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. 2018 Mar;32(3):377–381. [Article in Chinese] doi: 10.7507/1002-1892.201708038

前交叉韧带解剖研究进展及其对韧带重建技术的影响

Anatomical study of anterior cruciate ligament and its effect on reconstruction technique

Feilong LI 1, Xiaoji LUO 1, Xi LIANG 1, Wei HUANG 1, Ning HU 1,*
PMCID: PMC8414269  PMID: 29806292

Abstract

Objective

To summarize the current research progress of anterior cruciate ligament (ACL) anatomy, and discuss its effect on the reconstruction technique.

Methods

The literature concerning ACL anatomy and reconstruction at home and abroad was extensively reviewed and summarized.

Results

The anatomy and morphology of ACL has gained new recognition in recent years, and the “Ribbon-like” ACL has gradually been paid attention to by researchers. In present researches, it seems the “Ribbon-like” anatomy theory has advantages in theory when compared with the previous anatomy theory. It is more in line with the anatomy and isometric reconstruction.

Conclusion

The understanding of ACL anatomy guided the development of ACL reconstruction. The “Ribbon-like” ACL anatomy theory is the different understanding of the anatomy theory, which remains controversy. The “Ribbon-like” reconstruction maybe has more advantages in theory, but further study is needed.

Keywords: Anterior cruciate ligament, ligament reconstruction, anatomical study

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤是膝关节最常见运动损伤之一，ACL 断裂后会造成膝关节前后、旋转及侧方不稳定，进而继发软骨损伤、半月板损伤、胫股关节和髌股关节异常关系，最终导致骨关节炎等[1-3]。关节镜下 ACL 重建术是目前治疗 ACL 损伤的主要方法。

1975 年，Girgis 等[4]根据 ACL 纤维在胫骨附着点的位置，提出将 ACL 分为前内侧束（anteromedial bundle，AMB）和后外侧束（posterolateral bundle，PLB），该观点已获得广泛认可。但是，近年有研究[5-6]提出 ACL 呈带状，如“宽面包条”，使临床对于 ACL 解剖和形态有了新的认识。扁平的、如带状（Ribbon-like）的ACL 解剖理论也成为研究热点。虽然，目前“Ribbon-like”ACL 解剖理论的相关研究报道较少，但是有学者认为该理论对于改进 ACL 重建方式具有重要意义。因此，我们总结了近年来 ACL 解剖研究以及重建技术的相关报道，就 “Ribbon-like” ACL 解剖理论以及对 ACL 重建技术发展的影响进行归纳分析。

1. 解剖研究进展

1.1. 股骨止点

ACL 股骨止点位于外侧髁内侧壁后 1/3 位置，靠近住院医师嵴[7]，呈长椭圆形，通常分为 AMB 和 PLB，两束均近似椭圆形，AMB 靠下（解剖术语）或更浅（关节镜术语）[8]。住院医师嵴位于股骨髁下关节面上，止于股骨髁间窝，可作为 ACL 股骨止点的骨性标志物[7]。此外，ACL 股骨止点还存在外侧髁嵴，虽外侧髁嵴大部分与 ACL 股骨止点相连，但其变异大，因此不适用于股骨隧道的定位[9]。目前研究认为 ACL 股骨止点呈新月型，大多数纤维束汇集在住院医师嵴处，止点前缘为住院医师嵴，后缘为外侧股骨髁下关节面。但是，Mochizuki 等[10]认为 ACL 股骨止点不是椭圆形束状结构，其附着的实质纤维束在外侧股骨髁的内侧面延展，形成如扇状的延长束。

