半月板外突病因的研究进展

姚禹 钱军

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京 100730）

半月板外突是指磁共振冠状位显示膝关节内侧半月板超出胫骨平台边缘3 mm、外侧半月板超出胫骨平台边缘1 mm，是一种影像学表现。临床常表现为膝关节内侧或外侧关节间隙的压痛。半月板外突往往加快胫股关节软骨损伤[1]和膝骨关节炎的进展，进而可能进展到全膝关节置换的阶段，甚至发生自发性骨坏死[2]和骨髓病变[3]。以往研究表明半月板外突可能与外力损伤、半月板退行性改变、半月板根部撕裂有关，然而多数相关研究均只针对一种病因或高危因素进行探讨、评估及治疗。目前仍缺乏对于半月板外突多种病因的系统性的综述。另一方面，临床医师对于造成半月板外突病因的了解程度决定了其治疗方案与治疗效果。本文将从半月板自身结构性因素、半月板周围附着韧带相关因素、膝关节整体因素对半月板外突的病因进行综述，以期为临床治疗方案选择提供理论依据。

1 半月板外突概述

半月板在膝关节生物力学中起重要作用。除降低胫骨接触压力和增加接触面积外，其在很大程度上有助于膝关节的负载传递、减震、稳定性、营养、润滑和本体感觉。膝关节运动时传递的载荷由半月板承担[4,5]，半月板胶原纤维产生的径向牵拉应力、压缩应力和剪切应力，向外挤压半月板产生生理性的外突以抵消这些受力[6-8]，并使其中一部分应力转化为环向应力[9,10]，在胫骨-股骨髁上重新分配载荷帮助承重[11]。一旦维持半月板环状结构稳定性的机制受到破坏，就会产生持续存在的病理性半月板外突[6,12]。临床常表现为膝关节内侧或外侧关节间隙的压痛。而半月板外突也多与膝骨关节炎发展独立相关，因此半月板的完整性是影响膝关节长期健康的一个重要因素。

2 半月板自身结构性因素

2.1 半月板损伤部位

内、外侧半月板在大小、形状、周围附着和载荷传递方式等方面存在着显著差异。内侧半月板的内侧缘与内侧副韧带的深层紧密相连，而后侧缘有半月板胫骨韧带和腘斜韧带附着。外侧半月板的外侧缘与外侧副韧带之间有滑囊相隔，且外侧副韧带外侧存在“腘肌腱裂孔”，使其活动度远大于内侧半月板。因此有限的活动度导致内侧半月板比外侧半月板更易受损。内侧半月板后角的机械负荷明显大于前角，尤其是在膝关节屈曲状态下[15]。这种巨大的负荷应力导致后根损伤的频率极高。临床上半月板根部撕裂多指后根部撕裂，占半月板撕裂的10%～21%[16]。

半月板根部损伤是指半月板附着部嵌入点撕裂或者该嵌入点1 cm 范围内的完全性放射状撕裂[17]。内侧半月板后根损伤更常见于中老年人膝关节退行性病变[15]，也与年龄、女性、久坐、肥胖和膝内翻等因素有关[18,19]。内侧半月板根部胶原纤维断裂导致膝关节软骨的接触面积减少、膝关节表面的接触压力过大和胫股关节生物力学异常，无法通过诱导内侧半月板径向位移将轴向载荷转换为环向应力，最终使内侧半月板突出[20]。Kamatsuki 等[14]对35例内侧半月板后根部撕裂（medial meniscus posterior root tear，MMPRT）患者调查后发现，在MMPRT 相关症状发生后的12 个月内，内侧半月板外突绝对值和相对值都逐渐增加。Kim等[21]对109例内侧半月板后根撕裂的病例进行回顾性分析发现：后根撕裂间隙的大小是半月板绝对外突程度确切的危险因素。黄竞敏等[22]报告97例内侧半月板损伤病例中后根部撕裂患者半月板外突的发生率为78%（18/23），证实内侧半月板根部撕裂是导致内侧半月板外突的主要因素。

2.2 半月板损伤类型

传统的观点认为垂直于半月板胶原纤维束圆周切线方向发生的损伤会导致半月板较大程度的外突和功能受损，而平行的损伤则较轻[11]。Coast等[11]研究发现内侧半月板外突与半月板放射状、斜形、复合撕裂密切相关。Lee等[23]则发现半月板外突程度与放射状撕裂有关，且放射状撕裂的大小可以预测绝对和相对半月板外突的程度。相似的结论还体现在纵向撕裂上，据Katagiri 等[24]对前交叉韧带损伤伴有内侧半月板纵向撕裂的患者和不伴有半月板损伤患者对比研究提示，半月板纵向撕裂的大小与半月板外突程度直接相关。有趣的是其他研究发现半月板撕裂可能不是造成半月板外突的唯一因素。

但是，Novaretti 等[25]发现半月板水平撕裂造成半月板外突的程度最大（3.4 mm），其次是半月板根部撕裂（3.2 mm）。Kim等[26]研究也观察到半月板水平撕裂患者的半月板突出程度更大，传统的观点似乎不能解释这种现象。后期可能需要更多的研究来验证半月板水平撕裂对半月板外突的影响并探究其原因。

