股骨髁髕面慢性軟骨損傷的臨床與MRI表現

丁愛蘭　丁長青　王文生　孫迎迎　羅慧　代蘭蘭　張玉娜

[摘要] 目的 探討股骨髁髕面慢性軟骨損傷的臨床與MRI表現特征，分析可能的易發因素。 方法 回顧性分析MRI診斷的106例股骨髁髕面慢性軟骨損傷的臨床及影像學資料。 結果 MRI表現為股骨髁髕面軟骨正常形態信號消失，輪廓不規則，軟骨缺損，部分伴軟骨剝脫及軟骨下骨質信號異常。本組均伴髕骨損傷，47例（44%）伴發育性髕骨異常，67例（63%）伴髕滑膜皺襞殘存，35例（33%）有較長期寒冷刺激史，6例（6%）有外傷性髕骨半脫位病史。 結論 MRI能準確診斷股骨髁髕面慢性軟骨損傷，結合臨床，能夠初步判斷可能的病因。

[關鍵詞] 膝；膝前痛；股骨髁；髕骨；軟骨；軟骨損傷；磁共振成像

[中圖分類號] R681.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）01（c）-0138-05

股骨髁髕面（股骨滑車軟骨面）慢性軟骨損傷為退行性病變，常為膝關節骨關節炎（osteoarthritis，OA）累及股骨髁髕面所致。OA可能與年齡、性別、過度運動、先天發育畸形等多種因素相關[1]。MRI（magnetic resonance imaging）無創且軟組織對比能力佳，可多序列、多方位顯示膝關節結構，尤其可直接顯示膝關節軟骨形態及細微變化[2]。國內外已有較多文獻述及OA軟骨損傷的MRI表現特征，但對股骨髁軟骨損傷的述及多見于股骨內外髁，鮮見對股骨髁髕面慢性軟骨損傷的文獻報道。現收集2013年1月～2014年9月江蘇省豐縣人民醫院（以下簡稱“我院”）MRI診斷的106例股骨髁髕面慢性軟骨損傷的臨床及影像學資料，旨在探討股骨髁髕面慢性軟骨損傷的臨床與MRI表現特征，初步分析可能的易發因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料

106例股骨髁髕面慢性軟骨損傷患者，男41例，女65例，年齡19～85歲，平均（56.3±3.4）歲。主要就醫原因：患側膝關節不同程度的疼痛（屈曲或用力時多有加重，膝前明顯），多伴有響聲，部分伴有腫脹及不同程度活動受限。病程2個月～42年，平均（17.0±2.5）年。35例（33%）有較長期寒冷刺激史（主要為冬季平均每天騎車1.5 h，連續4年以上及冬季從事室外工作者），6例（6%）有外傷性髕骨半脫位病史，肥胖患者3例。

本組未將以下可能累及膝關節的病例納入：系統性、遺傳性、代謝性骨??；脊髓軟化及空洞癥、脊髓灰質炎等所致的神經源性關節??；膝關節急性創傷；繼發于心腦血管等原發疾病者。

本研究序列設計得到我院醫學倫理學委員會的批準，所有MRI檢查均獲得患者及其家屬的知情同意。

1.2 MRI檢查及評價方法

均取仰臥膝關節伸直位。掃描方位及序列以軸位及矢狀位自選回波序列（SE）T1WI、快速自旋回波序列（FSE）T2WI為主，輔以冠狀位及加掃壓脂及質子序列。81例使用沈陽中基AG3500型0.35T低場MRI機，正交膝線圈。主要參數[3]：T1WI（TR/TE為400～450/15～17），T2WI（TR/TE為3000～3600/120～145），激勵次數1次，軸位層厚5～7 mm，冠狀位3～5 mm，掃描野：280 mm×200 mm×200 mm，層間距0.5～1 mm，矩陣256×256。25例使用Philips Achieva 1.5T磁共振機，SENSE 8單元相控陣膝關節表面線圈，主要參數：T1WI（TR 500 ms/TE 17 ms），T2WI（TR 3500 ms/TE 100 ms）；質子相壓脂序列（PDSPAIR）（TR 3000 ms/TE 30 ms）；層厚/層間距：4.0 mm/0.3 mm；FOV：160 mm×160 mm×79 mm；矩陣256×256。5例行雙膝檢查，101例疼痛較重者行單膝部檢查。

