不同类型髌股关节撞击综合征的影像学特征及分析

杨宝军，于继岗，庞小东，曹军社，王明利，席建平

（1.宝鸡市中医医院CT室，陕西宝鸡721001；2.宝鸡市中医医院骨关节科，陕西宝鸡721001；3.宝鸡市中医医院MRI室，陕西宝鸡721001）

0 引言

髌股关节撞击综合征是由于各种因素导致髌股关节解剖结构及运动轨迹发生改变而引起髌骨与股骨关节面或其他结构相互撞击或挤压，继发膝关节解剖结构的复合性损伤，是膝关节骨性关节炎发生的始动因素，其临床主要表现为膝前疼痛[1]。随着近年来临床上对该病的认知不断提升，早期干预已成为目前普遍认可的治疗原则。但该病多伴有不同程度的髌股关节不稳、膝关节外伤等，临床首诊漏诊率较高。患者解剖结构及生物力学变异多种、损伤结构及损伤机制多样、损伤程度及损伤范围繁杂，使临床医师干预方法的抉择存在一定困难[2-3]。基于此，本研究对髌股关节撞击综合征按发病机制进行分类，对其相应的CT、MRI征象及相关的解剖结构特征进行系统性回顾分析，旨在指导临床医师对该病进行早诊断、早干预。

1 资料与方法

1.1 临床资料

由2位影像诊断副主任医师在宝鸡市中医医院影像归档和通信系统（picture archiving and communication systems，PACS）工作站中查询并搜集2017年1月至2020年10月符合髌股关节撞击综合征的影像资料126例，后由2位骨关节科副主任医师在医院信息系统（hospital information system，HIS）的病历系统中对其临床表现、专科查体结果、关节镜术中所见进行临床诊断复核，从中筛选出符合以下纳入及排除标准的确诊病例83例。

纳入标准：（1）影像学资料提示髌股关节撞击综合征；（2）查体、关节镜或容积螺旋穿梭（volume hecial shuttle，VHS）动态CT扫描髌骨于屈伸膝关节时轨迹异常，其撞击部位与影像所见符合；（3）7 d内完成CT、MRI及关节镜检查，影像资料齐全，病历对查体及关节镜检查记录翔实完整。排除标准：（1）伴有重度骨性关节炎；（2）明显的内外翻畸形；（3）化脓性或结核性关节炎、膝关节肿瘤性病变。本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求，得到了医院医学伦理委员会批准。

83例患者就诊时年龄为10~53岁，平均（31.18±16.23）岁，男17例、女66例，左膝28例、右膝46例、双膝9例，共92个患病关节，38个患膝无明确外伤，54个患膝具有外伤史，其中下楼或不慎跌倒扭伤40个、慢性运动性损伤14个。主要临床表现有不同程度的髌前痛，86个患膝髌内外侧压痛、74个患膝关节肿胀；52个患膝髌骨外推恐惧试验呈阳性、69个患膝髌骨研磨试验呈阳性、33个患膝J形征阳性。

1.2 检查方法

CT检查采用GE公司Optima CT660 64排128层螺旋CT扫描仪，患者腘窝下垫支撑垫使膝关节屈曲20°~30°，以髌骨为中心常规扫描73个患病关节，管电压80~120 kV，自动管电流调制技术，层厚5 mm；VHS扫描19个患病关节，管电压80 kV、管电流80 mAs，层厚5 mm，穿梭7~10个时相，扫描后图像层厚减薄至0.625 mm。

MRI检查采用GE公司Signa HDe 1.5T MRI扫描仪，使用8通道相控阵膝关节线圈，患者膝关节于稍屈膝位下略外旋10°左右，扫描参数为矢状位T1WI序列：重复时间（repetition time，TR）460 ms，回波时间（echo time，TE）12 ms；矢状位、冠状位FS-PDWI序列：TR 3 240 ms，TE 30 ms；横轴位FS-T2WI序列：TR 4 300 ms，TE 71 ms；所有序列矩阵356×286，视野（field of view，FOV）160 mm×160 mm，层厚4 mm，层间距0.4 mm。

1.3 观察指标

1.3.1 图像观察内容

由2位副主任医师分别依次判读CT图像（同一标准软组织窗及骨窗）的横断位及减薄重组后的矢状位和冠状位，主要观察髌骨及股骨滑车形态、关节排列对位、骨性关节面等。MRI图像除观察上述内容外，还需判断有无骨、关节软骨、膝关节所属韧带及半月板的损伤，有无关节腔积液积血等，进行表格化记录，2位医师意见不一致时，经协商后决定。

