引用本文： 郭珈, 张东芳, 杨国栋, 曲迪, 张静, 戚超. 后交叉韧带单束重建术股骨隧道角度与内侧副韧带损伤的相关性分析. 中国修复重建外科杂志, 2022, 36(12): 1492-1499. doi: 10.7507/1002-1892.202208108 复制
后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）是人体膝关节内最大、最强的韧带，在维持膝关节稳定方面发挥重要作用[1]。对于PCL损伤达Ⅱ级以上患者，通常建议行PCL重建术（PCL reconstruc-tion，PCLR）治疗[2-3]。然而，PCLR的最佳手术方式目前尚无共识[4]。
股骨隧道位置是PCLR手术成功与否的关键因素，当前研究大多集中于移植物所受应力、膝关节的生物力学以及关节内股骨隧道入口点位置等问题[5-8]，股骨隧道的安全性却一直被忽视。尽管近年学术界已经开始关注膝关节交叉韧带重建术中钻孔骨隧道的安全性问题[9-11]，但PCLR术中创建股骨隧道的安全性问题一直缺乏深入研究。Chia等[12]通过研究股骨隧道开口与周围动脉的位置关系，以评估PCLR术中钻取股骨隧道的血管损伤风险。然而，PCLR股骨隧道在股骨内侧髁的开口附近还存在着内侧副韧带（medial collateral ligament，MCL）结构。MCL大致分布于股骨内侧髁结节周围，在维持膝关节内侧稳定性方面发挥重要作用[13-14]。Tompkins等[15]提出两种创建PCLR股骨隧道的主流技术，即由外向内（outside-in，OI）技术和由内向外（inside-out，IO）技术，但都存在MCL损伤风险，且这种风险与股骨隧道角度有关，但他们并未深入研究股骨隧道开口和MCL的解剖位置关系以及股骨隧道角度与MCL损伤风险的具体关联。
因此，本研究拟进行尸体解剖研究，明确PCLR中股骨隧道在股骨内侧髁的开口和MCL解剖结构的位置关系，并以股骨隧道角度为变量，通过在标本上模拟创建15种不同角度组合的股骨隧道，来验证PCLR术中股骨隧道在股骨内侧髁的开口是否会造成MCL损伤，进而估计股骨隧道放置的安全角度。
1 资料与方法
1.1 实验标本
选取13具甲醛浸泡人体膝关节标本（来源于青岛大学医学院解剖教研室），其中男8例，女5例；年龄49～71岁，平均61岁。右膝7侧，左膝6侧。所有标本均无膝关节畸形、骨折、韧带损伤或手术改变，无增生物、炎症或坏死等病变。于每个标本股骨远端和胫骨近端距关节线20 cm处截肢，保留完整的皮肤、皮下浅筋膜、肌肉和韧带等软组织结构。
1.2 股骨内侧区解剖
首先在膝关节内侧创建一巨大矩形皮瓣，将皮肤全部切除。根据Warren等[16]提出的“膝关节内侧三层解剖结构”理论，所暴露出的第一层结构为皮下浅筋膜，在远端与鹅足肌腱融合。沿股内侧肌向下分离浅筋膜，于胫骨结节旁约1.5 cm处的下方找到鹅足肌腱在胫骨的附着处，将其切断，随即暴露位于第二层的浅表内侧副韧带（superficial medial collateral ligament，sMCL）。可见sMCL前方主要为一些纵向平行的纤维，这些纤维在股骨端附着于股骨内上髁结节附近，并向下延伸附着于胫骨前内侧脊。sMCL后方纤维呈斜行走向，这些斜行纤维被称为后斜韧带（posterior oblique ligament，POL）[17]，参与第三层解剖结构——膝关节后内侧角的构成。sMCL是人体膝关节内侧最大的结构，与其覆盖的深内侧副韧带（deep medial collateral ligament，dMCL）共同构成MCL[14]。由于dMCL完全被宽大的sMCL覆盖，因此仅需将sMCL解剖结构清晰展露出来，然后基于sMCL在股骨内侧髁上走行和附着的区域，在此区域前缘作一标记线。见图1。
图1
股骨内侧髁上的标记线
1：sMCL 2：POL 3：内侧髌骨韧带股骨附着区 4：内上髁结节 5：内收肌结节 6：腓肠肌结节
Figure1. Marked line on medial femoral condyle1: sMCL 2: POL 3: Femoral attachment site of the medial patellar ligament 4: Medial epicondyle 5: Adductor tubercle 6: Gastrocnemius tubercle
通过这条标记线，可将sMCL在股骨内侧髁上覆盖区域清晰分割出来，并假设以不同角度创建股骨隧道，其在股骨内侧髁上的出口位置可能会分布于标记线的前后两侧。当股骨隧道出口位于图1中红色标记线后方时，极可能损伤MCL；反之，当股骨隧道出口位于标记线前方股骨内侧髁（图1中绿色区域）时，此处无MCL的解剖结构，则可避免损伤MCL，并且此处与软骨边缘保持10 mm距离，可避免损伤软骨。由此，可进一步估计股骨隧道放置的安全角度。
