吳迪 曲曉亮 王小譚 楊久山

前交叉韌帶(ACL)損傷是運動醫(yī)學領域最常見的疾病之一[1]，多因非接觸性損傷所致[2]，ACL損傷后常會導致膝關節(jié)不穩(wěn)及功能受限，若得不到及時且科學的診治，除了影響膝關節(jié)功能外，由于膝關節(jié)穩(wěn)定性下降，還會加劇骨關節(jié)炎進展[3-4]。隨著對膝關節(jié)解剖結構研究的深入，脛骨平臺后傾角(PTS)作為膝關節(jié)重要解剖參數(shù)成為近年來研究的焦點。PTS與ACL損傷的關系和PTS對ACL重建術后移植物的影響，尚存在許多爭議。本文就PTS測量方法及PTS與非接觸性ACL損傷的相關性進行綜述。

1 ACL損傷危險因素

非接觸性ACL損傷的主要危險因素為解剖因素[5]，包括PTS過大、Q角過大及多發(fā)韌帶松弛等。有研究報道，Beighton評分高低與ACL損傷顯著相關[6]；高體質指數(shù)(BMI)者在進行跳躍、扭轉等動作時，ACL會承受較大的應力，因此ACL更易損傷[7]；年齡較小和活動水平較高是ACL損傷的危險因素[8]。此外，其他危險因素如家族史、下肢肌力降低和性別也被報道與ACL損傷相關[9-10]。

2 PTS測量

PTS是脛骨平臺平面與脛骨長軸所形成的夾角，包括內(nèi)側PTS和外側PTS[11]。其測量方式包括基于膝關節(jié)標準側位X線片的測量、基于膝關節(jié)MRI影像的測量及基于膝關節(jié)CT影像的測量?；赬線片的測量較為方便，可用于篩查及整體評估。而基于CT和MRI影像的測量則可以對脛骨平臺復雜的幾何形態(tài)參數(shù)進行較為全面的評估，從而了解內(nèi)外側脛骨平臺等情況。此外，在MRI影像上還能對半月板后傾角進行測量。

2.1 基于X線片的測量

在X線片上測量需要有膝關節(jié)標準側位影像，因為脛骨旋轉會影響PTS的測量，通常認為脛骨內(nèi)旋或外旋15°以內(nèi)測量結果無明顯差異[12]。目前尚無統(tǒng)一的PTS測量方法，主要是因為使用的脛骨參考軸不同[13]。脛骨參考軸有前皮質切線、后皮質切線、脛骨近端解剖軸、脛骨中段解剖軸、脛骨機械軸及腓骨解剖軸等，這些脛骨參考軸并不平行，而脛骨平臺切線的測量方式固定，所以PTS根據(jù)使用的脛骨參考軸而有所不同，如參照前皮質切線比參照后皮質切線測得的PTS小3°～4°[14]。其中脛骨近端解剖軸不受患者BMI及性別等因素的影響[15]，被認為是最準確的脛骨參考軸。它的測量方法為在膝關節(jié)標準側位X線片上，分別連接脛骨平臺下5 cm及脛骨平臺下15 cm處脛骨前后皮質，取2條連接線中心點，畫出經(jīng)過這2點的直線即為脛骨近端解剖軸，其與脛骨平臺前后緣最高點連線形成的夾角即為PTS。Bonin等研究認為，正常PTS為7°～13°[16]。

2.2 基于MRI影像的測量

基于MRI影像的測量多采用Hudek 等[17]的測量方法，即在矢狀位進行測量，分為3個步驟：①選取中央矢狀位圖像，必須包含后交叉韌帶附著處、髁間棘及前后側脛骨皮質凹陷處；②確定脛骨縱軸，在脛骨頭部畫2個圓，第1個圓與脛骨近端、脛骨平臺前后皮質相切，第2個圓則與脛骨平臺前后皮質相切，且圓心在第1個圓的圓周上，在皮質與骨髓管之間界限模糊不清的情況下，黑色皮質與淺灰色骨隧管之間的過渡區(qū)域是測量適用的部分，連接2個圓的圓心即得到脛骨縱軸；③選擇髁間棘到內(nèi)側脛骨平臺邊緣中心點的層面，畫出內(nèi)側平臺的切線，連接最前端及后端的皮質邊緣，將脛骨縱軸復制至此層面， 90°減去脛骨縱軸與內(nèi)側平臺切線的夾角，即為內(nèi)側PTS。同理可得到外側PTS。

2.3 基于CT影像的測量

基于CT影像的測量同樣需要選擇合適的脛骨參考軸，與基于X線片的測量一樣，基于CT影像的測量也有前皮質切線、后皮質切線、脛骨近端解剖軸等參考軸，其中脛骨近端解剖軸較為常用?；贑T影像的測量方法是先在三維圖像上找到內(nèi)側(外側)標準側位，作1條穿過膝關節(jié)遠端5 cm和15 cm處前后皮質連線中點的直線，其與內(nèi)側(外側)脛骨平臺前后緣最高點連線形成的夾角即為內(nèi)側(外側)PTS[18]。

