膝关节内侧面解剖、生物力学及手术意义（生物力学部分）

膝关节内侧面解剖、生物力学及手术意义（生物力学部分）

翻译：李明 郑州市骨科医院运动医学科 河南省关节镜诊疗中心

审阅：刘宁 郑州市骨科医院运动医学科 河南省关节镜诊疗中心

上节课我们对膝关节内侧面的解剖结构进行了详细的阐述，这一节课我们继续对膝关节内侧面结构的生物力学作用进行进一步的理解。

（接上期）

膝关节内侧结构的生物力学

尽管膝关节内侧面有很多结构，但重要的静态稳定结构主要包括3中：内侧副韧带浅层（sMCL）、内侧副韧带深层（dMCL）和后斜韧带（POL）。这些结构是对抗异常外翻、内/外旋、前/后位移和膝关节屈曲时联合向量的主要和次要稳定结构。了解膝关节内侧抵抗膝关节异常活动的组织结构层次及其生物力学功能能改善解剖修复及重建。

关注重点的不同会影响手术的效果。正如我们假设内侧副韧带浅层是一个连续结构，而不认为它只是起到了连接的作用，不一定是一个明确的组织。Griffith发现后斜韧带和内侧副韧带的两个分支在膝关节不同屈曲角度共同分担不同负荷。重要的是要了解内侧膝关节复杂的负荷分担关系，以识别韧带的特性，以及由膝关节运动异常引起的特发或并发的损伤。本节将讨论特有和共有功能，主要关注sMCL、dMCL和POL的稳定功能。

内侧副韧带浅层（sMCL）

内侧副韧带浅层包含2个功能性分支，近侧支和远侧支，为膝关节内侧稳定提供了多种支持。Griffith等对近侧支和远侧支的对比研究进一步明确了分支的功能。

在膝关节所有角度屈曲测试中（0°，20°，30°，60°，90°），内侧副韧带浅层近端分支是对抗外翻的首要静态稳定结构，膝关节屈曲90°时的次级外旋稳定结构，膝关节屈曲0°，30°，90°时的刺激内旋稳定结构。膝关节屈曲30°时，内侧副韧带浅层远端分支是外旋首要稳定结构，在所有膝关节屈曲角度中，是内旋的首要稳定结构。在膝关节屈曲0°，20°和60°时，是外旋次级稳定性结构。

在膝关节屈曲90°时，施加内旋力和施加外旋力负荷差别最大。结果表明，sMCL远端区载荷响应与膝关节屈曲角度有关，而近端区载荷响应与膝关节屈曲角度无关。

Wijdicks等研究发现，施加内旋力时，POL和MCL浅层有互补作用。随着膝关节屈曲角度的增加对内旋力的抵抗也在发生变化，在膝关节屈曲接近90°时，内侧副韧带浅层的载荷响应最高。Griffith对内侧副韧带近端和远端对比研究发现，在施加一个外翻力时，内侧副韧带远端拉伸，这可能是由于内侧的sMCL纤维连接胫骨近端所致。由此可见，sMCL的远端分支在阻止外翻异常运动中起着间接的作用。Coobs等对通过将移植物放置于sMCL解剖位置来实现sMCL的解剖重建，他发现sMCL的两支在载荷分担上有他们特殊的作用。多个研究显示，必须手术重建或修复两支才能重建膝关节内侧面抵抗外翻和旋转的功能。

后斜韧带POL

后斜韧带主要对抗内旋，同是也是外翻和外旋的二级稳定结构。Tibor对膝关节屈曲各个角度时后斜韧带如何稳定内旋进行了研究。但是，最常见的情况还是完全伸直时。Wijdicks等研究其平均最大负荷为256.2N，平均刚度为38.6N。最近的研究主要集中在完好的膝关节，这有利于较好的理解后斜韧带的生物力学作用及其与其他内侧结构的关系。

最近研究发现，后斜韧带和内侧副韧带浅层联合对抗内旋应力。Griffith发现后斜韧带对抗胫骨的过度前移和后移。后斜韧带在内侧副韧带损伤后是对抗旋转和外翻力的重要二级稳定结构。内侧副韧带和后斜韧带的联合损伤会造成严重的急慢性外翻不稳，这表明了后斜韧带对膝关节内侧的稳定作用。在膝关节屈曲0°时后斜韧带对抗内旋的作用最强，因此，损伤后建议解剖重建后斜韧带，恢复膝关节稳定性。

