重建结果^[21]，但 MPFL 在股骨隧道的插入点位置是导致移植物长度变化的最重要因素^[18]，对 MPFL 重建成功与否起到了至关重要的作用^{[4-6, 17, 19]}。本文将 MPFL 重建术中最接近其原生股骨止点所建立的隧道称为解剖隧道。解剖隧道能实现移植物的等距和功能恢复，而非解剖隧道是重建失败的唯一危险因素，可能引起内侧髌股关节压力增高、髌骨倾斜增加，导致关节运动丧失、疼痛、重建失败或复发性脱位^{[2, 5-6, 11, 14, 22-26]}。因此，股骨隧道应最接近自然解剖结构，从而恢复最佳髌骨轨迹。

生物力学研究表明，膝关节屈曲从 0° 到 110°，原生 MPFL 几乎是等距的^[1-2]；一项对 11 例无 MPFL 损伤的正常尸体标本研究发现，膝关节屈曲从 0° 到 90°，股骨中心和髌骨点的 MPFL 平均长度变化仅为 1.1 mm^[27]。因此，一些学者们将 MPFL 在膝关节屈伸活动中长度变化<2 mm 称为等长运动^{[18, 28]}，另一些学者则认为 MPFL 长度变化不超过 5 mm 为等距^{[1, 5-6, 29]}。而股骨的非解剖性移植物放置会显著改变移植物的等距。有研究证明，若移植的 MPFL 在股骨隧道置入点距离股骨解剖位点的近端或远端仅 5 mm，会导致 MPFL 长度变化 12 mm，且引起内侧髌股软骨的压力显著增加^{[2, 6, 30]}；而有报道认为 MPFL 一旦伸长超过 12～18 mm 就会破裂^[14]，引发手术失败。因此，为实现移植物等距，对股骨隧道定位点的选择至关重要。

目前绝大部分研究以是否改变等距及隧道位置对临床结果的影响，来定义或区分解剖重建和非解剖重建。以影像学界标为主要定位方法的研究中，Redfern 等^[31]和 Jaecker 等^[32]认为距 Schöttle 点<5 mm 不会改变 MPFL 等距；Servien 等^[26]则认为解剖重建的股骨隧道定位点应距 Schöttle 点<7 mm，尽管作者称非解剖重建与术后临床不良后果并无明确相关性；而 McCarthy 等^[21]则将解剖重建股骨隧道定位点放宽至距 Schöttle 点 9 mm；甚至有学者发现对于轻度滑车发育不良患者，距 Schöttle 点 10 mm 内行 MPFL 重建股骨隧道定位，术后 Kujala 评分和 Lysholm 评分均明显更高^[9]。而以解剖学界标方法定义的学者们则认为，股骨内上髁与内收肌结节之间的浅沟或鞍区以及内收肌结节远端 10 mm 均可作为 MPFL 重建的等距点，在膝关节屈伸时 MPFL 长度变化最小，可定义为正确的解剖附着位置^{[5-6, 29]}。尽管仅有少数学者认为 MPFL 是非等距结构^{[11, 33]}，且有较少报道称 MPFL 非解剖重建与临床结果之间并无任何相关性^{[5, 26]}，但股骨隧道位置检测工具的敏感性及精准性、是否存在滑车发育不良等其他解剖学差异、移植物张力、胫骨结节-股骨滑车凹距离等其他影响临床结果的因素，均可导致与非解剖重建无相关性这一临床结果；但这些报道多为仅 2～5 年的中、短期随访，是否出现骨关节炎等并发症可能需更长时间观察明确。同时，有作者认为非解剖重建虽也可能表现出类似解剖重建中 MPFL 在膝关节屈曲 0°～60° 时出现的等距行为^{[5, 13, 33]}，但更多文献报道了非解剖重建与不良预后相关、而解剖重建与优良结果相关^{[2, 9, 22, 24, 34]}。因此，MPFL 解剖重建将为最大限度地恢复移植物在生物动力学中的等距，同时也为重建术后良好的远期临床效果奠定基础。

3. 股骨隧道插入点的定位方法

有研究发现 MPFL 解剖重建方法中，股骨隧道插入点位置对等距影响最大^{[5-6, 11, 18-19]}，故学者们就股骨隧道插入点定位方法进行了大量研究。常用方法为影像学界标定位法及解剖学界标定位法。

