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北京积水潭医院

运动医学中心

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常见的膝关节损伤

膝关节解剖

膝关节是人体最易损伤的关节之一，它由股骨远端，胫骨近端和髌骨组成。同时附着在它们上的韧带，关节囊和半月板组成了关节的稳定结构。前交叉韧带起于股骨外髁的内侧面，止于胫骨内侧隆突的前外侧，限制胫骨的前移与旋转。后十字韧带起于股骨内髁的外侧面，止于胫骨平台后缘，位于关节水平的下方，限制胫骨的后移。它们是维持膝关节稳定的关节内的重要结构。半月板，或称半月形软骨，是膝关节内C型纤维软骨盘，它可以吸收撞击，增加关节面适应性，增加关节稳定性，有助于关节液均匀分布。

关节镜手术

关节镜是一套精密的光学影像系統，利用微细的內视镜，只需很小的手术切口就可以进入关节腔内，观察內部的病变加以治疗。较传统的切开手术具有创伤小，疼痛轻，康复快，并发症少的优点。

随着科学的进步,社会的发展,医学技术的提高,关节镜外科手段对于膝关节内的重要结构的损伤的治疗取得了重大进展。膝关节半月板或盘状软骨损伤的切除、缝合及盘状软骨成形、交叉韧带损伤后的修复或重建、因髌骨脱位或半脱位引起的髌股关节病变行外侧支持带松解及内侧支持带紧缩缝合术等，都可以通过关节镜手术顺利的完成。

前交叉韧带损伤

膝关节损伤常见于体育运动中的接触性或非接触性损伤。对于前交叉韧带的损伤，非接触损伤的主要发生于急停、急转、减速，跳跃、落地不稳的动作中，出现关节外翻、外旋、过伸的损伤机制。而接触性损伤常常发生多韧带的损伤。最常见的运动项目是篮球、足球、羽毛球以及滑雪。损伤之后往往出现关节肿胀、疼痛、错动、走路不稳，运动水平下降，许多单膝运动动作不敢做，或易再次受伤。并且关节反复的错动使得半月板、关节软骨处于高危损伤状态。

对于保守治疗无效的病人，为恢复正常的关节功能以及运动水平，必须进行手术，手术技术通过不断的进展已经由以前无效的单纯修补发展为当前的关节镜下韧带重建手术。移植物可以选择自体骨-膑腱-骨，自体四股半腱肌和股薄肌，异体肌腱进行重建。针对不同的要求和条件可以有不同的选择。

后交叉韧带损伤

后交叉韧带损伤比前交叉韧带少见。单纯损伤时表现为胫骨后沉，如摩托车祸中挡泥板直接撞击小腿近端前方。临床症状轻，容易漏诊。大部分单纯的后交叉韧带损伤推荐保守治疗。也有一些医生建议，对于单纯的急性后交叉韧带损伤，如果证实后向不稳定超过15mm，应行后交叉韧带重建术。如果股四头肌发达有力，通常能弥补后交叉韧带的功能，运动员能继续从事体育运动。经过康复训练后，病人仍有后交叉韧带损伤不稳定的症状则需行重建手术。手术较前交叉韧带重建术困难，结果较难预料。当前常用的移植物为骨-膑腱-骨。也可以选择异体的髌韧带或跟腱。双束重建更加符合后交叉韧带的解剖特点。

关节镜手术同时重建前后交叉韧带

膝关节除了前、后交叉韧带相对较重要之外，还有许多其他重要结构：如内侧副韧带，后外侧复合体，严重的损伤常常累及多个韧带的损伤，对于多发韧带的损伤，以及膝关节脱位这些严重的损伤，应当及时手术，同时重建影响膝关节稳定性的多根韧带。在治疗上更加复杂，手术精度要求更高。

半月板损伤

半月板损伤是膝关节镜手术最常见的病变。内侧半月板更容易损伤，是由于内侧半月板与关节囊紧密相连，外侧半月板则有一游离区。半月板损伤儿童罕见，可见于青少年，三、四十岁时发病高峰期。五十岁以后半月板损伤更多的是由于骨性关节炎的因素造成。半月板损伤的表现主要是关节间隙疼痛、别卡感、弹响和交锁。半月板损伤的类型包括不完全撕裂、桶柄状撕裂、瓣状撕裂、放射状撕裂、复合撕裂等。稳定的半月板损伤如果没有症状，可采取保守治疗。引起持续症状的半月板损伤则需关节镜手术治疗。

