膝关节前外侧韧带的研究进展

于洪波，潘海乐



·综述·

膝关节前外侧韧带的研究进展

于洪波，潘海乐

膝关节前外侧韧带作为膝关节前外侧结构，它具有维持膝关节稳定，限制胫骨内旋及前移的作用。更好地了解其特点有助于指导临床评估，为实现损伤后的修复与重建提供依据。本文主要对前外侧韧带的出现率、解剖、组织学及生物力学功能的研究近况作一综述。

膝关节； 前外侧韧带； 解剖； 生物力学

近年来对于膝关节软组织损伤的诊断和治疗水平不断提高，但是对于膝关节的解剖、动力学和损伤机制了解的还不全面。虽然人们已经对膝关节主要韧带的特性有了足够认识，并且对其损伤后的治疗水平也不断提高，但是关于膝关节前外侧区域组织结构的研究还没有突出进展。最早关于前外侧韧带(ALL)的描述出于法国医生Paul Segon，他在描述Segond骨折时提到：在人膝关节前外侧存在一条类珍珠色的、有抗性的纤维带[1]。后来，关于这一结构在文献中出现了很多混乱的称呼，诸如：中外侧囊韧带、外侧关节囊韧带、2/3外侧囊韧带、髂胫束近关节囊层[2-12]，虽不能确定它们所指的是不是同一个软组织结构，但可以肯定它是与外侧副韧带不同的一个独立结构。目前尚缺乏对其大体解剖、组织学结构、出现率的准确描述，以及在膝关节的运动、损伤中所起到的作用，此外其在前交叉韧带重建过程中的潜在作用也未见报道。本文的目的是系统地回顾近来有关ALL的报道。

1　ALL在膝关节外侧的出现率

LaPrade等[13]在用MRI比较受伤和未受伤膝关节的后外侧角结构的相关性和外观时将ALL命名为“中1/3关节囊韧带”。他们在研究中用磁共振图像与解剖观察相对照，结果在20例膝关节标本中均发现了ALL。Vincent等[14]在30例TKA(全膝关节置换术)的患者膝关节上全部发现了ALL，另外他们又在10例尸体膝关节上解剖确认了ALL的存在，在其研究中ALL的出现率达到100%。Claes等[15]对41例非成对的、前交叉韧带功能完好的尸体膝关节样本进行解剖，实验样本排除了外侧胫骨有骨性关节炎的膝关节，结果在40例样本中发现了ALL，出现率为97%。这个实验中没有提及为什么有一例样本膝关节中没有发现ALL。Claes[16]在另一个实验中解剖29例非成对的膝关节，研究ALL与Segond骨折是否存在内在关系时发现全部的标本中均存在ALL。Helito等[17]用21例尸体膝关节研究ALL解剖学和组织学特征时，除一例因股骨远端骨折行骨折内固定术外，其余20例标本中ALL清晰可见，出现率为95%。Helito[18]的另一项对10例非成对的尸体膝关节的X射线影像学和解剖学的研究中，也明确地发现了ALL。Dodds等[19]对40例新鲜标本取材后直接深度冰冻的膝关节的ALL进行解剖观察和形态测量研究，结果33例存在ALL，出现率仅为83%。这与其他人报道有很大差异，他们将出现这种差异归因于ALL附着位置存在着变异性。

在这些报道中ALL的出现率>80%，并且大多数更接近100%。通过这些研究，可以看出ALL的出现率可能更趋向于100%，但是目前对此还没有达成共识。解剖中起止的变异可能是导致这种差异的原因，且目前所有研究的样本量偏少，不能形成大样本的统计学分析，这也制约了研究者对ALL起止点位置的定义以及出现率的统计。

2　解剖学和组织学

2.1ALL的解剖虽然人们已经对膝关节外侧的主要稳定结构有了充分的认识，但是关于ALL的了解还很少。最新的研究正尝试描述ALL的骨附着点、形态测量数据，以及其与相邻结构的空间关系。