1.3 探究不同角度股骨隧道出口与MCL位置的关系
1.3.1 确定PCLR股骨隧道关节内入口点
在每个已做好标记线的膝关节标本上模拟PCL单束重建术中股骨隧道的制备。根据Kim等[18]的研究，与OI技术相比，采用IO技术创建股骨隧道可将导针更精确地放置于PCL股骨足迹处，故本研究选用IO技术进行股骨隧道制备，以排除人为操作对股骨隧道关节内定位的影响。在开始创建股骨隧道之前，需将膝关节固定于120° 屈曲角度[18]。切断PCL以清晰暴露其股骨附着区，然后利用“髁间窝定位法”确定股骨隧道在关节内的入口点（即右膝1∶00位置和左膝11∶00位置距离关节边缘后10 mm处）[2，8]，并做好标记，此入口点为各个角度的股骨隧道唯一原点。
1.3.2 创建15种不同角度组合的PCLR股骨隧道
借助PCL股骨隧道定位器（由设置有角度刻度线的弧形杆、弧形滑槽和钻杆导套三部分组成）创建不同角度的股骨隧道。股骨隧道的放置角度是本研究唯一自变量。
参照既往骨隧道角度相关研究[19-21]，采用两平面角度组合方式创建各个方向的股骨隧道，并在各平面上选取解剖标志线作为参考来描述相应角度。在轴面上，首先通过触诊方式确定股骨内侧髁和股骨外侧髁结节最突出处，并放置2个大头针作为标记；通过其连线确定经上髁轴（transepicondylar axis，TEA）[22]，将与TEA平行的线用作轴面0° 参考角，然后选取0°、15°、30°、45° 和60° 5个角度作为轴面上股骨隧道的钻孔角度。在冠状面上，选用与股骨解剖轴平行的线用作冠状面0° 参考角，然后选取30°、45° 和60° 3个角度作为冠状面上股骨隧道的钻孔角度。见图2。
图2
轴面和冠状面上的股骨隧道角度选取
Figure2.
Femoral tunnel angle selection on axial and coronal planes
因此，在每个标本上使用IO技术[18，23]共创建15个角度组合的股骨隧道，以验证PCLR股骨隧道是否会损伤MCL以及损伤风险与隧道角度的关系。根据既往研究经验，为避免造成骨空化而影响后续骨隧道的创建[21]，本研究仅采用2 mm克氏针进行股骨隧道钻孔，不再使用钻头扩大隧道孔径。创建各个角度股骨隧道的具体操作方式如下：① 先将2 mm克氏针导针置于股骨隧道定位器的钻杆导套中，使导针尖端置于标记的关节内股骨隧道入口点处。② 确定轴面上的角度，根据之前大头针标记出的TEA，1名手术操作者将股骨定位器的弧形杆放置于轴面0° 参考角处，助手借助角度尺辅助校正角度，2名实验人员就轴面上的角度达成一致后，保持定位器在轴面上的位置不变，以固定当前轴面角度。③ 确定冠状面上的角度，先将弧形杆的直臂调整至与股骨长轴平行，使直臂所在位置与冠状面上的0° 参考角重合，此时弧形杆上的角度刻度即等同于冠状面上相对于0° 参考角的角度；然后将弧形杆的角度分别调整至30°、45° 和60° 创建股骨隧道，可得到3种角度组合：轴面/冠状面分别为0°/30°、0°/45° 和0°/60°。④ 重复第 ② 步实验操作，但是术者改变弧形杆与轴面0°参考角的夹角，分别将弧形杆置于15°、30°、45° 和60° 位置；然后进行第 ③ 步操作来改变冠状面角度，继而得到其余12种角度组合：轴面/冠状面分别15°/30°、15°/45°、15°/60°、30°/30°、30°/45°、30°/60°、45°/30°、45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45°、60°/60°。最终在1个膝关节标本上总共创建15种角度组合的股骨隧道。图3展示了0°/60° 和30°/45° 两种组合股骨隧道创建过程的具体操作。
图3
0°/60° 和 30°/45° 两种角度组合股骨隧道创建方法
a. 轴面0°；b. 冠状面60°；c. 0°/60°（轴面/冠状面）产生的股骨隧道在股骨内侧出口（箭头）；d. 轴面30°；e. 冠状面45°；f. 30°/45°（轴面/冠状面）产生的股骨隧道在股骨内侧出口（箭头）
Figure3. Operation method with two combinations of 0°/60° and 30°/45° of drilling the femoral tunnela. 0° in the axial plane; b. 60° in the coronal plane; c. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 0°/60° (axial/coronal); d. 30° in the axial plane; e. 45° in the coronal plane; f. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 30°/45° (axial/coronal)
