青少年急性髕骨脫位后骨軟骨損傷的MRI分析

羅偉，張亞林，任露

青少年急性髕骨脫位后骨軟骨損傷的MRI分析

羅偉*，張亞林，任露

投稿日期：2015-08-24

接受日期：2015-10-19

目的 分析青少年急性髕骨脫位后骨軟骨損傷的MRI特點(diǎn)。材料與方法 對(duì)41例青少年急性髕骨脫位的MRI資料進(jìn)行回顧性分析，所有患者均行常規(guī)MR矢狀面、冠狀面和橫斷面T1WI、T2WI、脂肪抑制FSE序列掃描，分析骨軟骨損傷的特點(diǎn)。結(jié)果 急性髕骨脫位后，41例青少年有37例(90.2%)出現(xiàn)骨軟骨損傷，其中Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)骨軟骨損傷的發(fā)生率分別為10.5%、12.2%、24.5%、52.6%。青少年髕骨側(cè)、股骨側(cè)、髕骨-股骨骨軟骨損傷的發(fā)生率分別為32.4%、13.5%、54.0%。結(jié)論 青少年骨軟骨損傷以Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)多見(jiàn)，損傷部位以髕骨側(cè)及多部位損傷常見(jiàn)。

髕骨脫位；骨軟骨；磁共振成像

急性髕骨脫位為復(fù)合性損傷，包括髕骨內(nèi)側(cè)骨挫傷或撕脫骨折、髕骨關(guān)節(jié)面骨軟骨骨折、股骨外側(cè)髁骨挫傷、髕股內(nèi)側(cè)支持帶撕裂、關(guān)節(jié)積液等一系列膝關(guān)節(jié)損傷。在評(píng)價(jià)骨軟骨和軟組織損傷方面，MRI具有常規(guī)影像檢查無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，能清楚顯示骨軟骨損傷的部位、大小、程度，亦能清楚顯示骨挫傷、內(nèi)側(cè)支持帶撕裂等急性髕骨脫位的其它損傷，有助于臨床診斷及關(guān)節(jié)鏡或手術(shù)治療。青少年和成人由于存在解剖結(jié)構(gòu)及發(fā)育的不同，其影像表現(xiàn)也會(huì)有較大的差異，筆者分析41例經(jīng)臨床證實(shí)的急性髕骨脫位的MRI資料，探討青少年急性髕骨脫位后骨軟骨損傷的MRI表現(xiàn)。

1　材料與方法

1.1研究對(duì)象

回顧性分析本院2010年1月至2015年5月間的所有膝關(guān)節(jié)MR圖像，挑選出41例經(jīng)臨床確診的急性髕骨脫位患者。參照Lewallen等[1]和Vavken等[2]的研究標(biāo)準(zhǔn)將青少年定義為年齡18歲并且股骨遠(yuǎn)側(cè)，脛骨近側(cè)骨骺仍未閉合。髕骨外側(cè)脫位MRI診斷標(biāo)準(zhǔn)[3-4]：(1) MRI檢查顯示髕骨內(nèi)下部和股骨外側(cè)髁骨髓挫傷；(2)患者就診時(shí)髕骨處于外側(cè)脫位狀態(tài)；(3)臨床明確的外側(cè)脫位病史，髕骨內(nèi)側(cè)緣壓痛，髕骨外推恐懼試驗(yàn)陽(yáng)性。所有患者受傷至MRI檢查時(shí)間均小于1周。既往膝關(guān)節(jié)外傷史，髕骨反復(fù)脫位，手術(shù)史以及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等病例均排除在研究之外。

本組男18例，女23例，年齡8～18歲，平均13歲，右膝關(guān)節(jié)24例，左膝17例。臨床表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)腫脹，疼痛，關(guān)節(jié)伸展活動(dòng)受限，膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)等癥狀。體格檢查患者均有膝關(guān)節(jié)腫脹及內(nèi)側(cè)壓痛，髕骨恐懼試驗(yàn)及俘髕試驗(yàn)陽(yáng)性。8例患者就診時(shí)髕骨仍處于外側(cè)脫位狀態(tài)，其余髕骨均復(fù)位。

