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膝关节镜手术入路的技巧及相关解剖

发布时间:2016-02-25 来源:中华解剖与临床杂志
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  虽然膝关节镜手术技术目前已经成为骨科的基本技术之一,但是它的发展历史仅仅只有40 余年。1969 年,关节镜的先驱日本学者Wantanabe 及其同事首次介绍了膝关节镜手术技术。从此之后,多位学者对关节镜的成像系统、光导系统、动力系统和镜下操作器械进行改进,使之从早期的基本的诊断技术逐渐发展为集诊断和多项精细治疗技术于一身的骨科基本手术技术。与传统开放手术不同,膝关节镜手术经过数个直达关节腔的小创口进行,我们称之为“通道(portals)”。为了避免损伤重要组织结构,通道的建立也要符合膝关节局部解剖的要求并有其相关的手术技巧,本文着重介绍膝关节镜手术入路解剖及相关临床内容。
 
  1、膝关节镜手术的应用解剖
 
  膝关节是由股骨远端、胫骨近端、髌骨共同组成的滑膜关节,与膝关节镜手术和入路相关的解剖结构除了上述3 个骨性结构外,还包括半月板、关节软骨、关节滑膜、髌下脂肪垫、髌上囊、内外侧沟、前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)、后交叉韧带(posteriorcruciate ligament,PCL)、内外侧副韧带、腘肌腱、内侧髌股韧带、鹅足、后纵隔、腘窝的血管神经束等。膝关节镜手术不同于开放手术,多数操作均在镜下进行,所以准确建立膝关节镜手术通道对于手术的顺利进行非常重要。在建立手术通道之前,应熟悉膝关节解剖体表标志。膝关节镜手术相关体表标志主要有髌骨、髌韧带、内外侧关节间隙和股骨髁。手术前描记这些体表标志(图1),有助于关节镜初学者准确地建立手术通道。
 

图1
 
  注:图1右膝关节镜体表标记P:髌骨;PT:髌韧带;TT:胫骨结节;A-line:关节线;AL:前外侧入路;AM:前内侧入路
 
  2、膝关节镜手术入路的建立
 
  2. 1前外侧通道(anterolateralportal)
 
  前外侧通道是膝关节镜手术最基本的手术通道,膝关节镜手术建立的第1 个通道通常由前外侧通道开始。具体方法:膝关节屈曲90º,触及髌骨下极,顺其向下确认髌韧带外侧缘,同时确认膝关节外侧间隙。在关节外侧间隙近端约1 cm,对齐髌骨外侧缘的位置(即髌韧带外缘),此处按压时可以感觉阻力较小,习惯上称之为“软点”。在此处使用11#尖刀片刀刃朝上平行于髌韧带朝向股骨髁间窝方向做一戳口,切开关节囊。此时应该注意避免刀片戳入太深而伤及外侧半月板前角或髁间窝内的韧带组织,也可使用小直血管钳辅助戳开关节囊并扩大内口以方便关节镜鞘管引入。关节囊切开后,使用钝头的鞘管内芯(trochar)连同鞘管插入到髁间窝,然后轻柔伸直膝关节,改变trochar 的方向使之滑过股骨滑车进入到髌上囊。撤出trochar,置入30º关节镜镜头,关节腔内注入生理盐水。
 
  前外侧通道涉及局部解剖结构比较简单,由浅至深依次是皮肤、皮下组织、深筋膜、髌下脂肪垫外侧部分和关节滑膜层。通道周围没有重要的血管、神经、肌腱等结构,通道朝向股骨髁间窝方向,内口位于外侧半月板前角上方。器械插入角度或位置错误可能导致关节软骨或半月板前角损伤。
 
  一般在建立前内侧通道之前,可以先做膝关节腔的初步探查。探查顺序一般为:髌上囊(图2)、髌股关节(图3)、外侧沟(图4)、内侧沟(图5)。探查内容包括关节滑膜形态、有无屈伸过程中与股骨前髁嵌顿的异常滑膜皱襞、髌股关节软骨情况等,关节内游离体常见于髌上囊和内外侧沟。探查结束后逐渐屈曲膝关节,使镜头滑过内侧髁表面进入内侧间室前侧。
 
  2. 2前内侧通道(anteromedialportal)
 