Iwahashi 等[6]在股骨止点处将 ACL 纤维束分为直接纤维束和间接纤维束，并认为直接纤维束为带状结构，与骨组织通过纤维软骨层相连；间接纤维束通过胶原纤维插入骨组织中，中间无过渡区域。其中，直接纤维束位于外侧股骨髁后内侧关节软骨面及住院医师嵴之间，长（17.4±0.9）mm、宽（8.0±0.5）mm。Sasaki等[5]也发现了相似的 ACL 直接纤维束与间接纤维束，直接纤维束长轴和短轴长度分别为（17.7±2.7）mm 与（5.3±1.1）mm。Śmigielski 等[11]测量结果显示，ACL 股骨止点平均长度为 16 mm（12.7～18.1 mm）、平均厚度为 3.54 mm（2.0～4.8 mm）。Iriuchishima 等[12]通过比较剔除或不剔除 ACL 股骨止点直接纤维束后发现，AMB 在剔除直接纤维束后，其股骨止点中心位于股骨深浅方向 36%、高低方向 34.6% 处，而剔除前其股骨止点中心位于深浅方向 28.8%、高低方向 37.2% 处；PLB 在剔除直接纤维束后，其股骨止点中心位于股骨深浅方向 42.7%、高低方向 69.3% 处，而剔除前其股骨止点中心位于股骨深浅方向 37.1%、高低方向 73.4% 处。该结果提示 ACL 是否剔除直接纤维束会影响 ACL 股骨止点中心的判断，进而影响 ACL 重建股骨隧道的定位。

1.2. 中间部分

Odensten 等[13]解剖研究了 33 例膝关节标本，经大体和组织学观察，认为缺少依据支持“ACL 可以分为单束、双束或多束结构”这一观点。Arnoczky[14]研究认为 ACL 由多个胶原束构成，且胶原束间无组织学差异，但运动时 ACL 胶原束存在不同的活动紧张度，从而表现出不同分束。Ferretti 等[15]解剖研究认为在 AMB 与 PLB 之间存在明显的滑膜隔离，通过大体和组织学观察均可将滑膜分离出来。Śmigielski 等[11]对 111 具新鲜成人尸体进行解剖研究，供体年龄平均 67 岁（32～74 岁），其中女性 66 具、男性 45 具；结果显示 ACL 中间部分的实质部为带状样（Ribbon-like）韧带，无分束结构。这与 Mochizuki 等[10]的研究结果类似，他们也认为 ACL 中间实质部应为扁平状结构。

1.3. 胫骨止点

既往研究认为 ACL 胫骨止点为椭圆形，并分为 AMB 和 PLB。AMB 胫骨止点位于胫骨平台前内侧面，其中间缘在胫骨中间嵴的前内侧部分；PLB 胫骨止点位于 ACL 胫骨止点后外侧面，接近外侧半月板前角，位于髁间嵴后外侧部分[16-18]。ACL 胫骨止点骨性标志物包括 ACL 胫骨止点前缘的胫骨前嵴、后缘的胫骨嵴、内侧的髁间内侧结节与中间嵴、外侧的髁间外侧结节，其中胫骨止点前缘还与外侧半月板前角相连[7, 19]。

但有大量研究报道，ACL 胫骨止点呈 C 形，可以分为 AMB 与后内侧束（posteromedial bundle，PMB），在 PLB 区域并未观察到韧带组织[11, 20-21]。Siebold 等[21]认为胫骨止点沿着内侧胫骨嵴侧缘走行，向前达外侧半月板前缘；胫骨止点前后长度平均为 12.6 mm（7.7～16.3 mm）、止点中间厚度平均为 3.3 mm（2.5～3.9 mm），且不存在明显区分的双束结构。他们在随后的研究中还发现，胫骨止点除了呈 C 形外，还有其他形状；在研究的 111 具标本中，67%（74 具）为 C 形，24%（27 具）为 J 形，9%（10 具）为 Cc 形[22]。Oka 等[23]认为胫骨止点多为鸭掌型，并通过组织学观察未在 PLB 区域内发现韧带组织，ACL 胫骨止点前后长度为 9.2～12.1 mm，止点中间厚度为 2.9～4.2 mm。

2. 解剖研究对 ACL 重建技术发展的影响

近三十多年来，随着对 ACL 解剖特点及其骨性附着点研究的深入，ACL 重建技术也经历了诸多变化。研究指出，非解剖重建是导致 ACL 重建手术失败的主要原因之一[24]，解剖重建疗效明显优于非解剖重建[25]。

