膝关节前外侧复合体及其损伤重建研究进展*

陈杰波 徐才祺 燕晓宇 赵金忠

（上海交通大学附属第六人民医院运动医学科，上海 200233）

膝关节前外侧复合体在维持膝关节前外侧旋转稳定性中发挥重要作用，其在膝关节前外侧旋转不稳损伤中的地位及治疗中的作用近年来越来越得到重视。为了更好地了解造成膝关节不稳定的损伤以及膝关节前外侧复合体的损伤与重建在膝关节不稳治疗中的作用，提高膝关节不稳的治疗效果，本文对膝关节前外侧复合体解剖、生物力学、稳定性重建手术指征以及手术方式的研究进展综述如下。

1 膝关节前外侧复合体的概念

有关膝关节前外侧解剖结构的研究始于1879年，法国外科医师Paul Segond首次提到膝关节前外侧存在一个有韧性的纤维条索结构[1]。之后，针对Segond提及的纤维结构，研究者相继提出了外侧关节囊韧带、髂胫束骨筋膜层等多种描述。2013年Claes等[1]首次描述前外侧韧带，认为膝关节前外侧韧带是独立于前外侧关节囊的解剖结构，并细致描述了其解剖，包括膝关节前外侧韧带的起止点和走行等。后续的研究进一步确定了膝关节前外侧韧带作为独立结构存在[2]。目前，研究者提出了以膝关节前外侧韧带为主体、协同膝关节前外侧关节囊和髂胫束等各层次解剖结构的复合结构——膝关节前外侧复合体的概念，认为其与前交叉韧带一起共同发挥维持膝关节旋转稳定的作用[3-5]。

2 膝关节前外侧复合体的解剖

膝关节前外侧复合体主要包括膝关节前外侧韧带、髂胫束和前外侧关节囊等解剖结构。Getgood等[5]将膝关节前外侧复合体按解剖层次分为3层：髂胫束浅层和髂髌束，髂胫束深层（包括Kaplan纤维系统），前外侧韧带和关节囊。

2.1 膝关节前外侧韧带的解剖

膝关节前外侧韧带的解剖变异较大。研究显示，膝关节前外侧韧带在膝关节前外侧斜行走向，在股骨侧有1个附着区，在胫骨侧有2个附着区。在股骨端，一般以膝关节外侧副韧带或股骨外上髁为参考标记，主要附着于外侧副韧带或股骨外上髁近后侧[6-8]。在胫骨侧，1个骨性附着点位于胫骨平台下4.0～7.0 mm、Gerdy结节和腓骨头之间[1,2,7]；1个软组织附着点位于外侧半月板体部和前角之间[6,9]，包绕膝下外动静脉[1]。膝关节前外侧韧带长30.4～59.0 mm，宽4.0～7.0 mm，厚1.0～2.0 mm[2]。

在组织学上，Helito等[10]发现膝关节前外侧韧带类似于韧带组织，是致密的结缔组织纤维束；Smeets等[11]则发现膝关节前外侧韧带与肩关节的盂肱下韧带等关节囊韧带结构有着相似特性，但与邻近的膝关节关节囊有着截然不同的生物力学特性。所以，膝关节前外侧韧带被认为可能是韧带和关节囊之间的一种结构。

2.2 膝关节前外侧关节囊和髂胫束的解剖

膝关节前外侧关节囊和髂胫束解剖结构相对恒定。前外侧关节囊作为膝关节前外侧复合体的组成部分，主要分为浅层和深层，分别汇聚于外侧副韧带及其内侧，包绕膝关节前外侧。

髂胫束主要分为浅层、中层、深层以及骨筋膜层。浅层沿股骨粗线走行，汇入外侧肌间隔，止于胫骨Gerdy结节；其远端形成一个宽大的弧形分支，止于髌骨及髌韧带的外侧缘，又称髂髌束；近端形成Kaplan纤维分支，止于股骨外上髁。中层与浅层延续，但与浅层不同，纤维从近外侧走向远内侧。深层在股骨外上髁平面与浅层汇合后，向远侧延伸止于胫骨Gerdy结节后侧。骨筋膜层为髂胫束的最内层，近端与腓肠肌和跖肌筋膜毗邻，形成一些小的纤维束分支止于股骨外上髁，远端与浅深层汇合，并与深层一同止于胫骨Gerdy结节后侧[5,12,13]。

