股骨髁髌面慢性软骨损伤的临床与MRI表现

丁爱兰丁长青王文生 孙迎迎 罗慧 代兰兰 张玉娜

江苏省丰县人民医院影像科，江苏丰县221700

股骨髁髌面慢性软骨损伤的临床与MRI表现

丁爱兰丁长青▲王文生 孙迎迎 罗慧 代兰兰 张玉娜

江苏省丰县人民医院影像科，江苏丰县221700

目的探讨股骨髁髌面慢性软骨损伤的临床与MRI表现特征，分析可能的易发因素。方法回顾性分析MRI诊断的106例股骨髁髌面慢性软骨损伤的临床及影像学资料。结果MRI表现为股骨髁髌面软骨正常形态信号消失，轮廓不规则，软骨缺损，部分伴软骨剥脱及软骨下骨质信号异常。本组均伴髌骨损伤，47例（44%）伴发育性髌骨异常，67例（63%）伴髌滑膜皱襞残存，35例（33%）有较长期寒冷刺激史，6例（6%）有外伤性髌骨半脱位病史。结论MRI能准确诊断股骨髁髌面慢性软骨损伤，结合临床，能够初步判断可能的病因。

膝；膝前痛；股骨髁；髌骨；软骨；软骨损伤；磁共振成像

股骨髁髌面（股骨滑车软骨面）慢性软骨损伤为退行性病变，常为膝关节骨关节炎（osteoarthritis，OA）累及股骨髁髌面所致。OA可能与年龄、性别、过度运动、先天发育畸形等多种因素相关［1］。MRI（magnetic resonance imaging）无创且软组织对比能力佳，可多序列、多方位显示膝关节结构，尤其可直接显示膝关节软骨形态及细微变化［2］。国内外已有较多文献述及OA软骨损伤的MRI表现特征，但对股骨髁软骨损伤的述及多见于股骨内外髁，鲜见对股骨髁髌面慢性软骨损伤的文献报道。现收集2013年1月～2014年9月江苏省丰县人民医院（以下简称“我院”）MRI诊断的106例股骨髁髌面慢性软骨损伤的临床及影像学资料，旨在探讨股骨髁髌面慢性软骨损伤的临床与MRI表现特征，初步分析可能的易发因素。

1 资料与方法

1.1 一般资料

106例股骨髁髌面慢性软骨损伤患者，男41例，女65例，年龄19～85岁，平均（56.3±3.4）岁。主要就医原因：患侧膝关节不同程度的疼痛（屈曲或用力时多有加重，膝前明显），多伴有响声，部分伴有肿胀及不同程度活动受限。病程2个月～42年，平均（17.0± 2.5）年。35例（33%）有较长期寒冷刺激史（主要为冬季平均每天骑车1.5 h，连续4年以上及冬季从事室外工作者），6例（6%）有外伤性髌骨半脱位病史，肥胖患者3例。

本组未将以下可能累及膝关节的病例纳入：系统性、遗传性、代谢性骨病；脊髓软化及空洞症、脊髓灰质炎等所致的神经源性关节病；膝关节急性创伤；继发于心脑血管等原发疾病者。

本研究序列设计得到我院医学伦理学委员会的批准，所有MRI检查均获得患者及其家属的知情同意。

1.2 MRI检查及评价方法

均取仰卧膝关节伸直位。扫描方位及序列以轴位及矢状位自选回波序列（SE）T1WI、快速自旋回波序列（FSE）T2WI为主，辅以冠状位及加扫压脂及质子序列。81例使用沈阳中基AG3500型0.35T低场MRI机，正交膝线圈。主要参数［3］：T1WI（TR/TE为400～450/15～17），T2WI（TR/TE为3000～3600/120～145），激励次数1次，轴位层厚5～7 mm，冠状位3～5 mm，扫描野：280 mm×200 mm×200 mm，层间距0.5～1 mm，矩阵256×256。25例使用Philips Achieva 1.5T磁共振机，SENSE 8单元相控阵膝关节表面线圈，主要参数：T1WI（TR 500 ms/TE 17 ms），T2WI（TR 3500 ms/TE 100 ms）；质子相压脂序列（PDSPAIR）（TR 3000 ms/TE 30 ms）；层厚/层间距：4.0 mm/0.3 mm；FOV：160 mm× 160 mm×79 mm；矩阵256×256。5例行双膝检查，101例疼痛较重者行单膝部检查。