  膝关节屈曲90º状态下,镜头进入内侧间室前方间隙后, 即可在镜下创建前内侧通道,具体方法:旋转镜头使视野朝向前侧,可以观察到内侧半月板前角的边缘和前侧关节囊,按压内侧“软点”(内侧软点的确定方法与外侧类似),在镜下观察以评估前内侧通道皮肤入点,这时使用腰穿针头有助于准确建立前内侧通道(图6)。使用一注射器针头向髁间窝方向刺入关节腔,镜下调整针头在关节囊上的出针点,使之位于内侧半月板前角边缘近端约0. 5 cm。腰穿针方向尽可能平行于胫骨平台,与建立外侧通道略有区别的是,前内侧通道可距离髌韧带内侧缘1 ~1. 5 cm 处建立,过于靠近髌韧带边缘的前内侧通道对ACL 解剖位重建不利。腰穿针定位满意后拔除,沿相同入点和方向使用11#尖刀片横向皮肤戳口进入关节囊,镜下监视刀片在关节囊内的入点和深度(图7),以避免半月板、关节软骨或韧带结构副损伤。
 
  前内侧通道由浅入深的解剖学层次与前外侧通道一致, 在关节镜监视下使用针头定位,在准确建立前内侧通道的同时,可以有效避免组织结构副损伤。
 
  前外侧和前内侧通道建立之后,可以先用刨刀清理妨碍术野的滑膜组织,然后进行膝关节腔的进一步探查,探查顺序为内侧间室、髁间窝、外侧间室。探查膝关节内侧间室时,将膝关节置于10º~30º的屈曲位并施加外翻外力,同时保持胫骨轻度外旋位有利于探查顺利进行。从前内侧通道置入探钩,由后到前探查内侧半月板(图8),注意探查半月板的下表面和各个部分的张力是否正常。内侧半月板探查结束后探查内侧股骨髁和胫骨平台内侧的关节软骨,在镜下做膝关节全范围屈伸以探查股骨髁。内侧室探查结束后,膝关节屈曲90º将镜头退回到髁间窝。髁间窝探查内容包括髁间窝的宽度、深度和边缘,ACL、PCL 的形态和张力(图9)。可以参照探钩前端的宽度评价髁间窝的形态,过窄的髁间窝可能对交叉韧带造成卡压。合并骨关节炎的患者,增生的骨赘会明显改变髁间窝的宽度。髁间窝探查结束后,膝关节“4”字体位并施加内翻外力使外侧间室张开,镜头进入外侧间室进行探查。与探查内侧间室类似使用探钩进行外侧间室的探查(图10),主要探查结构包括外侧半月板、关节软骨、腘肌腱裂孔和腘肌腱(图11)。一般情况下外侧间室较内侧间室松弛,所以外侧间室结构较容易探查,前外侧入路置入30º关节镜观察外侧半月板前角尤其是其下表面存在困难,这时可以将关节镜从前内侧通道置入来观察外侧半月板前角。
 
  2. 3后内侧通道(posteromedialportal)
 
  虽然前外侧和前内侧通道可以探查大部分关节腔内结构,但是如果需要完整地探查后关节囊、摘除后关节囊游离体以及进行PCL 重建等操作时,经常需要建立后关节囊的工作通道。一般先建立后内侧通道,具体方法如下:膝关节屈曲90º,关节镜从前内侧通道置入监视髁间窝,从前外侧通道置入1 枚交换棒,在关节镜监视下,将交换棒经由PCL 和内侧股骨髁之间插入后内侧关节囊,该过程一般有明显的滑入落空感,然后用关节镜替换交换棒就使镜头进入后内侧间隙。将镜头旋转对准内后侧股骨髁可观察到内侧半月板后角的边缘、股骨后髁关节面以及后关节囊,关闭手术室照明灯可在膝关节后内侧皮肤表面观察到透光现象,体表触压后内侧通道的入针点(一般在股骨后髁后方和关节线近端各0.5 ~1 cm 处),镜下观察关节囊的突起,确定合适的关节囊内入口位置,与建立前外侧通道类似使用腰穿针辅助定位(图12),然后在皮肤戳口,使用直钳或trochar 在关节镜监视下钝性插入关节囊,建立后内侧通道。
 

