动态髌股关节轴位摄片对髌骨轨迹异常的评价

作者：马伟

作者单位：青岛大学医学院第二附属医院骨科，山东 青岛 266042

     【摘要】  目的 通过动态髌股关节轴位摄片适合角（CA）的测量，对屈膝过程中髌骨轨迹进行研究，探讨髌骨轨迹异常的诊断及其分类。方法 选择15例（30膝）无与髌股关节有关症状或体征的志愿者作为对照组（A组），将43例（68膝）有膝前痛，临床检查诊断为髌骨排列异常病人分为3组：B组（外侧不稳组）19例病人（33膝），手推髌骨髌骨外侧移动增加，FAIRBANK征阳性；C组（内侧不稳组）8例病人（14膝），内推髌骨时其内移增加，同时诱发疼痛和恐惧，FAIRBANK征阴性，外推髌骨不会增加其外侧移动；D组（多项不稳组）16例病人（21膝），查体时会增加髌骨向内、外方向的移动，同时会诱发恐惧和疼痛，对每一病膝及正常对照膝拍摄屈膝15°、30°、45°、60°、90°髌股关节轴位X线片进行CA测量并对照分析，根据CA测量结果将D组中屈膝15° CA值小于-10°病人定为D1组（内→外不稳组），CA值大于+16°的病人定为D2组（外→内不稳组）。结果 A组屈膝各角度CA平均值均正常；B组屈膝各角度CA值均大于正常值，且屈膝15°～90° CA值有缩小趋势；C组屈膝各角度CA值均小于正常值，且屈膝15°～90° CA值由小到大；D1组和D2组CA值屈膝15°～90°变化最明显，其曲线完全相反。结论 动态髌股关节轴位摄片能对髌骨轨迹异常进行评价。

【关键词】  髌骨 膝关节 放射摄影术 诊断

    THE EVALUATION OF PATELLAR TRACKING ABNORMALITIES BY DYNAMIC AXIAL PATELLOFEMORAL JOINT RADIOGRAPHYMA WEI,  LI JIANYONG, LI BAOSHAN， et al (Department of Orthopaedics, The Second Affiliated Hospital of  Qingdao University Medical College， Qingdao 266042, China) ［ABSTRACT］ObjectiveTo study the diagnosis and classification of abnormal patella tracking through dynamic axial patellofemoral Xray image during knee flexing and measuring its congruence angle (CA). MethodsThis study was divided into the following four groups. Group A (control group): 15 volunteers (30 knees) without any knee symptoms or signs; Group B： 19 patients (33 knees) with lateral instability, with increased lateral excursion of the patella while being pushed, and positive FAIRBANK  sign; Group C：eight patients (14 knees) with medial instability, with increased medial excursion of the patella and induced pain and fear while being pushed medially, but none demonstrated increased lateral patellar excursion while pushed laterally, FAIRBANK sign being negative; Group D: 16 patients (21 knees) with multidirectional instability, with increased excursion of the patella in both medial and lateral directions while being pushed medially and laterally, and pain and fear were induced as well. Dynamic axial radiographies of patella femoral joints with modified Xray technique were made with knees flexing at 15, 30, 45, 60,  and 90 degrees, and CA were measured and analyzed. Group D was further divided into two subgroups according to CA measurement at knee flexing angle of 15 degrees. Those with CA<10 degrees were classified as Group D1 (medial→lateral instability); those with CA>16 as group D2(lateral→medial instability). ResultsIn group A, the average values of CA at each knee flexing angle were within normal range;  those in group B were greater than normal values at all tested knee flexing angles, and there was a tendency to decrease the CA values with the increase of knee flexing angles; those  in group C were lower than normal at all tested knee flexing angles. There was a tendency of the CA values along with the increase of knee flexing angles. The CA values were mostly changed in groups D1 and D2, but the curves in these two groups were reversed completely.ConclusionThe dynamic axial patellofemoral joint imaging can be used to evaluate the patellar tracking abnormalities.

［KEY WORDS］patella; knee joint; radiography; diagnosis

    髌骨轨迹异常是膝痛的主要原因，而且其症状酷似其他形式的膝内紊乱症。因为通过物理检查及以往设计的各种各样的X线技术都很难对髌骨的轨迹异常进行评价，因而在诊断上易于与其他疾病相混淆，给选择正确的治疗方法带来很大的困难。本文对43例病人68膝进行动态髌股关节轴位摄片，通过对在屈膝过程中髌骨轨迹的研究，探讨髌骨轨迹异常的诊断及其分类。

    1  资料与方法

    1．1  对象与分组

　  1997年8月～2004年2月，我院收治的临床诊断为髌骨轨迹异常病人43例，其中男14例，女29例；平均年龄45.5岁（25～72岁）。共68膝，左侧33膝，右侧35膝。43例病人均有膝前痛，间歇性膝关节肿胀，膝无力，由坐位站立行走时的关节交锁及膝关节的不安全感和移位感等症状。查体：所有病人有一项或更多的显示髌骨不稳的客观发现，即手法推移髌骨时髌骨内和（或）外移度增加，用此手法时病人有恐惧感和疼痛，内侧或外侧支持带紧张，内侧或外侧支持带处的压痛以及髌骨碾压试验阳性伴有轧砾和关节积液。另选15例无髌股关节症状和体征的志愿者作为对照组（A组）,其中男9例，女6例,平均年龄28.6岁(19～39岁)，共30膝。

