张颖|与髌股关节有关的影像学知识和测量方法

作者：张颖 丁晶 占新华 刘礼金
单位：解放军昆明总医院全军骨科研究所北较场病区

髌股关节由髌骨和股骨滑车组成，骨与关节的结构和成分存在着良好的自然密度对比性，特别是自从1895年Roentgen发现X线后，其影像学诊断便迅速发展起来，X线同样也是诊断髌股关节疾病重要的方法，可以测量髌骨的高度、胫骨的后倾角等。

1972年Hounsfield设计，Ambrose应用穿透性CT，成功将计算机与X线发生系统相结合进行扫描，对骨结构的分别率更高，拉开了CT临床诊断髌股关节的序幕。通过CT断层撒面，可以测量TT-TG值，胫骨及股骨的旋转，股骨的前倾角等，CT更能准确的判断髌股关节骨性结构异常。1936年Gorter提出磁共振理论，1973年由Lauter完成了磁共振成像并应用于临床，其空间分别率比CT更高，MRI成像不仅能够发现髌股关节骨、软组织异常，还可以明确病变的部分、界限和范围，可以直接显示关节软骨的病理性改变以及关节面的断裂等。

目前最用的影像学方法包括X线、CT和MRI，临床医生可以灵活应用，相互弥补，对临床诊断髌股关节疾病提供了最大化的帮助。本文详细阐述与髌股关节有关的影像学知识和测量方法。

对于诊断髌股关节疾病，我们临床医生了解膝关节X线位像的拍摄方法是非常必要的。首先介绍髌股关节X线常用拍摄体位。

1.膝关节正位像

目前我们判断髌股关节疾病，一般不采取站立位的膝关节正位像。John认为，要想在站立位保持膝关节的完全伸直状态，股四头肌必然会收缩，导致牵拉髌骨向外侧移位。所以站立位的前后X线片并不能真正提供多少知道髌骨位置异常的信息。因此对于诊断髌股关节疾病建议采用仰卧位的前后位X线片。

2.膝关节侧位像

对髌股关节不稳的诊断和评估非常重要。目前诊断髌股关节病变用的侧位片和我们常用标准的侧位片一样，要求内外侧股骨后髁完全重合，因为这样可以很好的评估股骨滑车发育状况和测量髌骨的高度。

3.髌骨轴位像

能反映股骨滑车在入口区域是否存在异常，同时能够评估髌骨和股骨滑车在入口区域的对合关系，所以髌骨轴位像必不可少。目前临床上采用的膝关节轴位投射方法比价混乱，给临床医生诊断髌股关节疾病带来一定的困惑。目前临床上膝关节轴位投射较多，在这里就不一一介绍。主要包括以下几种方法：Settegast投射、Jaroschy投射、Wiberg和Knutsson投射、Furmaier和Breit投射、Ficat投射、Merchant投射、Laurin投射、Malghem和Maldague 投射，其中临床上用的最多的是Merchant投射和Laurin投射方法拍摄膝关节轴位片。本文简要介绍Merchant投射和Laurin投射方法。

Merchant位投射方法：患者采取平卧位，膝关节屈曲45°，小腿或足置于可调角度的平台上，X线的投射方向与水平面成30°夹角，由头侧指向足侧，X线片盒置于膝关节远端30cm处，与X线的投射方向垂直。

Laurin位投射方法：患者采取坐位，膝关节屈曲20°.患者手持X线片盒，置于髌骨进度12cm处的大腿上，X线的投射方向由足侧指向头侧，低于水平面20°。

Merchant位投射方法存在当投射角度较小时，很难获得满意的成像效果，但易重复操作，临床应用广泛。Laurin位投射方法比较复杂，比较难以实施，但对于发现更细微的髌骨轨迹异常以及更为严重的髌骨倾斜、脱位及半脱位。

Malghem和Maldague 提出的小腿外旋30°投射，可以更好的评估髌骨半脱位，Toft、Turner和Burns建议在负重站立位进行髌骨周围投射照片。我们临床医生可以根据患者髌骨脱位的情况选择髌骨轴位的拍摄方法。

CT扫描方法：患者取平卧位，膝关节完全伸直，髌骨严格朝上，足外旋15°，然后用绷带固定双足在脚踏板上进行扫面，扫面范围包括髋关节（从股骨头顶部到小粗隆，通过双侧股骨颈，由转子窝顶部开始扫描）、膝关节（通过髌骨的中心）和踝关节（通过内外踝的基底部和踝关节）、股骨远端（通过股骨滑车的近端，扫面图像上髁间窝完整出现“罗马拱门”形状）、胫骨近端（通过胫骨干骺端，恰好位于关节面下方）等6大区域。

CT三维重建还能更加直观全面地显示膝关节的骨性结构，可以提示髌骨与股骨滑车的对位关系，股骨滑车发育异常，胫骨结节过度外偏等异常征象，但也具有主观性。

MRI膝关节扫描方法基本同CT扫描方法 ，通过不同的T1W和T2W成像特点能准确显示骨和软组织的病变。近年来有学者提出动态了MRI检查方法，在膝关节活动的不同角度评估髌股关节及动态TT-TG的测量方法（CT及MRI扫描方法见下图）

一、与髌骨有关的影像测量参数

包括垂直髌骨、髌骨的水平移位、髌骨异位、髌骨倾斜等。测量髌骨临床最常用的参数为：①髌骨长、宽和厚度②Insall-Salvati指数③Caton-Deschamps指数④Blackburne-Peel指数⑤适合角⑥轴向髌骨异位⑦Laurin髌骨外侧角⑧Grelsamer髌骨倾斜角等。

