膝关节半月板位移的临床与影像学意义
国际医学放射学杂志International Journal of Medical Radiology 2009Jul ;32(4)膝关节半月板位移的临床与影像学意义
The meniscus displacement in knee joint ：clinical and imaging features
陈旭谭利华【摘要】回顾近几年关于膝关节半月板位移的国内外文献，从生理、解剖、病理及临床的角度分析半月板位移
的发生机制和影响因素及磁共振成像诊断方法。通过介绍半月板位移与损伤、半月板稳定装置及膝关节其他结构损伤的相关性，进而对半月板位移发生原因及临床和影像学意义进行评价，以提高临床及影像学医师对半月板位移的认识。通过早期发现、早期诊断、早期健康教育，针对半月板位移及其并发症采取有效治疗，降低膝关节退行性关节病的发生率，以达到较好的预后水平。
【关键词】
膝关节；退行性关节病；半月板；位移；磁共振成像
骨肌放射学
作者单位：410011长沙，中南大学湘雅二医院放射科（陈旭为在职研究生，在海口市人民医院放射科工作）
通讯作者：陈旭，E-mail ：haikouchx@https://www.wendangku.net/doc/3313711552.html, *审校者
DOI:10.3784/j.issn.1674-1897.2009.04.Z0410
半月板的基本病理变化包括退变、撕裂及位置变化。前者的临床与影像学意义已众所周知，但半月板位置变化较少受人关注。故本文就半月板位移的概念、发生机制及其临床与影像学意义予以综述，以提高对该病的认识。
1半月板位移的概念及其诊断标准
1.1概念半月板位移，又称半月板移位、周缘性
移位、半脱位、周缘性脱位、膨出或突出等，是指半月板关节面外周边缘部分或完全脱离其正常解剖位置的现象。Fairbank [1]最早提出半月板离心性位移（centrigular displacement ）的概念。随后不同研究者提出上述多种命名。这反映不同研究者对该现象的认识意见尚未完全统一。综合国内外文献，结合该现象的本质及汉语表达特点，本文使用半月板位移一词。
1.2诊断标准半月板位于股骨与胫骨关节骨端
之间，周围及其间为关节囊和韧带等软组织结构所固定。半月板本身具有一定的弹性与韧性。因此，在负重与运动状态下，半月板具有一定生理性位置变化。Vedi 等[2]研究发现在正常负重状态下，半月板周缘可能发生位移，但通常不超过3mm ，称之为半月板生理性突出。内侧半月板位移较其他半月板常见且明显。Boxheimer 等[3]发现，正常膝关节屈曲90°并
外旋时内侧半月板前角移位较其他半月板明显。除个别文献外[4-5]，大多数活体MRI 研究显示，通常半月板矢状面或冠状面的生理性位移＜3mm [2-3,6-7]。因此，一般将≥3mm 的半月板位移称为病理性突出或半脱位[6,8]。
目前，显示半月板位移的最佳方法为膝关节
MRI 冠状位成像，即在半月板体部的中央平面测量半月板外缘距胫骨平台关节面边缘(除外骨赘影响)
的最大距离，此为普遍采用的方法[6]。为了反映半月板位移的程度，有研究者对半月板位移分度，半月板边缘超出关节面边缘＜1mm 为Ⅰ°、1~3mm 为Ⅱ°、
＞3mm 为Ⅲ°。Ⅲ°以上的位移均为病理现象，又称半
月板突出或半脱位[9]。为了克服绝对值测量存在的个体差异，有研究者推荐使用半月板位移指数（即半月板超出关节面边缘的宽度与半月板全宽的比值）来衡量移位程度[10]。位移指数＜25%为正常，25%
~50%为轻度突出，50%~75%为中度突出，＞75%为