2.3 半月板纤维退变

半月板由网状胶原纤维表层（30 nm）、放射状胶原纤维片状层（150～200 nm）和胶原纤维束中央主干层组成[27,28]。正常半月板的稳定性就主要由中央主干层胶原纤维构成[29]。半月板退行性改变的特征就是胶原纤维结构松散[30]；组织学研究提示在退化的半月板中胶原纤维黏液性变和微囊肿形成导致胶原纤维肿胀和分离[31]，使其抵抗环向应力降低，进而造成半月板外突。Kawaguchi等[32]也观察到内侧半月板退化程度与半月板外突显著相关，而内侧半月板后根部撕裂导致的半月板外突也源于内侧半月板的退行性改变[17,33]。

2.4 外侧盘状半月板导致内侧半月板外突

由于盘状半月板异常的厚度、血供不充分、与关节囊附着不紧密以及胶原纤维数量减少、排列异常而易破裂[34,35]。盘状半月板易于发生无症状的半月板内退行性改变[35,36]，陈刚等[37]发现中年之前未接受治疗的外侧盘状半月板与内侧半月板外突相关。目前对于外侧盘状半月板是否导致内侧半月板外突，尚无定论，但有学者倾向于认为由于外侧盘状半月板覆盖了整个外侧隔室，因此股-胫骨关节内外侧室的机械平衡可能不同于具有正常半月形外侧半月板的膝关节，导致患膝内侧半月板外突。早先Nawata等[38]报道发现外侧盘状半月板病例的平均年龄较大且易发生膝内翻。Kim 等[39]揭示了外侧盘状半月板撕裂可加速患肢膝内翻程度的发展并导致膝内侧室的负荷增加。此外Kim发现：盘状半月板患者接受外侧盘状半月板次全切除术之后，膝关节内翻程度减轻。另外，盘状半月板撕裂和正常半月板撕裂的患者术前胫股角的显著差异间接反映了膝内翻倾向和外侧盘状半月板的关联：正常情况下，内侧半月板承受了膝关节内侧间室载荷的50%[40]，而外侧盘状半月板的撕裂使其内侧半月板承受的负荷远大于正常外侧半月板撕裂后内侧半月板承受的载荷；外侧盘状半月板导致的膝内翻倾向也加剧了内侧半月板从胫骨平台边缘发生径向移位或外突。然而目前学者们不能充分地观察具有完整外侧盘状半月板的中老年患者下肢力线异常，尚需进行更大样本量的研究。

3 半月板周围附着韧带相关因素

3.1 半月板胫骨韧带缺陷

半月板胫骨韧带对半月板的稳定性发挥重要作用。Funchal等[41]证明半月板胫骨韧带撕裂会导致外突的半月板失稳，并把这种现象称之为“浮动半月板”。Krych[42]回顾了20 例孤立性半月板外突的MRI图像，发现其中13 例都存在半月板胫骨韧带异常。此外，半月板突出超过3 mm与未超过的患者相比，存在半月板胫骨韧带缺陷的可能性高3倍。Paletta等[43]通过超声测量了关节镜下切断和修复半月板胫骨韧带后，内侧半月板超出胫骨平台内侧边缘的距离，认为完整的半月板胫骨韧带对半月板稳定性具有重要意义。这为治疗半月板外突提供了一个新思路。

3.2 半月板股骨韧带缺陷

半月板股骨韧带（meniscofemoral ligament，MFL）位于外侧半月板后根止点，由前MFL 韧带（Humphry韧带）和后MFL韧带（Wrisberg韧带）组成。MFL变异较大，Kohn 等[44]发现76%的膝关节存在Wrisberg 韧带，50%存在Humphry韧带。近年来多项研究表明在前交叉韧带损伤的膝关节中，MFL 能减少半月板外突。Pula 等[45]研究发现MFL 完整的病例外侧半月板平均外突程度只有0.8 mm。早先Brody 等[46]也发现，外侧半月板突出的发生率在MFL 完整的患者（14%）明显低于MFL缺陷的患者（60%）。沈杰威等[47]发现外侧半月板后根部损伤时，MFL的完整性是影响半月板外突的重要因素。Geeslin等[48]对10具尸体膝关节展开的研究颇具代表性：在轴向载荷下，与前交叉韧带损伤但MFL完整的膝关节相比，缺失MFL的膝关节外侧室胫股接触面积减少、胫股接触压力显著增加，提示MFL通过防止前交叉韧带断裂后外侧半月板外突、维持膝关节外侧室胫骨接触压力以保护外侧半月板的机械功能、降低关节软骨和半月板损伤的风险。

