作者:宜昌市中心人民医院骨科 方宏志
复发性髌骨脱位(RPD)是常见的髌骨脱位类型,常因外伤导致的内侧结构破坏而松弛,致使膝关节近伸直位时髌骨异常脱出,屈曲膝关节时髌骨恢复至原位,伴随膝关节周围持续性钝痛肿胀、膝关节不稳等表现。多见于儿童和青年女性。病人在首次髌骨脱位后通常采用非手术治疗方法,但复发率高达50%,使得手术成为重要且公认的治疗手段。目前,治疗RPD的各种术式的主要区别在于隧道定位方法、移植物的选择以及固定锚钉的差异等,其中内侧髌股韧带(MPFL)重建术已成为治疗RPD安全且有效的手术方式之一。但一系列术后并发症也随之发生,髌股韧带重建后张力异常造成髌骨运动轨迹未能恢复正常是导致并发症发生的重要原因之一。因此,术中股骨隧道的精准定位至关重要,直接影响手术成功率及术后疗效。目前,股骨隧道定位方法主要分为解剖学定位法和影像学定位法。本文旨在评估MPFL重建术中各种股骨隧道定位方法的优缺点,并探讨相关新型导航技术的发展及其在术中定位的应用前景。
文献检索策略
在PubMed、Embase、WebofScience、中国知网、万方数据库及维普数据库以“patellardislocation”、“MPFLreconstruc⁃tion”、“髌骨脱位”、“髌股韧带重建”为关键词进行检索,同时又以“Musculoskeletalultrasound”、“Robotics”、“肌骨超声”和“机器人”为关键词检索相关文献。检索时间为数据库建库至2024年8月1日,优先选择近5年内证据等级较高的文献。文献纳入标准:①论著、综述及临床研究;②中文或英文撰写的论文;③文献内容涉及MPFL重建、髌骨脱位、股骨隧道定位等相关内容;④对于相似研究,优先选择证据等级较高的文献。文献排除标准:①中、英文以外语种文献;②会议论文或评论;③证据等级较低或质量不高的文献;④重复发表或无法获取全文的文献。共检索出1907篇文献;进一步删除重复、证据等级较低、质量不高的文献。最终纳入文献56篇,筛选流程见图1。
MPFL的解剖和生物学作用
MPFL作为限制髌骨外侧移位的重要结构,在维持髌骨的动态稳定性中发挥着重要作用。正常生理条件下,髌骨在髁间窝内滑行时,呈现复杂而规律的三维运动特点。随着膝关节屈曲角度不断增加,髌骨内侧张力不断增大,当膝关节屈曲至30°时,髌骨失去股骨外侧髁骨性阻挡,开始出现向外侧脱出趋势,此时MPFL提供50%~60%内侧约束力,成为限制髌骨的主要内侧结构;然而,当屈曲角度超过60°时,MPFL逐渐松弛,髌骨在股骨髁间的位置趋于稳定。
MPFL的概念最早可追溯至1957年,当时被认为是横跨髌骨底部至腓肠肌内侧头的增强系统。然而,半个世纪后,MPFL作为阻止髌骨脱位的重要结构才引起广泛关注。2002年,Tuxoe等通过解剖研究发现,MPFL止点位于内收肌至股骨内上髁连线附近。在一项尸体研究中,MPFL被描述为起自股骨侧内收肌结节前侧,呈扇形向前方发散的韧带结构,上部纤维走行于股内斜肌深面,向前上与股中间肌筋膜融合;中部纤维向前走行与表面的股内斜肌腱融合,止于髌骨内侧上部缘;下部纤维则向前下走行止于髌骨内侧缘中上部2/3处。纤维在收肌结节处薄且窄,逐渐增宽增厚,直至髌骨内缘处达到最厚。
关于MPFL的止点位置仍存在争议,其主要原因可能在于MPFL股骨侧止点并非一个简单的固定点,而更像一个覆盖性的“云团状”附着区域。其次,由于不同个体存在体型差异,尤其是东西方人群差异,也导致该位置的不同。在一项针对1094例的大样本研究中,研究人员尝试通过股骨内侧解剖结构(鞍沟)来定位MPFL止点,结果发现,触诊该结构进行MPFL止点定位是可行的,但这种方法仅能识别75.7%的膝关节,有部分人群的“鞍沟区”较浅甚至消失,进一步证明了MPFL止点定位的复杂性。在生理状态下,MPFL在股骨内侧的覆盖宽度为9~17mm,相比内侧髁MPFL止点处的宽度,个体之间的差异较大。鉴于MPFL结构复杂,有研究提出“MPFL复合体”这一新概念,旨在表明MPFL并非传统意义上的韧带结构。