1.3.2 髌股关节撞击综合征的分类

结合髌骨异常轨迹致撞击受力的不同机制及部位，本研究将受力损伤主要在髌骨外侧关节面与股骨外侧滑车关节面的定义为髌股外侧性撞击，将髌骨在屈伸运动中骑跨、滑脱并以髌骨内侧及股骨外髁撞击损伤为主的定义为髌股滑脱性撞击。

1.3.3 损伤及解剖结构的判定标准

髌骨形态使用Wiberg分型法[4]判定：Ⅰ型——髌内侧关节面为凹面，与外侧关节面等宽；Ⅱ型——髌内侧关节面为凹面，较外侧关节面窄；Ⅲ型——髌内侧关节面为凸面，较外侧关节面窄。滑车形态使用Dejour分型法[5]判定：A型——正常滑车形态，滑车沟变浅；B型—滑车扁平或突起；C型——外侧滑车面突出，内侧滑车面发育不全；D型——滑车关节面不对称，伴峭壁征。韧带损伤Schweitzer分级[6]：Ⅰ级——韧带连续、走行扭曲，周围呈局限高信号；Ⅱ级——韧带断续或变细，其内及周围呈条带状高信号；Ⅲ级——韧带断裂、断段回缩，周围呈弥漫高信号。髌股关节不稳按Fulkerson法[7]分为髌骨倾斜、髌骨脱位、髌骨脱位并倾斜。

1.4 统计学方法

所有数据使用IBM SPSS 22.0软件进行统计学分析。计数资料以n（%）表示，采用χ2、Fisher确切概率法进行检验，并分析有序或无序分类变量间的关系。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 髌股关节撞击综合征患者的年龄及性别分布特征

髌股外侧性撞击共纳入53例患者，年龄12~53岁，平均（25±4.56）岁。髌股滑脱性撞击共纳入30例患者，年龄10~45岁，平均（16±6.33）岁。2组年龄分布趋势具有统计学差异。髌股外侧性撞击好发于19~27岁年龄段（54.72%），其次是28~36岁年龄段（24.53%）。髌股滑脱性撞击好发于10~18岁年龄段（66.67%），其次是19~27岁年龄段（23.33%）。髌股外侧性撞击患者男性11例（20.75%）、女性42例（79.25%），髌股滑脱性撞击患者男性6例（20.00%）、女性24例（80.00%），2组间性别无统计学差异，女性好发。详见表1。

表1 2组髌股关节撞击综合征患者的年龄及性别分布特征[n（%）]

2.2 髌股关节撞击综合征损伤情况

髌股外侧性撞击共纳入57个患病关节，髌股滑脱性撞击共纳入35个患病关节。2类髌股关节撞击综合征损伤情况详见表2。

表2 2类髌股关节撞击综合征损伤情况[n（%）]

（1）发病部位：髌股外侧性撞击骨及软骨的损伤常分布于髌骨外侧关节面软骨或皮质下骨（49/57）及股骨外侧滑车关节面软骨或皮质下骨（52/57）。髌股滑脱性撞击损伤分布于髌骨内侧关节面软骨或皮质下骨（32/35）及股骨外侧髁外缘皮质下骨（29/35），具有“对吻”性特征。（2）骨挫伤：MRI表现为骨皮质下斑片状T1低、T2高信号。髌股滑脱性撞击35个关节（35/35）均有骨挫伤，髌股外侧性撞击有32个关节（32/57）骨挫伤，2组间具有统计学差异，且外侧性骨挫伤多为局灶性（28/32），滑脱性骨挫伤范围较大，局灶性挫伤仅占比3/35。（3）软骨损伤中2类软骨损伤的出现率高，无统计学差异，以软骨局灶信号增高为主要表现，但髌股滑脱性撞击的软骨撕裂及撕脱发生率偏高（16/31）。（4）髌内外侧韧带损伤：髌股滑脱性撞击有较高的韧带损伤发生率（26/35），以髌股内侧韧带损伤为主（23/26），且多为Ⅱ~Ⅲ级损伤；髌股外侧性撞击髌外侧韧带损伤（11/12），以Ⅰ~Ⅱ级损伤为主。（5）其他结构损伤：交叉韧带及内外侧副韧带损伤、半月板损伤、髌下脂肪垫损伤、关节积液积血等在2组间均无统计学差异。2类髌股关节撞击综合征的CT及MRI影像学改变如图1、2所示。

