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急性滑脱性髌股关节撞击综合征的3.0T MRI诊断

2017-08-07李兆勇朱刚明梁俊生张丽萍陈真平李扬彬

放射学实践 2017年7期
关键词:压脂股关节髌骨

李兆勇, 朱刚明, 梁俊生, 张丽萍, 陈真平, 李扬彬

·骨骼肌肉影像学·

急性滑脱性髌股关节撞击综合征的3.0T MRI诊断

李兆勇, 朱刚明, 梁俊生, 张丽萍, 陈真平, 李扬彬

目的:探讨急性滑脱性髌股关节撞击综合征的MRI特点及损伤机制。方法:从1782例急性膝关节外伤的MRI资料中筛选出28例经临床MRI诊断急性滑脱性髌股关节撞击综合征的患者,分析其膝关节的MRI表现。结果:28例急性滑脱性髌股关节撞击综合征中,髌骨骨挫伤28例,损伤部位位于髌骨内侧缘皮质下,部分挫伤范围延伸至髌骨嵴。股骨外侧髁挫伤21例,损伤部位位于股骨外侧髁前、中部或前外缘皮质下,部分延伸至外侧髁后部、髁间窝。髌骨内侧缘软骨损伤16例。股骨外侧髁前外侧缘软骨损伤13例。内侧支持带损伤28例,其中I级损伤10例,Ⅱ级损伤13例,Ⅲ级损伤5例。7例外侧支持带损伤,其中I级损伤5例,Ⅱ级损伤2例,未见Ⅲ级损伤。髌骨位置正常19例,向外半脱位5例,完全性脱位4例。关节腔内游离体8例。28例关节积液,其中9例血性积液。结论:MRI能全面显示急性滑脱性髌股关节撞击综合征的损伤机制,为术前诊断及临床治疗提供帮助。

髌股关节; 创伤和损伤; 磁共振成像

急性滑脱性髌股关节撞击综合征[1]是指当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,髌骨内侧面与股骨外髁相互撞击或挤压,并随之产生的一系列膝关节解剖结构的损伤,严重者可导致髌骨脱位或半脱位。临床实践中笔者发现MRI能够较全面反应这一撞击所致的关节损伤,而X线、CT检查易漏诊,很难准确评价韧带及软骨的损伤。随着无创无辐射MRI检查的普及,越来越多的急性滑脱性髌股关节撞击综合征的患者能够在术前得到及时、准确的诊断。笔者对28例经MRI诊断的急性滑脱性髌股关节撞击综合征患者的影像学资料进行分析、总结,旨在进一步提高对该病的认识及诊断水平。

材料与方法

1.一般资料

由3位MRI诊断医师在PACS工作站中查询本院2013年7月-2016年9月所有行膝关节MRI检查的病例,调阅其MRI检查申请单,其中有1782例因急性膝关节外伤就诊,再分别分析相应的临床及MRI资料,从中筛选出符合以下条件的经临床MRI诊断为急性滑脱性髌股关节撞击综合征患者,其诊断标准参考于利等[2]及Elias标准[3],纳入标准为:①首次来院诊治,本次发病之前膝关节无异常,未经过治疗。②临床明确的外伤史,受伤机制为发生在膝关节突然屈伸活动过程中的间接暴力;③临床明确的髌骨外侧脱位病史;④MRI检查时病程≤7天;⑤除外由髌骨或股骨发育所致的髌骨习惯性脱位或半脱位。最终28例急性滑脱性髌股关节撞击综合征患者纳入本研究。其中男8例,女20例,年龄15~33岁,中位年龄19岁。左膝18例,右膝10例。外伤至MRI检查时间间隔1~7天,平均3天。所有入选患者均有明确的外伤史,运动性损伤20例,其中打羽毛球10例,打篮球3例,踢足球4例,轮滑2例,跳远1例;高处坠落伤1例;车祸伤5例;不慎跌倒2例。主要临床表现包括:关节肿胀及疼痛、关节不稳、屈曲受限、股骨外侧髁和或髌骨内侧缘压痛、髌骨外推恐惧试验阳性、髌骨研磨试验阳性、浮髌征等。其中10例来诊时已自行复位,9例就诊时手法复位,5例半脱位,4例脱位状态。髌骨内侧缘压痛23例、股骨外侧髁局限性压痛18例、髌骨外推恐惧试验阳性15例、髌骨研磨试验阳性11例、浮髌征阳性18例。