图2-12
 
  注:图2前外侧通道置入关节镜,伸直膝关节,见髌上囊正常滑膜;图3前外侧通道,镜下见膝关节伸直位髌股关节,P:髌骨;FT:股骨滑车;图4前外侧通道,镜下见外侧沟(LG)滑膜正常;图5前外侧通道,内侧沟(MG)滑膜正常,髌内侧支持带显示有挫伤出血,内侧髁软骨损伤;图6前外侧通道镜头监视下,针头辅助创建前内侧通道;图7 前外侧通道入关节镜,11#刀片同样方式扩大创口辅助创建前内侧通道;图8前外侧通道,内侧半月板形态、张力正常MC:内侧股骨髁;MP:内侧平台;MM:内侧半月板;图9前外侧通道显示正常的髁间窝结构,可用探钩测试交叉韧带张力ACL:前交叉韧带;PCL:后交叉韧带;MC:内侧股骨髁;LC:外侧股骨髁;图10前外侧通道,外侧间室见外侧半月板边缘显示轻度毛糙LC:外侧股骨髁;LP:外侧平台;LM:外侧半月板图11前内侧通道,从前外侧通道置入探钩拉起外侧半月板后角,见外侧间室后侧结构的正常腘肌腱裂孔和腘肌腱LC:外侧股骨髁;LM:外侧半月板;PT:腘肌腱;LP:外侧平台;图12 经前外侧通道置入关节镜,在后交叉韧带和股骨内侧髁之间进入后内侧关节囊,在关节镜监视下,使用针头辅助创建后内侧通道MPC:内侧后髁;MM:内侧半月板;PC:后关节囊;LN:定位用腰穿针
 
  后内侧通道周围局部解剖相对复杂:按照前述的定位方法,膝关节屈曲90º时,大隐静脉和隐神经在其前侧2 ~ 3 cm处;“鹅足”腱性部分在其远端,通道穿破部分缝匠肌肌腱,在股薄肌肌腱上方0. 5 ~ 1 cm 处;在进入关节囊时,膝上内侧动静脉在其前侧约1 cm 处。皮肤戳口后,使用直钳钝性略作剥离并进入关节囊可以最大限度地避免上述结构的副损伤。
 
  将关节镜由后内侧通道置入,从前外侧通道置入探钩, 穿过PCL 和内侧股骨髁之间的间隙进入后侧关节囊,在此探钩的帮助下,可以更加全面地探查后内侧关节囊内的各个结构。在PCL 重建手术中,由于多次用到此通道,可以经此通道旋入工作套管;另外,为了更便捷地进行关节囊后方的操作,可以在其近端2 ~3 cm 处再使用相同的方法创建一附加的后内侧通道,也叫后内侧高位通道,由于重要的血管神经结构均在其前方或后方,内侧高位通道不会增加血管神经损伤的风险。在手术中,一般经由高位通道置入关节镜,而常规后内侧通道可以进行器械操作。
 
  2. 4后外侧通道(posterolateralportal)
 
  建立后外侧通道的方法与后内侧相似,膝关节屈曲90º,前外侧置入关节镜监视髁间窝,前内侧通道置入交换棒经由ACL 和股骨外侧髁之间的间隙进入到后外侧关节囊。由于ACL 和外侧髁的间隙较松弛,所以相对容易进入后外侧间隙。关节镜替换交换棒进入后外侧间隙后,将股骨外侧后髁作为体表标志,与建立内后侧通道方法类似,触压后外侧通道的皮肤入点,同样应用腰穿针定位,关节镜监视下钝性建立后外侧通道。
 
  膝关节屈曲90º时,可以使腓总神经和股二头肌腱远离通道的位置。由于腓总神经位于股二头肌腱深层偏下方,所以在股二头肌腱上方进入可以避免伤及腓总神经。
 
  2. 5跨后纵隔通道(trans-septalportal)
 
  膝关节后内侧和后外侧关节囊并不直接相通,在矢状面上有一呈幕布状的后纵隔分隔开来。后纵隔表面滑膜前侧包绕PCL,后侧与后关节囊的滑膜相延续。由于后纵隔的存在,使得关节镜下后关节囊内的操作变得非常困难,例如后关节囊滑膜切除、PCL 重建、半月板后角的缝合、后关节囊游离体手术等。如果能够在后纵隔“开窗”,就可以联合使用后内侧和后外侧通道,进而明显增加手术的可操作范围,后纵隔的“开窗”操作就是跨后纵隔通道的建立过程。因为后纵隔前侧靠近PCL、后侧毗邻腘窝的血管神经束,所以如何安全地建立跨后纵隔通道曾经一度成为研究的焦点,并有多位学者提出多种方法。这其中又以1999 年Ahn 在北美关节镜年会上提出的安全建立跨后纵隔的方法影响最为广泛,具体操作如下:第1 步,如前述建立后内侧通道;第2步,如前述建立后外侧通道;第3 步,建立跨后纵隔通道。即将关节镜从后内侧通道置入,监视PCL 和后纵隔,使用交换棒经由后外侧通道将后纵隔向内侧顶起,然后利用刨刀从前内侧通道、髁间窝和PCL 之间伸入关节后间隙,在关节镜监视下将交换棒顶起的后纵隔由内向外的逐渐切除一小部分,直至“开窗”完成,即建立了跨后纵隔通道(图13)。
 