1. 正常髌骨长47～58mm，宽51～57mm，中间嵴和表面皮质厚度2～3mm。髌骨的形态在轴位上变化很大，Wiberg将其分为3种类型。

WibergⅠ型：髌骨内外侧关节面均为凹面，且内外侧关节面宽度基本一致，髌骨嵴位于中央，约占10%。此型是比较理想的髌骨形态。

WibergⅡ型：髌骨内侧关节面较小，为平坦或轻度凹陷的形状，而外侧关节面宽大，轮廓为凹面，髌骨嵴偏向于内侧，约占65%。

WibergⅢ型：髌骨内侧关节面非常短小，并且内侧关节面的方向与外出关节面的方向几乎垂直，髌骨嵴位于内侧，约占25%。易发生髌骨软化和髌股关节病。

2.Insall-Salvati指数正常值范围：0.8-1.2，<0.8为高位髌骨（髌骨上移），>1.2为低位髌骨（髌骨下移）。由于测量基本与关节位置无关，因此测量可以在常规X线片上进行，通常应用的平片是在膝关节屈曲20°-70°位拍摄的。

3.Caton-Deschamps指数正常值范围：=0.6或0.8-1.2，≥1.2为高位髌骨（髌骨上移），≤0.6为低位髌骨（髌骨下移）。测量是在膝关节屈曲20°-70°位的侧位片上进行的。

4.Blackburne-Peel指数正常值范围：=0.8（0.6-1），>1为高位髌骨（髌骨上移）,≤0.5为低位髌骨（髌骨下移）。测量是在膝关节侧位片上进行的，膝关节至少屈曲30°以收紧髌腱。

由于髌韧带附着点往往不能准确识别，Insall-Salvati指数的重复性较差。该指数不能通过胫骨结节的外科手术而改变，因此我们不建议术前方案制定测量Caton-Deschamps指数和Blackburne-Peel指数法在这方面更有优势。

5.髌股适合角正常平均值：α=-6°，标准差：11°，异常α>16°。

6.轴向线性髌骨异位正常值范围：≤2mm，异常侧差：>2mm。

7.Laurin髌骨外侧角：在正常关节，这两条线形成一个开口向外的锐角。在髌骨不稳的患者，这两条线平行，甚至形成开口向内的角。

8.Grelsamer髌骨倾斜角正常值范围：2°±2°，异常倾斜>5°。

二、与股骨滑车有关的测量参数

包括滑车沟角、滑车突起和交叉征、骨性胫骨结节-股骨滑车沟之间的距离、软骨-腱性TTTG等。

1.滑车沟角（Sulcus angle）正常值范围β≤145°，滑车发育不良β>145°。

2.测量滑车沟深度(Trochlear depth)正常值范围≤4mm。

3.滑车突起正常值范围：-0.8mm±2.9mm，异常滑车沟突起≥3mm。

4.骨性胫骨结节-股骨滑车沟之间的距离TT-TG（Bony tuberosity-trochlear groove distance）正常值范围<20mm，异常≥20mm。在此我们介绍两种TT-TG的影像学测量方法，详见下图。

本文介绍的第二种测量方法，同样采用CT三维重建后测量骨性胫骨结节-股骨滑车沟之间的距离（TT-TG） ，与第一种测量方法比较，更具体更直观。

三、与髌骨和股骨都有关的测量参数

髌股指数（Patellaofemoral index）正常情况下<1.6。

四、与胫骨有关的测量参数

胫骨平台后倾角正常值范围：0°-18°（平均值：7°，国人稍偏大接近10°）。在X线片上评估胫骨后倾角误差较大，胫骨相对于成像平面的任何旋转都影响测量结果。此外，胫骨水平轴线和胫骨平台切线甚至在体位正确的X线片上也可能很难识别，尤其是在关节退变或者胫骨平台内外髁倾斜角不同时，测量结果就更不准确了。因此我们建议在CT或MRI上确定胫骨后倾角，在胫骨内外髁分别确定此角，测量结果比较可靠。

五、与股骨有关的测量参数

股骨前倾角（Femoral antereversion angle）源自于1954年Billing提出的股骨几何特点，股骨前倾角是指头颈轴与股骨冠状面轴之间的夹角，即股骨冠状面α与头颈面β间的夹角θ。目前临床有常用法和定义法两种测量方法，来测量股骨前倾角。

常用法：选择切面b和切面d，分别做头颈中轴NH、股骨内外髁后缘切线LM的垂线，两垂线之间的夹角即为股骨前倾角θ。常用法测量前倾角范围为-3°-35°，平均为12.28°。

定义法：选择切面A和切面C，将其重叠，连接股骨头中点H和股骨基底部中点O，作为头颈轴，作头颈轴和股骨后髁切线的垂线，两垂线之间的夹角即为股骨前倾角θ。定义法测量前倾角范围为2°-30°，平均为17.18°。

六、

MRI

对于髌股关节的诊断价值

在于通过不同的T1W和T2W成像特点能准确显示骨和软组织的病变。近年来有学者提出动态了MRI检查方法，在膝关节活动的不同角度评估髌股关节及软骨-腱性TTTG、动态TT-TG的测量方法。

MRI可以成功测量上述所有参数，能够发现髌股关节骨、软组织异常，包括：髌韧带、内侧髌股韧带、侧副韧带、股四头肌异常、滑车发育不良、滑囊炎等。还可以明确病变的部分、界限和范围，可以直接显示关节软骨的病理性改变以及关节面的断裂等。另外，MRI还可以用于评估儿童髌股关节疾病，具有明显优势。

以上综述，就是本文归纳总结的髌股关节有关的影像学知识和测量方法。

参考文献：略

文章来源：张颖

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