2.检查设备及方法

所有患者均采用Siemens Magnetom Verio 3.0T MR仪检查。采用膝关节表面线圈,患者取仰卧位,患侧足尖向上,膝关节自然伸直或微屈并外旋15°~20°,中心线对准髌骨下缘,行冠状面、矢状面及横轴面扫描。患膝不能伸直时,可进行屈曲位扫描,并做好患膝的固定,以减少运动伪影。各序列扫描参数见表1。

表1 膝关节MR扫描各序列主要参数

3.影像资料分析

所有图像均由两位骨肌系统诊断经验丰富的MRI诊断医师采用双盲法分析,相关数据记录在统一设计的表格内,记录内容包括患者年龄、性别、侧别、骨损伤、软骨损伤、半月板损伤、韧带损伤的部位及程度、髌骨脱位情况及关节囊积液、积血等,存在分歧时,由两位医师共同讨论后取得一致结果。笔者参考国外学者[4]关于韧带损伤分级的标准,对韧带损伤进行MRI分级(表2)。

结 果

1.骨损伤

本组病例中髌骨骨挫伤28例,损伤部位均位于髌骨内侧缘皮质下(图1),部分挫伤范围延伸至髌骨嵴。股骨外侧髁挫伤21例,损伤部位位于股骨外侧髁前、中部或前外缘皮质下(图2),部分延伸至外侧髁后部、髁间窝。

表2 韧带损伤MRI分级

本组病例发现骨折10例,共13处骨折,包括8处髌骨内下缘骨折(图3)或撕脱性骨折、4处股骨外侧髁骨折(图4)或撕脱性骨折、1处髁间隆突撕脱性骨折。

2.软骨损伤

髌骨内侧缘软骨损伤16例,股骨外侧髁前外侧缘软骨损伤13例,其中20例软骨信号异常,4例软骨变薄,10例表现为局部软骨明显中断或缺损(图5a),局部见液体填充。

3.内、外侧支持带损伤

28例均发现内侧支持带损伤,其中I级损伤(图6a)10例,Ⅱ级损伤(图1)13例,Ⅲ级损伤(图3)5例。7例外侧支持带损伤,其中I级损伤(图1)5例,Ⅱ级损伤2例,未见Ⅲ级损伤。

4.髌骨位置

髌骨位置正常19例,向外半脱位5例(图5),完全性脱位4例。

5.其他损伤

其他韧带损伤包括前交叉韧带损伤7例,后交叉韧带损伤2例,内侧副韧带损伤8例(图2),外侧副韧带损伤2例。半月板撕裂8例。外侧盘状半月板2例(图2)。关节腔内游离体8例(图3,5)。28例关节积液,其中单纯积液19例(图1),血性积液9例(图6d)。

讨 论

1.急性滑脱性髌股关节撞击综合征概念的提出及其解剖学解释

急性滑脱性髌股关节撞击综合征的概念最早由国内学者王植等[1]提出,凡由髌骨或股骨发育所致的髌骨习惯性脱位或半脱位,而无急性外伤史的,不在本范畴;国内外学者通常称其为急性或外伤性髌骨脱位及半脱位[5-6]。笔者通过分析本组MRI资料及其临床表现,认为急性滑脱性髌股关节撞击综合征这一命名更为生动、形象的反应这一膝关节复合性损伤特征性改变。本组10例于就诊时已自行复位,而其MRI显示均有不同程度的内侧支持带损伤,大部分病例合并骨挫伤,反映了撞击已经发生,而并非都处于脱位或半脱位状态,说明该命名可准确反应这一损伤过程。本研究发现28例急性滑脱性髌股关节撞击综合征患者均为复合性膝关节损伤,包括骨、软骨、韧带、半月板等,而非单一髌骨脱位或半脱位,因此该命名更为客观、全面。