1.2MRI檢查及圖像分析方法

使用philip 1.5T或3.0T MR掃描儀，采用包裹式表面線圈，患者仰臥，腿伸直位，行橫斷面，失狀面和冠狀面掃描，掃描參數(shù)：SET1WI，TR 400～450 ms，TE 12 ms；FSET2WI，TR 2500～3200 ms，TE 90 ms；脂肪抑制FSE雙回波序列，TR 3000～3500 ms，TE 16、96 ms.掃描層厚為3 mm，間距為0.3 mm，F(xiàn)OV 150 mm×150 mm～180 mm×180 mm，掃描矩陣為220×220～256×256。

根據(jù)ICRS的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]將骨軟骨MRI表現(xiàn)分為0～Ⅳ級(jí)。0級(jí)：正常軟骨；Ⅰ級(jí)：軟骨內(nèi)信號(hào)異常，但軟骨表面光滑；Ⅱ級(jí)：軟骨表面缺損<軟骨全層的50%；Ⅲ級(jí)：軟骨表面缺損>軟骨全層的50%，但軟骨下骨未裸露，Ⅳ級(jí)：全層軟骨缺損，軟骨下骨裸露或缺損。

將骨軟骨損傷部位分為股骨側(cè)、髕骨側(cè)、股骨-髕骨側(cè)。

41例患者的MRI資料隨機(jī)編號(hào)，由2名高年資的骨關(guān)節(jié)影像診斷醫(yī)師在不知曉臨床結(jié)果的情況下獨(dú)立閱片，記錄各自診斷結(jié)果，最后協(xié)商達(dá)成一致。

2　結(jié)果

41例青少年急性髕骨脫位后有4例骨軟骨MRI表現(xiàn)正常，37例出現(xiàn)骨軟骨損傷，共57處病灶(圖1～4)，其骨軟骨損傷程度發(fā)生率具體如表1所示。Ⅳ級(jí)骨軟骨損傷即為骨軟骨骨折，表現(xiàn)為軟骨及軟骨下骨缺損，軟骨下骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷。骨軟骨游離體包含有T1WI、T2WI均為高信號(hào)的骨松質(zhì)成分，可見(jiàn)游離體14塊，游離體位于髁間窩前部3塊，髕上囊4塊，髕骨骨軟骨骨折旁5塊，髕股關(guān)節(jié)間隙2塊。

表1　青少年骨軟骨損傷程度發(fā)生率Tab. 1The degree and incidence of bone cartilage injury in adolescents

骨軟骨損傷部位發(fā)生率具體如表2所示。青少年骨軟骨損傷發(fā)生在髕骨內(nèi)側(cè)面7處，中央嵴5處，內(nèi)側(cè)面及中央嵴11處，外側(cè)面5處，外側(cè)面及中央嵴4處；位于股骨外側(cè)髁滑車(chē)面13處，承重面或更靠后6處，滑車(chē)面與承重面移行區(qū)6處。

表2　青少年骨軟骨損傷部位發(fā)生率Tab. 2The comparison ofThe incidence of bone and cartilage injury in adolescents

3　討論

急性髕骨脫位的發(fā)生率在不同人群之間有差異，越年輕的人群、女性、越高強(qiáng)度體力活動(dòng)者、身高、體重越大者，發(fā)生脫位的風(fēng)險(xiǎn)性越高[6-7]。

急性髕骨脫位被一致認(rèn)為是由切線應(yīng)力造成的，也有直接剪切暴力造成脫位的情況。膝關(guān)節(jié)屈曲位站立再扭轉(zhuǎn)是其損傷的重要機(jī)制，受傷時(shí)膝關(guān)節(jié)處于屈曲位，當(dāng)股四頭肌收縮，使髕骨向外側(cè)移位?；颊叱Ｒ?yàn)樘弁炊さ梗c此同時(shí)髕骨自動(dòng)復(fù)位。在脫位階段，髕骨沿著股骨外側(cè)髁外側(cè)面向外側(cè)脫位時(shí)，剪切力造成髕骨或股骨外側(cè)髁關(guān)節(jié)面損傷。在復(fù)位階段，髕骨內(nèi)側(cè)面與股骨外側(cè)髁前部非關(guān)節(jié)面相撞擊，導(dǎo)致髕骨內(nèi)下部及股骨外側(cè)髁典型的骨挫傷，同時(shí)髕骨內(nèi)側(cè)面還可發(fā)生剪切力損傷。