重度突出。
2维持半月板稳定的因素
半月板是一纤维软骨，其中水约占75%、Ⅰ型
胶原纤维约20%，蛋白多糖、糖蛋白基质和弹性蛋白等非胶原物质约5%。微观状态下，半月板内的胶原纤维呈环状与放射状排列，组成一精密的框架结构。这一结构对于维持半月板的高度、形态、位置及稳定具有重要作用。
半月板具有承载负荷和吸收震荡的作用，同时也是膝关节运动时的重要稳定装置。在负荷传递过
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程中，压力作用于半月板，使楔形半月板的边缘部分增厚并形成向四周膨出的趋势。由于双侧半月板前后角凭借嵌插韧带与胫骨相连，嵌插韧带又与半月板主层的环状胶原纤维相续，负荷时两者共同形成一种抵抗半月板膨出的反作用力，称为箍形应力。为维持膝关节活动的稳定性，正常半月板可随关节活动相应移动，以保证半月板与股骨、胫骨关节面的最大接触面积。因此，半月板的这种承载负荷机制在膝关节明显屈曲活动（可达160°）时仍存在[11]。任何破坏或降低箍形应力的因素均可使半月板失稳、位移。
3半月板位移的原因
3.1半月板自身结构损伤黄等[12]及Lerer等[13]均发现半月板损伤与半月板位移具有不同程度的相关性。Costa等[8]发现复杂的撕裂与＞3mm的半月板位移有关。这是由于如桶柄状撕裂、鹦鹉嘴样撕裂等复杂撕裂使更多层的环状胶原纤维损伤，破坏了胶原纤维产生箍形应力的能力；与半月板边缘垂直走行的撕裂、纵向撕裂及放射状撕裂也会使半月板产生箍形应力的能力降低，这些撕裂都会促使半月板在承受压力负荷时过度膨出，并最终发生位移。斜行撕裂及水平撕裂对半月板环状胶原纤维的完整性破坏较小，除非为较大的撕裂，一般与半月板位移的相关性也较小。
半月板撕裂的部位对半月板位移的影响也不同。桶柄状撕裂会引起半月板体部内环状胶原纤维断裂[14]。内侧半月板后角根部的撕裂会破坏嵌插韧带内半月板环状纤维的附着点。因此，这两处半月板撕裂更容易破坏半月板的稳定性，引起半月板位移。
内侧半月板较外侧半月板更容易发生位移[15]。包括3种原因：其一，内侧半月板与内侧副韧带深层的关节囊韧带紧密附着，其后角也与胫骨平台以嵌插韧带紧密连接。同时，在关节屈曲＞90°时，内侧胫骨平台的凹陷结构可限制内侧半月板后角向后移位。这些都使得内侧半月板在过度或损伤性运动时的活动代偿性更少，对负荷传递应力的缓冲能力也较外侧弱，因而容易受伤。由于韧带易受损，使该侧半月板发生牵连性损伤，故容易发生位移。外侧半月板与外侧副韧带及Wrisburg韧带均无直接连接，而且外侧胫骨平台后部也较凸，这使得外侧半月板在过度或损伤性关节运动时具有更大的活动代偿性，不容易发生本身或与韧带损伤有关的损伤而位移[11]。其二，对尸体的研究显示，关节过度屈曲时，股骨髁部只与内侧半月板接触，单独承受来自关节的全部负荷。步行时内侧股胫关节传递至半月板的轴向压力负荷亦明显多于外侧，因而内侧半月板较外侧半月板更易发生与退变、撕裂相关的位移。其三，从其本身结构来看，内侧半月板所含环状排列的胶原纤维较外侧少，因而产生的箍形应力亦较外侧弱。
3.2稳定装置破坏