目前，半月板的治疗尽可能采用撕裂部位的切除或半月板缝合术。半月板的内2/3没有血运，损伤时通常需要切除。成人半月板外1/3区域有血运存在，这个部位的撕裂如果小于15mm，常能自然愈合。更大的撕裂则需缝合。半月板缝合技术包括自内向外缝合（inside-out）、自外向内缝合（outside-in）、全关节内缝合（all-inside），或切开缝合。近年来，随着可吸收钉在半月板修补中的应用，使得全关节内缝合技术被广泛采用。然而不幸的是，有可吸收钉脱落的报道，生物力学研究表明这种方法的固定强度比缝线固定差。切开缝合在半月板边缘区域的撕裂经常被采用。

可缝合的半月板损伤经常与前交叉韧带损伤同时存在，重建前交叉韧带恢复关节的稳定性可以保护缝合的半月板，这样做的成功率比不稳定的关节高许多。
对于半月板切除和某些早期骨性关节炎的病人，可采用半月板移植。短期的随访结果显示2/3的病人满意。将来，生物支架技术会使半月板切除后的再生成为可能。

盘状软骨损伤

盘状半月板也称盘状软骨，一般多发病于儿童，青少年。即半月板失去正常的结构，增厚呈盘状，并且容易受损。黄种人发病率明显高于其他人种，盘状半月板分为3型：完全型、不完全型、过度活动型（Wrisberg 韧带型）。主要表现为膝关节的弹跳、弹响，伸膝受限。治疗主要采用半月板成形术，对于过度活动型如果撕裂严重可能需要进行切除术。

盘状软骨的手术治疗方法主要有三种：盘状软骨成型术、部分切除术和盘状软骨全部切除术。如果撕裂可以修复则采用成型加缝合术。

剥脱性骨软骨炎使用关节镜进行自体骨软骨移植手术

膝关节内色素沉着性绒毛结节性滑膜炎可以使用关节镜进行全滑膜切除

新技术与新方法

半月板移植
		半月板的介绍
		半月板的解剖人体的两侧膝关节各有两块半月板，分别叫做内侧半月板和外侧半月板。从上向下看，半月板是新月形的结构，边缘附着在关节囊上。其纵切面呈楔形，边缘厚，中间薄，正好适合股骨髁和胫骨平台的关节面形状（左下图），起到加深膝关节的作用。半月板对于膝关节有非常重要的功能把身体的重量传递到胫骨，并且使胫骨平台的负荷均匀分布稳定膝关节，尤其是对于ACL缺失的膝关节——是膝关节的二级稳结构润滑，缓冲的作用吸收冲击的能量提供一定的本体感觉半月板手术的发展变化在20世纪50年代，医生都认为对于半月板损伤，应当将半月板完全切除，当时认为，如果切除不彻底，残留有半月板的残片，会导致半月板再生，从而产生新的问题。随后，人们逐渐认识到半月板的重要作用，也知道半月板全切后10-15年会出现膝关节骨性关节炎。于是，半月板部分切除被越来越多的采纳，而且也发展了许多技术来缝合修补半月板。但是，并不是所有的半月板损伤都是可以修复的。对于不能修复的半月板，必须作半月板部分切除或全切除。但是，对于一个年轻的患者，不得不进行半月板全切，术后出现了早期的骨性关节炎症状和膝关节疼痛，应当如何处理？这个问题对于临床医生是一个挑战。在1970–1980年间，Carl Wirth在德国进行了首例半月板移植。这对于很多年轻的半月板全切的患者，无疑是一个巨大的喜讯。 2002年的统计资料显示，从1991年开始，全世界已经进行超过4000例的异体半月板移植，每年大约有800例左右。目前，半月板移植已经逐渐成为治疗半月板全切术后早期关节疼痛和骨性关节炎的主流的选择。

