2018ECR系列教育展板
髕股關節不穩：磁共振成像綜述
Patellofemoral Instability： A Comprehensive How-to Review with MR Imaging
Congress:
ECR 2018
Poster No.:
C-2200
Type:
Educational Exhibit
Keywords:
Musculoskeletal bone， Extremities， Musculoskeletal joint， MR， Education， Complications， Dysplasias， Trauma
Authors:
V。 S。 Teran Pareja， S。 Flores Casaperalta， E。 Zaragozá Cardells； Valencia/ES
DOI:
10。1594/ecr2018/C-2200
DOI-Link:
http：//dx。doi。org/10。1594/ecr2018/C-2200
Learning objectives
1。描述髕股關節的正常解剖結構。
2。複習髕股關節不穩定的危險因素
3。認識髕股關節不穩的相關MR表現。
Background
髕股疼痛綜合徵（Patellofemoral pain syndrome ，PFPS）是45歲以下患者膝關節疼痛的主要原因，通常二十歲時發生率更高。髕股關節的軌跡問題非常普遍，包括髕骨輕微軌跡異常、傾斜、不穩定性和脫位。成人和兒童所有膝關節損傷中的急性髕骨脫位佔2％-3％（每10萬人中有6-77人）。通常認為，這種損傷被認為發生在久坐、超重、青春期的女性多見，但最近的資料顯示這種認為是不準確的，大多數傷害實際上發生在年輕運動員，通常是男性，參與體育運動和其它劇烈體力活動。
傳統上，原發性髕骨脫位患者的治療是非手術治療，並且多達60％的患者報道了髕骨復發不穩定。如果治療不徹底，髕股關節慢性不穩定和複發性脫位可能導致進行性軟骨損傷和嚴重關節炎。特別是對於複發性脫位，手術治療起著重要作用，因為這種情況自然病史預後較差，很難恢復正常功能。
磁共振（MR）成像被認為是第一次或複發性髕骨脫位後的標準檢查，並對檢測與髕骨脫位相關的損傷以及可能導致慢性髕骨不穩定的形態變異是敏感的。
因此，放射科醫生在評估膝關節MRI時應重點關注髕股關節，特別是對於膝關節疼痛和不穩定的年輕患者，以及早發現髕股關節病理情況。
正常解剖
髕股關節由髕骨與股骨髁組成的關節（圖1）。它透過延長其有效槓桿臂來保護脛股關節並使不同的股四頭肌組成的分散拉力居中，增加股四頭肌的機械優勢。髕骨關節軟骨在人體內最厚，在年輕的健康成年人中測量為4-6mm，與關節上顯著的機械應力相關。
圖1：
髕股關節的解剖結構圖。
髕股關節的正常功能需要複雜的相互被動穩定（骨骼和韌帶）和主動穩定（伸肌）（圖2）之間相互作用。關節幾何形狀對於運動中的穩定性至關重要，
為了確保在髕骨股骨彎曲的整個範圍內的安全軌跡，股骨滑車溝（與髕骨後表面的上四分之三相連）必須足夠深，並且外側股骨髁必須足夠高（前後徑大於內側髁）。內側韌帶穩定防止髕骨在運動過程中橫向移位。最重要的韌帶穩定韌帶是
髕內側支援帶
和
內側髕股韌帶（MPFL）
，它們在MR成像中呈邊界清楚的低訊號且通常難以彼此區分。髕骨有一個呈略凸出的內側面和一個略凹陷的外側面，外側面外通常比內側面長（圖3）。發育不良的內側面更常與髕骨軌跡異常有關。
圖2：膝關節解剖結構圖（內側）。
圖3：
髕骨分型（Wiberg分型）：
Ⅰ型：內側關節面凹面，並與外側關節面等寬。（10%）
Ⅱ型：內側關節面凹面，並比外側關節面窄。（65%）
Ⅲ型：內側關節面凸面，並比外側關節面窄。（25%）
原文配圖有誤，且難以理解，請看下圖。
Findings and procedure details
髕股關節不穩
髕骨脫位的特徵是髕股關節表面之間完全失去接觸。髕股關節不穩定的方向幾乎總是橫向的（罕見的醫源性原因導致的內側脫位病例已有報道）。單憑創傷很少導致沒有潛在誘因的個體出現髕骨脫位。
首次髕骨脫位的最常見機制是在內旋屈曲位的膝關節伴腳外翻時（圖4），加上輕度至重度的外傷，導致內側韌帶斷裂。即使在髕骨復位後，也可能存在持續的內側不穩定性，再加上其它危險因素可能隨時間導致嚴重的慢性不穩定。
導致髕骨不穩定的最常見誘因包括滑車發育不良、高位髕骨、脛骨結節的偏側性（lateralization of the tibial tuberosity）。導致髕股關節不穩定的次要因素是脛股關節旋轉不良，膝反屈和韌帶鬆弛（Ehlers-Danlos綜合徵和馬凡綜合徵）。
圖4
：完全外側髕骨脫位。MPFL斷裂（箭頭），並且髕骨下內側緣撞擊股骨外側髁。
1.
