膝关节疾病和损伤的超声波征兆

膝关节的解剖结构和功能负荷使其极易承受过载、损伤，并引发各种疾病。即使是轻微的关节功能障碍，也会导致患者严重不适，丧失工作能力，严重损伤甚至会导致残疾。膝关节的所有病理变化可分为几大类。

1. 肌腱韧带装置损伤：
   • 股四头肌腱损伤；
   • 髌韧带损伤；
   • 内侧副韧带损伤；
   • 外侧副韧带损伤；
   • 前交叉韧带损伤；
   • 后交叉韧带损伤。
2. 半月板病理改变：
   • 退行性变化；
   • 休息；
   • 手术半月板；
   • 囊肿；
   • 发育不良。
3. 滑膜病理改变：
   • 滑膜皱襞增生；
   • 绒毛结节性滑膜炎；
   • 骨软骨瘤病；
   • 滑膜肉瘤；
   • 风湿性滑膜炎。

股四头肌腱断裂

股四头肌腱损伤是由于肌肉受压或过度收缩造成的。股四头肌腱断裂可分为部分断裂和完全断裂。断裂最常发生在肌腱部分与肌肉的过渡区或股四头肌腱与髌韧带的过渡区，较少发生在肌腱与骨骼连接处。断裂通常由损伤、退行性病变或全身性疾病引起，例如糖尿病、类风湿性关节炎、红斑狼疮、甲状旁腺炎。临床上，股四头肌腱断裂时，患者会感觉到断裂的声音，有时甚至在远处也能听到。完全断裂会导致股四头肌功能丧失；部分断裂在急性期会导致膝关节无法伸展。部分断裂会导致患者出现疼痛、膝关节肿胀和膝关节伸展受限。

在超声检查中，股四头肌腱在传感器压缩下完全断裂，看起来像肌腱纤维和纤维结构完整性的完全破坏。缺损处被血肿取代，前皱襞处出现积液。当肌腱断裂伴有关节囊破裂时，会发生关节积血。部分断裂的情况是纤维和纤维结构完整性的局部破坏，并在其位置出现低回声区域。肌腱的轮廓通常不会改变，肌腱本身也不会增厚。

如果是躯干内部分断裂，肌腱的轮廓可以保留，但在断裂部位可以看到低回声区域，肌腱的纤维结构在此断裂。在 MRI T2 加权图像上，大腿股四头肌纤维的投影可以看到高强度信号。治疗结束后，肌腱和韧带的纤维不会完全再生，也不会恢复其原始结构。如果是复发性部分断裂，尽管肌腱的轮廓可以保留，但在损伤部位，纤维会被结缔组织所取代。断裂部位会形成疤痕组织，在超声下看起来像纤维化的高回声区。

髌骨骨折

在运动损伤中，股四头肌及其肌腱断裂十分常见，有时还会合并髌骨骨折。这种损伤的机制是股四头肌的强制收缩，例如在举重运动员或足球运动员中。

髌骨最常见的骨折类型是横向骨折，较少见的是粉碎性骨折、节段性骨折、星状骨折、垂直骨折和其他骨折。骨折碎片的分离通常提示膝关节外侧韧带断裂。如果外侧韧带完整，则不会出现骨折碎片的分离。通常可见不同程度的关节积血，并蔓延至上方隐窝。在超声检查中，髌骨骨折看起来像是髌骨轮廓完整性的破坏，骨折碎片边缘的分离程度各不相同，具体取决于骨折类型和伴随的外侧韧带断裂。

髌韧带断裂

髌韧带本身断裂是由于直接创伤造成的，例如膝盖弯曲跌倒。断裂位于髌骨下方，通常靠近胫骨结节。韧带损伤伴有髌下滑囊区域积液。由于股四头肌收缩，膝盖骨向上移位。完全断裂时，韧带的纤维结构消失，髌下滑囊出现血肿和积液。部分断裂时，韧带的纤维结构部分保留。此外，韧带断裂也容易在慢性肌腱炎的背景下发生。