传统关节镜下 ACL 重建属于单束重建，通过重建 AMB，能有效恢复膝关节前后向稳定性，消除打软腿现象，缓解临床症状，患者恢复至伤前运动水平[26]。在临床主张采用胫骨定位股骨隧道技术重建 ACL 时期，学者们均认为住院医师嵴区域制备重建隧道错误，股骨隧道应在 ACL 股骨止点外侧，多位于 AMB 偏高位置，同时为避免撞击，ACL 胫骨隧道需定位于偏 PLB 处。但目前解剖重建观点认为住院医师嵴是 ACL 股骨止点的重要标志区[27]。因此，如采用胫骨定位股骨隧道技术，为了使 ACL 股骨止点位于解剖位置，常需要外移胫骨隧道定点[27]。研究表明，采用胫骨定位股骨隧道技术很难达解剖重建，虽然能消除膝关节的前后向不稳，但不能恢复膝关节旋转稳定性以及膝关节正常运动功能[26, 28-29]。

此外，由于越来越多的解剖研究支持 ACL 双束解剖理论，所以临床也提出了 ACL 双束重建，即同时重建 AMB 和 PLB。生物力学研究表明，双束重建比单束重建能更好地恢复膝关节前后向稳定性和旋转稳定性；但临床随访结果却不一致，因此对于双束重建的优势仍存在争议[30-31]。

因为上述 ACL 重建技术均存在不足，尚未达预期随访结果，Yasuda 等[32]首次提出了 “ACL 解剖重建”概念，认为只有接近 ACL 实际解剖位置重建，才能最大限度恢复膝关节的解剖结构和功能。从前内侧入路进行定位的单、双束解剖重建均可以恢复膝关节前后向和旋转稳定性[33]，疗效明显优于传统胫骨定位股骨隧道技术的单束重建[25]。但是一直以来，对于单、双束解剖重建的优缺点存在争议。有研究认为两种术式之间疗效无明显差异。Muneta 等[34]对采用自体半腱肌行单、双束解剖重建患者进行了 5 年随访，发现两组患者轴移试验、KT-1000、Lachman 试验、膝关节损伤和发生骨关节炎方面均无明显差异。Desai 等[35]系统回顾了相关文献，发现双束解剖重建在轴移试验、Lachman 试验、前抽屉试验、手术失败率方面均优于单束解剖重建，但差异无统计学意义。另外，学者们也进行了前瞻性对比研究，结果显示单、双束解剖重建均取得了良好临床效果[36-37]。

从生物力学考虑，通过 ACL 双束之间的中心骨隧道，即股骨“解剖”中心位置建立骨隧道更符合正常解剖结构，并且操作更简便，故近年来股骨“解剖”中心 ACL 重建技术在临床逐渐应用。与其他技术相比，将股骨隧道定位于 ACL 股骨解剖止点中心位置，移植物放置位置更靠前外侧，胫骨隧道也可以定位更靠前，这样可以获得更好的轴向稳定性，避免移植物与髁间窝的撞击[38-39]；同时，还能获得更加稳定的膝关节，恢复膝关节功能，降低半月板撕裂和软骨损伤风险，减少骨关节炎的发生[40-41]。有临床研究指出，移植物放置在股骨止点中心位相比于股骨止点外侧位，术后软骨、半月板损伤率更低[38, 42]。

