青少年急性髌骨脱位后骨软骨损伤的MRI分析

罗伟，张亚林，任露

青少年急性髌骨脱位后骨软骨损伤的MRI分析

罗伟*，张亚林，任露

投稿日期：2015-08-24

接受日期：2015-10-19

目的 分析青少年急性髌骨脱位后骨软骨损伤的MRI特点。材料与方法 对41例青少年急性髌骨脱位的MRI资料进行回顾性分析，所有患者均行常规MR矢状面、冠状面和横断面T1WI、T2WI、脂肪抑制FSE序列扫描，分析骨软骨损伤的特点。结果 急性髌骨脱位后，41例青少年有37例(90.2%)出现骨软骨损伤，其中Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级骨软骨损伤的发生率分别为10.5%、12.2%、24.5%、52.6%。青少年髌骨侧、股骨侧、髌骨-股骨骨软骨损伤的发生率分别为32.4%、13.5%、54.0%。结论 青少年骨软骨损伤以Ⅲ级、Ⅳ级多见，损伤部位以髌骨侧及多部位损伤常见。

髌骨脱位；骨软骨；磁共振成像

急性髌骨脱位为复合性损伤，包括髌骨内侧骨挫伤或撕脱骨折、髌骨关节面骨软骨骨折、股骨外侧髁骨挫伤、髌股内侧支持带撕裂、关节积液等一系列膝关节损伤。在评价骨软骨和软组织损伤方面，MRI具有常规影像检查无法比拟的优势，能清楚显示骨软骨损伤的部位、大小、程度，亦能清楚显示骨挫伤、内侧支持带撕裂等急性髌骨脱位的其它损伤，有助于临床诊断及关节镜或手术治疗。青少年和成人由于存在解剖结构及发育的不同，其影像表现也会有较大的差异，笔者分析41例经临床证实的急性髌骨脱位的MRI资料，探讨青少年急性髌骨脱位后骨软骨损伤的MRI表现。

1　材料与方法

1.1研究对象

回顾性分析本院2010年1月至2015年5月间的所有膝关节MR图像，挑选出41例经临床确诊的急性髌骨脱位患者。参照Lewallen等[1]和Vavken等[2]的研究标准将青少年定义为年龄18岁并且股骨远侧，胫骨近侧骨骺仍未闭合。髌骨外侧脱位MRI诊断标准[3-4]：(1) MRI检查显示髌骨内下部和股骨外侧髁骨髓挫伤；(2)患者就诊时髌骨处于外侧脱位状态；(3)临床明确的外侧脱位病史，髌骨内侧缘压痛，髌骨外推恐惧试验阳性。所有患者受伤至MRI检查时间均小于1周。既往膝关节外伤史，髌骨反复脱位，手术史以及风湿性关节炎等病例均排除在研究之外。

本组男18例，女23例，年龄8～18岁，平均13岁，右膝关节24例，左膝17例。临床表现为膝关节肿胀，疼痛，关节伸展活动受限，膝关节不稳等症状。体格检查患者均有膝关节肿胀及内侧压痛，髌骨恐惧试验及俘髌试验阳性。8例患者就诊时髌骨仍处于外侧脱位状态，其余髌骨均复位。

1.2MRI检查及图像分析方法

使用philip 1.5T或3.0T MR扫描仪，采用包裹式表面线圈，患者仰卧，腿伸直位，行横断面，失状面和冠状面扫描，扫描参数：SET1WI，TR 400～450 ms，TE 12 ms；FSET2WI，TR 2500～3200 ms，TE 90 ms；脂肪抑制FSE双回波序列，TR 3000～3500 ms，TE 16、96 ms.扫描层厚为3 mm，间距为0.3 mm，FOV 150 mm×150 mm～180 mm×180 mm，扫描矩阵为220×220～256×256。

根据ICRS的诊断标准[5]将骨软骨MRI表现分为0～Ⅳ级。0级：正常软骨；Ⅰ级：软骨内信号异常，但软骨表面光滑；Ⅱ级：软骨表面缺损<软骨全层的50%；Ⅲ级：软骨表面缺损>软骨全层的50%，但软骨下骨未裸露，Ⅳ级：全层软骨缺损，软骨下骨裸露或缺损。

