超聲成像在膝關(guān)節(jié)常見(jiàn)疾病中的應(yīng)用

劉艷華，薛利芳

1.北京市隆福醫(yī)院　超聲科，北京　100010；2.北京大學(xué)人民醫(yī)院　超聲科，北京　100044

超聲成像在膝關(guān)節(jié)常見(jiàn)疾病中的應(yīng)用

劉艷華1，薛利芳2

1.北京市隆福醫(yī)院超聲科，北京100010；2.北京大學(xué)人民醫(yī)院超聲科，北京100044

膝關(guān)節(jié)是人體負(fù)重和活動(dòng)量最大的關(guān)節(jié)，易受外傷、勞損和各類(lèi)疾病的干擾。隨著我國(guó)人口的老齡化，膝關(guān)節(jié)疾病的發(fā)病率呈明顯上升的趨勢(shì)。各種炎癥性、創(chuàng)傷性、老年性膝關(guān)節(jié)病變?nèi)绮荒艿玫郊皶r(shí)有效的治療，常會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)功能喪失，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。目前臨床上關(guān)于膝關(guān)節(jié)病變的影像學(xué)檢查有X線(xiàn)平片、CT掃描、關(guān)節(jié)鏡、關(guān)節(jié)腔造影以及MR I等,各種檢查技術(shù)依其特點(diǎn)均有一定不足[1],有些難以在低級(jí)別醫(yī)院乃至社區(qū)推廣應(yīng)用。近年來(lái)，隨著超聲技術(shù)的不斷進(jìn)步，高頻彩色多普勒超聲被廣泛應(yīng)用于骨科領(lǐng)域多種疾病的診斷。其對(duì)關(guān)節(jié)及軟組織病變?cè)\斷準(zhǔn)確性的不斷提高使之越來(lái)越受到骨科醫(yī)師的重視[2]。

1　超聲成像發(fā)展歷程

超聲成像是20世紀(jì)50年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新型非創(chuàng)傷性的臨床醫(yī)學(xué)新技術(shù),通過(guò)運(yùn)用超聲波的物理特性、成像原理，人體組織器官的解剖、生理、病理特征以及臨床醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)顯示人體組織、器官形態(tài)和功能的變化，為臨床提供診斷依據(jù)。

20世紀(jì)40年代，超聲開(kāi)始用于人體檢查，最早的一維超聲技術(shù)儀-A型超聲儀研制成功。60年代初，超聲光點(diǎn)掃描診斷法-M型超聲，超聲顯像診斷法-B型超聲，多普勒技術(shù)-D型超聲相繼研制成功[3]。70年代，脈沖多普勒與二維超聲結(jié)合而成的雙功能超聲顯像能選擇性獲得取樣部位的血流頻譜。80年代以來(lái)，超聲成像技術(shù)的進(jìn)展突飛猛進(jìn)，彩色多普勒技術(shù)的應(yīng)用極大地拓展了超聲檢查的應(yīng)用范圍，使各組織的細(xì)微結(jié)構(gòu)及血流得以顯示；脈沖與連續(xù)頻譜多普勒的聯(lián)合應(yīng)用近一步提高了診斷的準(zhǔn)確性。80年代，術(shù)中超聲已廣泛運(yùn)用于外科不同領(lǐng)域。90年代以來(lái)，高分辨率超聲逐步被應(yīng)用于骨和軟骨疾病的診斷。三維超聲技術(shù)在90年代開(kāi)始成熟，在很多應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)于傳統(tǒng)二維超聲。Ophir等人于1991年提出了超聲彈性成像（Ultrasonic Elastography，UE）[4]，從力學(xué)角度分析病灶良惡性，經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，已成為臨床上一種新的成像技術(shù)。

2　超聲成像在膝關(guān)節(jié)疾病中的應(yīng)用

2.1超聲成像在膝關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)周?chē)[物中的應(yīng)用

與CT、MR I相比，超聲是檢查膝關(guān)節(jié)內(nèi)及關(guān)節(jié)周?chē)[物最簡(jiǎn)單方便的方法。超聲能鑒別腫物的囊實(shí)性，顯示其血流分布情況，明確病變與周?chē)M織的關(guān)系，并能引導(dǎo)穿刺行活檢及介入治療。