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髌上滑囊炎

髌上滑囊是最大的滑囊，它从髌骨近端向上延伸6厘米，被称为髌上隐窝。从胎儿宫内发育第5个月开始，滑囊壁上可能会出现孔洞，滑囊通过这些孔洞与膝关节腔建立联系。这种现象在85%的成年人中发生。膝关节内部的任何变化都会以髌上滑囊积液的形式反映出来。

髌上滑囊炎在超声检查中常表现为三角形回声减弱区域。根据滑囊内容物的不同，滑囊回声可能增强或减弱。

半膜状、胫侧滑囊炎

半膜肌胫侧滑囊炎是一种充满液体的U形滑囊，覆盖半膜肌腱的内侧和前侧。滑囊炎症可引起内侧关节线水平的局部疼痛，临床表现类似于半月板撕裂。

内侧副韧带滑囊炎

内侧副韧带滑囊位于内侧半月板和内侧副韧带之间。炎症、半月板囊分离或内侧副韧带损伤会导致滑囊积液。滑囊炎症会导致关节内侧表面局部疼痛，临床症状类似于内侧半月板撕裂。

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关节积液

膝关节损伤常伴有关节内出血。损伤后两小时出现的出血性积液可能提示外侧韧带或十字韧带断裂、半月板断裂、髌骨脱位或股骨髁关节内骨折。膝关节积血的量各不相同。关节腔内的血液会刺激滑液的产生，导致滑囊和关节囊进一步拉伸。关节内积液越多，疼痛越剧烈。

为了更好地观察关节内积液，可进行功能测试，例如拉伸大腿股四头肌或压缩外侧滑膜皱襞。通过内侧和外侧入路可以更好地确定关节腔内的积液。

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肌腱炎

最常见的肌腱炎是股四头肌腱、髌骨肌腱和二头肌腱。肌腱炎时，肌腱增厚，回声强度降低。肌腱特有的各向异性效应消失。肌腱纤维沿线可见血管增多。

股四头肌腱炎。患者主诉韧带或肌腱区域局部疼痛和肿胀。根据病变部位，其症状与半月板和髌骨疾病相似。肌腱炎会导致股四头肌腱在与髌骨连接处增厚，回声增强。慢性肌腱炎可能出现微撕裂、肌腱纤维内纤维包涵体以及钙化区域。这些病变统称为肌腱退行性病变。

髌韧带肌腱炎。最常见的肌腱炎类型是髌韧带肌腱炎。其病变类型包括：局部性肌腱炎（位于髌骨或胫骨附着处）或弥漫性肌腱炎。局部性肌腱炎常见于跳高运动员、长跑运动员、排球运动员和负重较重的篮球运动员。这种病变被称为“跳跃膝”或“内翻跳高膝”。肌腱炎主要影响韧带附着处的深层。然而，韧带的任何部分都可能参与病变过程。在这种情况下，韧带在其与髌骨的附着处或与胫骨的附着处增厚。在慢性肌腱炎中，韧带与骨骼的附着处会出现钙化和纤维化区域。

在慢性病变中，受损节段可观察到营养不良性钙化。霍法脂肪垫可能因病变和炎症而增大。超声检查中，由于粘液样变性导致的霍法脂肪垫肥大，可确定为高回声结构。

髂胫束摩擦综合征

髂胫束摩擦综合征，又称“跑步膝”，与其说是肌腱炎，不如说是筋膜炎。当髂胫束反复摩擦变形的股骨外上髁时，会导致构成髂胫束的筋膜发炎。这种疾病在跑步者中最常见，尤其是那些跑步时双腿抬高的小跑运动员。