    将髌骨轨迹异常病人分为3组：B组(外侧不稳组)由19例病史和临床表现与髌骨外侧半脱位诊断一致病人组成，平均年龄49.0岁(26～72岁)，共33膝，查体时手推髌骨髌骨外侧移动增加，FAIRBANK征阳性［1］；C组(内侧不稳组)由8例持续前膝痛和不稳症状病人组成，平均年龄39.0岁(25～65岁)，共14膝，查体时手法内推髌骨，髌骨的内移增加，同时诱发恐惧感和疼痛，FAIRBANK征阴性，但外推髌骨则不会增加外侧移动及出现阳性FAIRBANK征；D组(多向不稳组)由16例因前膝痛和不稳而就诊的病人组成，平均年龄46.7岁(31～67岁)，共21膝，查体时会增加髌骨向内、外方向移动，同时会诱发恐惧和疼痛。根据文献［2～4］的判断标准，将D组中屈膝15° X线片上CA小于-10°的病人划分为D1组（内→外不稳组），将CA大于16°的病人划分为为D2组（外→内不稳组）。

    1．2  检查方法

    病人和正常志愿者仰卧于摄片台上，下肢置于自制的可调节屈膝角度的膝关节托架上，X线球管置于足下方朝向头侧，X线束近似与胫骨前缘平行，病人手持X线板置于髌股关节的平面，并与X线垂直，同时用力将X线板向下压，以防股部肌肉影响髌股关节在X线上成像，所有病人的68膝及对照的30膝均在股四头肌松弛状态下分别进行屈膝15°、30°、45°、60°、90°髌股关节轴位摄片检查。

    在每一张髌股关节轴位X线片上分别对CA进行测量,它是由内、外侧股骨髁的最高点与髁间最低点画两条直线所形成的夹角的角分线和沟角顶与髌骨下极连线的夹角，该角位于角分线内侧为负角，位于角分线外侧则为正角。

    2  结    果

    结果表明，A组各屈膝角度CA平均值均在MERCHANT等［2］报道的-6°～16°的正常范围内，而B组各屈膝角度的CA平均值均明显大于MERCHANT等［2］报道的16°正常值上限，屈膝15°～90°的CA平均值有缩小趋势。C组各屈膝角度CA值均小于正常值，且屈膝15°～90° CA值由小到大。D1组和D2组CA值屈膝15°～90°变化最明显，其曲线完全相反。见图1。

   3  讨    论

    3.1  动态髌股关节轴位摄片在评价髌骨轨迹异常方面的意义

    许多作者认为髌骨轨迹异常是膝痛的主要原因之一，以往各种各样的放射线技术仅能用来评价髌骨的异常排列［2，3，5］，即仅能显示髌骨在某屈膝角度时的静态情况，而不能评价髌股关节的运动状况。在正常膝关节的伸屈活动中由于股四头肌力线与髌韧带之间的角度(称为Q角)的存在，股四头肌张力将使髌骨趋于产生向外运动，这种“外侧”或“外偏量”由远端股内侧肌的纤维、内侧支持带结构和股骨滑车的外侧髁而抵销。因为Q角的存在使髌骨在屈膝过程中总是从股骨滑车外上方开始滑入滑车内，屈膝角度越大髌骨越往下滑。研究显示,膝关节从伸直到完全屈曲过程中髌骨滑动的轨迹是一向外开口柔和的“C”形，此平滑的过程在主动屈伸膝关节期间的物理检查中易被查到，正因为正常膝关节的髌骨在屈伸过程中并非是一直线运动，髌骨运动过程中的任何偏差均可显示异常的髌骨轨迹。因此为了解髌骨的轨迹情况，我们设计了此动态髌股关节轴位摄片技术，通过将屈膝过程中多个角度的多个连续图像上各种数值的测量描绘动态的髌骨轨迹，对髌骨轨迹异常进行初步评价。

 本研究显示，各组中反映髌骨异常排列最敏感的CA值在各屈膝角度变化最明显，尤其是D1组和D2组的变化更为突出。D1组屈膝15°时的CA平均值为-26.53°，明显小于MERCHANT等［2］报道的-6°的正常下限，说明屈膝早期D1组病人的髌骨处于内侧异常排列的位置上，而屈膝30°时的CA平均值则变为-0.24°，在MERCHANT等［2］报道的-6°～+16°正常范围内，说明此时病人的髌骨处于正常交合的位置上，如果我们对此组病人仅进行屈膝30°的髌股关节轴位X线片检查就易于造成漏诊。随着屈膝角度的增加，屈膝45°时的CA平均值为17.53°，大于MERCHANT等［2］报道的+16°的正常值上限，说明此时D1组病人髌骨已滑到髌骨外侧异常排列的位置上。而D1组病人屈膝60°和90°时的CA平均值分别为30.83°和21.92°，均明显大于MERCHANT等［2］报道的+16°正常值标准，说明此时D1组病人的髌骨仍处于外侧异常排列的位置。将此组病人整个屈膝各角度的髌骨所处的位置连起来是一由内→正常→外→更外→稍外的动态髌骨异常轨迹曲线。