圖1　女，10歲。A：X線示髕骨后方碎骨片(箭)。B：CT橫斷面示髕骨后方骨軟骨缺如(箭)。C：CT橫斷面示髕骨后方游離骨碎片，與X片所見(jiàn)相同(箭)。D，E：MRI矢狀面、橫斷面示髕骨后方骨軟骨骨折(箭)。F：髕骨后方骨軟骨片復(fù)位并可吸收螺釘內(nèi)固定術(shù)后(箭) 圖2 男，14歲。A，B：MRI橫斷面、矢狀面示股骨髁后方游離體(箭)。C：MRI冠狀面示股骨外髁骨軟骨缺如并骨髓挫傷(箭)。D：MRI橫斷面示髕骨骨軟骨形態(tài)及信號(hào)正常(箭) 圖3 女，18歲。A：MRI橫斷面示髕骨后方單純軟骨損傷，軟骨內(nèi)小片高信號(hào)(箭)。B：MRI橫斷面示髕骨內(nèi)、外側(cè)支持帶斷裂，其連續(xù)性中斷，信號(hào)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).

正常成人關(guān)節(jié)軟骨厚約2 mm ，小兒關(guān)節(jié)軟骨厚約4 mm，在MR圖像上表現(xiàn)為薄層條帶狀，緊密貼附于脛股關(guān)節(jié)及髕股關(guān)節(jié)面上，厚薄均勻，走行連續(xù)規(guī)則，表面光滑完整，為T(mén)1WI等信號(hào)，T2WI稍高信號(hào)；軟骨下骨呈T1WI、T2WI 高信號(hào)。脂肪抑制序列中關(guān)節(jié)軟骨仍呈稍高信號(hào)，軟骨下骨呈明顯低信號(hào)。

骨軟骨Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)損傷均為單純軟骨損傷，在MRI上表現(xiàn)為在T2WI、STIR上條形和小斑片樣高信號(hào)，軟骨局限性變薄，凹陷或壓跡，表面不光滑，連續(xù)性中斷。骨軟骨Ⅳ級(jí)損傷為骨軟骨骨折，軟骨下骨損傷包括骨挫傷和骨折，骨挫傷是在外力撞擊后軟骨下網(wǎng)狀骨質(zhì)發(fā)生微骨折導(dǎo)致骨髓水腫和出血，表現(xiàn)為斑片樣或地圖樣，T1WI低信號(hào)，T2WI和STIR上呈高信號(hào)，并且其范圍通常比T1低信號(hào)區(qū)大。筆者認(rèn)為有無(wú)合并軟骨下骨損傷可以通過(guò)觀察軟骨下低信號(hào)線來(lái)鑒別，如果軟骨下低信號(hào)線在外形、厚度、信號(hào)上是正常的，可以認(rèn)為軟骨下骨通常未受累及。但若軟骨下低信號(hào)線輪廓不規(guī)則、內(nèi)凹或下陷，常伴有軟骨下骨損傷。

圖4　病例4。女，17歲。A：MRI橫斷面示髕骨脫位，呈“獵人帽”征(箭)。B：MRI冠狀面示股骨外髁骨軟骨損傷(箭)。C：MRI冠狀面示股骨外髁外側(cè)條片狀游離骨軟骨片(箭)。D：MRI矢狀面示髕韌帶撕裂，韌帶皺縮，內(nèi)有條片狀高信號(hào)(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).

本組青少年骨軟骨損傷以Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)多見(jiàn)，青少年急性髕骨脫位后骨軟骨損傷程度較重，分析原因應(yīng)與軟骨的解剖結(jié)構(gòu)及發(fā)育特征有關(guān)。兒童和青少年關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨區(qū)各層間彈性差異不如成人大，軟骨和軟骨下骨的連接要強(qiáng)于成人，因此更易造成骨軟骨骨折。關(guān)節(jié)軟骨全層或部分剝脫及骨軟骨骨折，軟骨片或骨軟骨片游離在關(guān)節(jié)腔中就形成了游離體，可以引起關(guān)節(jié)絞鎖癥狀，本組可見(jiàn)游離體14塊。Guerrero等[8]和Stefancin等[9]認(rèn)為急性髕骨脫位患者骨軟骨骨折發(fā)生率為24. 3%。本組青少年骨軟骨骨折的發(fā)生率為30%，略高于文獻(xiàn)報(bào)道的發(fā)生率。