1.3.3 明确各角度组合的股骨隧道出口点与标记线的位置关系
基于解剖sMCL后在股骨内侧髁上所作的标记线，将15个角度组合的股骨隧道在股骨内侧髁出口位置记录为2种结局，即“安全”和“危险”。若股骨隧道出口点位于红色标记线前方的股骨内侧髁（图1绿色区域）则视为“安全”（图3f）；反之，若股骨隧道出口点位于标记线后方则视为“危险”（图3c）。需要注意的是，一些角度组合创建的股骨隧道，其出口位于膝关节后方，根据目前文献描述对股骨隧道出口的要求——股骨隧道出口应位于距关节软骨边缘至少1 cm的股骨上髁[23]，我们将隧道出口点位于膝关节后方的股骨隧道视为不符合标准的“无效隧道”，不进行后续数据测量。但据观察，这些位于膝关节后方的隧道出口附近有丰富血管，符合Reddy等[24]关于股骨远端骨内外供血研究中发现的现象，即股骨内侧髁偏后方动脉分支较前方丰富，包括膝上动脉和腘动脉分支，为膝关节内侧髁提供骨外血供；另外，他们还提出PCLR中股骨隧道开口与股骨内侧髁供血区域接近，可能是PCLR术后发生骨坏死的原因。因此，本研究将这种隧道出口位于膝关节后方的情况也保守地归于“危险”一类。
最后，使用精确度为0.01 mm的游标卡尺测量除“无效隧道”外其他所有隧道的出口点与标记线的最短距离，并规定“安全”隧道的出口点至标记线最短距离记为“–”，而“危险”隧道的出口点至标记线最短距离记为“+”。
1.4 统计学方法
采用SPSS20.0统计软件进行分析。对不同角度组合股骨隧道出口情况进行描述，各角度组合“危险”发生率比较采用χ2检验。对不同角度组合隧道出口点与标记线最短距离数据进行描述性统计（包括平均值、中位数、标准差、方差、最小值、最大值和范围）并进行Shapiro-Wilk正态性检验，采用Friedman M检验比较不同角度组合股骨隧道出口点与标记线最短距离的差异。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 不同角度组合股骨隧道的安全性分析
15个角度组合股骨隧道出口情况分析显示，在PCLR术中创建股骨隧道时，存在损伤MCL风险，发生率为0～100%，当轴面钻孔角度为0° 和15° 时，MCL损伤发生率高达69.23%～100%。并且股骨隧道放置角度不同，其MCL损伤发生率差异有统计学意义（χ2=148.195，P<0.001）。
本研究共收集到175个股骨隧道出口点与标记线最短距离的有效数据，经正态性检验显示，仅角度组合45°/45°（轴面/冠状面）的距离分布不符合正态分布。见表1。
表1
15个角度组合股骨隧道出口和标记线的关系
Table1.
Relationship between the femoral tunnel exit and the marked line at 15 angle combinations
2.2 股骨隧道放置的安全角度估计
每组角度组合股骨隧道的出口点与标记线最短距离均为连续性数值变量，且各角度组是相关的（都是在同一标本上进行实验从而获取数据），由于其中1组不符合正态分布，因此选择Friedman M检验比较不同角度组合股骨隧道出口点与标记线最短距离的差异。另外，由于角度组合0°/30°和15°/30°（轴面/冠状面）测得的有效数据过少，故将这两组数据排除，仅对余下13组数据进行检验。
结果表明不同角度组合股骨隧道，其出口点与标记线最短距离差异有统计学意义（M=141.555，P<0.001）。两两比较显示，角度组合45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）与0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（轴面/冠状面）股骨隧道出口点与标记线最短距离差异有统计学意义（P<0.05）。进一步比较该最短距离的中位数可见前者（均为负值）均小于后者（均为正值），提示前5个角度组合产生的股骨隧道出口较后5个角度组合产生的股骨隧道出口更远离标记线及其后方的MCL覆盖区。而剩余3个角度组合 ［30°/45°、30°/60° 和45°/30°（轴面/冠状面）］ 与后5个角度组合 ［0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（轴面/冠状面）］ 两两比较差异无统计学意义（P>0.05）。因此，前5个角度组合 ［45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）］股骨隧道较其余8个角度组合相对安全。见图4。
图4
15种角度组合股骨隧道出口点至标记线最短距离的集中趋势
Figure4.