体力活动引起疼痛后应立即进行超声检查。超声检查可见股骨外侧髁上出现回声减弱、扩张的筋膜。

奥斯古德-施拉特病

这是一种影响髌韧带和胫骨结节的软骨病。该病因该区域反复遭受微创伤而发生。患者会出现膝关节自发性疼痛，并在膝关节弯曲时加剧。

超声检查的症状与韧带炎症相同，但这种病理的韧带内有骨质内含物。

髌韧带远端增厚，其中可见低回声区及胫骨前结节碎片。

内侧副韧带断裂

内侧副韧带损伤最为常见。其损伤机制：膝关节屈曲、足部固定时，胫骨急剧外旋，股骨内旋。临床表现为损伤部位疼痛肿胀。

当膝关节外表面受到压力的同时外展小腿时，会出现小腿外摆的症状。内侧副韧带损伤会显著增加膝关节的外翻位置。韧带的损伤可能发生在任何部位：近端，即其与股骨内侧髁的连接处；远端，即韧带与胫骨髁的连接处；以及韧带与内侧半月板的连接处（位于关节线上方）。如果韧带断裂发生在关节线水平，即内侧韧带与半月板融合的地方，那么这种损伤可能同时伴有内侧半月板和前交叉韧带的损伤。由于内侧副韧带纤维结构的复杂性，其断裂可能发生在各个层面。膝关节外侧韧带断裂分为部分断裂和完全断裂。断裂可能仅发生在表层纤维，也可能发生在表层和深层，甚至伴有骨碎片撕裂。单侧外侧韧带完全断裂会导致膝关节不稳定。超声检查可发现：韧带纤维完整性受损、功能负荷下纤维移位、低回声区（血肿）以及软组织水肿导致的回声减弱。

外侧副韧带断裂

外侧副韧带损伤的几率低于内侧副韧带。其断裂是由于胫骨强烈内旋造成的。有时，并非韧带断裂，而是腓骨头的骨碎片（外侧韧带附着于此处）被撕裂。邻近的腓神经常受损。超声征象与内侧副韧带断裂相同：韧带纤维完整性破坏，功能负荷下纤维移位，形成低回声区域（血肿），软组织和皮下脂肪肿胀导致回声减弱。

外侧副韧带营养不良性钙化主要发生在运动员，尤其是长跑运动员身上。

Pellegrini-Stieda钙化

该综合征是发生在股骨内侧髁区域的创伤后关节旁组织骨化。该病通常见于膝关节外伤的年轻男性。损伤程度可轻可重，可直接可间接。急性损伤症状消失后，可能会出现一段时间的改善，但膝关节无法完全恢复。膝关节伸展受限。超声检查可在内侧副韧带结构中发现多处骨化，表现为柔和的高回声灶，主要位于韧带与股骨上髁的附着处。

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前交叉韧带损伤

前交叉韧带损伤最为常见。损伤机制包括旋转过度用力、足部固定跌倒以及膝关节过度伸展。撕裂更常与其他损伤同时发生：例如，内侧副韧带撕裂和内侧半月板撕裂。

损伤的主要症状是关节不稳定感、肿胀以及创伤后初期活动时疼痛。前交叉韧带断裂最有价值的临床症状是“前抽屉”症状。患者需要将膝盖弯曲至直角，同时小腿相对于大腿很容易向前推。韧带损伤通常发生在近端，中段较少见。及时发现韧带断裂至关重要，因为这将决定手术的性质。

MRI 是诊断前交叉韧带损伤更准确、更可靠的方法。在 MRI 断层图像中，如果是近期损伤，则会在破裂区注意到信号强度增加，该区域在 T1 加权图像上通常为中等强度，在 T2 加权图像上强度更高。前交叉韧带的受损纤维无法清晰区分或根本无法确定。局部水肿和纤维走行不连续会使近期损伤部分破裂的 MRI 诊断变得复杂。诊断前交叉韧带破裂有间接征象：其相对于胫骨平台的位移低于 45°、其轨迹的局部改变以及外侧半月板相对于胫骨平台后移超过 3.5 毫米。在陈旧性破裂中，可观察到韧带变薄，但滑膜无水肿。