Risk Factors and Assessment with MR Imaging (Fig. 5)
圖5：
MR成像評估髕骨不穩定風險因素。
滑車發育不良(Trochlear Dysplasia)
滑車發育異常已被確定為導致慢性髕股關節不穩定的主要因素之一，並且由於其雙側發生率高，被認為是發育異常。超過85％的髕骨脫位患者發現滑車發育不良的跡象。
A. 滑車發育不良 Dejour 分型（Dejour等）（圖6，圖7）
- A型：保留的滑車的正常形狀，相對較淺的滑車溝。
- B型：明顯扁平或甚至凸起的滑車。
- C型：滑車關節面不對稱，外側面凸出，內側面發育不全；導致平面關節面形成斜面；
- 型別D：除了型別C的滑車關節面不對稱特徵之外，伴垂直的關節面與峭壁徵（在矢狀面影象上呈峭壁徵）。
圖6
：根據Dejour等人滑車發育異常的分型。
圖7
：滑車發育不良 Dejour 分型 。
B. 滑車溝角(sulcus angle）（圖8）
滑車溝角
（也稱股溝角）即由股骨內、外側髁頂點至股骨滑車底連線所成的髁間角。該角度通常平均為138°（+/- 6°）。增大的滑車溝角通常與髕骨半脫位和脫位有關，其最嚴重的形式中代表滑車發育不良。如果滑車溝角異常，則可能還會出現其它發育不良的特徵。
圖8
：橫斷位FS -PDWI像的Sulcus角評估。
C.外側滑車傾斜度(Lateral Trochlear Inclination)
選擇顯示滑車軟骨的最佳層面用於該測量。外側滑車傾斜角是透過外側滑車軟骨下的平面與股骨後髁的連線之間形成的角度。小於11°的傾斜角表示滑車發育不良。
圖9
：橫斷位FS-PDWI像上評估外側滑車傾斜度。
D. 滑車面不對稱（圖10）
滑車面不對稱性計算為內側滑車面寬度與外側滑車面寬度之比，並且在脛股關節間隙以上3cm處的軸平面處測量。認為
圖10
：橫斷位FS-PDWI像上評估外側滑車面不對稱。
E. 滑車溝深度（Trochlear Depth）
（圖11）
滑車溝深度是相對於股骨內側髁和外側髁突起的平均值的凹陷深度。計算公式：（A+C/2）-B。滑車深度
圖11
：橫斷位FS-PDWI像上評估滑車溝深度。
高位髕骨（Patella Alta）
髕骨高位是髕骨太高，超過滑車窩，當髕腱太長時發生。被認為是髕股關節錯位的一個主要因素，與正常膝關節相比，參與滑車屈曲度時髕骨位置更高。約25％的急性髕骨脫位患者在MR影象上可見高位髕骨。
Insall-Salvati指數 （Insall-Salvati index）
（圖12）
IS法是測量髕骨下極至脛骨結節頂點上緣，再測量髕骨最長對角線的長度， IS=LT/LP，即髕腱長度/髕骨對角線長度。正常髕骨高度比為1。1（標準偏差，0。1）。高位髕骨定義為髕骨高度比大於1。3（正常比率加兩個標準偏差）。
注：文獻一般大於1。2即診斷。
圖12
：在矢狀GRE MR影象上評估的髕骨高度比。
脛骨結節-股骨滑車間距離（TT-TG distance）
在正常關節中，脛骨結節位於股骨滑車的正下方，膝關節彎曲引導向下傳遞矢狀力。然而，若脛骨結節過度側向移位，髕骨在屈曲時被橫向牽拉，目前，測量髕骨橫向移位被認為能準備評估髕骨不穩。
TT-TG距離：脛骨結節最前點到股骨後髁切線的垂線以及股骨滑車最深處到股骨後髁切線的垂線，測量兩垂線間的距離。
-
- 15-20毫米認為是交界
- > 20毫米認為是異常
圖13
：橫斷位FS-PDWI像上評估脛骨結節-股骨滑車間距離。
2.
