綜述精選 | 詳述PCL重建的解剖及生物力學研究進展

後交叉韌帶（PCL）是穩定膝關節重要組成部分。但是韌帶的複雜性使得其在關節穩定的作用和損傷後的治療方式充滿爭議。需要充分掌握和理解PCL的功能，方可減少膝關節不穩定、骨關節炎的發生、以及隨之而來的韌帶移植重建或半月板修復技術等。最近的解剖和生物力學研究更好的闡述了手術相關解剖和PCL前外側、後內側束的作用。儘管非手術治療曾被作為單純PCL損傷的第一選擇，可能基於相對於前交叉韌帶（ACL），PCL損傷術後療效差的緣故，目前越來越多的單純PCL損傷或合併PCL損傷患者選用手術治療，但最佳治療方式存在一定的爭議。為此本文針對PCL的解剖、流行病學特點、生物力學、臨床診斷、治療方式作一下總結回顧，並重點強調PCL重建手術各治療選擇的臨床和生物力學依據。

PCL主要由2束組成，根據在股骨側止點的位置，分為稍粗的前外側束（ALB）和稍細的後內側束（PMB）。但是對於脛骨止點，這兩束結合更加緊密無法分開。2束股骨端止點到脛骨端止點的長度分別為12.1cm和8.9cm。股骨端附著點之間的距離的增加和附著骨的差異可能會影響PCL重建技術的選擇。此2束股骨端、脛骨端附著點已有定性和定量，具體如下。

ALB股骨端附著點面積（112-118 mm²）是脛骨端附著點面積的2倍。通過關節鏡下和影像學參數可確認術中ALB的標識。關節鏡下的參考點，包括ALB中心距股骨滑車7.4mm，距內側弓11.0mm，距遠端關節軟骨7.9mm（圖1）。

Anderson等報道了ALB脛骨附著點面積為88mm²，位於PMB的後內側邊緣。一個稱為「束脊」的水平骨性突起將ALB從PMB分開。關節鏡下重要的的參考點，ALB脛骨附著點中心距半月板後內側光澤的白色纖維6.1mm，距束脊4.9mm，距champagne glass drop-off 結構10.7mm。

圖1（A）關節鏡下右膝關節PCL股骨附著點及相關標誌。(B)PCL股骨附著點定量測量。ALB,前外側束；aMFL，前半月板韌帶；PMB，後內側束；pMFL，後側半月板韌帶。

圖2 （A）關節鏡下右膝關節PCL脛骨附著點及相關標誌。(B)PCL脛骨附著點定量測量。ALB,前外側束； PMB，後內側束；m，肌肉。2後內側束

有報道PMB股骨附著點的面積為60-90mm²。Anderson等定性地描述了PMB位於內側髁間隆起近端，ALB前方，半月板韌帶（aMFL）前方。關節鏡下臨床相關標識包括，PMB股骨附著點中心距內側足弓11.1mm和距關節軟骨緣的後點10.8mm（圖1）。

PMB脛骨附著點的面積約105mm²，比ALB附著更牢靠。PMB的附著邊界沿著ALB的後內側方，為此有時可描述為有2臂。PMB最厚及功能最強的部分位於ALB後內側。定量測量，PMB功能中心在脛骨內側平台關節面凹槽中點外側3.1mm，champagneglass drop-off前側4.4mm（圖2）。

半月板韌帶(MFLs)與PCL各束有著密切的聯繫（圖3）。MFLs韌帶也被稱為Humphrey韌帶、MFL後韌帶(pMFL)、Wrisberg韌帶，文獻報道在膝關節中其存在率為74%-75% 和 59%-80%。 aMFL股骨附著點面積為35 mm²，遠端與半月板後外側角結合。文獻報道股骨附著點是可變的，80%位於PMB遠側，20%位於ALB遠側。pMFL股骨附著點面積為31 mm²，靠近內側髁間嵴和PMB。pMFL遠端同樣附著於半月板後外側角。

圖3 後叉韌帶PCL前側（A）和後側觀（B）。強調前外側束(ALB)和後內側束(PMB)在股骨和脛骨附著點和骨性標識。滑車關節，內側弓點，束脊和champagne-glass drop-off。ACL,前交叉韌帶；aMFL，前半月板韌帶（Humphrey韌帶）；FCL，腓側副韌帶； PFL，腘韌帶；PMFL，後半月板韌帶（Wrisberg韌帶）；POL，後斜韌帶.臨床相關的生物力學

原生物力學

以往認為PCL的2分束支功能是獨立的，ALB主要負責膝關節屈曲而PMB主要負責伸展。但是最近的生物力學研究表明，此2分支存在協同的關係。Ahmad等研究PCL束的空間方位，發現在膝關節伸曲活動時， PCL的2分支方位均受到改變，防止脛骨向後活動過度。但是，Papannagari等通過體內分析發現2束並不存在相互作用和影響。

PCL以前被認為是主要對抗脛骨後移。而最近的研究更證實了其另一主要作用是對抗旋轉，尤其在屈曲90°-120°時。Kennedy通過一項機器人研究，更加深入的解釋PCL各束對膝關節穩定的作用，確定更加合理的功能。該研究中提出每束均具有小而有意義的抗脛骨後旋的作用，同時也揭示了在膝關節屈曲（0°-120°）時，ALB和PMB的相互共顯作用（圖4）。