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后交叉韧带撕裂

后交叉韧带断裂非常罕见。断裂的主要机制是跳跃时过度屈曲。最常见的断裂部位是韧带本身或其与胫骨连接处。

半月板损伤

半月板撕裂被认为是最常见的膝关节损伤类型。半月板损伤可发生在任何年龄。随着年龄的增长，半月板会变得脆弱易碎。任何不正确或突然的动作都可能导致其破裂。内侧半月板的损伤频率是外侧半月板的10倍。这是由于内侧半月板的解剖学和形态功能特征所致。孤立性损伤的机制是从高处跌落到膝关节伸直的双腿上，在下蹲并试图伸直时膝关节急剧而深度地弯曲。然而，更常见的是，半月板损伤是由于膝关节的急剧旋转运动造成的——大腿向内旋转，而小腿和足部固定不动。先前的微创伤无疑是一个诱因。半月板损伤的主要临床症状是膝关节“闭锁”。损伤期间撕裂的半月板部分可能会移位，并在关节内移位至错误位置，被卡在胫骨和股骨的关节面之间。该卡住物会阻碍关节，使其处于屈曲位置。内侧半月板前角撕裂和卡住会阻碍膝关节，使其无法完成最后30°的伸展。“喷壶柄”撕裂造成的卡住会限制最后10-15°的伸展。半月板撕裂绞窄造成的关节阻滞不会限制膝关节屈曲。后角撕裂很少会阻碍关节。关节阻滞通常是暂时的。解除阻滞后，关节即可恢复所有活动。

在半月板破裂的超声检查中，通常会在受损的半月板区域观察到积液。半月板形状不规则，在破裂处有低回声条纹。需要注意的是，正常情况下，半月板的中部可能存在低回声条纹。

组织谐波模式的应用通过增强细节的对比度，提高了半月板撕裂的可视化效果。三维重建在确定撕裂程度方面具有一定价值。值得强调的是，能量图对半月板撕裂诊断的重要性。患处周围局部血管增多有助于怀疑和确定撕裂的位置。

半月板损伤的主要症状包括：

• 半月板轮廓的完整性受到破坏；
• 碎片化或存在低回声区域；
• 半月板结构中出现低回声条带；
• 形成积液；
• 软组织肿胀；
• 膝关节外侧韧带移位；
• 半月板撕裂区域的血管化程度增加。

某些类型的半月板撕裂可以通过超声波检查出来。这些撕裂包括经软骨撕裂和关节囊旁撕裂。最常见的是典型的纵向半月板撕裂，其中半月板的中部被撕裂，而前部和后部的末端保持完整。这种撕裂被称为“喷壶柄”式撕裂。沿着放射状纤维延伸至内侧游离缘的撕裂被称为“鹦鹉嘴”式撕裂。半月板反复受到微创伤会导致继发性撕裂，损伤半月板的前部、中部和后部。

前角和“喷壶柄”型骨折常伴有胫骨旋转过程中反复出现的阻塞，即与骨折发生的机制相同。有时，患者称膝盖会在平坦路面行走甚至睡眠时无故“脱臼”。撕裂的后角移位有时会导致患者感到膝关节“弯曲”。

半月板破裂会伴有膝关节积液，通常在损伤后数小时出现。这是由关节滑膜同时受损引起的。随后，关节阻塞和“弯曲”发作也会复发，并伴有关节积液。阻塞和“弯曲”发作越频繁，关节积液就越少。有时，在正常的阻塞之后，积液可能已经检测不到。外侧半月板破裂的机制与内侧半月板破裂相同，唯一的区别在于腿部的旋转运动方向相反，即不是向外，而是向内。外侧半月板破裂导致的关节阻塞很少发生，即使发生，也不会伴有关节积液。

在MRI断层扫描图像中，如果存在真正的半月板破裂，信号强度会向半月板边缘方向增强。当扫描层轴线与病变轴线垂直时，真正的半月板破裂清晰可见。如果破裂呈倾斜状，产生的伪影可能会掩盖损伤。