3.2.1半月板根部（嵌插韧带）撕裂半月板根部又称为嵌插韧带，是指半月板在胫骨平台的附着部分。根据部位不同，又分为前根与后根。以后根研究较多。嵌插韧带对维持半月板的稳定起着关键作用。在完整的半月板切除术加半月板移植术后，人们发现移植体无论是单角附着还是双角附着，均会导致关节接触面明显减少、接触应力增加[16]。在一项动物实验中，切断兔半月板的前或后嵌插韧带，其生物学结果与半月板切除类似，6～12周后产生了骨软骨的异常改变[17]。Lerer等[13]对205个膝关节MRI 检查的统计分析显示，≥3mm的内侧半月板突出与其根部病理学改变（64%）、放射状撕裂（58%）显著相关。Costa等[8]对105个膝关节回顾性研究认为，大于3mm的内侧半月板突出与半月板严重退变、广泛撕裂、复杂撕裂、较大的放射状撕裂和涉及根部的撕裂有关。Lee等[18]研究也支持内侧半月板突出（≥3mm）与半月板根部撕裂之间具有高度相关性（67%），根部正常的外侧半月板突出的发生率仅为2.2%。Brody等[19]的大样本研究结果显示，外侧半月板根部撕裂并外侧半月板突出的发生率为23%，内侧半月板根部撕裂的半月板突出发生率为88%，说明内侧半月板根部撕裂较外侧半月板根部撕裂更容易引起半月板位移。
半月板后根是负重时影响半月板箍形应力的重要因素之一，而且比前根更容易发生损伤。Ozkoc 等[20]发现半月板后根的撕裂多为放射状撕裂，放射状撕裂会使半月板后根碎裂，使半月板中央主层胶原纤维失去产生箍形应力的必要条件。当承受轴向负重压力时，半月板不能维持其自身的稳定性而发生周缘性移位。Ozkoc等的研究显示半月板根部撕裂的发生率与半月板移位程度亦相关。伴根部撕裂的半月板，移位指数＞50%的占42%，移位指数＜50%的仅占3%。
3.2.2膝横韧带撕裂或缺失膝横韧带是联系内外侧半月板前角的纤维。其功能和生物力学机制尚
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不完全明了。有报道在膝关节承载负荷时，膝横韧带具有防止半月板前脱位和过度后移的作用。膝横韧带在胫骨旋转活动时，可以控制两侧半月板在胫骨平台上的相对稳定位置。如果膝横韧带撕裂或缺失，可能引起一侧半月板活动加大，故而发生位移。
3.2.3板股韧带功能丧失除后交叉韧带外，板股韧带也有防止关节后滑脱的作用[21]。Wrisberg韧带在关节伸展时紧张，屈曲时松弛。Humphry韧带在关节伸展时松弛，屈曲时紧张。由于板股韧带与外侧半月板后角呈切线附着，在半月板负荷时，板股韧带可加强箍形应力，而降低关节软骨上的接触应力。另外，这种切线附着方式还可帮助板股韧带将关节屈曲运动时后移的外侧半月板“悬系”在股骨内侧髁上，从而使半月板避免损伤。Amadi等[22]研究显示，板股韧带功能丧失导致关节软骨的峰值接触应力比正常增加约10%。有研究发现，先天性板股韧带丧失或断裂者发生半月板位移的概率明显增高。
3.2.4影响半月板位移的其他因素
3.2.
4.1关节屈曲运动Vedi等[2]研究发现，正常股胫关节运动时，半月板通过轻微侧移及前后屈伸运动来保持其与关节面接触的一致性。内侧半月板体部附着于内侧副韧带，后角牢固附着于内侧胫骨平台，故内侧半月板前角的活动度最大。半月板不同部位产生的箍形应力强度不一，箍形应力的强度亦会随关节的屈伸运动而变化。膝关节屈曲30°时，半月板前角应力不变，体部和后角的应力轻度增加。膝关节完全屈曲时，半月板前角后移，后角相对固定且其变形能力小，因此，所受应力最多。Boxheimer 等[3]研究发现膝关节屈曲90°并外旋时，内侧半月板前角发生位移最显著。因为关节外旋时，股骨内侧髁相对胫骨平台亦向后移位，这会加强关节屈曲所致的关节向后移位，半月板后根应力进一步加大，这会使半月板的纵向撕裂加重并可促使桶柄状撕裂的碎片内移，甚至引起关节绞锁[23]。膝关节伸直时半月板变化反之。但当半月板发生纵向撕裂时，膝关节伸直并不会引起前角前移，前角应力降低，体部和后角应力无明显变化。累及半月板全层的放射状撕裂使半月板丧失了产生箍形应力的能力，因此促使半月板向外突出。
3.2.