由我院兩位高年資醫師共同讀片，協商一致。重點觀察股骨髁髕面形態及信號有無異常，軟骨受累及程度及周圍骨結構形態信號有無異常，髕骨位置、形態及信號有無異常，以及周圍伴發的膝關節其他病變等。

2 結果

本組106例中，累及雙膝3例，單膝受累103例（左膝55例，右膝48例）。MRI表現為股骨髁髕面軟骨正常形態信號消失，輪廓不規則，軟骨缺損，部分伴軟骨剝脫，軟骨下骨質信號異常（骨髓水腫或骨侵蝕，呈T1WI低T2WI及PDSPAIR高信號，圖1）。MRI顯示以軸位及矢狀位為佳，序列以抑脂序列最為明顯，尤其抑脂序列對骨髓水腫顯示最佳。軸位MRI對于觀察髕骨骨軟骨形態有否異常、髕股關系是否良好適合、髕骨外側有無過度壓力綜合征及有無脫位較佳（圖1a）。矢狀位對于髕骨上下位置異常（高位、低位髕骨）的測量最佳（圖1b、c）。

本組股骨髁髕面軟骨損傷參照髕軟骨損傷的分期標準分為4期[4]：Ⅰ期：軟骨輪廓正常，軟骨信號異常（點狀、線狀低信號），本組2例。Ⅱ期：軟骨毛糙，腫脹、不規則，T2WI上可見蟲蝕樣不連續，本組28例。Ⅲ期：軟骨表面不規則、局部變薄，深層斷裂，本組病例中有35例。Ⅳ期：軟骨缺損、潰瘍伴軟骨下骨侵蝕破損及囊變，本組41例。47例（44%）伴發育性髕骨異常（其中高位獵人帽樣髕骨伴外側移位7例，獵人帽樣髕骨伴外側移位35例，37例股骨髕骨凹淺平，單純高位髕骨5例）。伴髕骨外側脫位者均伴髕外側支持度緊縮、髕內側支持度松弛。67例（63%）伴髕滑膜皺襞殘存，以髕內側殘存最多見（65例，61%），其次為髕上（39例，37%），部分病例同時具有2處以上滑膜皺襞殘存。

本組均伴有1種或以上膝關節其他結構異常：①本組均伴髕骨損傷（髕軟骨軟化或侵蝕），MRI表現與股骨髁損傷相似；②伴不同程度骨質增生88例；③伴股骨內側髁和（或）外側髁、和（或）脛骨平臺骨軟骨損傷52例；④伴關節腔及髕上囊等不同程度積液72例；⑤內外側半月板不同程度損傷49例；⑥前后交叉韌帶及側副韌帶損傷35例。

3 討論

膝關節OA發病多漫長而隱秘，病因尚不明，膝關節過載、膝關節穩定性破壞為影響膝骨關節病發病的生物力學因素，而肌肉力量變化、下肢力線異常、體重增加為影響膝骨關節病進展的生物力學因素。而臨床疼痛癥狀多與骨軟骨損傷及滑膜改變明顯相關。MRI掃描因能早期發現軟骨及軟骨下骨等的異常，成為早期診斷OA的新途徑[5]。退行性膝關節炎關節軟骨損傷以股骨外側髁、髕骨后內側最為常見[2]。正常成人膝關節各區域軟骨厚度不同，承重區軟骨厚度多大于非承重區域。MRI可準確地測量膝關節各部分軟骨的厚度，重建其三維形態，診斷準確率高達80%～90%[6]。本組軟骨損傷以Ⅲ期及Ⅳ期最為多見，此期存在軟骨缺損。研究表明，MRI對于軟骨缺損面積的測量及其相關數據可用于指導術前治療決策的制訂[7]。脂肪抑制質子密度序列及三維脂肪抑制擾相梯度回波序列是觀察軟骨的較佳序列[8]。本研究中高場強MRI以PDSPAIR觀察病灶最為明顯，尤其是對伴發的脂肪水腫信號的顯示，而髓內水腫范圍對評估關節軟骨修復的預后至關重要[2]。