3.1. 影像学界标定位法

3.1.1. Schöttle 点

Schöttle 等^[22]将直径为 2 mm 的铅球插入 8 例新鲜冷冻尸体标本的 MPFL 中，使用放射透视方法获得与后髁边缘重叠的标准侧位 X 线片，绘制股骨后皮质的延长线为线 1，分别向其作 2 条垂线，线 2 与股骨后髁轮廓线的拐点相交，线 3 与 Blumensaat 最后角相交。8 例样本标记的 MPFL 股骨插入点平均位于线 1 前方 1.3 mm、线 2 远端 2.5 mm、线 3 近端 3 mm 处。所有插入点都在股骨隧道钻孔直径为 5 mm 的圆圈内，作者称之为“Schöttle 点”。见图 1。Chatterton 等^[35]报道 MPFL 股骨隧道插入点与 Schöttle 点基本一致，但位于线 3 近端 1 mm 处；而 Ziegler 等^[19]报道的 MPFL 股骨隧道插入点位于 Blumensaat 线近端 1.2 mm，但距线 1 前方 2.3 mm；Redfern 等^[31]报道的 MPFL 股骨隧道插入点与 Schöttle 点在近远端位置一致，但略靠后方，在线 1 前方 0.5 mm；Wijdicks 等^[36]报道的 MPFL 股骨隧道插入点则比 Schöttle 点更加靠前，位于线 1 前方（8.8±5.3）mm，线 3 近端（2.6±2.1）mm。

图 1.

Schöttle marking schematic diagram

Schöttle 点标记示意图

3.1.2. Stephen 点

Stephen 等^[6]通过对 8 例尸体标本解剖性股骨附着的长度变化模式测量，使用标准放射线照射，根据股骨内侧髁大小来定义 MPFL 附着中心：如果股骨内侧髁前后径的几何直径为 100%，MPFL 股骨隧道定位点应距前端 60%、距后端 40%，以此为标准，应距远端 50%。此位置符合 Schöttle 点定义法的在线 2 与线 3 之间，但在线 1 后方 1.3 mm 而非前方；此定位点在膝关节从 0° 到 110° 屈曲时最大长度变化仅为 2.1 mm，故为等距点。

3.2. 解剖学界标定位法

3.2.1. 中点定位法

Stephen 等^[6]和 Yoo 等^[37]采用中点定位法确定股骨隧道定位点，即在股骨内侧髁上作约 2 cm 纵向皮肤切口，切开皮肤及皮下组织，触摸股骨内侧上 2 个最大的突出骨——内收肌结节及内上髁，给予标记后测量两者之间的中点，即为 MPFL 的股骨隧道插入点。膝关节屈曲 0°～40° 时，此点至髌骨点的 MPFL 长度变化仅约 2 mm，故此定位点被认为是等距的。

3.2.2. 三角形区域法

Zhang 等^[18]在三维膝关节重建模型中，分别标记内收肌结节下方 10 mm 为 H 点，内收肌结节和内侧上髁之间的中点为 I 点，使用半透明三维模型绘制 Blumensaat 线寻找后方的圆顶或穹隆部确认为 G 点，由此 3 点构成的三角形区域作为 MPFL 股骨固定部位。膝关节屈曲 0°～60° 时，这一三角形区域至髌骨的 MPFL 长度变化均在 5 mm 以内，故可认为是等长重建。

3.2.3. 股沟或鞍区法

Kernkamp 等^[11]用 CT 和双荧光透视成像技术对 15 名健康志愿者进行研究，在内收肌结节远侧、腓肠肌前方、内上髁逐渐斜坡的后方，或在内收肌结节和内上髁之间，靠近中点处常可触及一浅沟或者鞍区，有学者研究证实这一沟区与中点位置对应，经测量与 MPFL 等距线最接近，故可作为 MPFL 重建术的股骨隧道定位点^{[6, 19]}。

3.2.4. 骨突中心法

Zhang 等^[38]对 12 例尸体标本研究发现，纵向依次切开膝内侧皮下组织，可触摸到一明显骨突即股骨内收肌结节，在其远-前端触摸内上髁及远-后端触摸腓肠肌结节，3 个骨突的中心常有一长约 1 cm 沟槽，他们认为即使有些患者没有此凹陷或者触及不到，股骨隧道定位点仍应定义在此 3 个骨突区域的中心。他们对 53 例复发性髌骨脱位患者进行评估，使用此方法建立的 MPFL 股骨隧道定位点，82% 位于距 Schöttle 点 5 mm 内，故证实为等距点。

