踝关节前距腓韧带上、下纤维束稳定功能的解剖学差异:一项揭示踝关节微不稳定机制的关键研究

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对踝关节外侧副韧带损伤中最常见的前距腓韧带(ATFL)上、下纤维束的功能差异展开解剖学研究。通过Thiel固定尸体标本结合超声应力测试,首次明确上、下纤维束在30°跖屈位时共同抵抗前抽屉应力,而下纤维束在0°背屈位时对抵抗内翻应力起关键作用。该发现为临床常见的踝关节微不稳定和慢性疼痛提供了新的解剖学解释,对精准诊断和治疗ATFL部分撕裂具有重要指导价值。

  

踝关节扭伤是运动损伤中的"头号公敌",其中约77%涉及外侧副韧带损伤,而前距腓韧带(ATFL)单独损伤占比高达66%-85%。更值得注意的是,临床发现约30%-40%患者在踝关节扭伤后会出现难以解释的慢性疼痛和微不稳定现象。这些症状很可能与ATFL的特殊解剖结构相关——这个看似简单的韧带实际上由功能各异的上、下纤维束构成,但医学界对其各自的功能认知仍存在空白。

日本新潟医疗福祉大学人类运动与医学科学研究所的Mutsuaki Edama团队在《Scientific Reports》发表的研究,通过创新的解剖学实验设计揭开了这一谜题。研究人员采用Thiel固定尸体标本(保留活体生物力学特性),将10具踝关节标本分为上纤维束切断组和下纤维束切断组,结合Telos应力装置和超声诊断技术,在0°背屈、15°跖屈和30°跖屈三种体位下,精确测量前抽屉应力和内翻应力时的距腓间隙变化。

关键技术方法包括:使用Thiel固定技术保持标本生物力学特性;通过Telos SE应力装置施加120N标准化负荷;超声动态测量距骨与外踝间距;采用ICC>0.98的测量系统确保数据可靠性。

主要结果发现:

  1. 前抽屉应力响应:在30°跖屈位时,上、下纤维束切断均导致距腓间隙显著增加(上纤维束组分离率从2.17%增至6.61%,P=0.013;下纤维束组从2.32%增至3.44%,P=0.04),证实二者在该体位共同维持关节稳定。

  2. 内翻应力响应:仅在0°背屈位时,下纤维束切断使分离率显著增加(1.36% vs 3.01%,P=0.049),提示其与跟腓韧带(CFL)的解剖连续性可能发挥关键作用。

  3. 角度依赖性:15°跖屈位未观察到显著变化,表明ATFL功能具有明确的体位特异性。

讨论部分揭示了三个重要机制:首先,ATFL上、下纤维束虽存在3mm长度差和5-10°走向差异,但在抵抗前抽屉应力时表现出功能冗余;其次,下纤维束通过arciform纤维与CFL形成力学耦合,这解释了其在背屈位抵抗内翻应力的独特作用;最后,30°跖屈位的高风险性与临床常见的损伤体位高度吻合。

该研究的临床意义在于:为ATFL部分撕裂(尤其是上纤维束单独损伤占91%)导致的微不稳定提供了病理生理学解释;指导临床医生在特定体位(如30°跖屈位前抽屉试验)提高诊断敏感性;为韧带重建手术的束特异性修复提供理论依据。研究同时指出,未来需结合活体验证动态稳定机制,并探索旋转不稳定的纤维束特异性贡献。


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