The central tendency of the shortest distance from the femoral tunnel exit to the marked line in 15 angle combinations
3 讨论
随着PCL的解剖及生物力学知识更新以及关节镜下PCLR技术的发展，衍生了许多PCLR相关争议问题，如重建韧带束数、隧道放置位置、移植物材料选择、移植物固定技术以及创建骨隧道技术等，PCLR的最佳手术方式尚无定论[4]。股骨隧道的放置位置直接影响PCLR手术效果[25]，当前关于PCLR股骨隧道位置的研究多集中在移植物所受应力、膝关节的生物力学以及关节内股骨隧道入口点位置选取等问题[5-8]。近年来，膝关节交叉韧带重建术中钻孔骨隧道的安全性开始受到一些学者关注，如Chung等[9]和Shea等[10]通过研究前交叉韧带重建术（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）的股骨隧道与周围解剖结构的位置关系，进而估计股骨隧道放置的安全角度，以降低骨隧道出口对周围韧带等结构的损伤风险；Alentorn-Geli等[11]通过测量PCLR的胫骨隧道与周围神经、血管及韧带等解剖结构的距离，以评价骨隧道安全性。然而，关于PCLR术中钻孔股骨隧道所涉及的安全性问题仍缺乏深入研究。Chia等[12]通过测量尸体标本的PCLR股骨隧道开口与股动脉的距离，评估术中钻取骨隧道损伤血管风险，结果表明股骨隧道开口与股动脉边缘距离较大（约51.1 mm），PCLR股骨隧道对于血管损伤风险较小。然而，除股动脉外，PCLR股骨隧道在股骨内侧髁的开口附近，还存在着分布于股骨内侧髁结节周围的MCL结构。Tompkins等[15]在比较PCLR中股骨隧道创建的两种主流技术（OI技术和IO技术）的研究中提出，两种技术所创建的股骨隧道都可能导致MCL损伤，损伤风险与股骨隧道的钻孔角度有关；并且与OI技术对比，IO技术制备的更加垂直和靠前的股骨隧道或许会降低MCL损伤风险。
本研究结果与Tompkins等[15]提出的观点一致，即在PCLR手术中创建的股骨隧道会造成MCL医源性损伤，并基于PCLR股骨隧道开口和MCL的解剖位置关系，验证了股骨隧道钻孔角度是MCL医源性损伤的危险因素，进一步估计PCLR股骨隧道的安全钻孔角度。我们通过在每个膝关节标本上，以15种角度组合模拟PCL单束重建术中IO技术创建股骨隧道，并比较各角度组合隧道出口损伤MCL的发生率，结果显示其差异有统计学意义（χ2=148.195，P<0.001），说明MCL损伤的发生受股骨隧道放置角度的影响。基于此结论，我们还发现，改变股骨隧道的放置角度可降低MCL损伤风险，尤其是以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）这5种角度组合创建股骨隧道，隧道开口点与标记线的最短距离组间比较差异有统计学意义（P<0.05），意味着采用以上5种角度进行股骨隧道创建，有利于PCLR术中保护MCL。
对比既往关于股骨隧道放置方向的研究，Yi等[19]建议以轴面15°、冠状面0° 进行股骨隧道创建，可以得到最佳骨隧道长度和移植物/隧道角度。由于本研究采用的轴面以及轴面上的0°参考角与Yi等研究一致，故在轴面角度方面与Yi等的研究结论具有可比性。结果显示，以轴面15° 方向创建股骨隧道时，其MCL损伤发生率高达69.23%～100%；另外，通过组间两两比较，以轴面15° 角度组合 ［15°/45°和15°/60°（轴面/冠状面）］ 创建的股骨隧道，其出口点与标记线最短距离与45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）相比，更容易落在标记线后方，即MCL分布区域。说明尽管Yi等的研究结论保证了适宜的股骨隧道长度和移植物/隧道角度，但是以轴面15° 创建股骨隧道会增加MCL医源性损伤风险。
由于PCL损伤发生率较低，因此相比于ACLR，PCLR相关研究较为匮乏[3]。尽管PCLR手术技术各不相同，隧道位置无疑是影响手术效果的关键因素[25]。根据当前对PCLR股骨隧道位置的相关研究得知，股骨隧道不同位置重建效果受到许多因素影响，如隧道长度、膝关节固定角度、移植物角度、隧道创建技术（IO和OI技术）和隧道在关节内的入口点位置等[5-8，18-19，25-27]。而有关PCLR股骨隧道安全性的研究仍然较少。尽管Tompkins等[15]提出PCLR中不同方向的股骨隧道可能会损伤MCL，但并未展开深入研究。Chung等[9]对ACLR的股骨隧道开口与周围结构的解剖关系进行研究，并估计适当的ACLR股骨隧道角度可减少股骨外侧解剖结构损伤。我们受Chung等[9]研究启发，首先展开PCLR股骨隧道在股内侧髁开口与MCL解剖结构关系的研究，但与Chung等不同的是，本研究不是通过医学影像上的骨性标志估计韧带结构分布情况，而是通过解剖尸体膝关节标本来直观显示MCL在股骨内侧的附着和走行情况。另外，我们通过绘制标记线将股骨内侧髁划分为无MCL分布的相对安全区和MCL分布区，该标记线不仅可用作PCLR创建股骨隧道时保护MCL的参考线，还可以指导外科医生进行膝关节内侧相关手术。