4.2前、后交叉韧带前交叉韧带是第二位抵抗关节外翻应力的稳定装置。当前交叉韧带损伤时，常常伴有严重的内侧副韧带撕裂。后交叉韧带是关节运动时防止股骨髁过度前移的主要稳定结构。前、后交叉韧带损伤均会导致关节的不稳定，使半月板应力失衡，出现病理性移位。另外，由于内侧半月板的活动性较外侧半月板小，且承受轴向应力较大，故当前交叉韧带损伤时，内侧半月板更容易损伤、撕裂并向关节外突出。
4半月板位移的临床与影像学意义
4.1半月板位移与关节软骨损伤及退变相关Berthi-aume等[24]通过定量MRI测量膝关节软骨体积，发现内侧半月板突出程度与膝关节内侧间隙软骨体积有关，认为＞3mm的半月板位移与半月板损伤一样是造成膝关节骨关节病的原因之一。严重的半月板位移直接降低了关节吻合度，使关节表面接触面积减少、关节接触应力增加。再者，半月板严重位移后其承载负荷减少，作用于关节软骨的接触应力必然增加，进而导致软骨过度受力、损伤、崩解。此外，半月板的严重位移降低了关节的稳定性，使关节内软骨间的摩擦及相互撞击增多。以上3种机制最终造成关节软骨损伤。目前人们广为接受的软骨损伤假说是作用于软骨表面的脉冲负荷和重复应力导致软骨下骨冠状终板内的小梁结构发生微细骨折，这种微细骨折的反复发生和愈合使软骨下骨损伤点发生骨质转换和二次骨化中心的再激活，使骨质增厚、增密，硬度增加，最终导致该软骨下区域的减震能力下降和关节软骨应力增加而发生崩解[25]。
4.2半月板位移与关节间隙变窄相关除了关节软骨损伤和体积变小可在影像学上表现出关节间隙变窄外，半月板严重位移与关节间隙狭窄也存在一定的相关性。Bennett等[26]运用一种双对比放大摄影技术，认为早期关节间隙狭窄是半月板突出和软骨磨损共同作用所致。黄等[10]报道内侧半月板突出程度与关节间隙狭窄程度存在相关性。最近有关骨性关节病关节间隙变化的研究也认为半月板的突出是引起X线片上关节内侧间隙狭窄的一个主要因素[27-28]。
Nakamura等[29]发现半月板位移和股胫角的变化有统计学相关性。股胫角增大的原因多为内侧关节间隙变窄。股胫角增大反过来又会引起膝关节不同部分负荷的重新分配，加重膝关节软骨与半月板的损伤，而引起膝关节退变的恶性循环。
4.3半月板位移与胫骨关节面骨刺形态具有相关性Nakamura等[29]报道在内侧胫骨平台骨刺向下组中，100%的内侧半月板均有撕裂，内侧半月板平均移位指数为（50.46±17.95）%，并发现内侧半月板位
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移指数、半月板信号异常与内侧胫骨平台骨刺形态具有显著相关性。而胫骨平台外侧骨刺类型与外侧半月板位移没有统计学相关性。
5小结
综上所述，半月板自身及周围结构损伤可直接或间接地破坏半月板箍形应力的产生，并导致半月板不稳定，使其在膝关节负重及运动过程中的挤压、牵拉作用下发生不同程度的位移。半月板位移又会引起膝关节失稳，关节负荷重新分配，进而引起膝关节骨性关节病的发生与发展。临床医学中，对半月板位移原因与后果的深入认识，有利于进一步提高半月板疾病、韧带疾病及膝关节退变的诊断与治疗水平，探寻关节退变的原因及其防治措施。熟悉半月板位移的原因有利于发现半月板本身及其周围结构的损伤，可减少漏诊。同时，将半月板位移作为一个诊断征象，有利于解释部分病人慢性膝关节疼痛的原因，为其提供正确的治疗方法。需要注意的是，部分正常人群中可出现半月板生理性位移，但其无临床症状及体征，本文未做详细阐述。在临床实际工作中，诊断半月板位移时，要认真结合临床资料，以避免误诊与过诊。
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（收稿2009-03-12）
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