Johnson[3]解剖了6例截肢样本，描述"外侧关节囊韧带复合体"是由垂直束和水平束两部分组成，垂直部分附着于骨、韧带、肌腱以及髂胫束，水平部分连接于外侧半月板。他认为与融合在一起的外侧支持带相比，外侧关节囊韧带有更厚、更强的中心纤维束。其股骨端附于腓肠肌外侧头并延展到腘肌管，在胫骨外侧区形成一个不同于髂胫束的强健韧带。Johnson认为在外侧囊韧带与髂胫束之间存在非常显著的纤维束相互交叉。Campos等[4]在解剖和MRI中发现一个向前倾斜的韧带，它由腓侧副韧带发出，走行中与髂胫束混杂在一起止于胫骨。Terry等[6]用19例新鲜冰冻膝关节研究膝关节外侧旋转不稳定时发现ALL是“深部的、近关节囊、髂胫束的特殊层”。其近端起源于外侧腓肠肌筋膜，止于胫骨Gerdy结节的后方。此外Thery和LaPrade[7]研究30例新鲜冰冻膝关节后外侧结构的解剖时发现：ALL有1/3位于骨荚膜层深部，这个结构完整地连接于外侧腓肠肌筋膜和股二头肌短头的内股筋膜之间，在远端合并附着于外侧胫骨后方并靠近Gerdy结节。此外他们认为它的起点位于股骨外上髁。Vieira等[8]在研究髂胫束的解剖时发现“骨荚膜层”是一个界限清楚的韧带结构。它起于股骨外上髁，止于胫骨Gerdy结节后方，与腓肠肌筋膜连续，在抵抗膝关节内旋稳定中起重要作用，他们将其定义为前外侧韧带。

Vincent等[14]在10例尸体标本中解剖观察ALL,其起点位于股骨外上髁，同腘肌紧密联系,其中9例起点位于腘肌腱附着点前方。另外1例起点位腘肌腱附着点上方5mm处，其向远端走行，并与外侧半月板在靠近半月板前2/3处连接，止于胫骨近端前外侧距离关节软骨约5mm处，插入点位于经Gerdy结节后缘切线的后方。在胫骨前脱位和膝关节屈曲90°时可导致该韧带明显倾斜和紧张。该结构相对扁平，平均宽度(8.2±1.5)mm，厚度2～3mm，平均长度(34.1±3.4)mm。

Claes等[15]的研究中，ALL的主要起点位于股骨外上髁外侧副韧带起点前方，腘肌腱止点的近端后方。大多数情况，近端ALL的后方部分纤维汇入外侧副韧带。中立位屈膝90°和伸展时ALL的平均长度分别为(41.5±6.7)mm和(38.5±6.1)mm；股骨起点的平均宽度为(8.3±2.1)mm；ALL在关节线水平最窄，其平均宽度为(6.7±3.0)mm。ALL的主体斜向走形，止于胫骨近端前外侧。在远端ALL与外侧半月板外侧1/3体部存在紧密联系。切除外侧半月板后测量关节线水平位置ALL的平均厚度为(1.3±0.6)mm。在最远端，ALL止点附着在胫骨近端，止点中心位于Gerdy结节后方(21.6±4.0)mm，腓骨头定点前方(23.2±5.7)mm位置，并且与外侧胫骨近端软骨边缘的平均距离是(6.5±1.4)mm。胫骨端止点的平均宽度为(11.2±2.5)mm，ALL的胫骨止点中心位于Gerdy结节和腓骨头顶点连线的中点。

Helito等[17]对21例尸体膝关节进行了解剖研究，他们描述ALL的股骨附着点位于外侧副韧带股骨止点的远端偏前方位置，并且临近股骨外侧髁远端的关节软骨。它的中部有分支与外侧半月板相连，远端止于胫骨近端Gerdy结节和腓骨头之间。胫骨止点距离胫骨近端外侧关节软骨平均(4.4±1.1)mm。ALL的平均长度为(37.3±4.0)mm(33～46mm)，平均宽度(7.4±1.7)mm(5～11mm)，平均厚度为(2.7±0.6)mm(2～4mm)。Helito等[18]的另一个实验中用X线标记定位ALL起止点。首先解剖显露起止点，然后用金属物标记，再进行X线拍照。他们测定股骨止点位于外侧副韧带的前(1.9±1.4)mm，远端(4.1±1.1)mm。胫骨止点距离近端关节软骨的最远端平均为(4.4±0.8)mm。侧面观ALL的股骨起点距股骨髁的前缘(47.5±4.3)%，在Blumensaat线下方(3.7±1.1)mm。胫骨止点距外侧胫骨平台前缘(53.2±5.8)%。正面观，ALL的起点距离股骨远端髁线(15.8±1.9)mm，胫骨止点低于外侧胫骨平台(7.0±0.5)mm。

在Dodds等[19]对40例标本的研究中描述：ALL是在关节囊外倾斜走形的纤维结构，其近端覆盖在外侧副韧带表面。股骨附着点呈扇形，距离外上髁所有附着点最前方约8mm，后方约4.3mm。胫骨端其止点位于Gerdy结节和腓骨头之间。此外他们认为ALL与外侧半月板是不相连的，且外侧副韧带的附着点前缘纤维与ALL后缘交叉混合。