（1）常見(jiàn)的囊性腫物。腘窩囊腫是臨床最常見(jiàn)的滑膜囊腫，其部位表淺固定，高頻彩超可明確診斷并對(duì)其進(jìn)行分型。半月板囊腫常位于外側(cè)半月板軟骨外周，有時(shí)會(huì)破損，有時(shí)可延伸至髕前間隙，超聲檢查多有陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)。關(guān)節(jié)旁滑囊病變時(shí)，超聲可在韌帶或肌腱旁顯示囊性回聲。

（2）常見(jiàn)的實(shí)性腫物?；ぱ芰鍪且环N發(fā)生在關(guān)節(jié)、滑膜囊和腱鞘滑膜的良性血管病變。超聲對(duì)滑膜血管瘤的診斷價(jià)值文獻(xiàn)少有報(bào)道。黃冬梅等[5]認(rèn)為，彩色血流顯像有助于診斷滑膜血管瘤，腫瘤表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腔內(nèi)邊界不清的低回聲腫塊，內(nèi)部呈多發(fā)管狀結(jié)構(gòu)，血流豐富。

2.2超聲在膝關(guān)節(jié)炎中的應(yīng)用

膝關(guān)節(jié)是全身滑膜最豐富的關(guān)節(jié)，髕上囊是全身最大的滑液囊，與膝關(guān)節(jié)相通。當(dāng)關(guān)節(jié)滑膜受物理、化學(xué)或生物刺激時(shí)，會(huì)出現(xiàn)炎癥改變，滑膜充血、水腫，繼而滲出，產(chǎn)生積液；若病因長(zhǎng)期存在，滑膜即出現(xiàn)增生、肥厚[6]。高頻超聲對(duì)關(guān)節(jié)具有良好的分辨力，可以清晰地顯示關(guān)節(jié)軟骨、間隙及周?chē)浗M織等解剖結(jié)構(gòu)。

2.2.1超聲在類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中的應(yīng)用

類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（Rheumatoid Arthritis，RA）是一種以對(duì)稱(chēng)性、多關(guān)節(jié)炎為主要臨床表現(xiàn)的自身免疫性疾病，可引起進(jìn)行性、不可逆的關(guān)節(jié)損傷，膝關(guān)節(jié)是最常被累及的大關(guān)節(jié)，其基本病理改變是滑膜炎[7]侵及下層的軟骨和骨，造成關(guān)節(jié)進(jìn)行性破壞、畸形和功能喪失等，故對(duì)R A的早期診斷很重要。

以往多采用X線(xiàn)或MR I觀(guān)察膝關(guān)節(jié)病變，隨著超聲儀器的不斷發(fā)展及超聲對(duì)骨骼肌肉病變?cè)\斷技術(shù)的提高，高頻超聲、彩色多普勒血流顯像（Color Doppler Flow Imaging，CDFI）及對(duì)比增強(qiáng)超聲（Contrast-enhanced Ultrasound，CEUS）越來(lái)越多地應(yīng)用于R A的診斷及療效判定中[8]。

正常情況下關(guān)節(jié)腔僅有微量積液，超聲不易顯示。當(dāng)滑膜滲出引起滑膜囊積液時(shí)，超聲圖像上顯示為明顯的無(wú)回聲區(qū)。超聲對(duì)關(guān)節(jié)積液檢測(cè)有很好的敏感性和特異性[9]。炎癥致滑膜增殖可引起滑膜增厚，增厚的滑膜在髕上囊液體的襯托下更清楚。高頻彩超可清晰顯示滑膜增生和病變組織血流量的變化，因此可用于滑膜病變的評(píng)估?；の⒀艿亩嗌倥c滑膜炎活動(dòng)性密切相關(guān)，應(yīng)用C EUS能夠提高滑膜微血管的顯示率[10]。Carotti等研究亦發(fā)現(xiàn)C EUS能夠評(píng)估R A滑膜炎病變的活躍程度及治療效果[11]。