图1 髌股外侧性撞击的CT及MRI影像学改变

2.3 髌股关节撞击综合征的相关解剖结构特征

2类髌股关节撞击综合征在股骨滑车形态及髌股关节不稳分布上具有统计学差异。髌股外侧性撞击多为Dejour C型股骨滑车（33/57），髌股关节不稳以髌骨倾斜为主（41/50）。髌股滑脱性撞击多为Dejour B型股骨滑车（21/35），髌股关节不稳以髌骨脱位伴倾斜为主（25/33）。2类髌骨形态分布上无统计学差异。详见表3。

表3 2类髌股关节撞击综合征相关解剖结构分型[n（%）]

3 讨论

在临床实践中，许多患者主诉膝前痛，尤其是在上下楼梯、起蹲、跑步等在膝关节屈伸活动力量增大时较为明显，常见于喜欢运动的中青年女性。国内外多数学者将其纳入髌前疼痛综合征、髌骨外侧高压征的范畴，认为其与不同程度的髌股关节解剖结构异常、髌股关节不稳有关[8-9]。但该类患者在影像学上常伴无明显外伤或与外伤等级不一致的骨挫伤及软骨损伤，是继发于髌骨与股骨关节面非正常的接触性损伤。基于此，本研究依据其发病的机制及影像学表现，参考国内王植等[10]和李兆勇等[11]提出的急性髌股关节滑脱撞击综合征及其他部位（如肩、髋关节）撞击综合征[12]的概念并予以引申，将髌股关节因各种因素导致髌骨与股骨或其他解剖部位异常撞击而继发的一大类临床症状及相关影像学改变定义为髌股关节撞击综合征。该定义完整体现了解剖与生物力学因素、发病机制与继发改变的辩证统一，有利于临床及影像医师对该病的全面认知。根据撞击的轨迹及部位，可分为髌股外侧性撞击、髌股内侧性撞击及髌股滑脱性撞击，其中髌股内侧性撞击临床罕见，所以本研究以髌股外侧性撞击及髌股滑脱性撞击作为研究对象。

图2 髌股滑脱性撞击的CT及MRI影像学改变

MRI具有良好的组织分辨能力，是髌股关节撞击综合征首选的检查方法[13]，其多参数、多序列、多角度、多平面的成像特点，能够准确评估韧带、骨、软骨等组织结构损伤后的形态及信号变化，是诊断该病的基础。CT密度及空间分辨力高，对髌股关节骨性关节面的细节显示能力较强，观察髌骨及股骨滑车形态、关节排列对位等简单快捷，尤其是低辐射剂量VHS技术的应用，有效捕捉了髌骨轨迹的动态变化[14]，异常的髌骨运动轨迹是髌股关节撞击综合征诊断的先决条件。

髌股关节撞击综合征典型的影像学表现为损伤部位具有体现撞击的“对吻”性分布特征：髌股外侧性撞击损伤位于髌骨外侧关节面，为解剖性“对吻”。髌股滑脱性撞击多为髌骨因异常运动轨迹导致髌内侧面与股骨外髁的损伤，为运动轨迹性“对吻”，也称为功能性“对吻”，其“对吻”可以是骨挫伤-骨挫伤、骨挫伤-软骨损伤、骨挫伤-髌下脂肪垫损伤，也可以是软骨损伤-软骨损伤、软骨损伤-髌下脂肪垫损伤，可伴发2种以上的损伤。软骨位于关节面，为最早损伤结构，长期慢性低应力的损伤表现为软骨内局灶性高信号，进而发展为高信号伸入软骨内呈软骨撕裂征象，甚至表现为软骨撕脱不完整。骨挫伤为代表性损伤，在MRI表现为局灶性、斑片状、条带状T1低、T2高不均匀信号，为不同大小撞击力导致的相应大小范围的骨髓水肿，骨皮质完整，部分病例可伴有髌骨后缘或内侧缘的撕脱性骨折，病变无明显外伤或与外伤等级不一致是其不同于外伤性骨挫伤之处。韧带损伤可表现为韧带走行扭曲、周围及其内因水肿、渗出积液而表现为局限或弥漫性高信号，甚至断裂挛缩。韧带损伤进一步导致了髌股不稳，加剧了异常撞击损伤。关节囊腔积液为T1低、T2高信号，若伴出血，可见双高信号影[11，15-16]。