3.2.5. 内收肌结节辅助定位法

Fujino 等^[16]将 31 例尸体标本经 CT 扫描获得的数据导入专用软件制备膝关节三维图像，经分析、标记、着色和测量，发现 MPFL 股骨隧道定位点应在内收肌结节远端约 10.6 mm 处，与股骨长轴平行。有学者认为此点与内上髁和内收肌结节中线靠后一点的位置一致，是 MPFL 插入的最常见部位，且被测试为等距点^{[2, 5, 10, 24, 29-30, 37]}。而另有一些学者将内收肌结节和内上髁结合起来定位，Viste 等^[10]经尸体标本研究发现 MPFL 股骨隧道定位点应位于内上髁近端 7.2 mm、后方 7.4 mm，内收肌结节远端 11 mm、后方 1.3 mm；Tanaka 等^[12]研究发现股骨隧道定位点应位于内上髁近端 14 mm，但偏向于内收肌前远端；Wijdicks 等^[36]报道股骨隧道定位点应距内上髁 15.9 mm、内收肌结节 8.9 mm；Ziegler 等^[19]则认为股骨隧道定位点应距内上髁 11.4 mm，而距内收肌结节 7.8 mm，此定位点相对内上髁更靠近内收肌结节。

总之，目前对 MPFL 股骨隧道插入点的定位方法还有争议。然而，李常辉^[39]在对 30 例膝关节尸体标本测量中发现，尽管 MPFL 在股骨附着部位存在许多变异，但其在股骨附着处的中点均位于内上髁和内收肌结节之间。这一观点似乎被更多国人所接受。张勇等^[40]在关节镜辅助下 MPFL 重建术中，分别在内上髁、内收肌结节、两者之间中点及偏前、偏后 5 mm 处植入克氏针并固定肌腱，观察发现在膝关节屈伸 0°～110° 时两者之间中点最为等长，髌骨轨迹良好，结合韧带张力调整，此定位点更为准确，临床效果满意。

3.3. 定位法的选择和比较

Schöttle 点因具有切口小、操作简便且可重复操作的优点，一直被广泛使用，是 MPFL 重建中确定股骨隧道最常用的参考标准，一些学者将其称为 MPFL 重建股骨隧道定位的“金标准”。有学者将这种方法与触诊解剖学界标定位法对比，结果显示使用影像学检查法，在 Schöttle 点中心周围 7 mm 半径范围内可识别所有股骨插入部位，而通过触诊解剖学界标定位法确定的股骨插入部位中只有 52% 在此半径内^[25]。雷鸣鸣等^[41]在对 52 例患者行 MPFL 重建术中分别采用影像学界标定位法和触诊解剖学界标定位法进行股骨隧道定位，临床结果显示，解剖学定位组中 42% 为等距隧道，而影像学定位组中所有患者均为等距隧道。并且一些学者认为内上髁呈扁平状，内收肌结节不易识别，手术中由于组织磨损、瘢痕形成和原生 MPFL 反复损伤等均会影响对解剖标志的识别^[26]。普通解剖学界标定位法无法精确触及内上髁和内收肌结节，故无法精准定位，且手术切口较大，因此许多作者认为使用影像学界标定位法更有助于提高隧道位置的准确性^{[9, 26, 30-32, 42]}。

然而，一些学者在使用影像学界标定位法过程中逐渐发现了一些缺点：① 该方法常需术中使用 C 臂 X 线机透视辅助定位，临床实际操作困难，旋转角度敏感性高，可能增加手术时间及术后感染概率。② 放射照相要求采用标准侧位 X 线片，即股骨内外髁的远端和后端均对齐，Balcarek 等^[1]研究显示，与标准侧位 X 线片有 5° 旋转差异时，MPFL 股骨插入点平均可有 5 mm 错位。Ziegler 等^[19]评估显示，当与标准侧位 X 线片有 2.5° 旋转差异时，MPFL 股骨插入点错位超过 5 mm；该作者证明即使使用标准侧位 X 线片建立的 MPFL 股骨插入点，距解剖股骨隧道插入点也有 4.1 mm，而来自旋转角度差异的非标准侧位 X 线片则使股骨隧道定位偏差更大。③ 股骨皮质存在弯曲轮廓，选择后皮质的任何一点作延长线都可能导致几毫米偏差^[31]，尤其在滑车发育不良患者，当实现股骨髁完全重叠时，股骨背侧皮质通常表现为更宽的区域而不是一条细线，很难决定在哪里作一条与后皮质相切的线 1 更精确，从而导致定位偏差。④ 为避免 Schöttle 法定位中因无法精确定位线 1 位置而导致股骨隧道定位点的偏差，Stephen 等^[6]认为使用股骨内侧髁 40%-50%-60% 几何尺寸法定位更佳。但有研究证实，使用两种方法建立的股骨隧道占解剖隧道面积的比例均较低，两种方法均是对无慢性外侧髌骨不稳定的正常膝关节的放射学分析，故两种放射学方法均不能精准定位^[3]。而 Sanchis-Alfonso 等^[24]对 87 例髌骨外侧不稳患者行影像学界标定位法和触诊解剖学界标定位法的对比研究也发现，使用 Schöttle 等描述的影像学界标定位法建立的 MPFL 股骨隧道与内收肌结节界标定位法建立的解剖隧道面积进行重叠，前者仅 38% 患者实现了重叠区域面积>50%。因此，影像学界标定位法不够准确可能与其在正常膝关节尸体标本上进行放射学研究有关。而伴有重度滑车发育不良患者可能由于股骨外侧髁发育不全或伴有股骨前倾，股骨远端需向外旋转以实现真正重叠，旋转偏差使放射学照相仅提供近似值，因此，对 C 型及 D 型等重度滑车发育不良患者，建议结合解剖学界标定位法更为精确^[2]。