3.3 半月板-胫骨-腘-腓骨复合体对外侧半月板的影响

最新的解剖学研究[49]表明外侧半月板与胫骨有更复杂的连接，包括外侧半月板-胫骨韧带（lateral menis⁃co-tibial ligament，LMTL）、腘腓韧带（popliteo-fibular ligament，PFL）和腘-半月板韧带（popliteo-meniscal ligament，PML），并将其命名为半月板-胫骨-腘-腓骨复合体（menisco-tibio-popliteus-fibular complex，MTPFC）。这些韧带具有确定的解剖结构和恒定的动态关系，共同将外侧半月板固定到胫骨和关节囊上，作为一个整体防止外侧半月板外突。对这一区域展开研究有助于理解外侧半月板损伤的机制，促进治疗外侧半月板损伤、防止外侧半月板外突外科技术的发展。

4 膝关节整体因素

4.1 骨关节退行性变

骨关节炎是以关节软骨退行性变和继发性骨质增生为特征的慢性关节病。大量的文献提示半月板外突是骨关节炎进展及严重程度的独立预测因子。近年来主流观点认为半月板外突是骨关节炎病程中不同关节组织和生物力学负荷之间复杂的相互作用的结果[50]。Lerer 等[51]的前瞻性研究发现20%的内侧半月板突出患者没有退行性骨关节疾病的证据，因此认为半月板外突先于膝关节炎。然而，退行性骨关节炎的病理改变中包括关节软骨退行性变、骨赘增生，并体现在其评估体系中（K-L分级、Outbridge分度和ICRS软骨损伤分级系统）。Lee等[23]认为骨赘的形成导致骨关节炎进展，从而加剧内侧半月板外突。虽然内侧半月板外突可以被认为是膝骨关节炎的先兆，但不能确定半月板外突是骨关节炎的原因还是结果，现有的回顾性信息没有表明这些事件的顺序。Kim 等[20]认为内侧半月板外突的严重程度和骨赘的大小、K-L 分级成正比，但也不能确定半月板外突与骨关节炎的因果关系。另一方面，研究者们试图证明胫股软骨损伤和半月板外突之间的关系时同样引发一些争论。Lee等[23]评估K-L分级与半月板外突的关系，发现软骨损伤与外突没有统计学意义。最新研究也表明[20]内侧半月板突出和软骨下水肿之间没有统计学关联。但Crema 等[50]回顾性研究了1527名受试者，得出结论：胫-股软骨损伤与内、外侧半月板外突独立相关；且软骨损伤的等级越高，与半月板外突的相关性越强。Teichtahl等[3]的队列研究得出了同样的结论：半月板外突与膝骨关节炎的发生和进展密切相关，典型特征是关节软骨磨损加快。目前的观点偏向于支持二者相关，理论上假设胫-股软骨的缺失引发胫股间隙缩小，半月板受到挤压导致外突；此外，软骨缺失也可能会流失保护胫股间室的组织，进而增加内、外侧半月板的负荷造成半月板外突。不论如何，“半月板外突与胫-股软骨丢失独立相关”的观点已被接受，但需要进一步的纵向研究来验证软骨损伤是否会导致半月板外突。

4.2 膝内翻畸形

正常半月板控制力的传递和维持软骨和软骨下的机械应力是软骨保护的关键[52]。膝内翻增加了胫股内侧关节的内收力矩，使膝关节重心转移至胫股内侧关节，同时导致胫股内侧关节间隙变窄，引起骨关节炎的发生和进展[53]，故有学者认为膝内翻造成膝关节内侧压力增大，半月板负荷增加而发生退行性改变，导致松弛而外突。早先囿于缺乏大规模临床研究来讨论膝内翻和半月板外突之间的联系，有学者质疑膝内翻是否会导致半月板外突。直至Crema等[50]对2131例MRI资料进行研究，证实内外侧半月板外突和下肢力线不良直接相关，包括膝内翻和膝外翻。然而有批评者认为，Crema对于内侧半月板外突评定的标准太过宽泛，致使外突程度较轻的病例被纳入研究，造成假阳性结果[53]。近年来，国内的文献报道更倾向于肯定两者之间的关联。黄竞敏、王植[22]等证实膝内翻可能是内侧半月板外突的主要危险因素。相比过往的研究，黄竞敏等[22]利用关节镜下对半月板撕裂部位、撕裂类型及半月板松弛度进行观察，控制了半月板损伤和外突诊断可能存在的偏倚，进一步证实了下肢力线不良是半月板外突的主要危险因素。

5 小结与展望

半月板外突是多种原因造成的形态学上的表现，临床上很难将半月板外突和临床症状一一对应。半月板外突的核心是破坏半月板环状结构的稳定性，使其失去稳定膝关节和缓冲震荡的功能而产生病理性外突。目前主要是从病理机制上分析造成半月板外突的原因，包括半月板自身结构性因素、半月板周围附着韧带相关因素以及膝关节整体性因素。半月板外突改变了膝关节的运动机制和力学传递方式，严重者可加速骨关节炎进展、达到关节置换术的指征，甚至导致膝关节自发性骨坏死和骨髓病变，因此对于这一现象的发生不能简单地对症治疗，须究其原因避免临床结果恶化。