一名 15 岁女性在 9 天前因运动损伤后膝关节疼痛前来就诊。图1：通过髌股关节上侧连续的轴向质子密度脂肪饱和 MR 图像。发现图2：通过滑车近端的连续轴向质子密度脂肪饱和 MR 图像（从显示滑车软骨的最上轴部分开始）显示内侧髌股韧带（箭头）的髌骨和股骨附着处均出现水肿，增加了近期髌骨外侧半脱位或脱位的可能性。支持这一诊断的是存在异常浅的滑车，易发生外侧髌骨半脱位或脱位。在滑车发育不良的情况下，内侧髌股韧带部分撕裂，可能由近期外侧髌骨半脱位或脱位引起。滑车发育不良指的是股骨滑车形状的病理性改变。正常的滑车（也被称为髌面、滑车沟）具有足够的凹陷，可以在正常的运动范围内引导和保持髌骨，而发育不良的滑车可能比正常滑车更浅甚至是平坦或凸起的，从而使髌骨易于向外侧半脱位甚至脱位。 图3：在这种更严重的髌骨发育不良症病例中，近期出现了髌骨的侧向脱位，伴有明显的髌骨内侧韧带的撕裂以及周围广泛的液体积聚和水肿。股骨髁的外侧部和髌骨的内侧部都有骨挫伤。对滑车畸形的研究可能会令人望而却步，首先因为它涉及一个三维表面，其生物力学可能不是显而易见的。其次，为了量化这个表面的复杂性，研究人员多年来创造了大量的指标，可能很难记住。最后，不同的作者使用的指标可能起初看起来是相同的，但实际上不同，这与方法的变化有关，可能会对结果产生重大影响。 为了避免加剧这些挑战，本次MRI不深入探讨可能导致髌骨不稳定的其他因素，包括髌股关节一致性（即倾斜和侧方脱位）、胫骨结节-滑车沟距离（借助Q角）和髌骨低位。每一个因素都是广泛研究的课题，已经导致多种测量方法。为了给滑车畸形的MRI评估提供适当的背景和上下文，我们首先会建立起理解滑车畸形所必需的基本生理学，并讨论在应用MRI之前如何研究这种情况。适度强调当前使用的主要分类系统 - Dejour 分型。当人类膝盖完全伸展时，特别是股四头肌收缩时，髌骨不会与股骨滑车对合；相反，它位于滑车最上部的上外侧。在每个膝关节屈曲周期中，在大约 10° 屈曲时，髌骨从该位置向下移动以进入滑车。滑车的最近端范围（髌骨在早期屈曲时遇到的部分）最浅，因此髌骨的稳定性最低。当与滑车的这一部分连接时，髌骨最容易脱位。因此，即使是滑车这部分的微小异常也会对髌骨稳定性产生深远的影响。作为推论，正是由于这个原因，髌骨脱位经常发生在存在髌骨高位的情况下；与正常髌骨相比，位置优越的髌骨与滑车近端浅部的关节时间更长，髌骨脱位的风险增加。随着膝关节屈曲的增加，髌骨向远端移动，滑车底加深并提供更高的髌骨稳定性。因此，髌骨很少从滑车沟的远端或更下部脱位。因此，任何与髌骨稳定性相关的滑车测量都必须在近端进行，即在膝关节屈曲的早期阶段。图4：髌骨跟踪的简化示意图。在这些示意图中，弯曲的股骨髁被扁平化成平面。在正常滑车 （a） 中，髌骨（球体）在股四头肌肌腱、髌腱以及内侧和外侧支撑结构（红色箭头）的力引导下，通过进入滑车最浅、最近端的部分（图的上部）开始每个膝关节屈曲周期。在发育不良的滑车中，滑车的关键近端范围可能是 （b） 平坦或 （c） 凸起，易发生髌骨脱位。导致髌骨不稳定的其他因素同样可以概念化为图中所示位置和力的改变。 滑车骨发育不良的重要性最早于1802年被法国外科医生里谢朗发现，他注意到几个髌骨脱位病例中的股骨外侧髁突与通常情况下相比较低。早期对滑车形态的放射学评估尝试使用膝关节的轴位X射线片。然而，最早的轴位X射线片技术始于1921年的Settegast，是在膝关节处于深屈曲的位置，这样的姿势不允许评估滑车关键的近端部分。在接下来的几十年中，作者们提出了新的技术来研究滑车的近端部分，最终发展出了现今使用的两种早期屈曲轴位技术，分别是Merchant于1974年提出的45°屈曲位（图5左），以及Laurin于1978年提出的20°屈曲位（图5右）。通过这些视图，滑车形态可以使用沟角度、侧倾角和髁突高度等测量指标来评估，这些指标后来结合了横断面成像技术一起使用。 图5：膝关节X线摄影的技术。当膝关节在弯曲度较小的情况下进行摄影时，可以对股骨滑车的远端部分进行轮廓成像。(a) Merchant位摄影是在膝关节弯曲45°的情况下进行，射线向患者的脚方向通过。(b) Laurin位摄影是在膝关节弯曲20°的情况下进行，射线向患者的头方向通过。虽然这些视图很有用，但由于生理限制，如大腿的软组织，无法使用轴位X射线照片来评估更远远端的股骨滑车部分。