MPFL等距重建的重要性
关于MPFL重建术中股骨隧道最佳位置的研究仍在持续进行,且至今尚未达成一致意见。生物力学研究表明,在MP⁃FL重建中,过度矫正导致的内侧超负荷,以及矫正不足或术后松动,均可能引发髌骨不稳定,其关键在于股骨隧道位置的选择。目前观点认为,等距的MPFL重建是手术治疗髌股关节不稳或脱位病人的理想目标。一项尸体研究表明,正常生理状态下,膝关节在0~90°屈曲过程中,MPFL长度变化仅1.1mm,可被视为等长运动。而MPFL的非等长重建则可能造成异常的髌骨压力分布和髌骨轨迹,直接影响术后功能效果。因此,最大限度地恢复MPFL的等距性,有助于术后远期疗效。
股骨隧道定位方法
为了获得良好的临床疗效,明确MPFL的股骨止点特征至关重要,然而,至今关于该止点的确切位置仍有争议。因此,目前所有相关研究均基于影像学和/或解剖学的分析结果。
Schöttle点定位法 Schöttle等在对8具新鲜膝关节的研究中,通过暴露MPFL止点,使用2mm铅球标记法结合放射透视技术,获得前后髁完全重叠的膝关节标准侧位X线片。在此基础上,绘制股骨后皮质线延长线(线1),并向其分别作两条垂线(线2、线3),线2与股骨后髁轮廓线的拐点相交,线3与Blumen⁃saat线拐角相交,最佳定位点确定在三线围成的矩形区域内;本研究测得的MPFL止点位于:距线1前方1.3mm,距线2股骨内侧髁后起点前上方2.5mm,距线3近端3mm处,此点被命名为“Schöttle点”。以该点为圆心,直径5mm范围内被视为股骨隧道放置的最佳等距点。Servien等考虑到股骨隧道实际直径的影响,通过放射透视和磁共振成像(MRI)测量股骨隧道实际直径的方法,认为Schöttle点需稍作调整,建议该点应位于后皮质延长线前方1~2mm,Blumensaat线后方近端1mm处,并建议将5mm范围扩展至7mm。Chatterton等和Wijdicks等的研究中,MPFL股骨隧道位置和Schöttle点有所不同,但定位方法基本一致,通过术中普通X线片来确定股骨隧道的位置,凭借较高的精准性仍沿用至今。然而,因需要在实际手术过程中获得一张标准膝关节侧位X线片,因此也有潜在误差。Ziegler等在其研究中对这一定位方法提出异议,认为透视过程中的角度偏差可能影响股骨隧道定位。研究显示,若透视角度偏差超过5°,股骨隧道定位的位置就偏离原始MPFL解剖位置;甚至仅2.5°的角度偏差,股骨隧道的偏离距离就将达到5mm以上。这些细微的偏差已被证实能够显著影响股骨隧道位置。此外,部分病人因股骨远端或骨骼发育不良,使用透视定位法时必然产生固有的角度误差,从而直接影响股骨隧道的精准放置。
中心定位法 Stephen等认为,目前关于采用放射透视指导MPFL股骨隧道建立的研究存在较大争议,其中一个重要的原因是缺少关于股骨隧道位置偏移所导致的不良结局的系统报道。因此,他们通过不同的股骨侧位置、长度变化模型试验展开研究,采用解剖标志和影像技术相结合的方法,对8具尸体膝关节标本进行解剖并在MPFL的髌骨侧和股骨侧中心不同方位安装运动传感装置,以缝线固定,以测量自然状态下膝关节屈曲角度与MPFL长度变化的关系,获得不同方位的张力数据,通过这一方法,更准确地确定MPFL股骨止点,并借助放射透视技术验证该定位方法的可重复性,最终确认其可行性。