然而，Blatter 等^[43]研究发现，10 例正常人在生理负荷条件下膝关节屈曲至 30°～90° 时测量的 MPFL 长度变化最小；但此时内收肌结节和内上髁却分布不均匀，意味着内收肌结节解剖学变异很大^{[12, 14, 29]}。因此，最佳股骨插入点定位应随着患者解剖因素的不同而变化^{[38, 43]}。近年来，利用 3D 软件结合 CT 重建图像可以轻松检测股骨远端内侧的骨表面解剖结构，并清楚识别内收肌结节。许多 3D 设计软件可将三维结构图转换成二维 X 线透视图，更便于其定位及与放射学方法进行验证和比对。然而，使用 CT 重建也有其自身缺点：① 电离辐射较多，可能存在诱发骨癌风险；② 辅助定位股骨隧道可变性较多；③ 此方法创建的三维骨模型结构未考虑关节囊及滑膜厚度等其他软组织对结果的影响；④ 需术前采集患者的 CT 等数据，以及对软件的使用等进行专业技术支持和培训。

3.4. 3D 打印技术辅助定位

近年来体内 3D 技术已成为一种新的流行趋势，3D 打印技术在医学领域，尤其在脊柱、关节外科等疾病的临床辅助治疗中优势显著。利用患者的影像学资料，使用计算机软件进行设计，结合 3D 打印机打印出个性化导航模板，目前已在全膝关节置换定位截骨、关节矫形截骨、前交叉韧带重建隧道定位等方面得到广泛关注及应用^[44-45]。van Duren 等^[46]报道了在 MPFL 重建术中使用 3D 打印技术制造的钻孔导向器定位隧道位置，比传统方式提高了精度、降低了可变性、缩短了手术时间。此外，3D 打印模具不仅可辅助手术导航定位，还可评估和提高对髌股发育不良的诊断和分型^[47]，根据滑车发育不良程度和分类选择不同的股骨定位方法，指导是否行滑车成型术等更广泛的手术治疗方案。

4. 小结与展望

MPFL 属于膝关节外层韧带结构，其解剖结构复杂，故 MPFL 重建术中股骨隧道最佳定位点一直存在争议，定位方法各有优缺点，尚无统一标准。既往对于移植物的研究都是在固定角度的静态骨骼模型中进行，无法代表正常生理情况下发生的动态模式；3D 技术能够分析关节的体内运动并准确无创地测量韧带长度，但实际测量都是基于二维图像，且韧带不是严格线性结构，而是曲线形。随着人们对 MPFL 解剖结构及生物力学特点的进一步认识和深入了解，对 MPFL 重建解剖隧道的长期临床结果随访和研究，相信将来会有更好、更简便的定位方法，为临床医生提供更多指导和应用，使临床效果更加满意。今后术前基于 MRI 扫描进行设计和术中导航可能更有利于结合患者的解剖变异行个性化股骨定位。

作者贡献：张艳负责综述构思、文献查阅及文章撰写；李彦林、刘德健、王国梁负责审校并修改论文。

利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。课题经费支持没有影响文章观点。

Funding Statement

云南省骨关节疾病临床医学中心项目（ZX-2019-03-04）；云南省陈世益专家工作站项目（2018IC102）；云南省领军人才资助项目（L-201601）