将骨软骨损伤部位分为股骨侧、髌骨侧、股骨-髌骨侧。

41例患者的MRI资料随机编号，由2名高年资的骨关节影像诊断医师在不知晓临床结果的情况下独立阅片，记录各自诊断结果，最后协商达成一致。

2　结果

41例青少年急性髌骨脱位后有4例骨软骨MRI表现正常，37例出现骨软骨损伤，共57处病灶(图1～4)，其骨软骨损伤程度发生率具体如表1所示。Ⅳ级骨软骨损伤即为骨软骨骨折，表现为软骨及软骨下骨缺损，软骨下骨皮质连续性中断。骨软骨游离体包含有T1WI、T2WI均为高信号的骨松质成分，可见游离体14块，游离体位于髁间窝前部3块，髌上囊4块，髌骨骨软骨骨折旁5块，髌股关节间隙2块。

表1　青少年骨软骨损伤程度发生率Tab. 1The degree and incidence of bone cartilage injury in adolescents

骨软骨损伤部位发生率具体如表2所示。青少年骨软骨损伤发生在髌骨内侧面7处，中央嵴5处，内侧面及中央嵴11处，外侧面5处，外侧面及中央嵴4处；位于股骨外侧髁滑车面13处，承重面或更靠后6处，滑车面与承重面移行区6处。

表2　青少年骨软骨损伤部位发生率Tab. 2The comparison ofThe incidence of bone and cartilage injury in adolescents

3　讨论

急性髌骨脱位的发生率在不同人群之间有差异，越年轻的人群、女性、越高强度体力活动者、身高、体重越大者，发生脱位的风险性越高[6-7]。

急性髌骨脱位被一致认为是由切线应力造成的，也有直接剪切暴力造成脱位的情况。膝关节屈曲位站立再扭转是其损伤的重要机制，受伤时膝关节处于屈曲位，当股四头肌收缩，使髌骨向外侧移位。患者常因为疼痛而摔倒，与此同时髌骨自动复位。在脱位阶段，髌骨沿着股骨外侧髁外侧面向外侧脱位时，剪切力造成髌骨或股骨外侧髁关节面损伤。在复位阶段，髌骨内侧面与股骨外侧髁前部非关节面相撞击，导致髌骨内下部及股骨外侧髁典型的骨挫伤，同时髌骨内侧面还可发生剪切力损伤。

图1　女，10岁。A：X线示髌骨后方碎骨片(箭)。B：CT横断面示髌骨后方骨软骨缺如(箭)。C：CT横断面示髌骨后方游离骨碎片，与X片所见相同(箭)。D，E：MRI矢状面、横断面示髌骨后方骨软骨骨折(箭)。F：髌骨后方骨软骨片复位并可吸收螺钉内固定术后(箭) 图2 男，14岁。A，B：MRI横断面、矢状面示股骨髁后方游离体(箭)。C：MRI冠状面示股骨外髁骨软骨缺如并骨髓挫伤(箭)。D：MRI横断面示髌骨骨软骨形态及信号正常(箭) 图3 女，18岁。A：MRI横断面示髌骨后方单纯软骨损伤，软骨内小片高信号(箭)。B：MRI横断面示髌骨内、外侧支持带断裂，其连续性中断，信号增高(箭)Fig. 1 Female, 10 years old. A: X-ray of patella bone fragments (arrow). B: CTTransverse patella bone cartilage ofThe rear (arrow). C: CT rearTransverse patella free fragment of bone, and XThe same (arrow). D, E: MRI sagittal,Transverse patella bone cartilage fracture, posterior (arrow). F: Posterior articular cartilage ofThe patella and absorbable screw fxation （arrow）. Fig. 2 Male, 14 years old. A, B: MRITransverse, sagittal femoral condyle posterior (arrow). C: MRI coronal femoral condyle cartilage and bone marrow of bone contusion (arrow). D: MRITransverse,The morphology and signal ofThe patella bone cartilage (arrow). Fig. 3 Female, 18 years old. A: MRITransverse position ofThe patella inThe posterior articular cartilage injury, cartilage in small pieces of high signal (arrow). B: MRITransverse position ofThe patella,The lateral support with a broken, its continuity interruption, signal increased (arrow).