研究进一步定义了MPFL解剖点与内髁大小的比例关系:以股骨内侧髁前后径的几何直径视作100%基准,MPFL解剖点应位于距股骨内侧髁前缘60%、距后缘40%处,同时距股骨远端50%。在膝关节屈曲0~110°范围内,该定位点的最大长度变化仅为1.0~2.1mm,符合等距重建的生物力学要求。术中临床医生仅需要通过膝关节内侧小切口,充分游离目标区域的软组织后,通过触摸法识别股骨内上髁和内收肌结节中心(即骨面最突出处),并在两者连线中心点进行标记,即可确定MPFL理想的股骨隧道插入点。该方法因其操作方便、对场地要求较低且避免辐射暴露等优势,已在临床中得到广泛应用。随后,不少学者对该方法与传统透视定位法的准确性进行了比较研究。Herschel等通过一项观察,评估三名外科医生采用触诊法定位股骨隧道的有效性,结果显示,仅29%的情况下可准确识别股骨隧道,47%识别区域偏移目标位置在5mm以内,而23%识别区域偏离股骨隧道超过5mm,得出中心定位法精准度低于透视定位法的结论。然而,该研究所采用的股骨隧道参考点是基于影像学测定,而非MPFL原始解剖附着点,这可能影响评价结果的可靠性。此外,一些学者认为,MPFL解剖点相对的骨性标志(如股骨内上髁及内收肌结节)在个体间存在解剖变异性,因此不同研究结果之间差异可能源于个体解剖结构的差异。与此同时,部分医生指出,术中难以准确识别内收肌结节和股骨内上髁中心点,必要时可能需要扩大手术切口,以提高定位的精准度。
鞍沟定位法 Ziegler等和Kernkamp等的研究证实,在股骨内上髁与内收肌结节之间靠近中点处,存在可触及的骨性凹陷结构。通过高分辨CT和影像学成像技术,这一结构可以被清晰地识别。Ziegler等将其描述为一个宽而近似椭圆形的凹陷区域,MPFL在此区域始终固定附着,并指出,Schöttle等报道的影像学隧道定位方法中,标准侧位片的获取缺乏足够的精确性,导致术中测量存在较大的主观性。Chen等通过大样本观察性研究,确定鞍沟在大多数人群(75.7%)中较为明显,并且始终位于股骨内上髁与内收肌结节之间。这些研究为基于鞍沟的股骨隧道定位提供了有力的理论支持。然而,这些研究也发现了一些问题:在不同人群中,鞍沟的形态存在差异,有24.3%的个体出现鞍沟不明显或完全消失的情况。另一个挑战是,鞍沟区域内存在致密的软组织附着,这可能对精确定位该解剖标志造成干扰。因此,无论是影像学定位法还是解剖学定位法,都有其优缺点,并没有绝对的最优选择。影像学定位法的优势在于切口小、操作简便、可重复性高,是MPFL重建中最常用的股骨隧道定位参考标准。然而,影像学方法也存在一些不足,如标准侧位片的获取需要反复调整透视角度,最终角度的选择具有较大的主观性,从而影响股骨隧道的精准定位。此外,病人的股骨发育应无异常,股骨本身的轻度旋转也可能导致股骨隧道定位偏离正常位置。解剖学定位法的优势则在于方法直观简洁,无需反复透视,有助于缩短手术时间。其缺点在于可重复性较差,且与外科医生的经验密切相关;对于骨性解剖标志不明显、消失或变异的病人,建议结合影像学方法进行精准定位。
肌骨超声定位 近年来,肌骨超声(MSKUS)在国内逐渐受到重视并蓬勃发展,已成为一个重要的研究热点。受传统诊疗观念的影响,MSKUS长期局限于心脏、腹部及妇产科等疾病的诊疗中,导致其在肌肉骨骼系统的研究和推广相对滞后。然而,在许多国家,MSKUS已经发展成为与X线、CT及MRI并列的临床影像技术之一。与其他影像学手段相比,MSKUS具有独特优势,能够提供实时动态图像,实时观察体内组织器官以及周围软组织活动变化,非常适用于运动相关的肌肉骨骼系统疾病。