		什么情况下需要进行半月板移植？
		患者年龄在45岁以下。曾接受过半月板全部切除或大部分切除手术，半月板缺损的膝关节相应间室出现疼痛的患者，而且经过非手术治疗无效的情况下，可以考虑进行半月板移植手术治疗。对于这些患者，“最理想的情况”是下肢力线正常、膝关节稳定性好、并且膝关节开始显示了早期关节退变的改变。但是，多数患者的半月板损伤都伴有其他损伤存在。仅有20%左右的半月板移植是单独进行的，而且这些患者中多数也有某种程度的软骨病变的表现。剩下的80%的伴随病变是需要手术治疗的。其中最多见的就是韧带损伤（最常见的是ACL，也有PCL、PLC或复合韧带损伤），力线异常（膝内翻的内侧间室或膝外翻外侧间室），软骨病变（单纯的Outerbridge IV度损伤，软骨下骨暴露）。这些情况下，就需要在半月板移植手术的同时，进行相应的改善力线或韧带重建手术。对于ACL缺失的患者，重建ACL后，由于半月板缺损，进行半月板移植可以进一步改善膝关节稳定性。有些患者在单独进行ACL重建后并不能获得满意的稳定性，如果进行半月板移植，就能获得更好的稳定性和更好的膝关节功能。没有明显的膝关节骨性关节炎的表现。
		什么情况下不再适合进行半月板移植？
		膝关节已经出现明显的骨性关节炎变化：股骨髁变扁平，关节间隙变窄甚至消失，胫骨平台出现退变凹陷下肢力线不正常，膝内翻或外翻——在进行半月板移植之前，必须先进行力线矫正手术膝关节不稳定——应当在半月板移植之前或同时进行相应的治疗，如韧带重建手术等膝关节纤维化、反射交感性营养不良或严重的疼痛症状曾经有过膝关节感染的病史过度肥胖下肢严重的肌肉萎缩患者在选择半月板移植手术之前，应当对此手术有一定的了解，目前对于半月板移植手术的随访已经超过十年，临床效果比较满意，但是半月板移植的远期结果怎样，是否关节软骨能够得到保护，这些问题目前仍未得到证实，因此，医生并不能够提供关于远期手术成功的保证。
供移植使用的异体半月板		有潜在危险的人群，可能需要进行半月板移植
		下肢力线不正常，存在膝外翻或膝内翻，并且失去了外侧或内侧半月板的患者进行了半月板全部切除的年轻患者，膝关节出现软骨退变的早期表现，需要早期进行半月板移植手术治疗，以阻止进一步的关节软骨退变和骨性关节炎的出现外侧半月板切除的年轻患者——可能在2-5年后就会出现膝关节骨性关节炎，应当考虑进行半月板移植治疗（而内侧半月板切除后，骨性关节炎出现的时间可能会在10-20年后）对于半月板切除的年轻患者，如果前交叉韧带断裂，而且出现早期关节软骨改变，有必要进行半月板移植对于半月板切除的年轻患者，如果后交叉韧带缺失，而且出现早期关节软骨改变，有必要进行半月板移植
		对于有潜在危险的人群，应当进行哪些检查？
		检查膝关节45°站立位后前位x线片，测量关节间隙检查膝关节内外侧间隙有无摩擦音检查在运动后膝关节内外侧间隙有无疼痛以上检查应当至少每年一次
半月板移植前，外侧半月板完全缺失		使用异体半月板安全吗？移植手术会造成疾病传播吗？
