引用本文： 龔恒, 喬欣榮, 陳連旭. 股骨外側髁切跡征診斷前交叉韌帶斷裂的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(9): 1200-1204. doi: 10.7507/1002-1892.202104078 復制
前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）斷裂是臨床常見的一種運動損傷。ACL 斷裂后會影響膝關節穩定性，出現關節軟骨和半月板等繼發性損傷[1]，嚴重損害患者運動功能，需及時診斷、正確治療。診斷 ACL 斷裂時 MRI 檢查必不可少，通過 MRI 可以判斷 ACL 是否損傷以及損傷程度，具有較高敏感性和特異性[2]。但 MRI 成像質量與技師技術密切相關，若磁場強度和圖像分辨率不佳或掃描角度不準確影響成像質量，就可能影響醫生對 ACL 損傷程度的判斷。在這種情況下，ACL 斷裂的間接征象能為診斷提供一些信息。
據報道部分 ACL 斷裂患者股骨外側髁會出現一切跡，在側位 X 線片和 MRI 矢狀位圖像上顯示為股骨輪廓的局部凹陷，這一征象被稱為“股骨外側髁切跡征（lateral femoral notch sign，LFNS）”[3-4]。正常人群該切跡平均深度為 0.45 mm，而 ACL 斷裂患者為 0.89～0.94 mm[3]。通過 LFNS 臨床診斷 ACL 斷裂的敏感性為 23.1%、特異性達 100.0%[5]；ACL 斷裂的膝關節中 LFNS 陽性率高達 30.6%[6]。因此，LFNS 被認為是 ACL 斷裂的一個重要間接征象。但目前針對 LFNS 的臨床研究較少，其發生機制、診斷標準及用于診斷 ACL 斷裂的敏感性和特異性等方面均存在爭議，且診斷標準在定性和定量方面均未達成共識。因此，我們針對 LFNS 發生機制、用于 ACL 斷裂的診斷標準以及影響因素等方面作一綜述。
1 ACL 斷裂的影像學診斷
ACL 位于膝關節腔內，主要維持膝關節前向和旋轉穩定性[7]；其分為前內束和后外束，在膝關節不同運動角度，兩束功能也有所不同[8]。研究表明[9]，膝關節外翻內旋和外翻外旋損傷是引起 ACL 斷裂的主要原因，因此臨床診斷主要依靠上述損傷病史，結合膝關節不穩的主要癥狀以及膝關節松弛體征[10]，輔助檢查方面主要采用 MRI。為了使 ACL 完整顯像，MRI 掃描方向應盡可能與 ACL 走行方向平行，并選擇膝關節斜矢狀位（膝關節外旋 15°～20°）[11]。然后根據 MRI 圖像上韌帶信號強弱、輪廓和走行方向 3 個直接征象來判斷韌帶是否斷裂[12]。
如 MRI 圖像上 ACL 斷裂直接征象顯示不清，情況較緊急或缺少其他相關設備無法準確判斷 ACL 斷裂時，可以通過一些間接征象輔助判斷[4]。由于關節松弛，脛骨相對于原位置前移，表現為后交叉韌帶和髕腱張力改變，因此可以通過后交叉韌帶指數[13]、髕腱波浪征[14]、Segond 骨折[15]、交叉韌帶與 Blumensaat 線間夾角、與脛骨平臺后緣相對位置等間接征象來判定 ACL 是否斷裂[16]。其中，LFNS 是 ACL 斷裂的間接征象之一，由于這個征象是韌帶斷裂后膝關節異常活動所致，所以針對 LFNS 進行研究可以進一步揭示 ACL 斷裂機制，減少漏診。
2 LFNS 發生機制