超聲能直接顯示關(guān)節(jié)軟骨。Mathiesen等通過(guò)尸體膝關(guān)節(jié)超聲檢查表明，10MHz探頭能夠準(zhǔn)確地測(cè)量軟骨厚度和軟骨缺損面積[12]。任杰等選擇40例患者的41個(gè)擬行關(guān)節(jié)鏡手術(shù)或關(guān)節(jié)置換術(shù)的膝關(guān)節(jié)，發(fā)現(xiàn)超聲能很好地判斷膝關(guān)節(jié)軟骨的退變[13]。康斌等利用新鮮離體的膝關(guān)節(jié)制作股骨髁關(guān)節(jié)面軟骨缺損模型，通過(guò)超聲檢查發(fā)現(xiàn)，超聲在診斷軟骨缺損方面具有良好的準(zhǔn)確性及可靠性[14]。動(dòng)物離體軟骨退行性病變模型實(shí)驗(yàn)也表明，超聲能夠辨別正常軟骨和退行性病變的軟骨病灶，并且具有較高的敏感性[15]。

綜上所述，高頻超聲能清晰顯示關(guān)節(jié)腔、滑膜、滑囊、積液、軟骨厚度及形態(tài)[16]，且彩超能檢測(cè)關(guān)節(jié)組織內(nèi)血流的分布，顯示滑膜增生的狀態(tài)，并具有很高的敏感性；還可做出超聲分級(jí)診斷，有利于指導(dǎo)臨床和隨診。

2.2.2超聲在膝骨關(guān)節(jié)炎中的應(yīng)用

膝骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）多見(jiàn)于中老年人，是一種骨關(guān)節(jié)退行性病變，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨和骨的破壞、關(guān)節(jié)功能障礙，甚至殘廢。軟骨病變是OA的始動(dòng)環(huán)節(jié),早期病理改變主要是軟骨軟化、纖維樣變,乃至壞死脫落[17]。

高頻超聲對(duì)髕上囊和關(guān)節(jié)腔積液的診斷率極高，能顯示滑膜的增厚情況及血流狀態(tài)，更能清晰顯示OA的早中期病理改變，如關(guān)節(jié)面軟骨的厚度變化、邊緣光滑與否、內(nèi)部透聲情況、骨贅及形成游離體等，能準(zhǔn)確顯示這些病變的程度、性質(zhì)及范圍，對(duì)臨床早期診斷、療效觀(guān)察有重要意義。超聲能夠敏感地發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)游離體，特別是X線(xiàn)陰性的軟骨樣游離體。

總之，高頻超聲雖對(duì)骨質(zhì)病變顯示較困難，但對(duì)于OA早期病變中的軟骨變性及滑膜、軟組織改變顯示清晰，所以高頻超聲是診斷OA的重要手段。

2.3超聲在膝關(guān)節(jié)外傷性病變?cè)\斷中的應(yīng)用

膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、活動(dòng)量大、肌腱及韌帶受損傷機(jī)率較高。近年來(lái)，超聲對(duì)肌腱、側(cè)副韌帶等病變的診斷準(zhǔn)確性不斷提高，已應(yīng)用于骨科及中醫(yī)骨傷科中多種疾病的檢查。

2.3.1肌腱損傷

肌腱的過(guò)度使用性損傷，也稱(chēng)“腱病”，是骨科、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)和老年醫(yī)學(xué)的常見(jiàn)病，主要表現(xiàn)為肌腱或肌腱-骨骼連接處的疼痛、壓痛，甚至斷裂。好發(fā)于運(yùn)動(dòng)員，股四頭肌腱和髕腱是膝部肌腱撕裂的好發(fā)部位[18]。超聲對(duì)肌腱組織有良好的分辨率，不但可以診斷肌腱病變，對(duì)肌腱周邊滑膜炎亦可清晰顯示。高頻超聲能準(zhǔn)確判斷肌腱是否斷裂、粘連及其發(fā)生部位和周?chē)M織的關(guān)系，為臨床提供依據(jù)；還可動(dòng)態(tài)觀(guān)察肌腱愈合情況以指導(dǎo)臨床。

2.3.2側(cè)副韌帶損傷

膝關(guān)節(jié)側(cè)副韌帶為關(guān)節(jié)外結(jié)構(gòu)，位于皮下，不受骨遮擋，高頻超聲可清晰顯示。黃冬梅等報(bào)道，高頻超聲能清晰顯示側(cè)副韌帶的正常形態(tài)及損傷程度，并提出了相應(yīng)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[19]。膝關(guān)節(jié)韌帶損傷中以?xún)?nèi)側(cè)副韌帶損傷最為多見(jiàn)，深層斷裂者常伴有內(nèi)側(cè)半月板損傷，因超聲對(duì)交叉韌帶、半月板及骨性結(jié)構(gòu)損傷的診斷不如MR I，所以對(duì)懷疑有合并傷者還應(yīng)進(jìn)行MR I檢查，以防漏診。