		手术中使用的半月板来源于组织库，每个捐献者都要进行相应的血清学检查，包括艾滋病、肝炎（乙型和丙型）、梅毒。取得的半月板移植物要经过深低温冷冻处理，部分移植物还会经过γ射线照射进行消毒处理。虽然我们并不能完全保证半月板移植不会造成疾病的传播，但是，在半月板移植手术后出现疾病传播的发生率非常低，仅仅为1/8,000,000（1990年统计，Human Immunodeficiency Virus Cultured From Bone，Clinical Orthopaedics and Related Research），因此，使用异体半月板进行移植手术是非常安全的。
		半月板移植术后会出现排斥吗？
		由于半月板的细胞都被包裹在致密的基质中，因此，半月板被认为是“免疫豁免”组织。所以，半月板移植并不像传统的器官移植那样需要严格的组织配型，而且术后也不需要长期使用免疫抑制剂。目前，异体半月板移植后，没有出现排斥的病例。
半月板移植后图像		半月板移植手术的介绍
		半月板移植手术的目的：关节镜辅助的小切口手术技术，大多数操作都在患者体外进行，尽可能的减少手术的副损伤术后早期可以进行膝关节功能锻炼（但是剧烈的活动要晚一些）对半月板切除的膝关节提供新的半月板，能够在膝关节活动时吸收冲击力量，保护关节软骨降低今后进行关节置换的可能性，或推迟关节置换手术的时间半月板手术的操作: 关节镜下进行关节内清理，对残留的半月板边缘进行修整，创造适合半月板植入的环境准备半月板移植物（内侧半月板采用半月板前后角骨栓的技术，外侧半月板采用Key-hole技术）将半月板移植物植入膝关节，使用由内向外的缝合技术缝合固定半月板，在膝关节后内或后外作小切口打结固定移植半月板的骨块（内侧半月板固定半月板前后角的骨栓，外侧半月板固定Key-hole的骨块）
半月板移植术后图像（近观）
		半月板移植手术后的康复计划
		患者要完全按照医生和康复师的安排，进行术后功能康复锻炼，尤其是术后对于患者肢体负重的要求，一定要严格遵守；而且，患者应当接受一些运动方面的建议，以保护他们的“投资”。术后佩戴膝关节支具，保护膝关节，支局佩戴的时间为 6周术后第 1 天开始进行股四头肌和腘绳肌力量的锻炼，主要是直腿抬高锻炼术后第 2 - 3 天开始使用CPM（辅助膝关节持续被动活动）进行膝关节屈曲锻炼术后 1 周内达到膝关节完全伸直（与对侧膝关节相同），术后4周内屈膝角度要求在 0° - 90°的范围术后第 1 周内可以开始扶双拐下地行走，但要求佩戴膝关节支具保护，而且患侧肢体完全不负重；术后第 3 周可以开始患肢负重，负重的程度以患者能耐受的程度为准；完全负重（脱离拐杖）要到 4 - 6周以后术后 2 -3个月时，患侧膝关节应当恢复到完全的屈伸膝活动范围，可以开始逐渐的进行慢跑、跳跃、骑脚踏车的康复训练，6个月后可以开始逐步进行体育活动直至恢复正常的活动（跑步、下蹲、侧方滑步、交叉步等）术后 1 - 2周可以进行长时间坐的工作，术后 3月可以开始进行正常工作以上康复方案仅适用于单纯半月板移植，由于很多情况下，半月板移植同时要合并其他手术，因此，具体的康复方案以手术医生指导为准。
CPM（持续被动活动）