MSKUS能够准确显示肌骨系统中的肌肉、肌腱和关节等结构的解剖位置、毗邻关系、形态大小及运动状态等信息,不仅能够为介入性操作提供术中引导,实现“可视化”操作,还能提高穿刺和定位的成功率。胡芳铭等认为,传统“C”型臂X线机引导下穿刺技术缺乏实时性,穿刺角度及深度完全依赖医生经验和触觉,仅能在穿刺结束后根据透视影像判断穿刺位置是否需要调整。相比之下,采用MSKUS引导进行椎间孔镜穿刺,能显著提高穿刺准确性,并有效缩短穿刺时间。在运动相关疾病(如RPD)发生时,MPFL韧带可能出现不同程度的撕裂,伴随或不伴随撕脱骨折。传统诊断方法主要依赖于MRI,而MSKUS在此方面也表现出优异的诊断效果。MSKUS具有较好的空间分辨率和软组织对比度,能够从任意角度和方向进行检查,对早期膝关节软组织损伤及隐匿性骨折的诊断尤为有效。正常的韧带组织是由致密的结缔组织构成,主要包括胶原和弹力蛋白等成分,这些组织在MSKUS影像上表现为高回声,并呈现为明亮条索状结构。在长轴切面上,韧带通常呈现“扫帚征”,止点部较厚,整体呈现为致密的纤维结构,纹理较肌腱更为纤维化。在自然状态下,MPFL呈股骨侧向前扇形发散、由薄变厚的结构特点。因此,MPFL的急性撕裂往往出现在股骨侧止点部,并可能伴随隐匿性撕脱骨折。此时,MSKUS影像可显示韧带变粗、回声降低、不均质以及止点周围血肿形成等特点。研究表明,在X线检查未见异常情况下,MSKUS能够清晰地探测到韧带与骨连接处的微小撕脱性骨折。通过识别MSKUS韧带基本显影特征后,临床医生可以在术中借助MSKUS识别膝关节局部解剖结构。在股骨隧道定位时,MSKUS能够实时观察并调整进针点位置与方向,从而大大减少透视辐射量,提高操作成功率。遗憾的是,当前并无相关病例的具体报道,未来需要更多的临床实践来验证这一方法的可行性和有效性。然而,MSKUS在骨科中的应用也存在一定局限性,其准确性和临床医生的经验密切相关,对于年轻医生而言,需要投入较多学习和实践才能有效地将其应用于临床。
骨科机器人 骨科手术机器人在不断发展,已在骨科领域取得了显著成就。在运动医学领域,外科医生希望在膝关节或髋关节植入手术中准确有效地完成内植物的准确放置和对齐,解决诸如长度恢复、骨骼偏移和内植物定位等技术难题,而手术导航系统能够准确地跟踪并实时显示器械与解剖目标之间的关系,提供直观的反馈信息。这些导航系统为医生实时提供有关解剖结构的位置、感兴趣区域的识别、手术器械的实时反馈以及其在六自由度(6DoF)中的位置、方向等有用信息。张召贺等在36例MPFL重建术病人中,分别采用影像学定位法和天玑机器人辅助定位法进行股骨隧道定位,并以Schöttle点作为骨隧道的参照点。在手术中,联合计算机软件规划导针的内侧进针点,利用多维机械臂沿预定轨迹精准引导定位。术后结果表明,传统手术方法比较,机器人辅助定位能够更加精准地确定股骨隧道的位置,显著减少导针定位次数,从而节约手术时间。然而,由于手术费用较高及操作性上的一些局限性,目前该技术尚未得到广泛推广应用。
结语
关于MPFL股骨隧道最佳定位点的研究仍在继续进行,且一直存在争议。尽管已有多种定位方法被报道,但至今尚未达成共识。影像学定位方法虽然具有创伤小、操作简便等优点,但也存在明显不足,包括影像学测量的偏差和对病人的选择较为苛刻等。解剖学定位方法也同样具有优势和局限性。随着MSKUS和机器人导航技术的发展,这些新兴技术有望逐步弥补传统影像学定位法和解剖学定位法的一些不足,相信随着技术的不断发展成熟,未来将出现更多相关的临床研究和随访结果,为临床医生提供更多指导依据和治疗选择。
来源:骨科2025年3月第16卷第2期
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