目前对PCLR中股骨隧道制备技术的研究显示，股骨隧道开口应从距关节软骨边缘至少1 cm的股骨内上髁开始，大约在滑车和上髁之间的中点处[23]。而本研究通过在膝关节标本上创建不同角度组合的股骨隧道，发现PCLR术中股骨隧道出口可能会损伤MCL结构。因此，单纯要求PCLR的股骨隧道开口位于股骨内上髁的滑车和上髁中点，并不能保证MCL不会被股骨隧道开口损伤。根据本研究结果，我们推荐以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）角度组合创建股骨隧道，使隧道开口尽可能位于MCL分布区域前方，从而降低MCL损伤风险。
但本研究存在一定局限性。实验过程中尽管股骨隧道的创建由2名手术医生配合完成，在创建隧道时反复进行角度校正，仍不能排除视觉观察带来的误差；另外，由于在单个膝关节标本上创建的隧道数量有限，我们只能选择不连续的角度组合值进行骨隧道创建，因此受自变量数量限制，本研究所估计的5组安全角度组合可能不够全面。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
伦理声明 研究方案经青岛大学附属医院医学伦理委员会批准（QYFYWZLL27264）
作者贡献声明 郭珈、张东芳、戚超：研究设计、实施和数据采集；郭珈、杨国栋、曲迪、张静：数据整理与分析；戚超：对文章的知识性内容作批评性审阅
后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）是人体膝关节内最大、最强的韧带，在维持膝关节稳定方面发挥重要作用[1]。对于PCL损伤达Ⅱ级以上患者，通常建议行PCL重建术（PCL reconstruc-tion，PCLR）治疗[2-3]。然而，PCLR的最佳手术方式目前尚无共识[4]。
股骨隧道位置是PCLR手术成功与否的关键因素，当前研究大多集中于移植物所受应力、膝关节的生物力学以及关节内股骨隧道入口点位置等问题[5-8]，股骨隧道的安全性却一直被忽视。尽管近年学术界已经开始关注膝关节交叉韧带重建术中钻孔骨隧道的安全性问题[9-11]，但PCLR术中创建股骨隧道的安全性问题一直缺乏深入研究。Chia等[12]通过研究股骨隧道开口与周围动脉的位置关系，以评估PCLR术中钻取股骨隧道的血管损伤风险。然而，PCLR股骨隧道在股骨内侧髁的开口附近还存在着内侧副韧带（medial collateral ligament，MCL）结构。MCL大致分布于股骨内侧髁结节周围，在维持膝关节内侧稳定性方面发挥重要作用[13-14]。Tompkins等[15]提出两种创建PCLR股骨隧道的主流技术，即由外向内（outside-in，OI）技术和由内向外（inside-out，IO）技术，但都存在MCL损伤风险，且这种风险与股骨隧道角度有关，但他们并未深入研究股骨隧道开口和MCL的解剖位置关系以及股骨隧道角度与MCL损伤风险的具体关联。
因此，本研究拟进行尸体解剖研究，明确PCLR中股骨隧道在股骨内侧髁的开口和MCL解剖结构的位置关系，并以股骨隧道角度为变量，通过在标本上模拟创建15种不同角度组合的股骨隧道，来验证PCLR术中股骨隧道在股骨内侧髁的开口是否会造成MCL损伤，进而估计股骨隧道放置的安全角度。
1 资料与方法
1.1 实验标本
选取13具甲醛浸泡人体膝关节标本（来源于青岛大学医学院解剖教研室），其中男8例，女5例；年龄49～71岁，平均61岁。右膝7侧，左膝6侧。所有标本均无膝关节畸形、骨折、韧带损伤或手术改变，无增生物、炎症或坏死等病变。于每个标本股骨远端和胫骨近端距关节线20 cm处截肢，保留完整的皮肤、皮下浅筋膜、肌肉和韧带等软组织结构。
1.2 股骨内侧区解剖
首先在膝关节内侧创建一巨大矩形皮瓣，将皮肤全部切除。根据Warren等[16]提出的“膝关节内侧三层解剖结构”理论，所暴露出的第一层结构为皮下浅筋膜，在远端与鹅足肌腱融合。沿股内侧肌向下分离浅筋膜，于胫骨结节旁约1.5 cm处的下方找到鹅足肌腱在胫骨的附着处，将其切断，随即暴露位于第二层的浅表内侧副韧带（superficial medial collateral ligament，sMCL）。可见sMCL前方主要为一些纵向平行的纤维，这些纤维在股骨端附着于股骨内上髁结节附近，并向下延伸附着于胫骨前内侧脊。sMCL后方纤维呈斜行走向，这些斜行纤维被称为后斜韧带（posterior oblique ligament，POL）[17]，参与第三层解剖结构——膝关节后内侧角的构成。sMCL是人体膝关节内侧最大的结构，与其覆盖的深内侧副韧带（deep medial collateral ligament，dMCL）共同构成MCL[14]。由于dMCL完全被宽大的sMCL覆盖，因此仅需将sMCL解剖结构清晰展露出来，然后基于sMCL在股骨内侧髁上走行和附着的区域，在此区域前缘作一标记线。见图1。
图1
股骨内侧髁上的标记线
1：sMCL 2：POL 3：内侧髌骨韧带股骨附着区 4：内上髁结节 5：内收肌结节 6：腓肠肌结节
Figure1. Marked line on medial femoral condyle1: sMCL 2: POL 3: Femoral attachment site of the medial patellar ligament 4: Medial epicondyle 5: Adductor tubercle 6: Gastrocnemius tubercle