3 膝关节前外侧复合体的相关生物力学功能

膝关节前外侧复合体的生物力学功能是其相关组成结构生物力学功能的综合，主要涉及前外侧韧带、髂胫束和前外侧关节囊。

3.1 膝关节前外侧韧带与膝关节的旋转稳定性

近年来，生物力学研究证实膝关节前外侧复合体中不同的结构在维持膝关节的旋转稳定性方面均发挥重要作用，其中，膝关节前外侧韧带被认为发挥主要作用。当膝关节前外侧韧带损伤后，模拟轴移试验会出现明显的膝关节旋转不稳[14]。Parsons等[15]利用尸体标本，分析了不同屈膝角度下膝关节前外侧韧带和前交叉韧带的应力变化。研究发现，膝关节屈曲小于35°时，内旋限制特性主要取决于前交叉韧带；当膝关节屈曲大于35°时，内旋限制则主要取决于膝关节前外侧韧带。

3.2 膝关节前外侧韧带与前交叉韧带损伤的生物力学关系

单纯膝关节前外侧韧带损伤少见，多见于复合伤，尤其常合并前交叉韧带损伤。近年来，膝关节前外侧韧带与前交叉韧带的关系得到了深入研究。多数学者认为，前交叉韧带是膝关节前向位移和前外侧旋转的主要稳定结构，膝关节前外侧韧带是次要稳定结构[5,16-20]。

近来的研究[16,21,22]还显示，在前交叉韧带损伤的情况下，膝关节前外侧韧带对膝关节的旋转稳定性发挥更重要作用；在前交叉韧带完整状态下，膝关节前外侧韧带对膝关节的旋转稳定性作用有限。Thein等[18]利用尸体标本模拟轴移试验证实，仅当前交叉韧带失效时，膝关节前外侧韧带才会发挥作用。

3.3 髂胫束与膝关节的旋转稳定性

近年来，髂胫束在维持膝关节旋转稳定性中的作用逐渐得到重视。Huser等[4]将19具尸体标本分为完整、膝关节前外侧韧带或髂胫束两者之一切断、膝关节前外侧韧带及髂胫束同时切断3种情况测试，发现单纯切断膝关节前外侧韧带对胫骨前移和内旋没有影响；单纯切断髂胫束后胫骨前移和内旋相对于完整状态下有小幅增加；膝关节前外侧韧带和髂胫束均切断后胫骨前移和内旋幅度增加更明显。Kittl等[23]测试发现，在膝关节30°～90°屈曲状态下，髂胫束是维持前外侧旋转稳定作用的主要结构，而前外侧韧带在各角度的旋转稳定作用较小。

3.4 前外侧关节囊与膝关节的旋转稳定性

前外侧关节囊也存在维持膝关节旋转稳定性的作用[3]。Bell等[24]研究发现前外侧关节囊在膝关节屈曲角度大于60°时有着重要的次级旋转稳定的作用。Guenther等[3,25]对前外侧关节囊进一步测试分析，发现前外侧关节囊并非等同单一韧带纤维束承受单一方向应力，而是承受多方向应力作用，提示膝关节前外侧韧带重建通过恢复单一方向应力链可能无法完全恢复膝关节旋转稳定性，而促进膝关节前外侧关节囊愈合的保守治疗可能更有效。