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退行性改变和半月板囊肿

半月板退行性改变的特点是结构不均匀、碎裂、高回声包涵体和囊肿。在陈旧性半月板损伤中也观察到类似的变化。外侧半月板囊肿更为常见。囊肿会引起关节线疼痛和肿胀。内侧半月板囊肿比外侧半月板囊肿更大，且固定性较差。半月板囊肿呈圆形，内外轮廓光滑清晰，内部结构无回声，并有超声信号远端放大效应。附加扫描模式（组织谐波和自适应着色）可改善囊肿轮廓的可视化。随着时间的推移，囊肿内的液体变得不均匀，内容物粘稠。随着囊肿尺寸的增加，囊肿会变软。

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贝克囊肿

贝克囊肿是运动员最常见的病症之一。通常，这类囊肿无症状，可通过超声检查或临床发现。该囊肿形成的机制是位于半膜肌腱和腓肠肌腱之间的滑囊扩张。贝克囊肿的鉴别诊断体征是囊肿颈与膝关节腔相通，囊肿位于腘窝内侧区域：腓肠肌内侧头和半膜肌腱之间。周围组织炎症反应的表现是血管化增多，这在能量图模式下可记录下来。关节腔内液体增多导致滑囊积液，并形成囊肿。囊肿的大小和长度各不相同。囊肿内容物也各不相同：“新鲜”囊肿内容物无回声，而陈旧囊肿内容物则呈异质性。新鲜贝克囊肿的内容物为液体，而陈旧性贝克囊肿的内容物则呈胶冻状。贝克囊肿破裂的诊断依据是其特征性尖锐边缘和沿腓肠肌腱纤维的液体带。囊肿下部破裂更为常见。全景扫描模式可清晰显示囊肿的全长。

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变形性关节炎

该疾病是由于关节软骨代谢紊乱、体重过重导致的机械负荷以及身体超负荷所致。无论病因如何，关节病的临床表现相似，且取决于疾病的阶段：加重期、亚急性期或缓解期。超声可以检测到X射线检查无法检测到的早期骨结构变化。可用于确定变形性关节病的主要超声征象包括：透明软骨不均匀变薄、股骨和胫骨轮廓不均匀、边缘骨赘形成、关节间隙变窄以及半月板脱垂。该疾病的早期表现为边缘骨赘回声增强，关节间隙大小和透明软骨厚度正常。疾病进展的特征是边缘骨赘形成并伴有声影、关节间隙变窄以及透明软骨明显变薄。随后，透明软骨变薄（厚度不足1毫米），形成粗大的骨赘，半月板脱垂，宽度减少三分之一。在显著改变阶段，可观察到半月板完全脱垂，其关节内部分变形，关节腔消失，关节面所有边缘均出现粗大骨赘。

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软骨组织病理学

透明软骨的病理变化以正常厚度受损和钙化为特征。透明软骨变薄在老年人中更为常见。炎性滑膜炎或化脓性关节炎也会导致蛋白多糖的急剧破坏和软骨变薄。随着病理过程的进展，会形成坏死区、囊肿和骨化。单个骨赘主要沿骨皮质层透明软骨边缘形成。这些变化对老年人来说是正常的。

骨关节炎患者会出现软骨变薄。软骨被破坏，新生软骨以骨赘的形式形成。软骨组织表面的一些缺损会被瘢痕组织取代，瘢痕组织在形态学组成上与软骨组织相似。这是由于局部病变形成所谓的纤维软骨所致。由于患处信号强度较低，此类改变在核磁共振成像（MRI）上清晰可见。肢端肥大症患者会出现软骨增厚。这些是该疾病的早期症状。粘液性水肿和某些黏多糖病患者也会出现软骨增大，并伴有广泛的糜烂。

科尼格病

该病多在青年时期发生，累及胫骨骨骺、软骨、肌腱及浆液性滑囊，病变常为单侧性，一段关节软骨连同邻近骨质从关节面分离。

典型的损伤部位是股骨内侧髁，较少见的是关节端的其他部位和髌骨。成人患者有时在机械损伤后会患上剥脱性骨软骨炎。关节内被排斥的游离体会生长并达到相当大的尺寸。