由我院两位高年资医师共同读片，协商一致。重点观察股骨髁髌面形态及信号有无异常，软骨受累及程度及周围骨结构形态信号有无异常，髌骨位置、形态及信号有无异常，以及周围伴发的膝关节其他病变等。

图1 股骨髁髌面慢性软骨损伤患者MRI表现

2 结果

本组106例中，累及双膝3例，单膝受累103例（左膝55例，右膝48例）。MRI表现为股骨髁髌面软骨正常形态信号消失，轮廓不规则，软骨缺损，部分伴软骨剥脱，软骨下骨质信号异常（骨髓水肿或骨侵蚀，呈T1WI低T2WI及PDSPAIR高信号，图1）。MRI显示以轴位及矢状位为佳，序列以抑脂序列最为明显，尤其抑脂序列对骨髓水肿显示最佳。轴位MRI对于观察髌骨骨软骨形态有否异常、髌股关系是否良好适合、髌骨外侧有无过度压力综合征及有无脱位较佳（图1a）。矢状位对于髌骨上下位置异常（高位、低位髌骨）的测量最佳（图1b、c）。

本组股骨髁髌面软骨损伤参照髌软骨损伤的分期标准分为4期［4］：Ⅰ期：软骨轮廓正常，软骨信号异常（点状、线状低信号），本组2例。Ⅱ期：软骨毛糙，肿胀、不规则，T2WI上可见虫蚀样不连续，本组28例。Ⅲ期：软骨表面不规则、局部变薄，深层断裂，本组病例中有35例。Ⅳ期：软骨缺损、溃疡伴软骨下骨侵蚀破损及囊变，本组41例。47例（44%）伴发育性髌骨异常（其中高位猎人帽样髌骨伴外侧移位7例，猎人帽样髌骨伴外侧移位35例，37例股骨髌骨凹浅平，单纯高位髌骨5例）。伴髌骨外侧脱位者均伴髌外侧支持度紧缩、髌内侧支持度松弛。67例（63%）伴髌滑膜皱襞残存，以髌内侧残存最多见（65例，61%），其次为髌上（39例，37%），部分病例同时具有2处以上滑膜皱襞残存。

本组均伴有1种或以上膝关节其他结构异常：①本组均伴髌骨损伤（髌软骨软化或侵蚀），MRI表现与股骨髁损伤相似；②伴不同程度骨质增生88例；③伴股骨内侧髁和（或）外侧髁、和（或）胫骨平台骨软骨损伤52例；④伴关节腔及髌上囊等不同程度积液72例；⑤内外侧半月板不同程度损伤49例；⑥前后交叉韧带及侧副韧带损伤35例。

3 讨论

膝关节OA发病多漫长而隐秘，病因尚不明，膝关节过载、膝关节稳定性破坏为影响膝骨关节病发病的生物力学因素，而肌肉力量变化、下肢力线异常、体重增加为影响膝骨关节病进展的生物力学因素。而临床疼痛症状多与骨软骨损伤及滑膜改变明显相关。MRI扫描因能早期发现软骨及软骨下骨等的异常，成为早期诊断OA的新途径［5］。退行性膝关节炎关节软骨损伤以股骨外侧髁、髌骨后内侧最为常见［2］。正常成人膝关节各区域软骨厚度不同，承重区软骨厚度多大于非承重区域。MRI可准确地测量膝关节各部分软骨的厚度，重建其三维形态，诊断准确率高达80%～90%［6］。本组软骨损伤以Ⅲ期及Ⅳ期最为多见，此期存在软骨缺损。研究表明，MRI对于软骨缺损面积的测量及其相关数据可用于指导术前治疗决策的制订［7］。脂肪抑制质子密度序列及三维脂肪抑制扰相梯度回波序列是观察软骨的较佳序列［8］。本研究中高场强MRI以PDSPAIR观察病灶最为明显，尤其是对伴发的脂肪水肿信号的显示，而髓内水肿范围对评估关节软骨修复的预后至关重要［2］。