图13
 
  注:图13膝关节镜下建立跨后纵隔通道示意图 后内侧通道置入关节镜,经后外侧通道置入交换棒顶起后纵隔,经前内侧通道置入刨刀进行后纵膈开窗操作A:关节镜头;B:刨刀;C:交换棒;ACL:前交叉韧带;PCL:后交叉韧带
 
  2. 6 膝关节镜其他通道
 
  膝关节镜手术中是否还需要建立其他辅助通道则取决于不同病变部位的具体要求,常见的有上内侧通道、前正中通道(经髌韧带)、前内附加和前外附加通道,以及韧带重建等手术由于需要获取自体肌腱或牵出、固定等操作要求所做的额外切口等。
 
  3、建立后内侧、后外侧和跨后纵隔通道的解剖与临床
 
  与建立前内侧、前外侧通道不同,建立膝关节后方的通道有损伤血管神经的风险。如建立后内侧通道时有损伤大隐静脉及其分支以及伴随的隐神经的风险;建立后外侧通道有损伤腓总神经的风险;而建立跨后纵隔通道时有损伤PCL和腘动脉的风险。膝关节后内侧、后外侧通道相关解剖学研究已经有多篇文献发表。Pace 等通过在尸体膝关节模拟实际关节镜下操作和测量发现,大隐静脉在后内侧通道后下方平均22. 7 mm 处,腓总神经位于后外侧通道后下方平均41. 3 mm 处,而PCL 和后关节囊距腘动脉平均距离为19 mm,并得出结论认为在膝关节屈曲90º时,腘窝的血管神经束、腓总神经、隐神经、大隐静脉和后关节囊以及后内、外侧通道之间有至少15 mm 安全区。Ahn 等在一项尸体研究中比较了膝关节在伸直位、45º屈曲位和90º屈曲位时内外侧神经组织和后侧通道之间的距离变化,发现屈曲90º时隐神经缝匠支到后内侧通道的距离(平均26. 1 mm)明显大于伸直位和45º屈曲位;90º时腓总神经与后外侧通道的距离(平均25. 4 mm)也明显大于伸直位和45º屈曲位。上述解剖学研究结果提示,在建立后内侧、后外侧通道时,将膝关节置于90º屈曲位可以最大限度地避免神经结构副损伤。临床上,在建立后内侧通道时为了避免大隐静脉及其伴随隐神经分支的副损伤,在刺入辅助定位腰穿针之前,应在关闭手术室照明的情况下,仔细观察膝关节后内侧的透光现象,尽可能避开皮下浅静脉分支。而建立后外侧通道时,注意保持膝关节屈曲90º,这时可以触及股二头肌肌腱的走行,皮肤入口一定要位于股二头肌肌腱的前侧,这样可以有效地避免腓总神经的副损伤。
 
  跨后纵隔通道的相关解剖学研究主要集中在前侧的PCL 和后侧的腘动脉方面。Kramer 等发现在屈膝90º时,PCL 后缘中点距腘动脉平均距离为29 mm,PCL 胫骨止点距腘动脉平均距离却只有10 mm。Matava 等在MRI 上测量膝关节不同屈曲角度下PCL 胫骨止点与腘动脉距离,发现屈膝100º时为9. 9 mm,而极度屈膝时减小为7. 6 mm。Yoo等同样应用MRI 测量膝关节伸直和屈曲90º时腘动脉和后关节囊以及PCL 的关系,发现膝关节屈曲90º可明显增加腘动脉与后关节囊的距离。上述研究结果提示,建立跨后纵隔通道时与后内侧、后外侧通道一样应保持屈膝90º,同时需避免靠近PCL 胫骨平台后缘止点,因为此处操作空间更小。临床上当采用Ahn 等描述的方法建立跨后纵隔通道时,首先确认外侧交换棒在后纵隔向内侧顶起的位置,然后从前内或前外侧入路置入刨刀进入后内侧间隙,在关节镜监视下开始轻柔的刨削被外侧交换棒顶起的后纵隔,注意调节负压吸引的强度不能过大,刨刀的转速也不要过快,这样可以有效地避免损伤PCL 和后关节囊。

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