图1 男,33岁,左膝,横轴面T2WI压脂序列。髌骨内侧缘及股骨外侧髁骨挫伤;髌骨合并骨软骨骨折(白长箭);股骨外侧髁软骨完整、信号正常(白箭头),骨皮质完整(黑箭头),皮质下骨挫伤呈片状不均匀高信号,边界不清;内侧支持带Ⅱ级损伤(黑箭);外侧支持带Ⅰ级损伤(白短箭)。 图2 女,19岁,左膝,冠状面T2WI压脂序列。内侧副韧带(黑箭)外移,下段局部扭曲、不完全撕裂,信号增高,周围见条片状高信号包绕,为Ⅱ级损伤;股骨外侧髁骨挫伤(黑箭头);本例合并外侧盘状半月板(白箭)。 图3 男,25岁,右膝,横轴面T2WI压脂序列。髌骨(白长箭)内侧缘骨挫伤,软骨信号增高、模糊,内下缘骨皮质不连续;内侧支持带(黑箭)为Ⅲ级损伤;外侧支持带(白短箭)为Ⅰ级损伤;关节腔内尚见一游离体(白箭头)。 图4 女,21岁,左膝,冠状面T2WI压脂序列。股骨外侧髁骨挫伤并骨折,外缘局部骨皮质不连续(箭)。 图5 女,17岁,左膝,急性滑脱性髌股关节撞击综合征,髌骨外移呈半脱位状态。a) 横轴面T2WI压脂序列示髌骨内后缘局部软骨缺损(箭头),局部见液体填充,关节腔内见条片游离骨软骨块(短箭),内侧支持带Ⅱ级损伤(长箭); b) CT横轴面髌骨内后缘骨质缺损(箭); c) CT横轴面示髌骨内后缘骨质缺失部分游离于关节腔内(箭); d) 矢状面T2WI压脂序列示髌骨后下缘骨挫伤,呈不均匀高信号,局部骨皮质不连续(箭)。 图6 女,15岁,左膝,急性滑脱性髌股关节撞击综合征。a) 横轴面T2WI压脂序列示股骨外侧髁骨挫伤(箭),呈不均匀高信号,内缘边界不清,内侧支持带为I级损伤; b) 矢状面T2WI示股骨外侧髁条片状等/稍高信号(箭),较骨髓信号略低,边界不清; c) 矢状面T1WI示股骨外侧髁见条片状低信号(箭),边界较清楚; d) 矢状面T2WI压脂序列股骨外侧髁见条片状不均匀明显高信号(箭),显示范围较T1WI及T2WI大,边界不清,关节囊内见血性积液。

髌骨是人体最大的籽骨,由于人体固有存在Q角,髌骨有向外侧移位的趋势,而维持正常位置、对抗外侧移位,则依赖于髌骨周围的稳定结构,髌内侧、外侧支持带是维持髌骨稳定性的静力性平衡系统,内侧支持带作为维持髌骨内侧稳定性的主要的软组织限制力量[7]。当膝关节伸直位时,髌骨外侧面一般不超过股骨外髁[8],当人在站立时非直接暴力情况下,膝关节屈曲、内旋或外翻,髌骨向外侧移动、脱位的趋势将会加大,导致髌骨外侧面越过股骨外髁,由于髌骨嵴及髌骨内下部位于解剖内侧,加之髌骨周围的软组织限制力,可对股骨外髁外缘产生撞击,造成相应部位骨或软骨损伤,并可发生髌骨半脱位或脱位,本组9例MRI检查时髌骨呈脱位或脱位状态。由于股骨外髁的阻挡,髌骨内侧面对股骨外髁外侧缘产生撞击,髌骨内下部及髌骨嵴再次对股骨外髁前外侧缘产生撞击,造成相应部位骨或软骨再次损伤,本组28例均有髌骨内侧面骨挫伤,21例股骨外侧髁外侧缘骨挫伤,部分伴有软骨损伤及或骨折。同时膝关节其他组织结构在此过程中也可受到不同程度损伤,尤其是作为维持髌骨稳定性的主要静力性结构的内侧支持带,本组病例中28例均出现内侧支持带不同程度损伤,与郑雷等[6]和Sanders等[9]研究一致。Stephen等[10]研究发现内侧支持带断裂后在膝关节屈曲早期可导致髌骨运动轨迹异常、髌骨侧向倾斜和外侧脱位的几率增加。