文獻報道，髕骨軌跡異常改變、髕骨形態及位置異常易于造成髕軟骨軟化[9-10]。而本組全部伴髕軟骨軟化或侵蝕。本組股骨髁損傷伴發育性髕骨異常比例高達44%。正常髕股關節穩定有賴于以下因素：股四頭肌強肌力大，能夠保持髕骨始終緊貼在股骨滑車關節面，防止內外移位；髕骨底面兩側與膠骨內外髁構關節面吻合；髕骨內側由股內側肌水平纖維及內側支持帶的牽拉，拮抗屈膝位時的外脫位傾向。在髕股關節發育異常的基礎上，尤其是先天性或后天性髕骨排列錯亂，髕外側支持帶攣縮、內側支持帶松弛，髕骨傾斜與半脫位，髕骨內、外側軟骨面的接觸應力失衡，其中外側面應力過于集中，軟骨面更易于機械磨損而軟化，內側則應力減少而呈現廢用性軟化[9]。隨著年齡的增長，過勞、外傷性髕骨半脫位（本組6%）及較長期寒冷刺激（本組33%）等多種因素，使髕骨軟骨及相對應的股骨髁髕面的軟骨更易出現磨損退變，進一步導致髕骨及股骨髁軟骨軟化、纖維化、潰瘍甚至剝脫、翹起等，進而出現膝痛、不同程度活動受限的臨床癥狀。有研究認為動態MRI技術不但能反映髕股關節的異常排列程度，還可提供其動態變化趨勢[10]。本組由于病史較長[平均（17.0±2.5）年]，相應癥狀多典型，均未行動態MRI檢查。

既往髕骨位置主要依賴于髕骨X線測量，有關高位髕骨X線測量參數有較好的適應性[11]。隨著MRI在膝關節病變中的日益廣泛應用，Biedert等[12]提出一種MRI測量髕骨高度的方法，即髕骨滑車指數（thepatellotrochlear index，PTI）：通過髕股關節矢狀面MRI圖像測量髕骨軟骨面最高點至最低點的連線（baseline patella，BLP）長度，經股骨滑車軟骨面的最高點向最低點所作的BLP的平行線（length of trochlearcartilage，LT），經髕骨軟骨面最低點向LT做垂線，LT起點到垂線的這一段距離稱為BLT（baseline trochlea），BLT與BLP之比值即PTI，PTI小于12.5%則為高位髕骨，大于50%則為低位髕骨。本組高位髕骨均符合這一標準。有研究認為髕骨軟化癥的陽性率女性高于男性，隨年齡增長陽性率增高，高位髕骨與髕骨軟化癥的發病有關[13]，本組結果也支持這一觀點。

髕骨失穩患者中4%存在高位髕骨，多與滑車發育不良關系密切，可導致股骨與滑車接觸減少，從而引起髕股關節壓力增高、髕骨內側穩定性下降，進而引起以下病變：①髕骨不穩定，與髕骨位置較高，在屈膝時，髕骨不在髕股滑車的限制范圍內，發生髕骨脫位及半脫位可能性增大，關節張力較大，更易導致膝關節的功能異常；②前膝痛，有研究對髕骨高度、滑車溝角、Q角、髕股指數等指標進行觀察，發現僅高位髕骨與前膝疼痛密切相關；③髕骨軟化，正常膝關節屈曲大于90°時，股四頭肌肌腱在滑車中滑行時承受剪壓雙重壓力，而在高位髕骨中，髕骨處于正常時股四頭肌肌腱的位置，髕軟骨承受相應異常壓力，軟骨早期即易于損傷引起髕骨軟骨軟化癥，導致膝前痛，以上下樓梯、下蹲起立時為著，休息后多可減輕，病程發展，最終易致髕股關節炎及全膝骨關節炎；④髕股關節炎，軟骨磨損后，關節活動時所受摩擦力增高，進而損傷骨質，最終致骨面硬化、關節僵硬、疼痛明顯及伸膝無力；此外，高位髕骨還可引起髕韌帶鈣化及Osgood-Schlatter疾病等[14-17]。