正常成人关节软骨厚约2 mm ，小儿关节软骨厚约4 mm，在MR图像上表现为薄层条带状，紧密贴附于胫股关节及髌股关节面上，厚薄均匀，走行连续规则，表面光滑完整，为T1WI等信号，T2WI稍高信号；软骨下骨呈T1WI、T2WI 高信号。脂肪抑制序列中关节软骨仍呈稍高信号，软骨下骨呈明显低信号。

骨软骨Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级损伤均为单纯软骨损伤，在MRI上表现为在T2WI、STIR上条形和小斑片样高信号，软骨局限性变薄，凹陷或压迹，表面不光滑，连续性中断。骨软骨Ⅳ级损伤为骨软骨骨折，软骨下骨损伤包括骨挫伤和骨折，骨挫伤是在外力撞击后软骨下网状骨质发生微骨折导致骨髓水肿和出血，表现为斑片样或地图样，T1WI低信号，T2WI和STIR上呈高信号，并且其范围通常比T1低信号区大。笔者认为有无合并软骨下骨损伤可以通过观察软骨下低信号线来鉴别，如果软骨下低信号线在外形、厚度、信号上是正常的，可以认为软骨下骨通常未受累及。但若软骨下低信号线轮廓不规则、内凹或下陷，常伴有软骨下骨损伤。

图4　病例4。女，17岁。A：MRI横断面示髌骨脱位，呈“猎人帽”征(箭)。B：MRI冠状面示股骨外髁骨软骨损伤(箭)。C：MRI冠状面示股骨外髁外侧条片状游离骨软骨片(箭)。D：MRI矢状面示髌韧带撕裂，韧带皱缩，内有条片状高信号(箭)Fig. 4 Case 4. Female, 17 year old. A: MRITransverse patellar dislocation was “Hunter cap” sign (arrow). B: MRI coronal position ofThe femoral condyle bone cartilage injury (arrow). C: MRI ofThe lateral femoral condyle ofThe femur with free bone and cartilage (arrow). D: MRI sagittal patellar ligament, ligament shrinkage, with patchy high signal (arrow).

本组青少年骨软骨损伤以Ⅲ级、Ⅳ级多见，青少年急性髌骨脱位后骨软骨损伤程度较重，分析原因应与软骨的解剖结构及发育特征有关。儿童和青少年关节软骨和软骨下骨区各层间弹性差异不如成人大，软骨和软骨下骨的连接要强于成人，因此更易造成骨软骨骨折。关节软骨全层或部分剥脱及骨软骨骨折，软骨片或骨软骨片游离在关节腔中就形成了游离体，可以引起关节绞锁症状，本组可见游离体14块。Guerrero等[8]和Stefancin等[9]认为急性髌骨脱位患者骨软骨骨折发生率为24. 3%。本组青少年骨软骨骨折的发生率为30%，略高于文献报道的发生率。

急性髌骨脱位髌骨、股骨侧骨软骨损伤的发生率文献报道不一[10-13]，较为一致的观点是髌骨软骨损伤较股骨髁更为常见，原因是髌骨软骨损伤在脱位和复位时都有可能发生，而股骨髁软骨损伤仅在脱位阶段。本组青少年髌骨侧及多发部位损伤的发生率较高，分析原因应与青少年的骨软骨发育特征相关，青少年髌骨骺板软骨位于骨化核周缘，在16～18岁之前尚未骨化完成，骺板的增殖带和初级钙化带较薄弱，内侧支持带髌骨附着端在髌骨脱位和复位时产生的剪切力和牵张力超过了其耐受范围而导致软骨-骨移行区分离、剥脱，出现内侧支持带附着端的撕脱骨折。而内侧支持带股骨附着端多在13～15岁即骨化完毕，承受力明显高于髌骨侧，因此股骨侧相对不易损伤。

Vollnberg等[14]认为髌骨损伤中，69%在髌骨中部，56% 在髌骨内侧，31%在髌骨外侧。本研究中，髌骨内侧面及中央嵴的骨软骨损伤较为常见。一般认为，股骨外侧髁骨软骨损伤多发生在股骨滑车面[15-16]，位于承重面很少见，Sanders 等[17]报道了50%的股骨外侧髁骨软骨骨折发生在承重面。本研究中，骨软骨损伤发生在滑车面多于承重面，滑车面与承重面移行区也较多见，这与一般认识相同。有学者认为股骨外侧髁软骨损伤的部位与髌骨脱位时膝关节屈曲角度相关[18]。股骨软骨损伤的部位越靠后，说明损伤时膝关节屈曲角度越大；越靠前，则受伤时膝关节越伸直。

Seeley等[19]研究发现急性髌骨脱位后髌骨复发性脱位的发生率随患者年龄降低而增加，因此青少年急性髌骨脱位更需要及时、准确判定骨软骨损伤的程度和部位，近年应用的MRT2 mapping成像可以有效反映早期关节软骨损伤T2值的变化[20]。

