《Diagnostics》：Dynamic Positional Changes in the Popliteal Artery and Vastus Medialis and Lateralis Muscles During Knee Flexion and Extension: An Open MRI-Based Anatomical Study
Tsubasa Hasegawa,
Yuki Okazaki,
Yusuke Mochizuki,
Takayuki Furumatsu,
Takaaki Hiranaka,
Koki Kawada,
Toshiki Kohara,
Tomonori Tetsunaga and
Toshifumi Ozaki
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背景/目的：在膝关节周围手术（如截骨术、韧带重建术及骨折内固定术）中，外科医生面临一个困境：既要确保腘动脉（PA）的安全，又要获得足够的骨骼手术入路。虽然宏观解剖学研究提示膝关节屈曲可保护腘动脉，但这些研究往往未考虑活体膝关节的生理性肌肉张力。本研究旨在利用开
背景/目的：在膝关节周围手术（如截骨术、韧带重建术及骨折内固定术）中，外科医生面临一个困境：既要确保腘动脉（PA）的安全，又要获得足够的骨骼手术入路。虽然宏观解剖学研究提示膝关节屈曲可保护腘动脉，但这些研究往往未考虑活体膝关节的生理性肌肉张力。本研究旨在利用开放式磁共振成像（Open MRI）定量评估腘动脉及股内侧肌（VM）与股外侧肌（VL）的动态位置变化，以确定各手术步骤的最佳肢体体位。方法：对23例活体膝关节进行了开放式MRI评估。测量了膝关节屈曲10°位（代表伸直位）和屈曲90°位时，股骨及胫骨后侧至腘动脉的最短垂直距离，以及股骨皮质至股内侧肌和股外侧肌后缘的距离。结果：与伸直位相比，在屈曲90°位时，腘动脉在股骨远端（位于髁间线（Blumensaat线）近端0和1 cm处）和胫骨近端（位于关节线远端0、1和2 cm处）均显著远离骨骼（Q < 0.05）。相反，在所有测量水平（0–4 cm），股内侧肌和股外侧肌在屈曲位时均显著靠近股骨，常导致肌肉紧贴骨骼。结论：屈曲位可最大化血管安全边距，而伸直位因股四头肌松弛可优化股骨远端的手术显露。研究人员建议在进行浅表显露和股骨钢板置入时采用伸直位，而在涉及后侧皮质的手术操作时采用屈曲位，以最小化神经血管及软组织并发症。
该研究针对膝关节周围手术中血管保护与手术显露之间的矛盾，利用开放式磁共振成像技术，对活体膝关节在不同屈曲角度下腘动脉及股四头肌的位置变化进行了定量解剖学研究。研究发现，膝关节屈曲虽能增加腘动脉与骨骼间的距离，却会显著增加股内侧肌和股外侧肌的张力，这为临床手术体位的优化提供了重要的解剖学依据。该论文发表于《Diagnostics》。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：回顾性队列研究设计，纳入了23例患者（23例膝关节）的开放式MRI数据；使用1.2-T开放式MRI系统在膝关节屈曲10°（模拟伸直位）和90°两种标准体位下进行扫描；基于矢状面多平面重组（MPR）图像，测量股骨侧及胫骨侧骨皮质至腘动脉前壁的距离（血管安全边距）以及股骨皮质至股内侧肌、股外侧肌后缘的距离（手术显露空间）；采用配对t检验结合错误发现率（FDR）校正进行统计学分析。
研究结果显示：
患者人口统计学特征：研究共纳入23例膝关节，平均年龄43.3 ± 19.3岁，男女比例分别为43.5%和56.5%，主要诊断为半月板损伤及前交叉韧带断裂。
血管安全边距（腘动脉）：定量分析表明，膝关节屈曲显著增加了腘动脉与骨后侧之间的距离。在股骨侧，位于髁间线（Blumensaat线）0 cm和1 cm近端水平，屈曲位较伸直位距离显著增加（Q < 0.001）；在胫骨侧，位于关节线0、1和2 cm远端水平，屈曲位距离亦显著增加（Q < 0.05）。但在更近端或更远的水平，差异无统计学意义。
股内侧肌和股外侧肌相对于股骨的拓扑关系：与血管结构相反，股内侧肌和股外侧肌在屈曲位时显著靠近股骨。在0至4 cm所有测量水平上，屈曲位时股骨至股内侧肌（F-VM）和股外侧肌（F-VL）的距离均显著缩短（Q < 0.05），甚至在4 cm水平出现了负值，表明肌肉已向前包裹股骨。
讨论与结论部分总结指出，本研究阐明了活体患者中神经血管束与肌肉包络在不同肢体体位下的矛盾性解剖行为。膝关节屈曲通过增加腘动脉与骨骼之间的距离增强了血管安全边距，但代价是伸肌机制张力增加导致手术显露受限。具体而言，腘动脉因其近端（收肌腱裂孔）和远端（比目鱼肌弓）的固定点，在屈曲时松弛并向后漂移，该效应在股骨远端和胫骨近端关节线附近最为显著，这对高位胫骨截骨术（HTO）和股骨远端截骨术（DFO）中保护腘动脉至关重要。然而，在股骨更近端区域，屈曲并不能显著增加血管安全边距。相反，股四头肌在屈曲时收紧并压缩于股骨上，消除了钢板置入所需的潜在腔隙，解释了为何微创接骨板接骨术（MIPO）在屈曲位操作困难。因此，研究人员建议根据手术步骤优化肢体体位：浅表显露和钢板置入应在伸直位进行以利用肌肉松弛，而涉及后侧皮质的操作（如钻孔、截骨）应在屈曲位进行以最大化血管安全边距。这些发现强调了在膝关节周围手术中，依据具体步骤动态调整膝关节屈曲角度的重要性，以平衡血管保护与手术显露的需求。