早期研究認為 LFNS 是慢性膝關節軸移不穩所致，ACL 斷裂后膝關節旋轉穩定性降低，引起長期股骨相對脛骨平臺旋轉研磨和半脫位，進而導致局部骨質凹陷[17]。但目前研究認為 LFNS 與急性 ACL 斷裂聯系更緊密。一項對比研究納入 120 例急性 ACL 斷裂患者、44 例慢性 ACL 斷裂患者，結果顯示急性 ACL 斷裂患者 LFNS 出現概率更高[18]。有研究將 ACL 斷裂分為急性、亞急性、慢性三類，MRI 檢查發現 LFNS 發生率隨著病程延長而逐漸降低，而急性 ACL 斷裂患者均有不同程度 LFNS[19]。另有研究通過對 ACL 斷裂患者行軸移試驗，使用計算機軟件定量測算脛骨側向加速度，以評估膝關節旋轉穩定性，結果顯示 LFNS 的發生與局部切跡嚴重程度、膝關節旋轉穩定性無相關，進一步否定了早期研究結果[20]。之后，一項對患者行軸移試驗來定量分析 ACL 斷裂后膝關節旋轉穩定性的病例對照研究，也證明了這一觀點[21]。
目前，研究表明 LFNS 發生機制是當膝關節受到外翻內旋外力致 ACL 斷裂后，由于脛骨相對于股骨軸向內旋運動（類似軸移試驗）和前移運動，導致脛骨和股骨瞬間錯位和半脫位，使股骨外側髁切跡處與外側脛骨平臺后緣發生撞擊，引起局部骨質凹陷[22-24]。考慮到 ACL 對膝關節前向和旋轉穩定性的作用[7]，故只有當 ACL 斷裂時才會導致股骨外側髁切跡處與外側脛骨平臺后緣撞擊，進而出現 LFNS。因此，一旦出現 LFNS 征象，強烈提示患者 ACL 發生斷裂。
3 LFNS 診斷 ACL 斷裂的標準
雖然 LFNS 被認為是 ACL 斷裂的間接征象，但其定量診斷標準尚未統一。目前，大多數研究選擇在膝關節側位 X 線片或 MRI 矢狀位圖像進行測量。具體步驟：首先，在膝關節側位 X 線片或 MRI 矢狀位圖像尋找切跡最深的層面，沿股骨外側髁輪廓作 1 條與切跡相接的切線，再通過切跡最深處作 1 條該切線的垂線，該垂線長度即為 LFNS 最大深度（圖 1）。該測量方法簡便且便于定量分析，測量值越大提示 LFNS 越顯著。此外，也有研究提出另一種定量評價方法，即在膝關節側位 X 線片上將 Blumensaat 線延長至外側髁輪廓并相交于一點，以該點與 LFNS 切跡邊緣的距離作為定量診斷標準，但該方法應用較少[25-26]。
圖1
基于側位 X 線片測量 LFNS 最大深度示意圖
Figure1.
Schematic diagram of measuring the maximum depth of LFNS based on lateral X-ray film
由于正常膝關節股骨外側髁也存在切跡以及個體化差異[22, 27]，故目前對于診斷 ACL 斷裂的 LFNS 切跡深度尚無統一標準，包括 1.0 mm[25]、1.5 mm[28]、2.0 mm[29]等。一項針對 118 例急性 ACL 斷裂患者的研究發現，若是以切跡深度 1.0 mm 作為標準，陽性預測值可達 96%；若以 1.5 mm 作為標準，陽性預測值并未增高，但是診斷敏感性由 37% 降低至 15%[25]。而 Gentili 等[4]以 1.5 mm 為標準，發現敏感性為 19%、特異性為 100%。目前相關研究太少，有必要進行深入、細化研究，以進一步明確診斷標準。
4 LFNS 的臨床相關研究
LFNS 的產生是因為脛骨相對于股骨的異常運動，即瞬時急性關節錯位和半脫位，導致股骨外側髁切跡處猛烈撞擊外側脛骨平臺后緣處，使局部骨質出現凹陷。MRI 圖像上也會出現撞擊部位（股骨外側髁和外側脛骨平臺后緣）的骨挫傷，有學者將其更加形象地稱為“對吻征”[30]。這種骨挫傷在 MRI T2 加權像表現為高信號影[31]，T1 加權像表現為低信號影[24]。有研究分析了 ACL 斷裂后各階段股骨外側髁和外側脛骨平臺后緣這兩個位置的骨髓水腫情況，發現 ACL 急性斷裂患者均呈陽性，而亞急性和慢性患者中陽性比例分別為 37.5% 和 28.5%，該骨髓水腫征象對急性完全性 ACL 斷裂的診斷敏感性高，可達 91%[19，24]。