前交叉韧带重建骨道定位观念演变及技术发展

周天平 徐一宏 徐卫东

前交叉韧带(ACL)损伤是一种常见的膝关节运动损伤。据文献报道，美国ACL损伤发生率约为74.6/10万，且近年来呈继续增长趋势[1]。国内虽然缺乏相关流行病学研究，但学者们普遍认为我国ACL损伤发生率也逐年增加。目前关节镜下ACL重建术是治疗ACL损伤的主要方法。ACL重建术的目的是恢复ACL正常生物力学功能，最终实现重返运动。ACL重建术的效果受骨道定位、移植物种类、移植物固定方式等的影响，有研究显示47.6%的ACL翻修患者存在股骨骨道定位不当[2]。因此，合适的股骨和胫骨骨道定位对恢复ACL功能至关重要，并最终决定ACL重建术成败。

随着对ACL解剖结构和生物力学功能理解的不断深入，骨道定位的观念和技术也在不断更新。目前对ACL重建骨道定位尚存有不同观点，未达成共识。本文通过回顾相关文献，对ACL重建骨道定位观念演变及技术发展进行综述。

1 骨道定位观念

1.1 等长重建观念

膝关节运动主要包括矢状面上的屈伸运动和水平面上的旋转运动。而矢状面上的屈伸运动又是股骨远端滚动与滑动的复合运动，其运动轨迹呈曲线[3]。在此理论基础上，有学者提出通过在等长定位点重建ACL来保持屈伸过程中ACL持续张力和膝关节稳定性[4]。然而，目前关于等长定位点是否存在及其具体位置仍存在争议。部分学者认为，通过将移植物股骨端固定于股骨外侧髁过顶点位置可保持膝关节屈伸过程中移植物长度和张力不变[5]。Zavras等[6]根据膝关节屈伸是以股骨后髁为曲面、140°范围内的滚动认为，等长点位于后髁组成的140°弧形中心，即过后髁最突出点且平行于Blumensaat线前方60%位置。近年来随着计算机技术的发展，CT三维重建也应用于等长点定位研究。Forsythe等[7]通过对膝关节屈伸过程中动态三维模型分析发现，在股骨外侧髁内侧壁上不存在绝对的等长点，但外侧髁间嵴与分叉嵴交点在膝关节屈伸过程中长度变化最小(10%)。

早期的ACL重建追求等长重建，但基于尸体标本的生物力学研究和临床随访研究都发现等长重建并不能有效恢复膝关节旋转稳定性[8-9]。因此，21世纪以后学者们开始倾向于解剖重建，后续的临床研究证实解剖重建比等长重建具有更好的膝关节旋转稳定性。Forsythe等[7]的研究也证实了足印区解剖重建同样具有良好的等长性。

1.2 解剖重建观念

ACL起自股骨髁间窝外侧壁后1/3、住院医师嵴后下方，斜向前下走行，止于胫骨髁间嵴前方。ACL包括前内侧束(AMB)和后外侧束(PLB)，其中AMB主要维持膝关节前后稳定性，而PLB则主要控制膝关节旋转稳定性[10]。基于此，有学者提出将股骨端定位于原ACL解剖附着点，以恢复ACL的正常生理功能[11]。传统的解剖重建为单束重建，股骨骨道位于AMB与PLB残端的中点。有研究基于正常ACL的双束特点进一步提出解剖双束重建的观点，即股骨端2条骨道分别定位于AMB和PLB残端中心[12]。目前关于解剖单束重建和解剖双束重建的临床效果仍有较大争议，多数研究认为解剖双束与解剖单束重建ACL的效果并没有明显区别[13]。但是，由于解剖单束重建技术具有操作简单的优势，因此其仍是目前临床上的主流技术。

近年来，随着对ACL股骨残端组织学和生物力学的深入理解，解剖重建观念也有了新的进展。Iwahashi等[14]对ACL股骨残端进行病理切片和三维建模，发现ACL股骨残端存在2种结构不同的连接纤维，分别为直接纤维和间接纤维。直接纤维结构位于住院医师嵴后方(17.7±2.7) mm×(5.3±1.1) mm的椭圆形区域内，通过3层结构(韧带组织、非钙化软骨和钙化软骨)与股骨紧密连接，而间接纤维仅通过胶原纤维锚定于股骨头上[15]。Nawabi等[16]研究发现，ACL直接纤维承担了80%～90%的前向和旋转稳定性。因此，Jorge等[17]提出了功能解剖重建的观点，即在直接纤维区域建立矩形或椭圆形骨道，以尽可能模拟原ACL解剖特点和生物力学功能。研究显示，功能解剖重建观念及技术可能带来比传统解剖重建更好的临床效果和生物力学表现[18]，因此该观点近年受到广泛关注。

综上所述，ACL骨道定位观念的每次演变都是对以前观念的继承和发展。解剖重建具有良好的等长性，功能解剖重建是在解剖重建基础上的进一步发展[19]。每次观念的转变都反映了对ACL理解的深入，表现为重建术临床效果的提高，这也符合运动医学“功能至上”的一贯宗旨。