3.5 外侧半月板后角与膝关节的旋转稳定性

虽然外侧半月板后角未明确归属于膝关节前外侧复合体，但由于膝关节前外侧韧带的一个分支止于外侧半月板，外侧半月板和前外侧结构在维持前外侧旋转稳定性中具有协同作用[26]。Shybut等[27]研究发现外侧半月板后角损伤加剧前交叉韧带损伤时膝关节的旋转不稳。Tang等[28]将损伤的外侧半月板后角进行修补，发现与外侧半月板后角损伤但不修补的膝关节作对比，前者膝关节稳定性显著增强，且旋转稳定性基本可恢复至正常。

4 膝关节前外侧复合体手术重建的指征

临床中，前交叉韧带重建结合术后膝关节周围肌群稳定性和有效性的训练，在大部分情况下可以恢复膝关节稳定性。但仍有一些患者，经过手术和正规康复后，轴移试验检查仍能发现存在膝关节前外侧旋转不稳[17]。因此研究者试图通过联合前交叉韧带重建和前外侧复合体重建降低单纯前交叉韧带重建术后的残留不稳。

对于膝关节前外侧复合体重建，各研究者观点不同，但主要内容基本一致：对于转身转向运动有要求或者前外侧旋转明显不稳、排除合并有膝关节后外侧复合体损伤等多发韧带损伤而造成旋转不稳的前交叉韧带损伤患者，建议前交叉韧带重建同时联合重建膝关节前外侧复合体[16]。目前，对于膝关节前外侧复合体重建主要聚焦在膝关节前外侧韧带重建或利用髂胫束进行关节外肌腱固定上。

2015年法国里昂召开的专家组会议提出，联合前交叉韧带和膝关节前外侧韧带重建须满足1个首要指征或2个次要指征。首要指征包括：前交叉韧带翻修；轴移试验2～3度阳性；存在Segond骨折；参加有旋转动作的高水平运动竞技项目；韧带过度松弛。次要指征包括：对侧前交叉韧带损伤；Lachman试验＞7 mm；影像学检查见股骨外髁切迹征；年龄＜25岁[29]。Sonnery-Cottet等[30]则认为主要指征应为：前交叉韧带翻修；轴移试验高度阳性；陈旧性前交叉韧带损伤；年轻患者；参加转身转向运动；伴有内侧半月板损伤。但目前相关研究的样本量均较小，对于前交叉韧带重建何时应当联合前外侧结构加强或重建缺少高等级证据[5]。

5 膝关节前外侧复合体重建的方法

膝关节前外侧复合体重建以膝关节前外侧韧带重建或关节外肌腱固定为主。其中，膝关节前外侧韧带重建根据移植物固定位置主要分为解剖重建和非解剖重建两种。解剖重建即移植物固定在膝关节前外侧韧带的股骨和胫骨两端的原始解剖位置处，分别为股骨外上髁或外侧副韧带的近后侧[6-9]及腓骨头和胫骨Gerdy结节之间[31,32]。非解剖重建则通常经股骨外上髁前远侧走向胫骨端解剖附着点[33]。多项研究证明，前交叉韧带重建时联合前外侧韧带重建具有生物力学意义，能够较好地消除膝关节前外侧旋转不稳[34,35]。

关节外肌腱固定一般是用髂胫束分别在股骨侧和胫骨侧进行反折固定以重建膝关节前外侧复合体。关节外肌腱固定的方式多样，以Lemaire和Macintosh方式及其改良固定方式常见。有多项研究比较分析了关节外肌腱固定术和膝关节前外侧韧带重建术，以确定最佳的手术方式。Spencer等[14]对比了Lemaire关节外肌腱固定术和膝关节前外侧韧带重建术后膝关节前后向位移和内外旋角度变化，发现与关节外肌腱外固定术相比，膝关节前外侧韧带重建术对前外侧旋转稳定性控制的作用较小。但是，在其研究中，将膝关节前外侧韧带股骨解剖止点误定位于股骨外上髁前远侧，而不是近后侧。Inderhaug等[36]采用类似方法，发现与膝关节前外侧韧带重建术相比，改良的Lemaire和Macintosh关节外肌腱固定术能将前外侧旋转稳定性恢复至更接近正常膝关节。研究发现，前交叉韧带重建联合改良的Lemaire关节外肌腱固定术，在膝关节屈曲0°、30°、60°时固定时，关节外肌腱固定能恢复膝关节旋转稳定性，前外侧韧带移植物则仅在伸膝位固定时起作用[37]。