2.3.3交叉韌帶損傷

交叉韌帶位置較深，超聲顯示相對(duì)困難。

前交叉韌帶（Anterior cruciate ligament，ACL）是膝關(guān)節(jié)中較易受傷的韌帶。超聲診斷急性A C L斷裂的指征分為直接征象和間接征象[20]。直接征象為A C L連續(xù)回聲中斷，回聲不均及局部暗區(qū)（僅限于A(yíng) C L中下部損傷，股骨附著部的斷裂為超聲掃查盲區(qū)）；間接征象為腘窩橫切掃查觀(guān)察股骨外側(cè)髁A C L起始處滑膜周?chē)袩o(wú)異?；芈晠^(qū)。Skovgaard Larsen等報(bào)道，用間接征象診斷A C L股骨附著部斷裂的敏感度為88%，特異度為98%[20]。Fuc h s等報(bào)道，在A(yíng) C L股骨附著處探及低回聲區(qū)，A C L走行呈“S”形以及后交叉韌帶（Posterior Cruciate Ligament，PCL）增厚這3個(gè)征象均可提示A C L斷裂[21]。

PCL撕裂時(shí)超聲表現(xiàn)為韌帶腫脹、內(nèi)部出現(xiàn)不規(guī)則低回聲、韌帶周?chē)[；完全斷裂時(shí)韌帶連續(xù)性中斷。張素萍等認(rèn)為，超聲診斷PCL損傷準(zhǔn)確率不及MRI，但能夠?qū)崟r(shí)地觀(guān)察PCL在抽屜試驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)情況，可提供其他方法無(wú)法得到的重要信息[22]。

2.3.4半月板損傷

半月板為膝關(guān)節(jié)內(nèi)股骨內(nèi)外髁與脛骨內(nèi)外髁之間的半月形纖維軟骨墊。目前國(guó)內(nèi)外超聲對(duì)膝關(guān)節(jié)半月板損傷的準(zhǔn)確性報(bào)道不一。?？怂傻纫躁P(guān)節(jié)鏡和手術(shù)為金標(biāo)準(zhǔn)，超聲診斷膝關(guān)節(jié)半月板損傷的準(zhǔn)確性為92.4%，敏感性為94.1%，特異性為90.6%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為91.4%，陰性預(yù)測(cè)值為93.5%[23]。P a r k等以MR I作為參考標(biāo)準(zhǔn)，超聲對(duì)膝關(guān)節(jié)損傷診斷的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值分別為6.2%、84.9%、85.4%、75.8%、91.8%[24]。吳曉莉等認(rèn)為，超聲診斷半月板損傷時(shí)，應(yīng)注意結(jié)合患者病史及體檢結(jié)果[25]。對(duì)于半月板內(nèi)緣的撕脫、放射狀的撕裂、無(wú)明顯分離的撕裂以及距離太大的桶柄狀撕裂，超聲難以顯示，可能出現(xiàn)假陰性結(jié)果；由于體位、探頭分辨力、超聲檢查者的技術(shù)水平等因素，可出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果。

2.3.5肌肉損傷

最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)性膝部肌肉損傷為股四頭肌和小腿三頭肌。臨床上將小腿三頭肌損傷稱(chēng)為網(wǎng)球腿。高頻超聲可評(píng)估肌肉損傷的程度及范圍，觀(guān)察損傷愈合進(jìn)程及評(píng)估瘢痕形成情況；肌內(nèi)血腫是肌肉撕裂的標(biāo)志。

3　討論

3.1超聲在膝關(guān)節(jié)檢查中的優(yōu)勢(shì)

高頻彩超對(duì)膝關(guān)節(jié)具有良好的組織分辨率，能提供高質(zhì)量的圖像，能清晰顯示膝部的解剖結(jié)構(gòu)及空間層次關(guān)系，能識(shí)別軟組織結(jié)構(gòu)及病變，能從任意方向和角度觀(guān)察病變，能顯示血流信號(hào)，已成為膝關(guān)節(jié)及其周?chē)M織病變的首選且有效的影像學(xué)檢查方法。

