同种异体半月板移植尺寸匹配的解剖研究

罗浩 龚熹 陈连旭 江东 王海军 张继英 余家阔

北京大学第三医院运动医学研究所（北京100191）

半月板是膝关节的重要结构，起着吸收震荡，分散应力，传导载荷，帮助关节滑液均匀分布改善关节润滑，改善股骨和胫骨之间的形态匹配，增加关节前后和旋转稳定性等重要作用[1]。半月板全切术后会加速膝关节退变[2]，对已经完全切除半月板的患者，同种异体半月板移植是解决半月板全切后并发症的重要手段[3-5]。国外已经有很多同种异体半月板移植相关的基础研究和临床效果报道[6-9]。由于接受半月板移植手术的患者的半月板已经损坏或已经被切除，是否可以通过胫骨的尺寸计算得出原先半月板的尺寸，从而找到尺寸匹配正确的半月板移植物？目前相关研究还不多。本研究的目的是通过解剖测量半月板及胫骨的尺寸，研究半月板尺寸与胫骨尺寸之间的关系，以判断通过测量胫骨尺寸而计算得出准确半月板尺寸的可行性。

1 材料与方法

解剖16个男性新鲜冷冻的膝关节标本，年龄25～45岁，其中左膝8例、右膝8例。所选取的膝关节均没有软骨损伤、半月板损伤、骨性关节炎的表现。解剖时暴露清楚每个膝关节的内、外侧半月板边缘及胫骨平台边缘。分别测量内、外侧半月板的宽度和长度，以及内、外侧胫骨平台的宽度和长度。内侧胫骨平台的宽度为内侧髁间棘中轴距内侧胫骨平台内缘的长度，内侧胫骨平台的长度为内侧胫骨平台前方皮质距后方皮质的长度。外侧胫骨平台的宽度为外侧髁间棘中轴距外侧胫骨平台外缘的长度，外侧胫骨平台的长度为外侧胫骨平台前方皮质距后方皮质的长度 （图1、2、3）。测量由同一名操作者完成。

用独立样本t检验比较半月板与胫骨平台的测量结果。P<0.05定义为具有显著性差异。并对半月板测量结果和胫骨平台测量结果进行相关性统计学分析和线性回归分析。在同一个膝关节，根据回归公式，通过胫骨平台的测量尺寸计算得出理论半月板的尺寸，再将理论半月板的尺寸与实际半月板的测量结果进行比较，按Garrett提出的半月板移植时可以承受的尺寸匹配不应该大于5%的尺寸匹配原则[10]，统计得出理论半月板尺寸与实际半月板尺寸误差小于5%的比例。应用统计学软件SPSS 16.0（SPSS，Chicago，IL） 和 Excel 2007 （Microsoft Corp，Redmond，Washington）进行统计学分析。

图1 解剖膝关节内、外侧半月板

图2 半月板测量示意图（右膝）

图3 胫骨平台测量示意图（右膝）

2 结果

测量显示，内侧半月板的宽度为（29.2±2.1）mm，内侧胫骨平台的宽度为（33.8±2.1）mm，P<0.001；内侧半月板的长度为（39.8±4.1）mm，内侧胫骨平台的长度为（50.6±2.0）mm，P<0.001。外侧半月板的宽度为（30.9±2.2）mm，外侧胫骨平台的宽度为（33.7±1.6）mm，P<0.001；外侧半月板的长度为（33.3±2.5）mm，外侧胫骨平台的长度为 （46.8±2.5）mm，P<0.001（表1）。

内侧半月板宽度 （WMM）与内侧胫骨平台宽度（WMT） 的回归结果是:WMM=-0.05WMT+30.88，R=-0.052（图4）。内侧半月板长度（LMM）与内侧胫骨平台长度 （LMT） 的回归结果是:LMM=0.01LMT+39.22，R=0.006（图 5）。外侧半月板宽度（WLM）与外侧胫骨平台宽度（WLT）的回归结果是:WLM=0.79WLT+4.27，R=0.577（图6）。外侧半月板长度（LLM）与外侧胫骨平台长度（LLT）的回归结果是:LLM=0.29LLT+19.94，R=0.288（图 7）。

根据半月板尺寸与胫骨平台尺寸之间的线性回归公式，计算所得的理论半月板尺寸比同一膝关节半月板实际解剖测量尺寸误差小于5%的符合率:内侧半月板宽度为8/16（50%），内侧半月板长度为5/16（31.25%），外侧半月板宽度为 12/16（75%），外侧半月板长度为9/16（56.25%）。