3. “解剖”中心位置重建与“Ribbon-like” ACL 结构重建的比较

虽然“解剖”中心位置重建疗效相比于其他位置的重建方式更优，但是基于“Ribbon-like” ACL 的观点，可以认为目前的解剖重建理念并没有达到真正解剖重建 ACL 目的。临床通常选择 ACL 股骨止点中心作为“解剖”中心位置重建 ACL，可以避免移植物对于髁间窝顶点的撞击，同时充分发挥控制轴向稳的定作用，但相关解剖研究[11, 20-21]发现，“Ribbon-like” ACL 的解剖位置和扭转运动的模式也可以有效避免撞击发生，控制轴向稳定性。此外， ACL 股骨止点中心位置解剖重建并不能满足等长重建的要求，存在术后 Lachman 试验阳性、前抽屉试验 Ⅰ 度松弛等问题[43]，说明经股骨止点中心位置解剖重建同样存在缺陷。与 ACL 股骨止点较靠前的 AMB 重建方式相比，股骨止点中心位置重建后移植物更不等长[44-45]。Hefzy 等[46]研究发现，当股骨隧道定点更靠前（比止点高）重建时，关节内 ACL 替代物更等长，在屈膝过程中，移植物仅有 1～4 mm 改变，但在股骨止点中心位置重建后，移植物长度改变达 5～7 mm。此外，尸体研究发现，当屈膝活动时，位于 ACL 股骨止点中心或者股骨止点后外侧的移植物具有更高的张力和负荷，而伸膝时移植物张力几乎完全丧失[43]。可见以股骨止点中心作为“解剖”中心重建 ACL，并不能满足等长重建的要求[47-48]。

既往对于 ACL 重建后与股骨隧道位置相关的术后失败率研究较少。Rahr-Wagner 等[49]对9 239 例接受自体移植物重建 ACL 的患者进行对比研究，发现前内侧入路解剖重建术后翻修率为 5.2%，胫骨定位股骨隧道技术重建为 3.2%，与 Norimasa等[50]的研究结果相似。ACL 重建技术从 AMB 重建转变为股骨止点中心位置重建后，术后失败率有所增加[51]。Kato 等[52]对尸体膝关节研究发现，股骨中心位置重建与 AMB 重建后都可以恢复正常 ACL 活动，但 AMB 重建术后可以获得与正常膝关节相似稳定性。根据“Ribbon-like” ACL 观点，AMB 重建方式更加接近 ACL 直接纤维束在股骨止点的位置，因此更符合 ACL 的正常解剖结构。

屈膝活动时，因为胫骨止点与股骨止点方向不一致，ACL 存在扭转现象[10, 13]，“Ribbon-like” ACL 观点也更好地解释了 ACL 这种运动模式。对此 Amis 等[53]认为重建后移植物需要有同样运动模式。而这种运动模式可以减少 ACL 重建移植物对于髁间窝大小的要求，减少撞击与韧带损伤[54]。

目前，基于“Ribbon-like” ACL 观点进行的ACL 重建术式仅有 Shino 等[55]报道的两种。一种使用骨-髌腱-骨移植物和矩形钻孔技术进行双束重建，另一种使用半腱肌、腓薄肌移植物和 3 束钻孔技术进行 3 束重建。Shino 等认为第 2 种术式更符合 ACL 的解剖结构，避免了移植物撞击。临床对 9 例患者采用半腱肌、腓薄肌移植 3 束重建，经过 6 个月随访 CT 检查发现，患者膝关节胫股关系与正常膝关节无明显差异[56]。虽然基于“Ribbon-like” ACL 观点重建具有理论上的优越性，但其主要关注于 ACL 直接纤维束重建，而忽视间接纤维束的作用，与目前的解剖重建在定位、移植物选择与处理上均不同，而且手术操作更复杂，缺少临床应用结果支持，需要进一步研究评估[57]。

4. 结论

随着对 ACL 解剖认识的深入，ACL 重建术式获得不断改进及发展。“Ribbon-like” ACL 观点影响了 ACL 重建技术的发展，但其应用于重建术中是否具有优越性，仍需要进一步讨论研究。

Funding Statement

国家自然科学基金面上项目（81672167）；重庆市卫生局面上项目（2013-2-005）；重庆科学技术委员会基金基础和前沿研究项目（cstc2013jcyjA10033）

National Natural Science Foundation of China (81672167); Project of Chongqing Health Bureau (2013-2-005); Base and Frontier Research Project of Chongqing Science and Technology Commission Foundation (cstc2013jcyjA10033)

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Articles from Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery are provided here courtesy of Sichuan University

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