超聲檢查以高軟組織對(duì)比度、實(shí)時(shí)快速成像、便捷、無(wú)禁忌、無(wú)損傷、無(wú)放射性及電離輻射、可重復(fù)、可雙側(cè)對(duì)比、價(jià)廉、報(bào)告快捷等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于臨床，成為病人最易接受、且不可替代的影像學(xué)檢查方法之一，在基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)更是重要的、甚至是唯一的影像學(xué)檢查方法。

超聲檢查可在床旁進(jìn)行，患者無(wú)需準(zhǔn)備、無(wú)痛苦、不受任何狀態(tài)限制，探頭和患者體位在掃查過(guò)程中可靈活變動(dòng)，動(dòng)態(tài)獲取患者信息。

盡管超聲在骨關(guān)節(jié)檢查中受到若干限制，但諸多優(yōu)點(diǎn)使其經(jīng)?？商峁┢渌跋駥W(xué)方法無(wú)法得到的重要診斷信息。

3.2超聲在膝關(guān)節(jié)檢查中的不足

B超影像清晰度不如CT和MR I，對(duì)含氣臟器和骨骼疾病的診斷等方面存在局限性[3]。膝關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)多、表面形態(tài)不規(guī)則，超聲探頭與皮膚接觸范圍較小，故顯示的視野較小。

超聲對(duì)無(wú)骨性遮擋的肌肉肌腱及部分韌帶損傷的診斷水平幾乎等同于MR I，但是對(duì)于膝關(guān)節(jié)深部病變準(zhǔn)確性明顯不如MR I，因而超聲難以診斷前交叉韌帶、膝關(guān)節(jié)半月板后角的病變[26]。且肌骨系統(tǒng)超聲檢查中易出現(xiàn)異向性假像。

不同超聲儀的圖像清晰度不同，對(duì)診斷結(jié)果有影響。另外，超聲檢查醫(yī)師的探查手法、經(jīng)驗(yàn)與診斷的準(zhǔn)確性有很大關(guān)系。同時(shí)部分病情較重的患者因其體位不能配合檢查，易出現(xiàn)漏誤診現(xiàn)象。

4　展望

近幾年隨著超聲造影劑的引入以及超聲分子影像技術(shù)的發(fā)展，超聲波不僅可以對(duì)體內(nèi)組織器官微觀(guān)病變進(jìn)行分子水平的探測(cè)與顯像，還可實(shí)現(xiàn)藥物的靶向定點(diǎn)運(yùn)輸和釋放。未來(lái)5～10年，超聲技術(shù)發(fā)展方向?qū)⑹恰俺上?給藥-治療”的一體化[27]，以期給膝關(guān)節(jié)病變患者帶來(lái)福音。

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作者郵箱：174562548@qq.com

[中圖分類(lèi)號(hào)]R445.1；R684

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.02.020

[文章編號(hào)]1674-1633(2014)02-0070-04

收稿日期：2013-08-11修回日期：2013-11-13

基金項(xiàng)目：北京市東城區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013-3-006）。

Application of Ultrasonic Imaging in Common Diseases of Knee Joint

LIU Yan-hua1, XUE Li-fang2
1.Department of Ultrasound, Longfu Hospital, Beijing 100010, China; 2.Department of Ultrasound, Peking University People's Hospital, Beijing 100044, China

[摘要]本文闡述了超聲成像的基本原理、發(fā)展歷程及其在膝關(guān)節(jié)疾病如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、肌腱損傷等中的應(yīng)用，并分析了其在膝關(guān)節(jié)檢查中的優(yōu)勢(shì)與不足，指出高頻超聲將在膝關(guān)節(jié)疾病的診斷和治療中發(fā)揮重要作用。

[關(guān)鍵詞]超聲成像；類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；外傷性病變；高頻超聲

Abstract：This paper introduces the basic principle, development history of ultrasonic imaging with its applications in diseases of knee joint such as rheumatoid arthritis, tendon injury and so on. This paper also analyzes the advantages and def i ciencies of ultrasonic imaging in the examination of knee joint, and points out that high-frequency ultrasound will play an important role in the diagnosis and treatment of diseases of knee joint.

Key words：ultrasonic imaging; rheumatoid arthritis; traumatic lesions; high-frequency ultrasound