文献报道，髌骨轨迹异常改变、髌骨形态及位置异常易于造成髌软骨软化［9-10］。而本组全部伴髌软骨软化或侵蚀。本组股骨髁损伤伴发育性髌骨异常比例高达44%。正常髌股关节稳定有赖于以下因素：股四头肌强肌力大，能够保持髌骨始终紧贴在股骨滑车关节面，防止内外移位；髌骨底面两侧与胶骨内外髁构关节面吻合；髌骨内侧由股内侧肌水平纤维及内侧支持带的牵拉，拮抗屈膝位时的外脱位倾向。在髌股关节发育异常的基础上，尤其是先天性或后天性髌骨排列错乱，髌外侧支持带挛缩、内侧支持带松弛，髌骨倾斜与半脱位，髌骨内、外侧软骨面的接触应力失衡，其中外侧面应力过于集中，软骨面更易于机械磨损而软化，内侧则应力减少而呈现废用性软化［9］。随着年龄的增长，过劳、外伤性髌骨半脱位（本组6%）及较长期寒冷刺激（本组33%）等多种因素，使髌骨软骨及相对应的股骨髁髌面的软骨更易出现磨损退变，进一步导致髌骨及股骨髁软骨软化、纤维化、溃疡甚至剥脱、翘起等，进而出现膝痛、不同程度活动受限的临床症状。有研究认为动态MRI技术不但能反映髌股关节的异常排列程度，还可提供其动态变化趋势［10］。本组由于病史较长［平均（17.0±2.5）年］，相应症状多典型，均未行动态MRI检查。

既往髌骨位置主要依赖于髌骨X线测量，有关高位髌骨X线测量参数有较好的适应性［11］。随着MRI在膝关节病变中的日益广泛应用，Biedert等［12］提出一种MRI测量髌骨高度的方法，即髌骨滑车指数（thepatellotrochlear index，PTI）：通过髌股关节矢状面MRI图像测量髌骨软骨面最高点至最低点的连线（baseline patella，BLP）长度，经股骨滑车软骨面的最高点向最低点所作的BLP的平行线（length oftrochlearcartilage，LT），经髌骨软骨面最低点向LT做垂线，LT起点到垂线的这一段距离称为BLT（baseline trochlea），BLT与BLP之比值即PTI，PTI小于12.5%则为高位髌骨，大于50%则为低位髌骨。本组高位髌骨均符合这一标准。有研究认为髌骨软化症的阳性率女性高于男性，随年龄增长阳性率增高，高位髌骨与髌骨软化症的发病有关［13］，本组结果也支持这一观点。

髌骨失稳患者中4%存在高位髌骨，多与滑车发育不良关系密切，可导致股骨与滑车接触减少，从而引起髌股关节压力增高、髌骨内侧稳定性下降，进而引起以下病变：①髌骨不稳定，与髌骨位置较高，在屈膝时，髌骨不在髌股滑车的限制范围内，发生髌骨脱位及半脱位可能性增大，关节张力较大，更易导致膝关节的功能异常；②前膝痛，有研究对髌骨高度、滑车沟角、Q角、髌股指数等指标进行观察，发现仅高位髌骨与前膝疼痛密切相关；③髌骨软化，正常膝关节屈曲大于90°时，股四头肌肌腱在滑车中滑行时承受剪压双重压力，而在高位髌骨中，髌骨处于正常时股四头肌肌腱的位置，髌软骨承受相应异常压力，软骨早期即易于损伤引起髌骨软骨软化症，导致膝前痛，以上下楼梯、下蹲起立时为著，休息后多可减轻，病程发展，最终易致髌股关节炎及全膝骨关节炎；④髌股关节炎，软骨磨损后，关节活动时所受摩擦力增高，进而损伤骨质，最终致骨面硬化、关节僵硬、疼痛明显及伸膝无力；此外，高位髌骨还可引起髌韧带钙化及Osgood-Schlatter疾病等［14-17］。

猎人帽样髌骨是一种较为少见的髌骨变异，其髌骨内外侧面几平呈90°夹角，与股骨滑车发育不良关系密切，这种稳定机制的破坏导致了髌骨稳定性的显著下降。观察猎人帽样髌骨以MRI轴位最佳。

髌骨脱位或者半脱位，尤其是复发性髌骨半脱位，使髌骨内侧面与股骨外髁外侧面多次相撞，易致股骨外髁外侧面及髌面软骨损伤、软骨下骨挫伤，最终发展至股骨髁髌面骨软骨炎［18］。急性髌骨脱位（acute patellar dislocation，APD）是在儿科患者群体中较为常见的损伤，常伴发软组织和骨软骨损伤。有研究通过对120例11～18岁急性髌骨脱位后10年以上的随访研究，MRI证实46例存在骨软骨损伤，髌骨35例（76%），股骨外侧髁11例（24%），3例（6.5%）同时发生于这两处。MRI确诊了21例（44%）平片阴性的骨软骨损伤。股骨软骨损伤涉及负重面［（75.27±18.19）%］比率低于非负重表面损伤［（93.22±7.47）%］（P＜0.01）。