急性髕骨脫位髕骨、股骨側(cè)骨軟骨損傷的發(fā)生率文獻(xiàn)報(bào)道不一[10-13]，較為一致的觀點(diǎn)是髕骨軟骨損傷較股骨髁更為常見(jiàn)，原因是髕骨軟骨損傷在脫位和復(fù)位時(shí)都有可能發(fā)生，而股骨髁軟骨損傷僅在脫位階段。本組青少年髕骨側(cè)及多發(fā)部位損傷的發(fā)生率較高，分析原因應(yīng)與青少年的骨軟骨發(fā)育特征相關(guān)，青少年髕骨骺板軟骨位于骨化核周緣，在16～18歲之前尚未骨化完成，骺板的增殖帶和初級(jí)鈣化帶較薄弱，內(nèi)側(cè)支持帶髕骨附著端在髕骨脫位和復(fù)位時(shí)產(chǎn)生的剪切力和牽張力超過(guò)了其耐受范圍而導(dǎo)致軟骨-骨移行區(qū)分離、剝脫，出現(xiàn)內(nèi)側(cè)支持帶附著端的撕脫骨折。而內(nèi)側(cè)支持帶股骨附著端多在13～15歲即骨化完畢，承受力明顯高于髕骨側(cè)，因此股骨側(cè)相對(duì)不易損傷。

Vollnberg等[14]認(rèn)為髕骨損傷中，69%在髕骨中部，56% 在髕骨內(nèi)側(cè)，31%在髕骨外側(cè)。本研究中，髕骨內(nèi)側(cè)面及中央嵴的骨軟骨損傷較為常見(jiàn)。一般認(rèn)為，股骨外側(cè)髁骨軟骨損傷多發(fā)生在股骨滑車(chē)面[15-16]，位于承重面很少見(jiàn)，Sanders 等[17]報(bào)道了50%的股骨外側(cè)髁骨軟骨骨折發(fā)生在承重面。本研究中，骨軟骨損傷發(fā)生在滑車(chē)面多于承重面，滑車(chē)面與承重面移行區(qū)也較多見(jiàn)，這與一般認(rèn)識(shí)相同。有學(xué)者認(rèn)為股骨外側(cè)髁軟骨損傷的部位與髕骨脫位時(shí)膝關(guān)節(jié)屈曲角度相關(guān)[18]。股骨軟骨損傷的部位越靠后，說(shuō)明損傷時(shí)膝關(guān)節(jié)屈曲角度越大；越靠前，則受傷時(shí)膝關(guān)節(jié)越伸直。

Seeley等[19]研究發(fā)現(xiàn)急性髕骨脫位后髕骨復(fù)發(fā)性脫位的發(fā)生率隨患者年齡降低而增加，因此青少年急性髕骨脫位更需要及時(shí)、準(zhǔn)確判定骨軟骨損傷的程度和部位，近年應(yīng)用的MRT2 mapping成像可以有效反映早期關(guān)節(jié)軟骨損傷T2值的變化[20]。

首次髕骨脫位患者大多建議行保守治療[21]，而對(duì)于伴有骨軟骨骨折、關(guān)節(jié)游離體形成、關(guān)節(jié)不匹配及具有重大復(fù)發(fā)性脫位風(fēng)險(xiǎn)的患者，特別是從事高水平體育運(yùn)動(dòng)的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)員主張行手術(shù)治療[22]，如關(guān)節(jié)鏡手術(shù)、內(nèi)側(cè)支持帶緊縮、內(nèi)側(cè)髕股韌帶重建、外側(cè)支持帶松解甚至骨性重建手術(shù)。對(duì)于脫位的愈后及并發(fā)癥方面，一些文獻(xiàn)報(bào)道修復(fù)或重建內(nèi)側(cè)髕股韌帶顯示出更好的臨床效果，如脫位的復(fù)發(fā)率更低、能更好地恢復(fù)到受傷前的活動(dòng)水平。文獻(xiàn)報(bào)道女性、年輕、陽(yáng)性家族史、健側(cè)不穩(wěn)定或既往有髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)病史等因素被認(rèn)為預(yù)后較差，其復(fù)發(fā)性脫位及繼發(fā)髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)更大[23]，且嚴(yán)重的損傷是早期退行性病變的前兆[24-25]。

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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

作者單位：
湖南長(zhǎng)沙市中心醫(yī)院放射科，長(zhǎng)沙410004

羅偉，E-mail：cjmvluowei@sina.com

R445.2；R684.7

A

10.3969/j.issn.1674-8034.2015.11.008

本課題為湖南省科技廳計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2014FJ6014)

羅偉, 張亞林, 任露. 青少年急性髕骨脫位后骨軟骨損傷的MRI分析. 磁共振成像, 2015, 6(11): 838-842.

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