2.急性滑脱性髌股关节撞击综合征的主要MRI表现、损伤机制及临床意义

3.0T MRI具有优良的组织分辨力和多角度多平面成像的能力,以及多序列、多参数的选择,可准确评价骨、软骨、韧带等软组织结构的形态、信号及位置的改变,是诊断急性滑脱性髌股关节撞击综合征的基础。急性滑脱性髌股关节撞击综合征的MRI表现充分反应了这一损伤发病机制,正确认识这些表现,可以提高诊断的准确性,其表现主要在以下几个方面:①典型部位的骨挫伤,MRI表现为髌骨内下部及或股骨外髁前外侧部骨质内异常信号。骨挫伤是一个独立的放射学诊断名词[11],是MRI被应用于临床后才提出的一个概念,骨挫伤在MRI表现为骨髓呈地图样、斑片状、条片状长T1、混合T2异常信号,T2WI压脂序列呈不均匀高信号。在T1WI呈不均匀低信号;在T2WI呈中等或稍高信号,较骨髓信号略低,病灶与周围骨髓分界不清;在T2WI压脂序列为高信号,与周围被抑制的正常骨髓形成鲜明的对比,本研究组所有骨挫伤病灶在该序列均能清楚显示。本研究发现T2WI压脂序列优于常规T1WI及T2WI,T1WI又优于T2WI,T1WI联合T2WI压脂序列能更敏感的发现骨挫伤的信号改变,与郑少锐等[12]及蔺大伟等[13]研究相符。本研究组28例均出现典型部位的骨损伤,其中髌骨骨挫伤28例,股骨外侧髁挫伤21例,表明急性滑脱性髌股关节撞击综合征这一复合性膝关节损伤中髌骨与股骨发生过不同程度撞击、挤压和损伤。同样于利等[2]研究显示10例急性滑脱性髌股关节撞击综合征患者行MRI检查,均有髌骨及股骨外髁骨质信号改变。王植等[1]研究34例急性滑脱性髌股关节撞击综合征患者MRI均表现为髌骨及股骨外髁骨质呈形态各异、地图样或线性的异常信号改变。因此,临床实践中如MRI中发现典型部位的骨损伤,应该想到本病的可能,及时详细询问病情,结合临床体征,仔细观察分析MRI图像,以免遗漏除骨挫伤外的其他损伤,尤其是内侧支持带的损伤。②典型的韧带损伤-内侧支持带损伤,MRI主要表现为韧带周围软组织肿胀,韧带信号增高、边缘模糊、连续性中断、挛缩等。MRI冠状面及横轴面均可以发现内侧支持带损伤,鉴于解剖走行关系,冠状面常很难评估其损伤程度,而横轴面不仅是发现损伤的最佳成像体位,还能评估韧带的损伤程度,T2WI压脂序列抑制了周围高信号的脂肪,对韧带损伤引起的信号改变较T1WI及T2WI敏感。因此对于拟诊急性滑脱性髌股关节撞击综合征的患者应将横轴面T2WI压脂序列作为常规扫描序列。本研究组病例内侧支持带损伤发生率为100%。Felus等[14]报道急性髌骨外侧脱位中约94%的患者合并内侧支持带损伤。Balcarek等[15]对73例急性髌骨外侧脱位病例研究发现,72例发生内侧支持带损伤,内侧支持带损伤发生率为98.6%。国内研究者于利等[2]对25例经关节镜下诊断和治疗的急性滑脱性髌股关节撞击综合征患者研究发现均有内侧支持带损伤;郑雷等[6]对51例经临床证实的急性创伤性髌骨外侧脱位患者的MRI资料分析,内侧支持带损伤发生率为100%;而王植等研究34例经MRI诊断的急性滑脱性髌股关节撞击症患者中仅27例MRI表现为髌内侧支持带损伤(79.4%)。对于内侧支持带损伤与髌骨脱位的关系国内外学者的研究不尽相同,多数学者研究表明髌骨脱位必定伴有内侧支持带的损伤,本研究也支持该观点。造成这种差异的原因可能是研究者所用检查设备及技术不同,研究对象侧重点不同所致。内侧支持带作为髌股关节的主要稳定结构[16],内侧支持带损伤的分级对于临床是否手术有着重要的参考意义。一般而言对于I级损伤仅表现为韧带的扭伤和皮下水肿,可自然愈合,无需手术;由于Ⅱ、Ⅲ级损伤韧带纤维存在不同程度的撕裂,自然愈合较难,需手术干预,进行紧缩、修补或重建。③髌骨位置异常,包括髌骨与股骨内、外髁间距的不对称改变,髌骨边缘超过股骨边缘等。笔者发现本组病例MRI检查髌骨呈脱位状态的比较少,仅9例(32%)。髌骨脱位作为急性滑脱性髌股关节撞击综合征的直接征象,一旦出现,要引起阅片者的注意,尤其要观察是否有内侧支持的断裂。本组4例完全脱位患者中3例伴有内侧支持带的断裂,发生率高达75%,有待进一步大样本观察、研究。④关节腔内游离体,其位置不固定,MRI表现为关节腔内见点状及条状低信号。本组8例关节腔内游离体,根据此征象,寻找到股骨外侧髁、髌骨7处撕脱性骨折,1例髁间隆突撕脱性骨折。此征象作为急性滑脱性髌股关节撞击综合征的重要的间接征象,必须予以重视。