髌滑膜皱襞为胚胎时期存在的滑膜隔，胎儿后期开始退化，成人期未退化的滑膜皱襞可因剧烈运动、创伤、炎症等引起膝疼痛和膝关节功能障碍，称膝关节滑膜皱襞综合征。研究表明髌内侧滑膜皱襞（本组高达63%）也是股骨髁尤其是内侧髁关节软骨损伤的危险因素之一，股骨内髁关节软骨损伤的严重程度与髌内侧滑膜皱襞病变的严重程度呈正相关［19-20］。本组以髌内侧皱襞及髌上滑膜皱襞残存为主，易在关节内产生夹挤或摩擦而引起症状。随着年龄的增长及炎症等的刺激，滑膜皱襞逐渐失去弹性。当屈伸膝关节时，也可对股骨髁产生机械性刺激，股骨髁边缘的滑膜进而产生继发性炎症，终使关节软骨发生侵蚀。观察滑膜皱襞残存以轴位及矢状位MRI图像为佳。

本组均伴有1种或以上膝关节其他退变，全部伴髌软骨软化或侵蚀，伴骨质增生及膝关节其他位置骨软骨损伤等也较多，可能为前述多种因素以及其他因素相互协同作用的结果。

尽管目前骨软骨损伤病例的初诊多依赖于平片来诊断，但MRI在区分需要手术干预的不稳定性软骨病变中具有重要价值［21］。MRI不但对早期软骨退变敏感，还可评价膝关节半月板、骨髓、肌腱、韧带等其他关节结构损伤或退变程度，尤其适于膝关节长期随访，以观察骨软骨等病变有无进展及程度［22］。观察股骨髁髌面损伤以MRI轴位及矢状位为佳，鉴于国内部分医院未将轴位MRI作为膝关节扫描的常规扫描序列，作者建议膝关节扫描宜将轴位作为常规扫描序列。

本文分析了我院股骨髁髌面损伤的临床及MRI表现，但样本量有限，未行大样本多因素统计学对比分析，在多个病例中多种因素同时存在、未能进一步分析各种因素在本症发病中的地位，但仍能够提示临床医生提高对危险因素的认识，进行有效的病因预防，关注相关高危人群，进而延缓甚至防治该病的发生。一旦怀疑该病，及时进行MRI检查能够较为准确地诊断及评估病变程度，指导进一步的治疗。

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Clinical and MRI manifestations of the chronic injury in the patellar sur鄄face of the femoral condyle

DING A ilan DING Changqing▲WA NG Wensheng SUN Yingying LUO Hui DA ILanlan ZHANG Yu'na
Department of Imaging,Fengxian People's Hospital,Jiangsu Province,Fengxian 221700,China

ObjectiveTo investigate the clinical and MRI features of the chronic injury in the patellar surface of the femoral condyle,and to analyze the possible etiologies.MethodsThe clinical and imaging data of 106 cases of the chronic injury in the patellar surface of the femoral condyle diagnosed by MRI was analyzed retrospectively.ResultsMRI showed the normal morphology and signal of the cartilage disappeared,irregular contour,cartilage defects,partial exfoliation with cartilage and abnormal signal in the subchondral bone.All were with patella injury,47 patients(44%) with developmental abnormalities of the patella,67 patients(63%)with patellar plica remnant,35 patients(33%)had a long history of cold stimulation,6 patients(6%)had a history of traumatic subluxation of the patella.ConclusionMRI can accurately diagnose the chronic injury in the patellar surface of the femoral condyle,combined with the clinical data,it also can help to judge the possible etiologies.

Knee;Anterior knee pain;Femoral condyle;Patella;Cartilage;Cartilage injury;Magnetic resonance imaging

R681.3

A

1673-7210(2015）01(c）-0138-05

2014-11-01本文编辑：张瑜杰）

江苏省卫生厅医改科研课题（编号YG201419）；江苏省徐州市科技计划一般项目（编号XM13B085）；江苏省徐州市科技发展基金计划项目（编号XF10C060）；江苏省“徐州市医学青年后备人才”培养工程资助项目（编号2014019）。

▲通讯作者