表1 半月板与胫骨平台的解剖测量结果

图4 内侧半月板宽度与内侧胫骨平台宽度的线性回归

图5 内侧半月板长度与内侧胫骨平台长度的线性回归

图6 外侧半月板宽度与外侧胫骨平台宽度的线性回归

图7 外侧半月板长度与外侧胫骨平台长度的线性回归

3 讨论

半月板移植手术中，作为供体的捐献者和作为受体的患者之间的半月板移植物尺寸的匹配是影响半月板移植术后膝关节功能恢复及半月板移植成功率的关键因素。如果给具有较大尺寸半月板的受体移植了尺寸偏小的供体的半月板移植物，会使移植手术后股骨髁与移植的半月板不吻合，增加了因为半月板几何尺寸不匹配所致的不合槽所致的磨损；另外，小的半月板植入大的膝关节，移植手术结束即刻，半月板从前角到后角的张力就大于正常半月板的张力，容易在半月板正常的矛盾运动中被撕裂，提高半月板移植手术的失败率。反之，如果将尺寸偏大的半月板移植物移植给较小的膝关节，会使得移植后的半月板向外周移位（即移植物的外突），起不到传递负荷及半月板的其他生理作用，还会在膝关节屈伸时伴随的半月板矛盾运动中，因为半月板过度松弛和对膝关节间隙的过度填塞，更容易使移植后的半月板被撕裂，使所接触的半月板区的股骨和胫骨的关节软骨磨损[11]。许多研究报道了半月板尺寸匹配的重要性。在一个针对山羊的研究中，von Lewinski等[12]发现，移植一个尺寸不匹配的半月板和半月板止点的非解剖定位都会引起动物术后膝关节退变的发生。Sekaran等[13]通过生物力学研究，发现内侧半月板移植时，后角止点的骨道位置偏离正常解剖位置只有5mm，术后该侧间室的最大接触压强即可明显增加。Dienst等[14]通过生物力学研究，提出半月板移植手术时，半月板移植物尺寸的匹配误差小于10%是可以接受的。而Garrett等[10]认为，半月板移植物尺寸的匹配误差小于3～5%则更为可靠。Alhalki等[15]发现同种异体半月板移植术后间室的压力变化要明显大于自体半月板移植术后。

目前，常用的半月板尺寸匹配方法包括Pollard[16]和 Haut[17]提出的测量 X 线片和 MRI影像的方法。Pollard等[16]所建立的方法是将半月板的尺寸与骨性解剖标记之间进行关联以便匹配半月板的大小。Yoon 等[18]研究发现，虽然应用传统测量方法[16]测得的外侧半月板宽度的准确性为89%，但外侧半月板长度测量的准确性只有40%。

本研究通过对16例膝关节标本的解剖测量，发现胫骨平台的测量结果与半月板尺寸的测量结果之间存在统计学差异。因此，在半月板移植手术前，不能通过测量患者胫骨平台的尺寸代替所需要半月板移植物的尺寸。由于接受半月板移植手术的患者的半月板已经损坏或已经被切除，是否可以通过胫骨的尺寸计算得出原先半月板的尺寸，从而找到尺寸匹配正确的半月板移植物？鉴于此，本研究还通过分析胫骨平台的尺寸和半月板尺寸之间关系得到二者之间的线性回归关系。内侧半月板宽度（WMM）与内侧胫骨平台宽度 （WMT）的回归结果是:WMM=-0.05WMT+30.88，R=-0.052；内侧半月板长度（LMM）与内侧胫骨平台长度（LMT）的回归结果是:LMM=0.01LMT+39.22，R=0.006；外侧半月板宽度（WLM）与外侧胫骨平台宽度 （WLT）的回归结果是:WLM=0.79WLT+4.27，R=0.577；外侧半月板长度（LLM）与外侧胫骨平台长度（LLT）的回归结果是:LLM=0.29LLT+19.94，R=0.288。

Dienst等[14]通过生物力学研究，提出半月板移植手术时，半月板移植物尺寸的匹配误差小于10%是可以接受的。而Garrett等[10]认为，半月板移植物尺寸的匹配误差小于3～5%则更为可靠。在本研究中，对于同一个膝关节，利用半月板的尺寸和相应的胫骨平台尺寸之间的线性回归公式，通过胫骨平台的测量尺寸计算得出理论半月板的尺寸，再将理论半月板的尺寸与实际半月板的测量结果进行比较，得出理论半月板尺寸与实际半月板尺寸误差小于5%的比例为:内侧半月板宽度为8/16（50%），内侧半月板长度为5/16（31.25%），外侧半月板宽度为12/16（75%），外侧半月板长度为 9/16（56.25%）。特别是内侧半月板长度的匹配误差小于5%的比例仅31.25%。也就是说，通过统计学分析，虽然得到了半月板尺寸与胫骨平台尺寸之间的回归方程，但通过此方程计算出来的半月板尺寸结果准确率比较低，这可能是由于个体差异所致，不同个体的半月板尺寸与胫骨平台尺寸之间的比例关系并不是一致的。因此，采用本研究所得线性回归公式来匹配供体半月板尺寸，要想实现5%以内的理想匹配误差很困难。

本研究还存在以下研究缺陷:只解剖测量了16例膝关节标本，样本数量偏少，有待更大样本的解剖测量，以期得出准确可靠的结果。

4 总结

在半月板移植手术前，不能通过测量患者胫骨平台的尺寸代替所需要半月板移植物的尺寸。通过本研究16例膝关节半月板尺寸与胫骨尺寸之间的线性回归公式不能获得理想的半月板移植物尺寸。需要研发更准确的半月板移植所用的半月板尺寸匹配方法和参照体系。

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