首次髌骨脱位患者大多建议行保守治疗[21]，而对于伴有骨软骨骨折、关节游离体形成、关节不匹配及具有重大复发性脱位风险的患者，特别是从事高水平体育运动的竞技运动员主张行手术治疗[22]，如关节镜手术、内侧支持带紧缩、内侧髌股韧带重建、外侧支持带松解甚至骨性重建手术。对于脱位的愈后及并发症方面，一些文献报道修复或重建内侧髌股韧带显示出更好的临床效果，如脱位的复发率更低、能更好地恢复到受伤前的活动水平。文献报道女性、年轻、阳性家族史、健侧不稳定或既往有髌股关节不稳病史等因素被认为预后较差，其复发性脱位及继发髌股关节不稳定的风险更大[23]，且严重的损伤是早期退行性病变的前兆[24-25]。

［

[1] Lewallen LW, Mcintosh AL, Dahm DL. Predictors of recurrent instability after acute patellofemoral dislocation in pediatric and adolescent patients. Am J Sports Med, 2013, 41(3): 575-581.

[2] Vavken P, Wimmer MD, Camathias C, et al.Treating patella instability in skeletally immature patients. Arthroscopy, 2013, 29(8): 1410-1422.

[3] SandersTG, Paruchuri NB, Zlatkin MB. MRI of osteochondral defects ofThe lateral femoral condyle: incidence and pattern of injury afterTransient lateral dislocation ofThe patella. AJR Am J Roentgenol, 2006, 187(5): 1332-1337。

[4] Zheng L, Liu LM, Sun BS, et al. MRI analysis ofThe injury ofThe

medial patellar ligament andThe lateral femoral condyle ofThe femur after acuteTraumatic patellar dislocation. J Clin Radiol, 2012, 31(9): 1306-1311.

郑雷, 刘禄明, 孙百胜, 等. 急性创伤性髌骨外侧脱位后内侧髌骨韧带和股骨外侧髁关节软骨损伤的MRI分析. 临床放射学杂志, 2012, 31(9): 1306-1311.

[5] Brittberg M, Winalski cs. Evaluation of cartilage injuries and repair. J Bone Joint Surg Am, 2003, 85(2): 58-69.

[6] Sillanpaa P, Mattila VM, IivonenT, et al. Incidence and risk factors of acuteTraumatic primary patellar dislocation. Med Sci Sports Exerc, 2008, 40(4): 606-611.

[7] Hsiao M, Owens BD, Burks R, et al. Incidence of acuteTraumatic patellar dislocation among active-duty United States military service members. Am J Sports Med, 2010,38(10): 1997-2004.

[8] Guerrero P, Li X, Patel K, et al. Medial patellofemoral ligament injury patterns and associated pathology in lateral patella dislocation: an M RI study. Sports Med Arthrosc RehabilTherTechnol, 2009, 30(1): 17.

[9] Stefancin JJ, Parker RD. First-timeTraumatic patellar dislocation: a systematic review. Clin Orthop, 2007, 455: 93-101.

[10] Gao FG, Zheng ZZ, Shang Y, et al. MRI analysis of acute lateral patellar dislocation. J Clin Radiol, 2009, 28(9): 1272-1275.

高凤国, 郑卓肇, 尚瑶, 等. 急性髌骨外侧脱位的MRI分析. 临床放射学杂志, 2009, 28(9): 1272-1275.

[11] SandersTG, Paruchuri NB, Zlatkin MB. MRI of osteochondral defects ofThe lateral femoral condyle: incidence and pattern of injury afterTransient lateral dislocation ofThe patella. AJR Am J Roentgenol, 2006, 187(5): 1332-1337.

[12] von Engelhardt LV, Raddatz M, Bouillon B, et al. How reliable is MRI in diagnosing cartilaginous lesions in patients with fi rst and recurrent lateral patellar dislocations? BMC Musculoskelet Disord, 2010, 11(1): 149-157.

[13] SandersTG, Paruchuri NB, Zlatkin MB. MRI of osteochondral defects ofThe lateral femoral condyle: incidence and pattern of injury afterTransient lateral dislocation ofThe patella. AJR Am J Roentgenol, 2006, 187(5): 1332-1337.

[14] Vollnberg B, KoehlitzT, JungT, et al. Prevalence of cartilage lesions and early osteoarthritis in patients with patellar dislocation. Eur Radiol, 2012, 22(11): 2347-2356.

[15] Callewier A, Monsaert A, Lamraski G. Lateral femoral condyle osteochondral fracture combinedTo patellar dislocation: a case report. OrthopTraumatol Surg Res, 2009, 95(1): 85-88.

[16] Mashoof AA, Scholl MD, Lahav A, et al. Osteochondral injuryToThe mid-lateral weight-bearing portion ofThe lateral femoral condyle associated with patella dislocation. Arthroscopy, 2005, 21(2): 228-232.