Associated MR imaging findings of patellar instability
在進行MR檢查的患者中，多達50％患者未考慮到髕骨脫位。在膝關節急性外傷後，嚴重的疼痛和積液會限制臨床檢查，並且可能無法闡明確切的損傷機制。
近期髕骨脫位（Recent patellar dislocation）
MR成像可用於根據典型損傷模式診斷先前的髕骨脫位（圖14）。一般而言，髕骨內下方和外側髁的畸形或水腫，與MPFL（內側髕股韌帶）斷裂和髕骨側偏，這些徵象對最近的髕骨脫位是確診性的。在極少數情況下，衝擊力可能導致髁突骨折。
圖14：基於典型損傷模式的髕骨脫位MR成像和手繪圖。
膝關節內側間室破裂後，大多數患者將在MR成像中顯示髕骨半脫位或傾斜。
半脫位（圖15）被定義為髕骨從股骨滑車溝的區域性橫向錯位，可主觀地評估或者透過畫出透過內、外側股骨後髁頂點的連線並且在內側髁內側作垂直於該連線的垂直線（圖中紅線）。髕骨內側緣距此垂線的距離正常
圖15
：評估髕骨外側移位的MR像。
髕骨傾斜
（圖16）是透過測量外側髕股角來診斷，所述外側髕股角為沿著髕骨外側關節面的切線與股骨內外髁頂點的連線之間的夾角。髕股骨外開口被認為是正常的。如果這個角為0°或向內開口 （小於0°）則提示髕骨傾斜。
圖16：
MR圖示評估外側髕股角。
髕骨內側穩定結構損傷(Injuries to Medial Patellar Stabilizers)
內側韌帶複合體的損傷，70％-100％的患者在MR影象上表現出MPFL（內側髕股韌帶）和髕內側支援帶的斷裂。將韌帶分為三個區域可用於報告撕裂部位：（a）髕骨附著處（前三分之一），（b）中間段，和（c）股骨起源處（後三分之一）。50％至90％的內側韌帶損傷涉及髕骨附著處（圖17）。準確描述韌帶撕裂的型別非常重要，因為最近的研究結果表明股骨端撕脫，預示著慢性不穩定。在三分之二的病例中，髕骨附著處的韌帶斷裂是部分的，三分之一的是完全斷裂。MR成像可見內側複合體全層撕裂，韌帶完全破壞，區域性軟組織水腫，在T2加權像上訊號增高。完全斷裂呈波狀或回縮的韌帶周圍明顯滲出。
圖17
：MR影象評估髕內側損傷。
髕骨和外側髁缺損(Patellar and Lateral Condylar Defects)
超過三分之二的患者會出現髕骨內側的軟骨或骨軟骨病變，其中將近一半的病例可見內下方髕骨凹陷性畸形（圖18）。如果病灶大於約1平方釐米，則提示需急診手術。滑車軟骨的缺損較少見。長期改變顯示早期骨性關節炎徵象和內側髕韌帶骨化的跡象在大多數病人。
大約40％的患者出現股骨前外側髁或內側髁骨軟骨病變。完全分離的骨碎片可以表現為關節間隙遊離體，這是手術的指徵。
積液（Effusion）
膝關節積液是髕骨脫位後的典型表現，並且在大多數患者中會出現，尤其是在損傷發生後立即進行MR檢查時。關節積液定義為在中線矢狀面上髕上隱窩超過4mm的液體深度，且橫斷點陣圖像中外側隱窩超過10mm（圖18）。患有習慣性脫臼的患者常常沒有出現滲出。
圖18
：MR像示髕骨脫位後的髕骨內側區域性缺損和關節積液。
其它徵象（Other Findings）
髕骨脫位還可能導致MPFL附近的股內斜肌水腫或出血，在冠狀面T2加權像上可見（圖19）。肌纖維的破壞可以是撕裂或挫傷，並且肌纖維可以透過縫合重新附著。
關節內遊離體是呈局灶性低訊號影在關節腔積液中。在髕骨脫位之後，這些遊離體存在於多達三分之一的患者中，並且這些遊離體代表髕骨或外側髁的撕脫骨軟骨碎片。
髕骨脫位也可能發生半月板損傷，副韌帶損傷，甚至交叉韌帶損傷。多達五分之一的病例會顯示內側副韌帶和內側半月板撕裂。
圖19
：冠狀位FS-T2WI像示股內斜肌下部水腫。
逐步的系統化總結（STEPWISE SYSTEMATIC APPROACH SUMMARY）
A.評估髕骨不穩定風險因素：
1。評估中線矢狀面影象上的髕骨。
2。評估髕骨形狀的Wiberg分類。
3。評估滑車變形：
- 評估滑車溝角和滑車發育不良 Dejour 分型
- 評估側外側滑車傾斜度
- 評估滑車面不對稱
- 評估滑車溝深度
4。評估脛骨結節-股骨滑車間距離（TT-TG距離）。
B.評估髕骨不穩定的相關MR成像表現：
5。根據典型損傷評估近期髕骨脫位，包括半脫位和髕骨傾斜（使用外側髕股角）。
6。評估內側髕骨穩定結構受傷情況。
7。評估髕骨和外側髁缺損，積液和關節遊離體。
8。評估股四頭肌/肌腱和脂肪墊有關的軟組織異常。
9。評估其他損傷（半月板，側副韌帶，交叉韌帶）。
圖20：
逐步系統化評估髕股關節不穩。
Conclusion
Magnetic resonance imaging is recognized as an imaging modality of choice after patellar dislocation and is sensitive for detecting associated injuries associated and morphological variants that may contribute to chronic patellar instability。
Hence， it is important for the radiologist to focus on the patellofemoral joint while evaluating knee MRI， specially in young patients presenting with knee pain and instability for early detection of patellofemoral related pathology。
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