通过这条标记线，可将sMCL在股骨内侧髁上覆盖区域清晰分割出来，并假设以不同角度创建股骨隧道，其在股骨内侧髁上的出口位置可能会分布于标记线的前后两侧。当股骨隧道出口位于图1中红色标记线后方时，极可能损伤MCL；反之，当股骨隧道出口位于标记线前方股骨内侧髁（图1中绿色区域）时，此处无MCL的解剖结构，则可避免损伤MCL，并且此处与软骨边缘保持10 mm距离，可避免损伤软骨。由此，可进一步估计股骨隧道放置的安全角度。
1.3 探究不同角度股骨隧道出口与MCL位置的关系
1.3.1 确定PCLR股骨隧道关节内入口点
在每个已做好标记线的膝关节标本上模拟PCL单束重建术中股骨隧道的制备。根据Kim等[18]的研究，与OI技术相比，采用IO技术创建股骨隧道可将导针更精确地放置于PCL股骨足迹处，故本研究选用IO技术进行股骨隧道制备，以排除人为操作对股骨隧道关节内定位的影响。在开始创建股骨隧道之前，需将膝关节固定于120° 屈曲角度[18]。切断PCL以清晰暴露其股骨附着区，然后利用“髁间窝定位法”确定股骨隧道在关节内的入口点（即右膝1∶00位置和左膝11∶00位置距离关节边缘后10 mm处）[2，8]，并做好标记，此入口点为各个角度的股骨隧道唯一原点。
1.3.2 创建15种不同角度组合的PCLR股骨隧道
借助PCL股骨隧道定位器（由设置有角度刻度线的弧形杆、弧形滑槽和钻杆导套三部分组成）创建不同角度的股骨隧道。股骨隧道的放置角度是本研究唯一自变量。
参照既往骨隧道角度相关研究[19-21]，采用两平面角度组合方式创建各个方向的股骨隧道，并在各平面上选取解剖标志线作为参考来描述相应角度。在轴面上，首先通过触诊方式确定股骨内侧髁和股骨外侧髁结节最突出处，并放置2个大头针作为标记；通过其连线确定经上髁轴（transepicondylar axis，TEA）[22]，将与TEA平行的线用作轴面0° 参考角，然后选取0°、15°、30°、45° 和60° 5个角度作为轴面上股骨隧道的钻孔角度。在冠状面上，选用与股骨解剖轴平行的线用作冠状面0° 参考角，然后选取30°、45° 和60° 3个角度作为冠状面上股骨隧道的钻孔角度。见图2。
图2
轴面和冠状面上的股骨隧道角度选取
Figure2.
Femoral tunnel angle selection on axial and coronal planes
因此，在每个标本上使用IO技术[18，23]共创建15个角度组合的股骨隧道，以验证PCLR股骨隧道是否会损伤MCL以及损伤风险与隧道角度的关系。根据既往研究经验，为避免造成骨空化而影响后续骨隧道的创建[21]，本研究仅采用2 mm克氏针进行股骨隧道钻孔，不再使用钻头扩大隧道孔径。创建各个角度股骨隧道的具体操作方式如下：① 先将2 mm克氏针导针置于股骨隧道定位器的钻杆导套中，使导针尖端置于标记的关节内股骨隧道入口点处。② 确定轴面上的角度，根据之前大头针标记出的TEA，1名手术操作者将股骨定位器的弧形杆放置于轴面0° 参考角处，助手借助角度尺辅助校正角度，2名实验人员就轴面上的角度达成一致后，保持定位器在轴面上的位置不变，以固定当前轴面角度。③ 确定冠状面上的角度，先将弧形杆的直臂调整至与股骨长轴平行，使直臂所在位置与冠状面上的0° 参考角重合，此时弧形杆上的角度刻度即等同于冠状面上相对于0° 参考角的角度；然后将弧形杆的角度分别调整至30°、45° 和60° 创建股骨隧道，可得到3种角度组合：轴面/冠状面分别为0°/30°、0°/45° 和0°/60°。④ 重复第 ② 步实验操作，但是术者改变弧形杆与轴面0°参考角的夹角，分别将弧形杆置于15°、30°、45° 和60° 位置；然后进行第 ③ 步操作来改变冠状面角度，继而得到其余12种角度组合：轴面/冠状面分别15°/30°、15°/45°、15°/60°、30°/30°、30°/45°、30°/60°、45°/30°、45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45°、60°/60°。最终在1个膝关节标本上总共创建15种角度组合的股骨隧道。图3展示了0°/60° 和30°/45° 两种组合股骨隧道创建过程的具体操作。
图3
0°/60° 和 30°/45° 两种角度组合股骨隧道创建方法
a. 轴面0°；b. 冠状面60°；c. 0°/60°（轴面/冠状面）产生的股骨隧道在股骨内侧出口（箭头）；d. 轴面30°；e. 冠状面45°；f. 30°/45°（轴面/冠状面）产生的股骨隧道在股骨内侧出口（箭头）
Figure3. Operation method with two combinations of 0°/60° and 30°/45° of drilling the femoral tunnela. 0° in the axial plane; b. 60° in the coronal plane; c. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 0°/60° (axial/coronal); d. 30° in the axial plane; e. 45° in the coronal plane; f. Outlet (arrow) of the femoral tunnel drilled at 30°/45° (axial/coronal)
1.3.3 明确各角度组合的股骨隧道出口点与标记线的位置关系