在这些文献中提到的ALL的解剖形态学及测量数据可以看出，ALL本身可能存在的变异性，导致关于ALL的描述不能达成一致。目前研究人员主要探讨ALL到底是不是一个独立结构、如何精确定位两端的起止点以及其与周围结构关系的问题。尤其是关于其近端起源的说法比较混乱，附着点的位置不固定，只能描述一个大致的范围。这些矛盾可能因为此区域软组织结构间相互交错难于分离，此外使用不同的解剖工具和技术也可能是难于给出一个统一明确定义的原因。

2.2ALL的组织学组织学研究是确定ALL性质的金标准。Vincent等[14]研究认为：ALL是由疏松滑膜组织包裹的致密结缔组织，与半月板相比，光镜下ALL横切面中的胶原纤维含量更高，达到了20%，纵切面也可以观察到平行或波浪状排列的胶原纤维。这些都提示ALL是一种韧带或腱性组织。Helito等[17]所做的组织学分析显示：ALL是有序致密的结缔组织，其纤维具有胶原纤维性质。可以确定ALL是与关节囊组织不同的组织学上独立的韧带组织，但是迄今为止没有研究确定ALL的分子组成。笔者期待以后有使用免疫染色等更新的技术来确定ALL的精确组成成份。

3　生物力学功能

过去的研究中没有专门的研究探讨ALL在全膝关节运动学中的作用及生物力学特性，只是根据其解剖特点认为它具有维持膝关节外侧稳定的作用[14-15，19]。与外侧副韧带比较，ALL的远端止点相对靠前，说明它可能在限制胫骨前移和旋转稳定中起作用。与前交叉韧带比较，ALL与其有相似的走行，提示ALL可能具有与前交叉韧带相似的功能。Dodds等[19]在对胫骨施加一个扭矩为5N.m的内旋力时ALL的长度增加，在外旋时长度无改变，同时他们发现在膝关节伸展到屈曲60°过程中ALL的长度基本不变。这暗示了ALL限制内旋的作用，且在膝关节屈曲不同角度时所起到的作用也不同。Claes等[16，20]的研究认为ALL参与维持胫骨旋转稳定，并且最常见的ALL损伤发生在远端止点。他们指出78.7%的前交叉韧带重建患者中存在ALL损伤，但是没有确切的证据证明之间的联系。

最近，Parsons等[21]的研究打破了ALL力学特征无据可依的局面，他们对11例尸体膝关节在屈曲0°～90°时施加134N的前抽屉拉力，然后在相同的角度施加扭矩为5N.m的内旋力。他们发现ALL在限制内旋时的作用随着膝关节屈曲角度的增加而显著增强，与之相反，前交叉韧带的作用显著下降。当膝关节屈曲角度>30°时，ALL的作用超过前交叉韧带。在施加前抽屉拉力过程中，所有角度中ALL所受到的拉力显著小于前交叉韧带所受到的拉力(P<0.01)。在所有角度中前抽屉和内旋时外侧副韧带受到的力都显著小于ALL和前交叉韧带受到的力(P<0.01)。因此他们得出结论：当屈膝>35°时ALL是重要的内旋稳定结构，然而在屈膝过程中ALL所起到的抵抗前抽屉拉力的作用不大；屈膝所有角度及膝关节内旋时屈曲角度<35°的情况下前交叉韧带在对抗前抽屉拉力中起主要作用。

4　总结

综上所述，ALL近100%的出现率、相对固定的起止点和走形、明确的生物力学作用提示ALL是膝关节前外侧区域独立的具有重要功能的韧带结构。回顾ALL的研究历程，从1879年简单描述其存在到2012年详细描述其解剖，到2015年明确阐述其生物力学作用。此外，还有人对ALL进行磁共振成像、超声波成像及关节镜探查的专门研究[22-25]，以更进一步了解ALL。探索ALL的意义在于评估它在膝关节动力学中的作用，探讨其损伤后修复的价值，为临床重建提供可靠的理论支持。

[1] Segond P.Recherches cliniques et experimentales sur les epanchements sanguins du genou par entorse[M].Paris:Aux Bureaux du Progrès Médical,1879:1-85.http://www.patrimoine.edilivre.com.2014.

[2] Hughston JC,Andrews J,Cross M,et al.Classification of knee ligament instabilities.Part II. The lateral compartment[J].J Bone Joint Surg(Am),1976,58(2):173-179.

[3] Johnson LL.Lateral capsular ligament complex: anatomical and surgical considerations[J].Am J Sports Med,1979,7(3):156-160.

[4] Campos JC,Chung CB,Lektrakul N.Pathogenesis of the Segond fracture: anatomic and MR imaging evidence of an iliotibial tract or anterior oblique band avulsion[J].Radiology，2001，219(2):381-386.