2 骨道定位技术

2.1 过顶点位置技术

作为一种经典的定位方法，过顶点位置技术尽管并非成人初次ACL重建的最佳选择，但它仍具有重要的临床价值。Roberti di Sarsina 等[5]在对20例8～13岁ACL断裂患者进行关节镜下ACL重建时，通过2枚门型钉将移植物股骨端固定于股骨外侧髁的过顶点位置，避免了对生长板的破坏；术后4年随访结果显示，所有患者均获得令人满意的膝关节稳定性。Nagai 等[20]在对21例患者进行ACL重建翻修时，在股骨外侧髁顶端打磨骨槽，并将移植物置入骨槽固定，解决了原骨道扩大后不能原位重新有效固定的问题，获得良好的临床效果。因此，过顶点位置技术在ACL翻修术中的临床价值有待于进一步探索。

2.2 时钟面定位法

自关节镜下ACL重建技术出现以来，时钟面方法就在定位和描述股骨骨道位置时广泛应用。关节镜视野下，膝关节屈曲90°时，股骨髁间窝顶点对应12点钟方向，分别于左、右膝1～2、10～11点钟方向打股骨隧道，可以简便、有效地重建ACL[21]。也有研究发现，股骨骨道定位于较低位置，即左膝1点钟方向和右膝10点钟方向，具有较好的膝关节旋转稳定性[22]。

作为一种量化的定位方法，时钟面定位法操作简单、便于应用，但也有很大的不足之处。一方面，该方法仅实现了股骨骨道方向在冠状面上的定位，缺乏矢状面方向上的立体定位；另一方面，由于不同操作者主观经验的不同，可能存在较大误差，也不利于ACL重建术后定量评估[23]。

2.3 骨性标志定位法

有学者提出，屈膝90°时，在髁间窝顶与外侧壁后下缘连线上中、后1/3处存在一骨嵴(住院医师嵴)，ACL股骨足印区位于其后方[24]。有研究报道，住院医师嵴出现率接近100%，可作为ACL解剖重建的定位点[25]。同时，ACL股骨止点AMB与PLB之间存在一骨性隆起(分叉嵴)，可作为AMB与PLB股骨止点的区分标志。在此基础上，大部分患者都能实现精确的解剖重建[26]。

但是，骨性标志定位法也有一定的局限性。首先，该方法不适用于慢性ACL损伤所致股骨髁间外侧壁严重增生患者，此类患者由于增生严重，往往不能观察到住院医师嵴；其次，在寻找骨性标志的过程中，往往剥离了ACL股骨残端，不利于术后患者本体感觉功能恢复[27]；最后，部分年轻医生在手术时由于关节镜下视野受限，可能会把住院医师嵴误认为股骨外侧髁后缘，造成骨道定位失败。

2.4 导向器辅助下残端定位法

急性ACL损伤患者早期进行ACL重建时股骨侧往往有残端存在。研究发现，保留残端对ACL重建术后膝关节本体感觉功能恢复及重返运动有重要意义[28]。导向器辅助下残端定位法通过在股骨外侧髁后缘放置偏心距导向器，将骨道中心点定位于残端中心，在实现解剖重建的同时，保留了股骨侧残端。此方法由于操作简单且定位较准确，目前在临床上广泛应用，但其主要适用于ACL残端尚存在的患者。

近年来，随着3D打印技术的快速发展，出现了3D打印个性化定位导向器。该技术的应用为术前构建患侧和健侧膝关节三维模型，根据健侧ACL形态定位患侧骨道定位点和方向，据此设计个性化骨道定位器模型并进行3D打印，最后使用个性化骨道定位器在关节镜下重建ACL[29]。目前该技术的临床效果正在进行临床研究中。

2.5 X线透视下Bernard 四格法

Bernard等[30]研究发现，在股骨标准侧位X线影像中，平行于Blumensaat 线方向，股骨止点中心到股骨外侧髁后缘的距离为股骨外髁前后径的24.8%，而垂直于Blumensaat 线方向，股骨止点中心与髁间窝顶的距离是髁间窝高度的28.5%；据此，在术中C形臂X射线机透视辅助下可实现ACL骨道精确定位。尽管此方法被认为是ACL重建骨道定位的“金标准”，但由于操作复杂，未能实现广泛应用，目前多用于科学研究及术后骨道位置评估。

2.6 计算机辅助导航定位技术

经过多年的发展，计算机辅助导航下ACL重建术已形成成熟的操作流程。具体操作为先根据CT或MRI影像学数据对膝关节进行三维建模，在此基础上进行术前规划，确定骨道在三维模型上的位置和方向，然后在C形臂X射线机，股骨、胫骨、前交叉韧带定位器及关节镜探针上安装追踪标记物，最后经过注册和校准，导航系统实现实物与三维模型的匹配，并根据术前规划指导术中的骨道定位[31]。

3 结语

从时钟面定位法到X线透视下Bernard 四格法，股骨骨道实现了从冠状面到矢状面的精确定位。从传统的骨性标志定位法和导向器辅助下残端定位法到目前的个性化导向器辅助下骨道定位及计算机辅助导航定位技术，精确化、个性化、智能化是当前的发展趋势。随着对ACL理解的深入和新技术的应用，ACL骨道定位技术在不断发生演变。基于解剖重建理念的骨性标志定位法和导向器辅助下残端定位法是当前的主要定位技术，功能解剖重建理念、3D打印个性化导向器辅助下骨道定位和计算机导航定位技术是未来的探索方向。