6 膝关节前外侧复合体重建对膝关节正常生物力学产生的影响

近来研究表明，膝关节前外侧复合体重建后可能会引起膝关节旋转活动度受限以及外侧间室压力增高[5]，但尚未有明确证据表明膝关节前外侧复合体重建会导致或加剧骨关节炎[5]。Schon等[38]发现膝关节前外侧韧带解剖重建在任何测试的屈曲角度均可能过度约束膝关节，造成膝关节旋转活动度减小。Rahnemai-Azar等[39]对比分析髂胫束和前外侧关节囊，发现髂胫束比前外侧关节囊所能承受的应力更大，所以使用髂胫束本身行关节外固定术时可能会造成前交叉韧带重建后膝关节屈伸受限。

7 膝关节前外侧复合体重建的临床效果

针对前交叉韧带联合膝关节前外侧韧带重建或关节外肌腱固定已有长期临床随访的报道。该联合重建在一般运动水平患者、运动员、翻修患者中均显示较好的临床效果。Sonnery-Cottet等[40]随访了83例患者，平均随访（32.4±3.9）个月，发现前交叉韧带联合膝关节前外侧韧带重建在临床症状、体征、满意度等评估中取得较好结果，且无明显并发症。76例患者术后轴移试验阴性，仅7例患者术后轴移试验1度阳性。Rosenstiel等[41]调用SANTI研究组数据库里有关70名专业运动员术后平均3.9年的临床随访数据，发现前交叉韧带联合膝关节前外侧韧带解剖重建在移植物断裂概率、重返赛场概率、膝关节稳定性和受伤后再手术的概率中均表现较好。Lee等[42]随访87例前交叉韧带翻修重建患者，随访超过3年，发现相对于单纯前交叉韧带翻修患者，前交叉韧带翻修联合膝关节前外侧韧带重建显著减少膝关节旋转不稳，并增加患者回归受伤前运动水平的机会。Zaffagnini等[43]对52例前交叉韧带双束重建联合关节外肌腱固定的患者进行了长达20年以上的随访，发现其在临床功能和影像评估方面均表现较好，且除了行半月板切除术的患者，未发现关节外肌腱固定术式影响外侧胫股关节炎的发生。

但是，这些临床研究由于缺少单纯前交叉韧带重建手术的对照组，临床效果的真实性及可靠性需要进一步验证[16]。Lee等[42]的研究虽然存在对照，但主要研究对象为前交叉韧带翻修患者，对于初次重建的患者的临床效果尚需进一步研究。

8 总结和展望

膝关节前外侧复合体主要包括膝关节前外侧韧带、髂胫束和前外侧关节囊，辅助前交叉韧带维持膝关节旋转稳定性。前交叉韧带损伤后，前交叉韧带重建联合膝关节前外侧韧带重建或关节外肌腱固定可减少单纯前交叉韧带重建术后的残余不稳，是对一些特殊患者的有效的预防性或者补救性治疗方式。虽然膝关节前外侧复合体重建可能限制膝关节旋转活动度，增加外侧间室压力，但尚未有远期研究发现外侧间室骨关节炎发生率的增高。对于前交叉韧带重建患者，如何完全消除术后残余不稳、何时重建膝关节前外侧复合体、何种方式重建膝关节前外侧复合体，仍需大样本的生物力学以及长期临床随访研究，以确定膝关节前外侧复合体的生物力学特性、重建后的组织学及生物力学改变，以及长期临床效果。但是，仍然要注重通过单纯的前交叉韧带重建来恢复膝关节的稳定性。在前交叉韧带重建术后出现旋转不稳时，通过重建前外侧复合体来进行弥补并非必定成为首选，需综合评估手术指征。