[17] SandersTG, Paruchuri NB, Zlatkin MB. MRI of osteochondral defects ofThe lateral femoral condyle: incidence and pattern of injury afterTransient lateral dislocation ofThe patella. AJR Am J Roentgenol, 2006, 187(5): 1332-1337.

[18] Mashoof AA, Scholl MD, Lahav A, et al. Osteochondral injuryToThe mid-lateral weight-bearing protion ofThe lateral femoral condyle associated with patella dislocation. Arthroscopy, 2005, 21(2): 228-232.

[19] Seeley M, Bowman KF, Walsh C, et al. Magnetic resonance imaging of acute patellar dislocation in children: patterns of injury and risk factors for recurrence. J Pediatr Orthop, 2012, 32(2): 145-155.

[20] Wu KH, WangTC, Liang H, et al.The study of 3.0 MRT2 mapping inThe knee cartilage injury. Chin J Magn Reson Imaging, 2013, 4 (3):210-214.

吴昆华, 王天朝, 梁虹, 等. 3.0T MRT2 mapping对膝关节软骨损伤的研究. 磁共振成像, 2013, 4(3): 210-214.

[21] Frosch S, Balcarek P, WaldeTA, et al.TheTreatment of patellar dislocation:a systematic review. Z Orthop Unfall, 2011, 149(6): 630-645.

[22] Apostolovic M, Vukomanovic B, Slavkovic N, et al. Acute patellar dislocation in adolescents: operative versus nonoperativeTreatment. Int Orthop, 2011, 35(10): 1483-1487.

[23] Sillanpaa PJ, Maenpaa HM, Mattila VM, et al. Arthroscopic surgery for primaryTraumatic patellar dislocation: a prospective, nonrandomized study comparing patientsTreated with and without acute arthroscopic stabilization with a median 7-year follow-up. Am J Sports Med, 2008, 36(12): 2301-2309。

[24] Quatman CE, Hettrich CM, Schmitt LC, et a1.The clinical utility and diagnostic performance of magnetic resonanc.e imaging for identification of early and advanced knee osteoarthritis: a systematic review. Am J Spots Med, 2011, 39(7): 1557-1568.

[25] Wang Y, Li R, Song YR, et al.The MRI diagnosis of knee joint abnormality in juvenile idiopathic arthritis. Chin J Magnetic resonance imaging, 2012, 3(4): 265-269.

王毅, 李瑞, 宋英儒, 等. 幼年特发性关节炎膝关节异常的MRI诊断探讨. 磁共振成像, 2012, 3(4): 265-269.

The study of MRI patterns of osteochondral injury in adolescents after acute lateral patellar dislocation

LUO Wei*, ZHANG Ya-lin, Ren Lu
Department of Radiology，Changsha Central Hospital，Hunan Province, Changsha 410004，China

*CorrespondenceTo: Luo W, E-mail: cjmvluowei@sina.com

24 Aug 2015, Accepted 19 Oct 2015

Objective： To analyze MRI characteristics of osteochondral injury patterns in adolescents after acute lateral patellar dislocation. Materials and Methods： MR images of 41 adolescents after acute lateral patellar dislocation were retrospectively reviewed. Routine MR scanning was performed in axial, sagittal and coronal planes, includingT1WI,T2WI and fat saturation sequence. Results：The prevalence rate of osteochondral injury was 90.2% (37/41) in adolescent group after acute lateral patellar dislocation.The prevalence rate of Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ degree were 10.5%, 12.2%, 24.5%, 52.6% in adolescent group.The prevalence rate of osteochondral injury at patellar attachment, femoral attachment and both patellar-femoral attachment were 32.4%, 13.5%, 54.0% in adolescent group. Conclusion： Ⅲ, Ⅳ injury and at patellar attachment, both patellar-femoral attachment were most easily occurred in adolescents.

Patellar dislocation; Osteochondral; Magnetic resonance imaging

作者单位：
湖南长沙市中心医院放射科，长沙410004

罗伟，E-mail：cjmvluowei@sina.com

R445.2；R684.7

A

10.3969/j.issn.1674-8034.2015.11.008

本课题为湖南省科技厅计划项目(编号：2014FJ6014)

罗伟, 张亚林, 任露. 青少年急性髌骨脱位后骨软骨损伤的MRI分析. 磁共振成像, 2015, 6(11): 838-842.

ACKNOWLEDGMENTSThisTopic isThe part of Hunan Province Project (No. 2014FJ6014).