獵人帽樣髕骨是一種較為少見的髕骨變異，其髕骨內外側面幾平呈90°夾角，與股骨滑車發育不良關系密切，這種穩定機制的破壞導致了髕骨穩定性的顯著下降。觀察獵人帽樣髕骨以MRI軸位最佳。

髕骨脫位或者半脫位，尤其是復發性髕骨半脫位，使髕骨內側面與股骨外髁外側面多次相撞，易致股骨外髁外側面及髕面軟骨損傷、軟骨下骨挫傷，最終發展至股骨髁髕面骨軟骨炎[18]。急性髕骨脫位（acute patellar dislocation，APD）是在兒科患者群體中較為常見的損傷，常伴發軟組織和骨軟骨損傷。有研究通過對120例11～18歲急性髕骨脫位后10年以上的隨訪研究，MRI證實46例存在骨軟骨損傷，髕骨35例（76%），股骨外側髁11例（24%），3例（6.5%）同時發生于這兩處。MRI確診了21例（44%）平片陰性的骨軟骨損傷。股骨軟骨損傷涉及負重面[（75.27±18.19）%]比率低于非負重表面損傷[（93.22±7.47）%]（P < 0.01）。

髕滑膜皺襞為胚胎時期存在的滑膜隔，胎兒后期開始退化，成人期未退化的滑膜皺襞可因劇烈運動、創傷、炎癥等引起膝疼痛和膝關節功能障礙，稱膝關節滑膜皺襞綜合征。研究表明髕內側滑膜皺襞（本組高達63%）也是股骨髁尤其是內側髁關節軟骨損傷的危險因素之一，股骨內髁關節軟骨損傷的嚴重程度與髕內側滑膜皺襞病變的嚴重程度呈正相關[19-20]。本組以髕內側皺襞及髕上滑膜皺襞殘存為主，易在關節內產生夾擠或摩擦而引起癥狀。隨著年齡的增長及炎癥等的刺激，滑膜皺襞逐漸失去彈性。當屈伸膝關節時，也可對股骨髁產生機械性刺激，股骨髁邊緣的滑膜進而產生繼發性炎癥，終使關節軟骨發生侵蝕。觀察滑膜皺襞殘存以軸位及矢狀位MRI圖像為佳。

本組均伴有1種或以上膝關節其他退變，全部伴髕軟骨軟化或侵蝕，伴骨質增生及膝關節其他位置骨軟骨損傷等也較多，可能為前述多種因素以及其他因素相互協同作用的結果。

盡管目前骨軟骨損傷病例的初診多依賴于平片來診斷，但MRI在區分需要手術干預的不穩定性軟骨病變中具有重要價值[21]。MRI不但對早期軟骨退變敏感，還可評價膝關節半月板、骨髓、肌腱、韌帶等其他關節結構損傷或退變程度，尤其適于膝關節長期隨訪，以觀察骨軟骨等病變有無進展及程度[22]。觀察股骨髁髕面損傷以MRI軸位及矢狀位為佳，鑒于國內部分醫院未將軸位MRI作為膝關節掃描的常規掃描序列，作者建議膝關節掃描宜將軸位作為常規掃描序列。

本文分析了我院股骨髁髕面損傷的臨床及MRI表現，但樣本量有限，未行大樣本多因素統計學對比分析，在多個病例中多種因素同時存在、未能進一步分析各種因素在本癥發病中的地位，但仍能夠提示臨床醫生提高對危險因素的認識，進行有效的病因預防，關注相關高危人群，進而延緩甚至防治該病的發生。一旦懷疑該病，及時進行MRI檢查能夠較為準確地診斷及評估病變程度，指導進一步的治療。

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（收稿日期：2014-12-01 本文編輯：張瑜杰）