也有研究分性別比較了骨挫傷發生情況，發現發生率無性別差異，但男性骨髓水腫一般比女性嚴重，他們認為這與男性運動量和體質量較大有關[32]。上述研究結果提示骨挫傷與急性 ACL 斷裂相關，也進一步證實了 LFNS 發生機制。因此，MRI 圖像上如判斷 ACL 斷裂的直接征象不是十分清楚，也可以根據骨髓水腫這一伴隨征象來進行判斷[33]。但隨著病程延長骨挫傷會發生吸收，而 LFNS 可能一直存在，目前缺乏針對這兩個征象的一致性研究，所以有必要對患者病程進行分組，進一步分析其對 ACL 斷裂診斷的一致性。
目前，LFNS 的轉歸及其對應的局部骨質損傷對膝關節功能的影響尚不清楚。相關研究表明該征象的出現表明局部軟骨變薄和蛋白多糖丟失[34]。Wierer 等[28]對關節鏡下重建 ACL 的 60 例患者進行了研究，術后測量 LFNS 深度并計算局部骨缺損體積，采用國際軟骨修復學會（ICRS）量表評估患者膝關節功能情況。結果顯示，隨著時間的推移，LFNS 深度不變，但骨缺損逐漸修復，除 2 例患者外，其他患者都出現了不同程度骨關節炎表現，說明 LFNS 可能引起繼發性膝關節退變。之后，相關的關節內微骨折研究及病例報道也支持了這一觀點[35-36]。
研究表明，ACL 斷裂患者的性別、職業等因素會對 LFNS 深度產生影響，這可能與不同人群股骨遠端體積存在差異有關[29]。但一項納入 84 例患者的研究結果顯示， LFNS 深度與患者年齡、性別、身體質量指數無明顯相關[20]。還有研究將深度 1.5 mm 作為 LFNS 診斷標準，發現在這個標準下 LFNS 發生率與性別無相關，但男性患者切跡深度更大[37]。上述研究結果不一致可能與樣本量過少有關，后續有待擴大樣本量，增加年齡、身體質量指數分層統計來進一步分析 LFNS 深度的影響因素。
因為 LFNS 是脛骨相對股骨的異常移位所致，所以有學者認為該征象的出現可以反映膝關節旋轉穩定性[21]。他們對麻醉狀態下患者進行膝關節軸移試驗并將其量化分析，結果表明 LFNS 越深，膝關節越不穩定，且深度>2 mm 時可作為術前評估關節旋轉不穩定顯著增加的指標，手術時應著重重建此類患者膝關節旋轉穩定性。
另外，當 ACL 斷裂伴隨膝關節內其他不同組織損傷時，LFNS 發生率也有不同，其中伴外側半月板損傷時發生率顯著增高[18]，可以用于診斷外側半月板后根部撕裂[38]，而且此時切跡深度更大，分析與 ACL 斷裂合并外側半月板損傷的膝關節所受旋轉暴力更大有關。還有研究報道伴 LFNS 的 ACL 斷裂患者中，合并內側副韌帶損傷比例僅為 15%，提示 LFNS 與內側副韌帶損傷無相關性[6]。此外，也有學者考慮膝關節前外側副韌帶對維持膝關節旋轉穩定性具有重要意義，因此研究了 LFNS 與 ACL 伴前外側副韌帶損傷的關系，結果表明在前外側副韌帶損傷時切跡會顯著加深，且切跡深度 1.8 mm 可作為診斷 ACL 伴前外側副韌帶損傷的診斷標準[39]。但目前相關研究仍太少，有必要進行更深入研究。
5 總結及展望
LFNS 作為 ACL 斷裂的間接征象具備較高的臨床診斷價值，特別是在診斷 ACL 斷裂伴外側半月板損傷方面。當 MRI 無法直接判斷 ACL 斷裂時，可以通過 LFNS 這一間接征象輔助診斷，降低 ACL 誤診率。而且 LFNS 與膝關節旋轉穩定性相關，該現象的出現進一步解釋了 ACL 斷裂的損傷機制。但 LFNS 用于 ACL 斷裂的診斷標準、影響因素等方面尚存在爭議，有待進一步深入研究。