圖4 單純切斷前外側束（ALB），單純切斷後內側束（PMB），完全切斷後交叉韌帶（PCL）後脛骨後移的改變。增加脛骨後移大小相對於PCL完整時向脛骨後側施加134N而引起的後移大小。i-與韌帶完整時存在差異，s-與完全切斷PCL韌帶時存在差異，b-與ALB或PMB切斷時存在差異。

有文獻報道在膝關節屈曲0°-120°時，完全切斷PCL可明顯增加脛骨後移。為此，異常平移和旋轉的幅度似乎取決於是一束還是兩個束都損傷。Markolf等報道了在膝關節屈曲0°，單純切斷PMB，脛骨後移最大值為1.06mm，而屈曲到90°時，其最大值並未改變。 Kennedy等報道了在屈曲90°時，單純切斷PMB後，脛骨後移較PMB完整情況下多後移了0.9mm。而單純切斷ALB，則增加2.6mm。完全切斷兩束，在膝關節屈曲0°-120°時，相對於單純切斷其中一條，脛骨後移明顯增加，在屈曲90°時後移增加至11.7mm。

類似的，Harner等報道PCL完全缺損導致在膝關節屈曲90°時，脛後後移增加11.4mm。因此，很明確PCL任何一條分支損傷都會影響脛骨後移。

PCL除了提供對抗脛骨後移的作用，有研究報道也指出具有抗旋轉保護膝關節穩定性的作用。之前的生物力學研究表明，PCL切斷後脛骨外旋明顯增加。為此，最近很多文獻研究PCL內旋和外旋動力學。切除PCL導致脛骨內旋和外旋增加。有文獻報道體內PCL缺失導致膝關節准靜態負重屈曲時導致內旋增加，但與完整組並無統計學差異。一般認為，PCL對抗旋轉的作用比以往認識更廣泛，為此在PCL損傷時也應重點評估膝關節內旋、外旋的穩定性。

對於每束的力量強度變化，文獻報道是存在爭議的。Fox等報道外加脛骨後負荷、屈曲角度增加時，ALB和PMB的原位力量增加。Harner等發現雙束重建PMB 在屈曲30°時原位力量最大，但是前面的兩篇研究都採用的是疊加原理計算原位力量，這個需要單獨計算各束間的相互作用。為此，如果假定每束是相互獨立的，則可能無法採用疊加原理精確確定PCL各束的力量大小。Kennedy等最近通過直接測量分析雙束重建的移植固定角度ALB和PMB的力量，從而解決這一問題。研究者發現在膝關節屈曲0°-120°脛骨後應力時，移植ALB力量峰值出現在中度膝關節屈曲，移植PMB力量峰值在膝關節充分伸展和深度彎曲。因此證明ALB和PMB存在顯性的關係。

單，雙束PCL重建的生物力學比較

生物力學比較單束和雙束PCL重建的動力學和移植力量強度，表明雙束可提供功更強的穩定性。而且，有文獻報道過相對於切斷PCL或單束PCL重建，雙束PCL重建可減少脛骨後移。Wijdicks等報道了在膝關節屈曲90°時，單束重建時鬆弛增加為4.8mm，而雙束重建鬆弛僅增加0.6mm（圖5）。同樣觀察雙束PCL重建不僅可減少鬆弛讀，還可減少脛骨內旋和外旋。

圖5 完全切斷後交叉韌帶（PCL），解剖單束(aSB)重建PCL, 解剖雙束(aDB)重建PCL後脛骨後移的改變。增加脛骨後移大小相對於PCL完整時向脛骨後側施加134N而引起的後移大小。i-與韌帶完整時存在差異，s-與完全切斷PCL韌帶時存在差異，b-與解剖單束重建PCL和解剖雙束重建PCL後時存在差異。

相反的，Markolf等認為雙束PCL重建可能會過度限制膝關節活動，暴露移植物和增加受力。然而，研究者的手術技巧僅有1條拉緊原則，ALB移植物固定在屈曲90°，PMB固定在屈曲30°。Kennedy等最佳研究雙束PCL重建時不同角度固定的臨床療效，發現PMB固定在15°要優於0°。為此，Markolf等觀察的過度限制的現象可能由於移植PMB在30°角度固定。

單束或雙束PCL重建時移植韌帶的固定角度可影響關節鬆弛程度。多項研究表明單束PCL重建韌帶固定在90°可獲得最佳的膝關節活動和原來力量。然而，固定在75°-105°不同角度之間也可獲得不錯的膝關節動力學改善。對於，雙束PCL重建，PMB應該固定在0°，而ALB應該在90°-105°，這樣可避免過度限制膝關節活動。需要更多的研究評估這些發現對臨床的作用或幫助獲得很好的臨床治療效果。

單純後交叉韌損傷較為罕見，常與其他膝關節損傷合併發生，包括前交叉韌帶（ACL）損傷、內側副韌帶（MCL）損傷、後外側角（PCL）損傷。最近不少研究利於界定和評估韌帶受傷同時伴完全PCL撕裂（III級）患者的發病率。文獻報道約79% PCL III級撕裂患者伴有多條膝關節韌帶損傷。46%，31%和62%PCL損傷患者分別伴有ACL， MCL， 和PLC韌帶損傷。Spiridonov等報道了類似的研究結果，PCL重建術中，只有18%患者因單純PCL損傷，剩餘患者均伴有其他手術。

PCL損傷常因為運動或創傷，尤其是車禍或交通傷害。有文獻報道美國高中生膝關節損傷中2%為PCL損傷，此外，交通傷引起的PCL撕裂佔57%。最後無論單純PCL損傷和合併其他損傷，男性均比女性更為常見，約為73%-97%。