基于解剖sMCL后在股骨内侧髁上所作的标记线，将15个角度组合的股骨隧道在股骨内侧髁出口位置记录为2种结局，即“安全”和“危险”。若股骨隧道出口点位于红色标记线前方的股骨内侧髁（图1绿色区域）则视为“安全”（图3f）；反之，若股骨隧道出口点位于标记线后方则视为“危险”（图3c）。需要注意的是，一些角度组合创建的股骨隧道，其出口位于膝关节后方，根据目前文献描述对股骨隧道出口的要求——股骨隧道出口应位于距关节软骨边缘至少1 cm的股骨上髁[23]，我们将隧道出口点位于膝关节后方的股骨隧道视为不符合标准的“无效隧道”，不进行后续数据测量。但据观察，这些位于膝关节后方的隧道出口附近有丰富血管，符合Reddy等[24]关于股骨远端骨内外供血研究中发现的现象，即股骨内侧髁偏后方动脉分支较前方丰富，包括膝上动脉和腘动脉分支，为膝关节内侧髁提供骨外血供；另外，他们还提出PCLR中股骨隧道开口与股骨内侧髁供血区域接近，可能是PCLR术后发生骨坏死的原因。因此，本研究将这种隧道出口位于膝关节后方的情况也保守地归于“危险”一类。
最后，使用精确度为0.01 mm的游标卡尺测量除“无效隧道”外其他所有隧道的出口点与标记线的最短距离，并规定“安全”隧道的出口点至标记线最短距离记为“–”，而“危险”隧道的出口点至标记线最短距离记为“+”。
1.4 统计学方法
采用SPSS20.0统计软件进行分析。对不同角度组合股骨隧道出口情况进行描述，各角度组合“危险”发生率比较采用χ2检验。对不同角度组合隧道出口点与标记线最短距离数据进行描述性统计（包括平均值、中位数、标准差、方差、最小值、最大值和范围）并进行Shapiro-Wilk正态性检验，采用Friedman M检验比较不同角度组合股骨隧道出口点与标记线最短距离的差异。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 不同角度组合股骨隧道的安全性分析
15个角度组合股骨隧道出口情况分析显示，在PCLR术中创建股骨隧道时，存在损伤MCL风险，发生率为0～100%，当轴面钻孔角度为0° 和15° 时，MCL损伤发生率高达69.23%～100%。并且股骨隧道放置角度不同，其MCL损伤发生率差异有统计学意义（χ2=148.195，P<0.001）。
本研究共收集到175个股骨隧道出口点与标记线最短距离的有效数据，经正态性检验显示，仅角度组合45°/45°（轴面/冠状面）的距离分布不符合正态分布。见表1。
表1
15个角度组合股骨隧道出口和标记线的关系
Table1.
Relationship between the femoral tunnel exit and the marked line at 15 angle combinations
2.2 股骨隧道放置的安全角度估计
每组角度组合股骨隧道的出口点与标记线最短距离均为连续性数值变量，且各角度组是相关的（都是在同一标本上进行实验从而获取数据），由于其中1组不符合正态分布，因此选择Friedman M检验比较不同角度组合股骨隧道出口点与标记线最短距离的差异。另外，由于角度组合0°/30°和15°/30°（轴面/冠状面）测得的有效数据过少，故将这两组数据排除，仅对余下13组数据进行检验。
结果表明不同角度组合股骨隧道，其出口点与标记线最短距离差异有统计学意义（M=141.555，P<0.001）。两两比较显示，角度组合45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）与0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（轴面/冠状面）股骨隧道出口点与标记线最短距离差异有统计学意义（P<0.05）。进一步比较该最短距离的中位数可见前者（均为负值）均小于后者（均为正值），提示前5个角度组合产生的股骨隧道出口较后5个角度组合产生的股骨隧道出口更远离标记线及其后方的MCL覆盖区。而剩余3个角度组合 ［30°/45°、30°/60° 和45°/30°（轴面/冠状面）］ 与后5个角度组合 ［0°/45°、0°/60°、15°/45°、15°/60° 和30°/30°（轴面/冠状面）］ 两两比较差异无统计学意义（P>0.05）。因此，前5个角度组合 ［45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）］股骨隧道较其余8个角度组合相对安全。见图4。
图4
15种角度组合股骨隧道出口点至标记线最短距离的集中趋势
Figure4.
The central tendency of the shortest distance from the femoral tunnel exit to the marked line in 15 angle combinations
3 讨论
随着PCL的解剖及生物力学知识更新以及关节镜下PCLR技术的发展，衍生了许多PCLR相关争议问题，如重建韧带束数、隧道放置位置、移植物材料选择、移植物固定技术以及创建骨隧道技术等，PCLR的最佳手术方式尚无定论[4]。股骨隧道的放置位置直接影响PCLR手术效果[25]，当前关于PCLR股骨隧道位置的研究多集中在移植物所受应力、膝关节的生物力学以及关节内股骨隧道入口点位置选取等问题[5-8]。近年来，膝关节交叉韧带重建术中钻孔骨隧道的安全性开始受到一些学者关注，如Chung等[9]和Shea等[10]通过研究前交叉韧带重建术（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）的股骨隧道与周围解剖结构的位置关系，进而估计股骨隧道放置的安全角度，以降低骨隧道出口对周围韧带等结构的损伤风险；Alentorn-Geli等[11]通过测量PCLR的胫骨隧道与周围神经、血管及韧带等解剖结构的距离，以评价骨隧道安全性。