作者貢獻：龔恒負責論文撰寫和內容構思；喬欣榮負責論文邏輯梳理；陳連旭負責論文審閱和修改。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和論文撰寫過程中不存在利益沖突。
前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）斷裂是臨床常見的一種運動損傷。ACL 斷裂后會影響膝關節穩定性，出現關節軟骨和半月板等繼發性損傷[1]，嚴重損害患者運動功能，需及時診斷、正確治療。診斷 ACL 斷裂時 MRI 檢查必不可少，通過 MRI 可以判斷 ACL 是否損傷以及損傷程度，具有較高敏感性和特異性[2]。但 MRI 成像質量與技師技術密切相關，若磁場強度和圖像分辨率不佳或掃描角度不準確影響成像質量，就可能影響醫生對 ACL 損傷程度的判斷。在這種情況下，ACL 斷裂的間接征象能為診斷提供一些信息。
據報道部分 ACL 斷裂患者股骨外側髁會出現一切跡，在側位 X 線片和 MRI 矢狀位圖像上顯示為股骨輪廓的局部凹陷，這一征象被稱為“股骨外側髁切跡征（lateral femoral notch sign，LFNS）”[3-4]。正常人群該切跡平均深度為 0.45 mm，而 ACL 斷裂患者為 0.89～0.94 mm[3]。通過 LFNS 臨床診斷 ACL 斷裂的敏感性為 23.1%、特異性達 100.0%[5]；ACL 斷裂的膝關節中 LFNS 陽性率高達 30.6%[6]。因此，LFNS 被認為是 ACL 斷裂的一個重要間接征象。但目前針對 LFNS 的臨床研究較少，其發生機制、診斷標準及用于診斷 ACL 斷裂的敏感性和特異性等方面均存在爭議，且診斷標準在定性和定量方面均未達成共識。因此，我們針對 LFNS 發生機制、用于 ACL 斷裂的診斷標準以及影響因素等方面作一綜述。
1 ACL 斷裂的影像學診斷
ACL 位于膝關節腔內，主要維持膝關節前向和旋轉穩定性[7]；其分為前內束和后外束，在膝關節不同運動角度，兩束功能也有所不同[8]。研究表明[9]，膝關節外翻內旋和外翻外旋損傷是引起 ACL 斷裂的主要原因，因此臨床診斷主要依靠上述損傷病史，結合膝關節不穩的主要癥狀以及膝關節松弛體征[10]，輔助檢查方面主要采用 MRI。為了使 ACL 完整顯像，MRI 掃描方向應盡可能與 ACL 走行方向平行，并選擇膝關節斜矢狀位（膝關節外旋 15°～20°）[11]。然后根據 MRI 圖像上韌帶信號強弱、輪廓和走行方向 3 個直接征象來判斷韌帶是否斷裂[12]。
如 MRI 圖像上 ACL 斷裂直接征象顯示不清，情況較緊急或缺少其他相關設備無法準確判斷 ACL 斷裂時，可以通過一些間接征象輔助判斷[4]。由于關節松弛，脛骨相對于原位置前移，表現為后交叉韌帶和髕腱張力改變，因此可以通過后交叉韌帶指數[13]、髕腱波浪征[14]、Segond 骨折[15]、交叉韌帶與 Blumensaat 線間夾角、與脛骨平臺后緣相對位置等間接征象來判定 ACL 是否斷裂[16]。其中，LFNS 是 ACL 斷裂的間接征象之一，由于這個征象是韌帶斷裂后膝關節異常活動所致，所以針對 LFNS 進行研究可以進一步揭示 ACL 斷裂機制，減少漏診。
2 LFNS 發生機制