急性滑脱性髌股关节撞击综合征典型的MRI表现为髌骨内侧缘、股骨外髁前外侧面骨挫伤以及内侧支持带损伤。笔者认为如果MRI发现髌骨与股骨外髁相应部位同时有损伤表现时,可作为诊断急性滑脱性髌股关节撞击综合征的充分非必要条件;而内侧支持带的损伤则为必要非充分条件。

综上所述,3.0T MRI不但能敏感的显示急性滑脱性髌股关节撞击所引起的骨挫伤,还能全面评价内侧支持带等膝关节其他结构的损伤,结合相关的临床病史及MRI的典型表现可做出准确诊断。随着MRI的普及,MRI应作为急性滑脱性髌股关节撞击患者的首选检查方法,以免延误患者的早期诊断及有效的治疗。

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A study in the diagnosis of acute patellofemoral joint impingent syndrome using 3.0T MRI

LI Zhao-yong,ZHU Gang-ming,LIANG Jun-sheng,et al.

Department of Radiology,Tung Wah Hospital Affiliated Sun Yat-sen University,Guangdong 523013,China

Objective:The aim of this study was to summarize the imaging characteristics of 3.0T MRI and the mechanism of acute patellofemoral joint impingement syndrome.Methods:A retrospective review of 1782 consecutive MRI examinations of acute injured knees was performed to screen 28 patients with acute patellofemoral joint impingement syndrome.The MRl findings were analyzed by two radiologists specialized in diagnosis of musculoskeletal diseases.Results:Among all 28 cases,we found patella bone contusion in 28 cases,presenting an subcortical injury in the medial rim of patellar.Some patellar contusion extended to the rear patellar crest.Injury in the lateral femoral condyle was found in 21 cases.16 cases had patella medial edge cartilage injury.Cartilage injury in the external femoral condyle was found in 13 cases.Medial retinaculum injury was found in all 28 cases,including grade Ⅰ (n=10),grade Ⅱ (n=13) and grade Ⅲ (n=5).Lateral retinaculum injury was also found in 7 cases,including grade Ⅰ (n=5) and grade Ⅱ (n=2).Patellar was in normal position in 19 cases,outward subluxation in 5 cases,complete dislocation in 4 cases.Free bodies in joint cavity were seen in 8 cases.All 28 cases had joint effusion,with 9 cases of hemorrhagic effusion.Conclusion:MRI can comprehensively display the injury characteristics of acute patellofemoral joint impingent syndrome,which is very helpful for diagnosis and clinical treatment of this disease.

Patellofemoral joint; Wounds and injuries; Magnetic resonance imaging

523110 广东,中山大学附属东华医院放射科(李兆勇、朱刚明、梁俊生、张丽萍、陈真平);510260 广州,广州医学院第二附属医院放射科(李扬彬)

李兆勇(1984-),男,山东阳谷人,主治医师,主要从事CT和MRI影像诊断工作。

R445.2; R684.7

A

1000-0313(2017)07-0739-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.07.017

2017-02-15)

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