内侧副韧带深层dMCL

内侧副韧带深层，包括板胫韧带和板股韧带，其力学功能类似于内侧副韧带浅层。内侧副韧带深层的板胫韧带，在膝关节屈曲60°时是二级外翻稳定结构，在膝关节屈曲0°、30°、90°时，是二级内旋稳定结构。内侧副韧带深层的板股韧带功能类似于板胫韧带，在膝关节屈曲的所有角度（0°，20°，30°，60°，90°）提供外翻稳定，在膝关节屈曲0°和30°时作为内旋二级稳定结构，但相比板胫韧带而言，在膝关节稳定性方面有更多作用。在膝关节屈曲20°，60°，90°时，是主要的内旋稳定结构，在现关节屈曲30°，90°时时外旋二级稳定结构。Robinson的研究与此类似，发现在膝关节屈曲30°是，内侧副韧带深层是对抗外翻和外旋负荷的二级稳定结构。但Griffith发现dMCL还有抗内旋的作用。总之，内侧副韧带深层是3个重要韧带（内侧副韧带浅层/后斜韧带/内侧副韧带深层）中最不容易发生载荷失效、断裂和抗位移失效的结构。

基于内侧副韧带的结构属性，当膝关节完全伸直时，靠近股骨止点的位置张力最大。Robinson发现最大负荷为194N，但Wijdicks发现失效平均负荷为100.5N，此时平均位移（2.1mm）。Sims、Jacobson、O’Donoghue根据这些数据发现内侧副韧带深层股骨附着点是最容易损伤的位置。但也有研究认为关节间隙处的失效更为重建。LaPrade的一项对比外翻试验和膝关节内侧损伤的研究发现，相比关节间隙处失效，板股韧带和板胫韧带损伤更常见。在这两种失效中，板股韧带基部损伤比板胫韧带基部损伤愈合率更高。

外翻应力位X线片

当诊断膝关节内侧损伤时，相比主观的体格检查，外翻应力位X线片更为客观。膝关节间隙增大需要与膝关节损伤的并发损伤相鉴别。在屈膝20°时，膝关节内侧间隙的变异范围小于2mm。在膝关节完全伸直（0°）、20°-30°时施加一个外翻力，由于膝关节内侧韧带和交叉韧带的相对关系，关节间隙增大。

孤立的膝关节内侧损伤，膝关节屈曲20°-30°时，内侧关节间隙增大。LaRrade研究发现，III度的内侧副韧带损伤在施加外翻力时损伤侧内侧关节间隙相比健侧增大3.2mm（图6）。在膝关节完全伸直时，关节间隙增加1.5mm，在膝关节屈曲20°时膝关节内侧间隙增加3.2mm。膝关节内侧完全损伤时，屈膝0度时，间隙增加6.8mm，屈膝20°时，间隙增加9.8mm，内侧副韧带近端损伤和远端损伤间无差别。但并发ACL损伤时，屈膝0°时，关节间隙增大8mm，屈膝20°时关节间隙增大13.8mm。并发后交叉韧带损伤时，间隙分别增加11.8mm和12.6mm。此外，膝关节内侧损伤并发前后交叉韧带损伤时，屈膝0°时，间隙增加21.6mm，屈膝20°时，增加27.6mm。完全伸直时，孤立的膝关节内侧损伤由于间隙增加不大，不易被发现。但当并发1或2个交叉韧带损伤时却比较容易发现外翻不稳的存在。

外翻应力x线片很重要，不仅因为它在最初的诊断和患者随访中具有成本效益和易于获得，而且还因为它提供了以前定性体格检查的进展，而以前的定性体格检查无法重现适用于间隙测量的外翻力。在完全伸展和20 - 30度屈曲时定量测量间隙，有助于将孤立的膝内侧撕裂与涉及交叉韧带的损伤区分开来。放射学研究帮助确定了正常间隙的基线水平，帮助确定损伤的存在。

图6题注：膝关节屈曲20°时左膝（B）和右膝（A）外翻应力位X线片。相比左膝，右膝内侧关节间隙增加6mm，表明膝关节内侧结构完全损伤。

总结

理解膝关节内侧结构的解剖和生物力学有助于更好的诊断和治疗膝关节内侧损伤。不像膝关节其他结构损伤，膝关节内侧损伤不一定要求手术治疗。当需要手术时，内侧结构复杂的解剖结构使我们必须了解其解剖位置。此外，外翻应力位X线片对内侧关节间隙水平的测量为诊断提供了客观数据，特征性的内侧关节间隙改变，帮助区分孤立的膝关节内侧结构损伤和并发其他结构损伤。