早期研究認為 LFNS 是慢性膝關節軸移不穩所致，ACL 斷裂后膝關節旋轉穩定性降低，引起長期股骨相對脛骨平臺旋轉研磨和半脫位，進而導致局部骨質凹陷[17]。但目前研究認為 LFNS 與急性 ACL 斷裂聯系更緊密。一項對比研究納入 120 例急性 ACL 斷裂患者、44 例慢性 ACL 斷裂患者，結果顯示急性 ACL 斷裂患者 LFNS 出現概率更高[18]。有研究將 ACL 斷裂分為急性、亞急性、慢性三類，MRI 檢查發現 LFNS 發生率隨著病程延長而逐漸降低，而急性 ACL 斷裂患者均有不同程度 LFNS[19]。另有研究通過對 ACL 斷裂患者行軸移試驗，使用計算機軟件定量測算脛骨側向加速度，以評估膝關節旋轉穩定性，結果顯示 LFNS 的發生與局部切跡嚴重程度、膝關節旋轉穩定性無相關，進一步否定了早期研究結果[20]。之后，一項對患者行軸移試驗來定量分析 ACL 斷裂后膝關節旋轉穩定性的病例對照研究，也證明了這一觀點[21]。
目前，研究表明 LFNS 發生機制是當膝關節受到外翻內旋外力致 ACL 斷裂后，由于脛骨相對于股骨軸向內旋運動（類似軸移試驗）和前移運動，導致脛骨和股骨瞬間錯位和半脫位，使股骨外側髁切跡處與外側脛骨平臺后緣發生撞擊，引起局部骨質凹陷[22-24]。考慮到 ACL 對膝關節前向和旋轉穩定性的作用[7]，故只有當 ACL 斷裂時才會導致股骨外側髁切跡處與外側脛骨平臺后緣撞擊，進而出現 LFNS。因此，一旦出現 LFNS 征象，強烈提示患者 ACL 發生斷裂。
3 LFNS 診斷 ACL 斷裂的標準
雖然 LFNS 被認為是 ACL 斷裂的間接征象，但其定量診斷標準尚未統一。目前，大多數研究選擇在膝關節側位 X 線片或 MRI 矢狀位圖像進行測量。具體步驟：首先，在膝關節側位 X 線片或 MRI 矢狀位圖像尋找切跡最深的層面，沿股骨外側髁輪廓作 1 條與切跡相接的切線，再通過切跡最深處作 1 條該切線的垂線，該垂線長度即為 LFNS 最大深度（圖 1）。該測量方法簡便且便于定量分析，測量值越大提示 LFNS 越顯著。此外，也有研究提出另一種定量評價方法，即在膝關節側位 X 線片上將 Blumensaat 線延長至外側髁輪廓并相交于一點，以該點與 LFNS 切跡邊緣的距離作為定量診斷標準，但該方法應用較少[25-26]。
圖1
基于側位 X 線片測量 LFNS 最大深度示意圖
Figure1.
Schematic diagram of measuring the maximum depth of LFNS based on lateral X-ray film
由于正常膝關節股骨外側髁也存在切跡以及個體化差異[22, 27]，故目前對于診斷 ACL 斷裂的 LFNS 切跡深度尚無統一標準，包括 1.0 mm[25]、1.5 mm[28]、2.0 mm[29]等。一項針對 118 例急性 ACL 斷裂患者的研究發現，若是以切跡深度 1.0 mm 作為標準，陽性預測值可達 96%；若以 1.5 mm 作為標準，陽性預測值并未增高，但是診斷敏感性由 37% 降低至 15%[25]。而 Gentili 等[4]以 1.5 mm 為標準，發現敏感性為 19%、特異性為 100%。目前相關研究太少，有必要進行深入、細化研究，以進一步明確診斷標準。
4 LFNS 的臨床相關研究
LFNS 的產生是因為脛骨相對于股骨的異常運動，即瞬時急性關節錯位和半脫位，導致股骨外側髁切跡處猛烈撞擊外側脛骨平臺后緣處，使局部骨質出現凹陷。MRI 圖像上也會出現撞擊部位（股骨外側髁和外側脛骨平臺后緣）的骨挫傷，有學者將其更加形象地稱為“對吻征”[30]。這種骨挫傷在 MRI T2 加權像表現為高信號影[31]，T1 加權像表現為低信號影[24]。有研究分析了 ACL 斷裂后各階段股骨外側髁和外側脛骨平臺后緣這兩個位置的骨髓水腫情況，發現 ACL 急性斷裂患者均呈陽性，而亞急性和慢性患者中陽性比例分別為 37.5% 和 28.5%，該骨髓水腫征象對急性完全性 ACL 斷裂的診斷敏感性高，可達 91%[19，24]。也有研究分性別比較了骨挫傷發生情況，發現發生率無性別差異，但男性骨髓水腫一般比女性嚴重，他們認為這與男性運動量和體質量較大有關[32]。上述研究結果提示骨挫傷與急性 ACL 斷裂相關，也進一步證實了 LFNS 發生機制。因此，MRI 圖像上如判斷 ACL 斷裂的直接征象不是十分清楚，也可以根據骨髓水腫這一伴隨征象來進行判斷[33]。但隨著病程延長骨挫傷會發生吸收，而 LFNS 可能一直存在，目前缺乏針對這兩個征象的一致性研究，所以有必要對患者病程進行分組，進一步分析其對 ACL 斷裂診斷的一致性。