3 PTS對膝關節(jié)生物力學的影響

當向膝關節(jié)施加縱向壓力時，由于脛骨平臺后傾，會產(chǎn)生前向剪切力，從而導致脛骨相對于股骨向前平移[18]。研究發(fā)現(xiàn)，對于ACL損傷和ACL完整的膝關節(jié)，過大的PTS均可導致脛骨前移距離顯著增加[19]，由于脛骨前移的主要限制結構是ACL[20]，因此PTS過大會增加ACL承受的應力。Bernhardson等[21]在ACL重建后的軸向負載膝關節(jié)生物力學研究中發(fā)現(xiàn)，PTS與ACL移植物上的作用力之間存在顯著的線性相關性。McLean等[22]模擬跳躍過程，結果顯示ACL內(nèi)側束平均峰值應力與脛骨前向加速度呈正比，因此過大的PTS可能在非接觸性ACL損傷中起關鍵作用。半月板后傾角普遍小于PTS，這樣半月板后角可限制股骨髁后移，這或許可以減小過大的PTS所造成的剪切力[23]。

外側PTS與ACL損傷的關系較內(nèi)側PTS更為密切，ACL起于股骨外髁的內(nèi)側壁，止于髁間棘前方內(nèi)側，在軸向載荷下，股骨外側髁沿外側脛骨平臺向后滑動，導致股骨相對外旋，脛骨相對內(nèi)旋，在矢狀面剪切力的基礎上，ACL所受的扭轉力增加[24-25]，因此外側PTS過大可能會導致ACL損傷，且外側脛骨平臺較內(nèi)側平坦，可能會增強股骨外側髁向后滑動的效果。此外，與內(nèi)側半月板相比，外側半月板活動性更強，所以股骨外髁活動性也會增加[26]。

4 PTS對ACL損傷的臨床意義

4.1 PTS對于ACL損傷的影響

Brandon等[27]回顧性分析了100例非接觸性ACL損傷患者和100例髕股關節(jié)疼痛患者的X線片，結果顯示非接觸式ACL損傷患者PTS明顯更大，且無性別差異。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)僅在女性受試者中存在這種相關性[28]。這一結果可能是女性非接觸式ACL損傷發(fā)生率較高的原因之一[29]。

Stijak等[30]比較33例單純ACL損傷患者與33例髕股關節(jié)疼痛患者的內(nèi)側和外側PTS，發(fā)現(xiàn)ACL損傷組外側PTS明顯較大，兩組內(nèi)側PTS無明顯差異，ACL損傷患者內(nèi)外側PTS差異較髕股關節(jié)疼痛患者更大。Hashemi等[31]研究顯示， ACL損傷組外側PTS較正常對照組大，且無性別差異，而在男性ACL損傷患者中，內(nèi)側PTS較外側PTS大；ACL損傷患者凹陷度大于ACL正常者。其他基于MRI影像的研究也證實外側PTS與ACL損傷之間的關系[32]。Hudek等[33]研究發(fā)現(xiàn)，非接觸性ACL損傷患者與ACL正常患者半月板后傾角無明顯差異。

賀忱等[34]采用在MRI影像上測量PTS的方法研究非接觸ACL損傷患者和無明顯膝關節(jié)損傷史者，發(fā)現(xiàn)ACL損傷患者外側PTS及半月板后傾角較大，說明PTS過大是ACL損傷的獨立危險因素。

4.2 PTS對ACL重建術后移植物的影響

ACL重建術是非接觸性ACL損傷最常見的手術方式，但術后ACL翻修率為3%～10%[35]，而ACL翻修后移植物再次失效率為3%～21%[36]，除感染、移植物直徑過小、韌帶松弛等外，PTS過大也是不可忽視的因素。目前國內(nèi)常見的移植物為腘繩肌和腓骨長肌腱，由于自體移植物在體內(nèi)存在蠕變松弛的階段，ACL移植物短期內(nèi)難以達到損傷前的強度。研究顯示，PTS過大容易對移植物造成損傷，經(jīng)歷多次移植物失效患者與未出現(xiàn)移植物失效患者PTS分別為12°及9°[37]。Salmon等[38]對179例ACL重建患者進行為期20年的隨訪，有37例出現(xiàn)移植物斷裂，其中PTS≥12°的患者37.84%出現(xiàn)移植物斷裂，PTS>12°的青少年患者移植物存活率僅22%。外側PTS角與ACL移植物失敗的關系較內(nèi)側PTS顯著[39]。

許多學者對PTS過大患者是否必須進行PTS糾正進行研究。Imhoff等[40]對10例膝關節(jié)標本進行PTS糾正及ACL重建，術前PTS平均9.9°，將其糾正至接近0°后，施加200 N和400 N的軸向應力，結果ACL移植物所承受應力分別下降33%和58%，這從生物力學角度驗證了手術糾正PTS對于ACL的保護作用。Dejour等[41]對9例PTS大于12°的患者行PTS糾正截骨術及ACL重建術，術后4年膝關節(jié)功能良好，無再次損傷。但目前尚無大樣本的對照研究，需要對PTS進行干預的指征也并不明確。

5 結語

對膝關節(jié)解剖學參數(shù)的理解有助于臨床上對ACL損傷進行更好的預防與診治，PTS過大對ACL負面影響已得到證實，其對ACL重建術后移植物亦具有不良影響。未來的研究可能需要對PTS與半月板后傾角、外側PTS與內(nèi)側PTS進行比較和細化。雖然目前截骨術糾正PTS取得了滿意的效果，但對PTS進行干預的指征需進一步明確。