    D2组病人屈膝15°时的CA平均值为27.73°，明显大于MERCHANT等［2］报道的+16°的正常值上限,说明在屈膝早期D2组病人的髌骨处于外侧异常排列的位置上，屈膝30°时的CA平均值则变为2.75°，在MERCHANT等［2］报道的-6°～+16°的正常范围内，但在屈膝45°时D2组病人的CA平均值为-9.97°，小于MERCHANT等［2］报道的正常值下限，说明此时D2组病人的髌骨已滑到内侧异常排列位置上。在屈膝60°和90°时，D2组病人的CA平均值分别为-28.23°和-33.49°，明显小于MERCHANT等［2］报道的-6°的正常值下限,说明此时D2组病人的髌骨处于更加内侧的异常排列位置上。同样，将此组病人整个屈膝各角度髌骨所处的位置连起来是一由外→正常→内→稍内→更内的动态髌骨异常轨迹的曲线，与D1组完全相反。

    3．2  动态髌股关节轴位摄片在诊断髌骨多向不稳及区别多向不稳的两种类型方面的作用

    多年来报道了一系列X线技术评估的髌股关节解剖和功能模型［2，3，5］，关于外侧不稳及其影响因素的文章很多，而关于内侧不稳，特别是多向不稳的报道则很少。HUHHSTON等［6］报道，髌骨内侧脱位是作为外侧支持带松解的并发症，此不稳被认为是医源性的，他们同时也发现了髌骨自外到内的半脱位。此后，SHELLOCK等［7］对130例病人进行动态MR成像研究表明，7%的病人有髌骨由外到内半脱位的异常髌骨轨迹模型(这些病人无1例以前接受过手术)。

    本研究进行临床检查中也观察到一组髌骨有高度活动性的病人，同样将其划为多向不稳组。但在屈膝早期(屈膝15°)的髌股关节轴位X线检查的CA测量过程中观察到其中一些病人的CA值小于MERCHANT等［2］、SCHUTER等［3］及张光铂等［4］报道的-10°的正常标准，显示在屈膝早期髌骨位于内侧异常排列位置上，因此将这些病人划分为内→外不稳组(D1组)。而将那些CA值大于+16°，显示在屈膝早期髌骨处于外侧异常排列位置上的病人划为外→内不稳组(D2组)。在我们进行的动态髌股关节轴位摄片研究中观察到这两组病人(D1组和D2组)的髌骨轨迹完全相反，说明在本研究的多向不稳病人组中存在两种不同的异常髌骨轨迹模型。对其产生的原因尚不十分清楚，可能是由于膝部的解剖异常和（或）作用于髌骨的力不一致，而产生不寻常的髌骨运动的结果。

    髌骨的多向不稳实际上是髌骨轨迹异常，是一动态概念而并非是一静态的髌骨排列异常，我们应用的动态髌股关节轴位摄片检查的主要优点在于它将髌骨在静态X线片上的排列情况动态化成为一运动轨迹曲线，无疑对髌骨多向不稳的诊断及区分外→内、内→外两种不同的髌骨多向不稳类型提供了一敏感、准确的检查方法。因此我们认为，动态髌股关节轴位摄片检查在髌骨多向不稳(即髌骨轨迹异常)的诊断及其两种类型的鉴别方面有着独特的作用，并有助于计划选择适当的外科重排手术。

【参考文献】  ［1］FAIRBANK H A T. Internal derangement of the knee in children and adolescents［J］. Proc Roy Soc Med, 1937,30:427432.

［2］MERCHANT A C, MERCER R L, JACOBSEN R H, et al. Roentgenographic analysis of patella femoral congruence［J］. J Bone and Joint Surg（Am）, 1794,56:13911396.

［3］SCHUTZER S F, RAMSBY G R, FULKERSON J P. The evaluation of patellofemoral pain using computerized tomography: a preliminary study［J］. Clin Orthop, 1986(204):286293.

［4］张光铂，郭万首，刘成刚，等. 正常髌股关节切位X线测量［J］. 中华医学杂志， 1993,73: 596598.

［5］LAURIN C A, DUSSAULT R, LEVESQUE H P. The tangential Xray investigation of the patella femoral joint: Xray technique, diagnostic criteria and their interpretation［J］. Clin Orthop, 1979(144):1626.

　　［6］HUGHSTON J C, DEESE M. Medial subluxation of the patella as a complication of lateral retinacular release［J］. Am J Sports Med, 1988,16:383388.

［7］SHELLOCK F G, MINK J H, DEUTSCH A L, et al. Patellar tracking abnormalities: clinical experience with kinematic MR imaging in 130 patients［J］. Radiology, 1989,172:799804.

［8］TEITGE R A, FAERBER W W, MEDRYL D P, et al. Stress radiographs of the patella femoral joint［J］. J Bone Joint Surg(Am), 1996,78:93103.