目前，LFNS 的轉歸及其對應的局部骨質損傷對膝關節功能的影響尚不清楚。相關研究表明該征象的出現表明局部軟骨變薄和蛋白多糖丟失[34]。Wierer 等[28]對關節鏡下重建 ACL 的 60 例患者進行了研究，術后測量 LFNS 深度并計算局部骨缺損體積，采用國際軟骨修復學會（ICRS）量表評估患者膝關節功能情況。結果顯示，隨著時間的推移，LFNS 深度不變，但骨缺損逐漸修復，除 2 例患者外，其他患者都出現了不同程度骨關節炎表現，說明 LFNS 可能引起繼發性膝關節退變。之后，相關的關節內微骨折研究及病例報道也支持了這一觀點[35-36]。
研究表明，ACL 斷裂患者的性別、職業等因素會對 LFNS 深度產生影響，這可能與不同人群股骨遠端體積存在差異有關[29]。但一項納入 84 例患者的研究結果顯示， LFNS 深度與患者年齡、性別、身體質量指數無明顯相關[20]。還有研究將深度 1.5 mm 作為 LFNS 診斷標準，發現在這個標準下 LFNS 發生率與性別無相關，但男性患者切跡深度更大[37]。上述研究結果不一致可能與樣本量過少有關，后續有待擴大樣本量，增加年齡、身體質量指數分層統計來進一步分析 LFNS 深度的影響因素。
因為 LFNS 是脛骨相對股骨的異常移位所致，所以有學者認為該征象的出現可以反映膝關節旋轉穩定性[21]。他們對麻醉狀態下患者進行膝關節軸移試驗并將其量化分析，結果表明 LFNS 越深，膝關節越不穩定，且深度>2 mm 時可作為術前評估關節旋轉不穩定顯著增加的指標，手術時應著重重建此類患者膝關節旋轉穩定性。
另外，當 ACL 斷裂伴隨膝關節內其他不同組織損傷時，LFNS 發生率也有不同，其中伴外側半月板損傷時發生率顯著增高[18]，可以用于診斷外側半月板后根部撕裂[38]，而且此時切跡深度更大，分析與 ACL 斷裂合并外側半月板損傷的膝關節所受旋轉暴力更大有關。還有研究報道伴 LFNS 的 ACL 斷裂患者中，合并內側副韌帶損傷比例僅為 15%，提示 LFNS 與內側副韌帶損傷無相關性[6]。此外，也有學者考慮膝關節前外側副韌帶對維持膝關節旋轉穩定性具有重要意義，因此研究了 LFNS 與 ACL 伴前外側副韌帶損傷的關系，結果表明在前外側副韌帶損傷時切跡會顯著加深，且切跡深度 1.8 mm 可作為診斷 ACL 伴前外側副韌帶損傷的診斷標準[39]。但目前相關研究仍太少，有必要進行更深入研究。
5 總結及展望
LFNS 作為 ACL 斷裂的間接征象具備較高的臨床診斷價值，特別是在診斷 ACL 斷裂伴外側半月板損傷方面。當 MRI 無法直接判斷 ACL 斷裂時，可以通過 LFNS 這一間接征象輔助診斷，降低 ACL 誤診率。而且 LFNS 與膝關節旋轉穩定性相關，該現象的出現進一步解釋了 ACL 斷裂的損傷機制。但 LFNS 用于 ACL 斷裂的診斷標準、影響因素等方面尚存在爭議，有待進一步深入研究。
作者貢獻：龔恒負責論文撰寫和內容構思；喬欣榮負責論文邏輯梳理；陳連旭負責論文審閱和修改。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和論文撰寫過程中不存在利益沖突。