内侧半月板移植手术技术
外侧半月板的Key-hole技术

导航系统辅助关节镜手术
	什么是导航手术？
	计算机辅助骨科手术（computer-assisted orthopeadics surgery）或称为导航（Navigation）手术是近期出现的新技术，其实质与我们日常生活中使用的全球定位系统（GPS）非常类似，可以看作是置于手术室内的“全球定位系统”，其精确的定位使之在许多骨科手术中得到应用。
	导航技术的简介
	导航系统最早应用于神经外科，起源于现代脑立体定向技术（ 1906 年）。随着计算机技术的不断发展，导航技术逐渐进入到医学领域。1986 年，美国斯坦福医学院的 Dr. Roberts 最早将导航系统应用于临床。此后十余年间，该项技术不断得到改良，进入 90 年代以后，人工智能技术的引入，使导航系统趋于成熟，成为一种智能化的手术辅助系统，并在各国广泛应用于临床工作，满足了一系列临床医生迫切需要解决的问题，包括术前虚拟手术规划，术中病灶精细定位，遥控操作，辐射损伤防护等等。导航系统使用计算机对术前患者的影像资料（包括MRI、CT、X线片、C型臂透视影像等）进行分析和数字化、对术中患者的解剖位置和手术器械进行识别和追踪，利用医学影像虚拟出一个三维的看似真实的虚拟环境，医生可以根据自身的感觉，对这个虚拟环境中的物体进行操作，这称为虚拟现实技术。利用VR技术可以进行术前规划，对虚拟的手术部位进行模拟操作。通过注册技术将患者的真实术野与虚拟现实的空间正确对应，并能实时追踪反映出真实空间中的变化，这称为增强现实技术，这也是导航手术的基础。医生在真实术野中所作的每一个操作都能实时地反映在虚拟空间中，并通过显示器显示出来，这样，医生就能根据显示的结果进行调整，或根据术前所作的规划进行手术操作。
	导航系统在辅助膝关节韧带重建手术中的作用
	手术前，仔细阅读患者的X线片、CT、MRI，如果有必要，可以选择合适的影像学资料输入导航系统计算机手术中，安装系统追踪器，使导航系统能够识别并能够追踪不同的追踪器，通过注册，使导航系统能够识别出不同的导航工具和患者的手术区域，并且是指与虚拟的环境一一对应通过C型臂透视机对膝关节透视，获取的图像被导航系统自动捕获，作为导航系统引导的基础此时，手术医生可以在虚拟环境中进行术前规划，或者在虚拟环境中模拟手术操作（尤其是对于复杂的高难度手术有很大帮助，如多发韧带损伤的重建手术、韧带失效的翻修手术等），评估手术效果手术方案确定后，手术医生在虚拟环境中向导航系统发出指令，导航系统根据指令在真实环境（患者的手术区域）中做出手术的路径、方向等，协助手术医生完成手术。
	导航系统能够为我们未能提供什么帮助？
	前交叉韧带重建手术：前交叉韧带损伤是常见的运动损伤，目前，关节镜下前交叉韧带重建手术已经成为治疗前交叉韧带断裂的金标准。在前交叉韧带重建手术中，胫骨和股骨隧道的位置是否精确是决定手术成败的关键。传统的手术方法是使用各种工具（各种设计理念的导向器）进行隧道定位，有些医生也使用数种透视辅助定位，但是，这些方法都是基础都是关节内的一些解剖标志，对于通常情况下，这些方法基本可以达到定位准确，但是，对于膝关节存在解剖变异、关节内骨折、发育畸形等情况的时候，传统的手术定位方法就很难做到“准确定位”，更谈不到精确定位了。导航系统的出现，让手术医生可以真正做到术中隧道位置的精确定位，而且，可以做到每个病例都能够精确定位，即导航系统的“可重复性”——这是导航系统最大的优点。同时，使用导航系统还可以减少术中透视次数，减少术中的X线接触。后交叉韧带重建手术：从事关节镜手术的医生都知道，后交叉韧带重建手术的难度大大高于前交叉韧带重建手术，一方面是由于后交叉韧带的解剖关系复杂，更重要的是后交叉韧带重建手术需要建立膝关节后内和/或后外入路，使用这两个入路辅助手术操作，建立后交叉韧带的胫骨隧道。手术中可以使用专门设计的后交叉韧带导向器，但是，如果关节镜下视野不清，或者解剖标志不明确，就无法准确防止导向器，也就无法准确定位隧道的位置。于是，我们可以使用导航系统为医生提供第二个参考，手术医生既可以根据关节镜下的图像作为定位标志，同时也可以根据导航系统提供的定位指示进行定位，而且二者可以互相参考、互相监测，从而提高手术的精确性。韧带重建后的翻修手术和复杂的多发韧带损伤重建手术：这两类手术更能够发挥导航系统的优势。导航系统除了术中能够提供实时监测和引导外，更重要的一点，导航系统可以使用患者术前的X线片、CT或者MRI的数据资料，在计算机中重建出患者膝关节的三维模型，这样，在复杂的手术中，医生可以事先在虚拟的“患者的膝关节”中进行模拟手术操作，检测手术方案，预测术后效果，确定术前规划，这样，在实际手术操作中就能做到胸有成竹。

导航系统三维重建的示意图

前交叉韧带重建手术后x线片	注册导航手术使用的工具	虚拟环境下的胫骨隧道

前交叉韧带重建手术后x线片	Stryker导航系统	BrainLAB导航系统

	使用导航系统辅助后交叉韧带重建手术
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