[5] Terry GC.How iliotibial tract injuries of the knee combine with acute anterior cruciate ligament tears to influence abnormal anterior tibial displacement[J].Am J Sports Med,1993,21(1):55-60.

[6] Terry GC,Hughston JC,Norwood LA.The anatomy of the iliopatellar band and iliotibial tract[J].Am J Sports Med,1986,14(1):39-45.

[7] Terry GC,LaPrade RF.The posterolateral aspect of the knee. Anatomy and surgical approach[J].Am J Sports Med,1996,24(6):732-739.

[9] Dietz GW,Wilcox DM,Montgomery JB.Segond tibial condyle fracture: lateral capsular ligament avulsion[J].Radiology,1986,159(2):467-469.

[10] Davis DS,Post WR.Segond fracture: lateral capsular ligament avulsion[J].J Orthop Sports Phys Ther,1997,25(2):103-106.

[11] Goldman A,Pavlov H,Rubenstein D.The segond fracture of the proximal tibia: a small avulsion that reflects major ligamentous damage[J].AJR Am J Roentgenol,1988,151(6):1163-1167.

[12] Hughston JC,Andrews J,Cross M,et al.Classification of knee ligament instabilities. Part I. The medial compartment and cruciate ligaments[J].J Bone Joint Surg(Am),1976,58(2):159-172.

[13] LaPrade RF,Gilbert TJ,Bollom TS,et al.The magnetic resonance imaging appearance of individual structures of the posterolateral knee. A prospective study of normal knees and knees with surgically verified grade III injuries[J].Am J Sports Med,2000,28(2):191-199.

[14] Vincent JP,Magnussen RA,Gezmez F.The anterolateral ligament of the human knee: an anatomic and histologic study[J].Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2012,20(1):147-152.

[15] Claes S,Vereecke E,Maes M,et al.Anatomy of the anterolateral ligament of the knee[J].J Anat,2013,223(4):321-328.

[16] Claes S,Luyckx T,Vereecke E,et al.The Segond fracture: a bony injury of the anterolateral ligament of the knee[J].Arthroscopy,2014,30(11):1475-1482.

[17] Helito CP,Demange MK,Bonadio MB.Anatomy and histology of the knee anterolateral ligament[J].Orthop J Sports Med,2013,1(7):2325967113513546.

[18] Helito CP,Demange MK,Bonadio MB.Radiographic landmarks for locating the femoral origin and tibial insertion of the knee anterolateral ligament[J].Am J Sports Med,2014,42(10):2356-2362.

[19] Dodds AL,Halewood C,Gupte CM,et al.The anterolateral ligament: anatomy,length changes and association with the Segond fracture[J].Bone Joint J,2014,96(133):325-331.

[20] Claes S,Bartholomeeusen S,Bellemans J.High prevalence of anterolateral ligament abnormalities in magnetic resonance images of anterior cruciate ligament-injured knees[J].Acta Orthop Belg,2014,80(1):45-49.

[21] Parsons EM,Gee AO,Spiekerman C,et al.The biomechanical function of the anterolateral ligament of the knee[J].Am J Sports Med,2015,43(3):669-674.

[22] Gossner J.The anterolateral ligament of the knee-visibility on magnetic resonance imaging[J].Rev Bras Ortop,2014,49(1):98-99.

[23] Helito CP,Helito PVP,Costa HP.MRI evaluation of the anterolateral ligament of the knee: assessment in routine 1.5-T scans[J].Skeletal Radiology,2014,43(10):1421-1427.

[24] Cianca J,John J,Pandit S,et al.JC.Musculoskeletal ultrasound imaging of the recently described anterolateral ligament of the knee[J].Am J Phys Med Rehabil,2014,93(2)：186.

[25] Sonnery-Cottet B,Archbold P,Rezende FC,et al.Arthroscopic identification of the anterolateral ligament of the knee[J].Arthrosc Tech,2014，3(3)：389-392.

(本文编辑： 黄利萍)

Research progress of the anterolateral ligament of the knee

YUHong-bo,PANHai-le

(Department of Orthopaedic,Second Affiiated Hospital of Harbin Medical University,Harbin150000,China)

As a recently described anterolateral structure at the knee,the anterolateral ligament(ALL) plays a role in maintaining the stability of the knee and limiting internal rotation and forward movement of the tibia. A better understanding of its features will help to guide the clinical assessment and provide a basis for realizing its repair and reconstruction after injury. This paper mainly reviews recent research developments of the incidence,anatomy,histology and biomechanics of the ALL.

knee joint; anterolateral ligament; anatomy; biomechanics

1009-4237(2016)04-0314-03

150000 黑龙江，哈尔滨医科大学附属第二医院骨外四科

R 684

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2016.05.019

2015-03-09；

2015-05-08)