然而，关于PCLR术中钻孔股骨隧道所涉及的安全性问题仍缺乏深入研究。Chia等[12]通过测量尸体标本的PCLR股骨隧道开口与股动脉的距离，评估术中钻取骨隧道损伤血管风险，结果表明股骨隧道开口与股动脉边缘距离较大（约51.1 mm），PCLR股骨隧道对于血管损伤风险较小。然而，除股动脉外，PCLR股骨隧道在股骨内侧髁的开口附近，还存在着分布于股骨内侧髁结节周围的MCL结构。Tompkins等[15]在比较PCLR中股骨隧道创建的两种主流技术（OI技术和IO技术）的研究中提出，两种技术所创建的股骨隧道都可能导致MCL损伤，损伤风险与股骨隧道的钻孔角度有关；并且与OI技术对比，IO技术制备的更加垂直和靠前的股骨隧道或许会降低MCL损伤风险。
本研究结果与Tompkins等[15]提出的观点一致，即在PCLR手术中创建的股骨隧道会造成MCL医源性损伤，并基于PCLR股骨隧道开口和MCL的解剖位置关系，验证了股骨隧道钻孔角度是MCL医源性损伤的危险因素，进一步估计PCLR股骨隧道的安全钻孔角度。我们通过在每个膝关节标本上，以15种角度组合模拟PCL单束重建术中IO技术创建股骨隧道，并比较各角度组合隧道出口损伤MCL的发生率，结果显示其差异有统计学意义（χ2=148.195，P<0.001），说明MCL损伤的发生受股骨隧道放置角度的影响。基于此结论，我们还发现，改变股骨隧道的放置角度可降低MCL损伤风险，尤其是以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）这5种角度组合创建股骨隧道，隧道开口点与标记线的最短距离组间比较差异有统计学意义（P<0.05），意味着采用以上5种角度进行股骨隧道创建，有利于PCLR术中保护MCL。
对比既往关于股骨隧道放置方向的研究，Yi等[19]建议以轴面15°、冠状面0° 进行股骨隧道创建，可以得到最佳骨隧道长度和移植物/隧道角度。由于本研究采用的轴面以及轴面上的0°参考角与Yi等研究一致，故在轴面角度方面与Yi等的研究结论具有可比性。结果显示，以轴面15° 方向创建股骨隧道时，其MCL损伤发生率高达69.23%～100%；另外，通过组间两两比较，以轴面15° 角度组合 ［15°/45°和15°/60°（轴面/冠状面）］ 创建的股骨隧道，其出口点与标记线最短距离与45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）相比，更容易落在标记线后方，即MCL分布区域。说明尽管Yi等的研究结论保证了适宜的股骨隧道长度和移植物/隧道角度，但是以轴面15° 创建股骨隧道会增加MCL医源性损伤风险。
由于PCL损伤发生率较低，因此相比于ACLR，PCLR相关研究较为匮乏[3]。尽管PCLR手术技术各不相同，隧道位置无疑是影响手术效果的关键因素[25]。根据当前对PCLR股骨隧道位置的相关研究得知，股骨隧道不同位置重建效果受到许多因素影响，如隧道长度、膝关节固定角度、移植物角度、隧道创建技术（IO和OI技术）和隧道在关节内的入口点位置等[5-8，18-19，25-27]。而有关PCLR股骨隧道安全性的研究仍然较少。尽管Tompkins等[15]提出PCLR中不同方向的股骨隧道可能会损伤MCL，但并未展开深入研究。Chung等[9]对ACLR的股骨隧道开口与周围结构的解剖关系进行研究，并估计适当的ACLR股骨隧道角度可减少股骨外侧解剖结构损伤。我们受Chung等[9]研究启发，首先展开PCLR股骨隧道在股内侧髁开口与MCL解剖结构关系的研究，但与Chung等不同的是，本研究不是通过医学影像上的骨性标志估计韧带结构分布情况，而是通过解剖尸体膝关节标本来直观显示MCL在股骨内侧的附着和走行情况。另外，我们通过绘制标记线将股骨内侧髁划分为无MCL分布的相对安全区和MCL分布区，该标记线不仅可用作PCLR创建股骨隧道时保护MCL的参考线，还可以指导外科医生进行膝关节内侧相关手术。
目前对PCLR中股骨隧道制备技术的研究显示，股骨隧道开口应从距关节软骨边缘至少1 cm的股骨内上髁开始，大约在滑车和上髁之间的中点处[23]。而本研究通过在膝关节标本上创建不同角度组合的股骨隧道，发现PCLR术中股骨隧道出口可能会损伤MCL结构。因此，单纯要求PCLR的股骨隧道开口位于股骨内上髁的滑车和上髁中点，并不能保证MCL不会被股骨隧道开口损伤。根据本研究结果，我们推荐以45°/45°、45°/60°、60°/30°、60°/45° 和60°/60°（轴面/冠状面）角度组合创建股骨隧道，使隧道开口尽可能位于MCL分布区域前方，从而降低MCL损伤风险。
但本研究存在一定局限性。实验过程中尽管股骨隧道的创建由2名手术医生配合完成，在创建隧道时反复进行角度校正，仍不能排除视觉观察带来的误差；另外，由于在单个膝关节标本上创建的隧道数量有限，我们只能选择不连续的角度组合值进行骨隧道创建，因此受自变量数量限制，本研究所估计的5组安全角度组合可能不够全面。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突
伦理声明 研究方案经青岛大学附属医院医学伦理委员会批准（QYFYWZLL27264）
作者贡献声明 郭珈、张东芳、戚超：研究设计、实施和数据采集；郭珈、杨国栋、曲迪、张静：数据整理与分析；戚超：对文章的知识性内容作批评性审阅