髌股外侧性撞击是长期的外侧髌股关节面非均匀性接触承压，使接触部位局部因压力改变而异常撞击，继发其解剖结构的损伤。从表1可以发现该病好发于19~27岁女性，此年龄段股骨滑车基本发育完成，其滑车形态以Dejour C型为主（33/57），外侧滑车关节面变尖、凸出，构成了髌股外侧性撞击的骨性因素。髌内外侧韧带损伤仅12例（12/57），其中髌外侧韧带损伤占比11/12，均为Ⅰ~Ⅱ级。髌骨倾斜（41/50）为其主要的动力学因素。当开始屈膝时，最先接触的是髌骨软骨面的远外侧缘，直至屈膝120°时仍保持髌骨外侧面与股骨外侧滑车的关节运动，如此长期无脱位的髌骨外侧倾斜使髌骨外侧关节面持续撞击外侧滑车比较突出之处，进一步导致骨挫伤[17-18]，所以该类型软骨损伤（53/57）明显高于骨挫伤（32/57），并以外侧关节面的骨及软骨的局灶性损伤为主（分别为28/32及42/53）。随着病程的延长，髌外侧支持带适应性挛缩，髌内侧韧带薄弱无力、功能不全，目前MRI尚无法体现这些改变，仅能体现伴有的韧带损伤，致该类型韧带损伤的出现率较低。

髌股滑脱性撞击是髌骨向外侧骑跨于股骨滑车，反复滑脱再复位的过程中造成髌内侧面与股骨外髁的撞击损伤。该类型病例好发于10~18岁女性，此年龄段多伴有滑车发育不良，其滑车形态以Dejour B型为主（21/35），因没有明显的滑车沟，外侧滑车关节面扁平、圆隆，假性关节面形成，失去了对髌骨的骨性限制，构成了髌骨向外侧骑跨、脱位的骨性解剖因素。该类型髌骨活动距离及范围较大，韧带损伤占26/35，以髌内侧韧带的Ⅱ~Ⅲ级损伤为主，此为该病的软组织因素。其动力学因素主要是髌骨脱位伴倾斜（25/33），其次为髌骨脱位（6/33）。反复的髌骨骑跨、脱位，使髌股关节撞击损伤的部位较多，但以髌内侧面（32/35）与股骨外髁（29/35）的撞击损伤为主，损伤范围较大，斑片状骨挫伤占比达26/35，并可累及髌股关节外侧关节面、髌骨嵴或股骨后髁。损伤的程度较重，伴软骨撕裂及撕脱占比16/31，髌骨撕脱伴有骨折占比5/35。国内多个学者曾提出急性滑脱性髌股关节撞击综合征这一概念[10-12]，认为在膝关节急性屈曲外翻时，髌骨向外侧滑脱或脱位后再自行复位的过程中髌内侧面与股骨外髁相互撞击导致损伤，患者股骨及髌骨的发育并无异常，但本研究发现此类文献的附图均存在不同程度的股骨滑车发育不良。结合本组数据，本研究认为大部分髌股滑脱性撞击的发生是基于股骨滑车的解剖学发育不良，并伴有髌骨内侧韧带的明显损伤，导致髌股不稳并反复滑脱，是多因素共同合力所致。而股骨滑车发育正常的人群，可在严重暴力性外伤后使髌骨突然外侧滑脱或强制性复位导致相应损伤，占非常小的比例[19-20]。

本研究2种类型中均见伴有髌下脂肪垫损伤的病例，其出现率无统计学差异，为髌股关节撞击综合征的伴发征象，而Hoffa髌下脂肪垫撞击综合征为单纯的髌骨下部撞击髌下脂肪垫导致的损伤，其又称髌韧带-股骨外侧髁摩擦综合征，多见于髌骨高位患者，一般无骨挫伤及软骨损伤[21]。半月板、内外侧副韧带及交叉韧带等结构在髌股关节撞击综合征中不参与发病机制的构成，所以其损伤无统计学意义。

本研究不足之处有：分析的样本量相对偏少；VHS动态轨迹法对髌股关节异常轨迹的分型建立在以往的研究成果上；髌股关节撞击综合征的临床表现与影像学征象的相关性和髌股内侧性撞击未作进一步探讨，以上问题有待后续继续观察研究。

综上所述，长期髌前疼痛不适患者，临床查体、关节镜或VHS扫描发现髌骨轨迹异常，且发现与轨迹相符的“对吻”性复合损伤，应考虑髌股关节撞击综合征可能。髌股外侧性撞击多见于外侧关节面，大部分为局灶性损伤，韧带损伤概率较少、程度较轻；髌股滑脱性撞击多见股骨滑车发育不良，髌内侧及股骨外髁为其经典发病部位，韧带损伤概率高，损伤程度较重。2类髌股关节撞击综合征的影像学特征各具特点，完整系统地分析其影像学征象有助于临床实践中对长期反复膝前痛患者的多方位辨识，提高早期诊断的准确性。