在20世纪80年代，马尔汉姆和其他研究者开始将他们的关注点从轴向X光片转向侧位X光片（图 6）；这种方法为今天所使用的 Dejour 分类系统奠定了基础。然而，涉及“Dejour 系统”的医学文献一开始可能看起来是矛盾的，直到认识到 Dejour 这个名字适用于由里昂膝关节外科学派的两位法国骨科医师分别开发的两个独立的分类系统：已故的父亲 Henri Dejour和他的儿子David Henri Dejour。 图6：侧面X光的示意图。轴位图像的获取仅限于能够描述远离股骨滑车凹的近端范围。然而，侧面X光能够在单幅图像中评估整个股骨滑车凹（蓝色）的近端至远端。通过示意图上标记的几个特征，可以区分膝盖的内侧（绿色）和外侧（红色）。在20世纪80年代末和90年代初，Henri Dejour及其同事们进行了一系列具有里程碑意义的研究，确定了之前经历过一个或多个髌骨脱位的患者髌骨的放射学和解剖特征。他们确定了四个具有统计学意义的因素，这些因素被广泛接受为髌骨不稳定的主要因素：- 股四头肌发育不良/髌骨倾斜（见于 83% 的异常病例）
这四个因素随后成为里昂学派“点餐菜单”手术策略的基础，其中每个可能的异常都通过其自己的手术技术进行修正。根据这个策略，一个患者将接受适合他情况的个性化治疗，就像一个顾客接收适合口味的个性化晚餐项目一样。 在同一系列研究中，Henri Dejour等人仅仅通过侧位X射线片，将滑车发育不良的概念概括为三个主要概念：交叉征（见于 96% 的异常病例）。滑车发育不良的最基本体征，当滑车底和股骨外侧髁的轮廓在任何水平相交时，交叉征为阳性。这表明，在该水平上，滑车的侧侧是平坦的，或者等效地，滑车底与侧髁平齐。 滑车深度（85%的异常病例较浅）。滑车深度是在滑车近端的某个位置测量的，该位置需要建造多条线（图7左）。Henri Dejour等人认为这种测量值为4毫米或更小这个测量值被认为是病理性的。 滑车隆起（见于 66% 的异常病例）。不要与滑车刺（下面讨论）混淆，滑车凸起测量评估滑车底的最前部，相对于沿着股骨干前皮层最远端10厘米绘制的线测量（图7右）。该线前方滑车底的突出用正值表示。Henri Dejour等认为当数值大于或等于3毫米时，这个测量值被认为是病理性的。
图7：滑车测量（Henri Dejour等人的方法）。 （左）滑车深度是从侧面X射线照片测量的，在滑车近端的一个位置上需要构建多条线。 首先，沿股骨髓质的后正皮质绘制一条“垂直”线（虚线绿线）。 然后，在此线的垂直水平上，绘制第二条“水平”线（虚线绿线），其位于股骨髁后缘的最近点的垂直水平上（蓝色箭头），即股骨干骺端的凹陷点到股骨髁后缘的凸面过渡点。 从前两条线的交点出发，沿着胫骨前下方倾斜15°的第三条线（实线绿线）绘制。 就是沿着这条线测量骨滑车底与侧髁之间的距离（红线）。 （右）滑车隆起的测量是相对于髂骨髁前下方10厘米的前正皮质沿着一条线（绿线）测量的滑车底最前端的距离（红线）。 Henri Dejour等人，还讨论了一些辅助概念： - 滑车喙/刺。（上）滑车喙或刺最初仅作为附带说明引入，是指滑车最近端部分的角度投影。
- 滑车角（65% 的异常病例较浅）。滑车角度是指滑车的打开角度，如30°屈曲轴向X线片所示。在Henri Dejour等人的研究中，阈值为145°能够成功排除所有正常患者。然而，该临界值仅允许识别65%的髌骨不稳定病例（高特异性，低敏感性），这意味着许多患者的滑车异常位置甚至比30°屈曲视图中剖析的滑车部分更优越。
- 双轮廓标志。双轮廓征提示股骨内侧髁的轮廓明显小于股骨外侧髁的轮廓。
根据交叉标志的位置和双轮廓标志的存在或不存在，Henri Dejour等人将发育异常的滑车分为三种类型：I型、II型和III型。不幸的是，1998年Rémy等人的一项随后的研究发现该系统的可重复性不好。因此，同一年，David Dejour等人重新使用了相同的基本标志来创建修订后的系统。这个修订本的可重复性更好，通常取代了前任系统。放射科医生和临床医生应意识到存在这两种不同的系统，并且例如“H. Dejour”的“Type III发育不良”与“D. Dejour”的“Type C发育不良”完全不同。David Dejour等对Henri Dejour等人的工作进行了几处修改。首先，这些研究者提升了滑车刺的地位，将其从最初被认为是一个辅助发现，提升为分辨滑车发育不良的三个主要标志之一。其次，他们也减弱了对滑车隆起等定量测量的重视程度。最后，尽管他的父亲曾宣称CT“不能对滑车进行重复可靠的研究”，但David Dejour与他的同事们仍努力将四种新型发育不良（根据侧位X线片判断）与其在特定滑车水平上的出现（最上方的图像显示滑车软骨）在CT扫描或MRI图像上进行相互关联（图8）。图8：David Dejour分类。所有四种类型，从最温和的David Dejour A型开始，都表现出积极的交叉标志。（a） 在David Dejour的A型滑车中，只有这个标志，即交叉标志。当在参考水平通过轴向CT检查A型滑车时，它们看起来很浅，但不平坦。尽管 A 型发育不良中交叉征的存在表明滑车确实在一个水平上是平坦的，但平坦度的位置通常靠近用作参考的轴向部分。（b） 在B型中，有一个额外的滑车刺。在轴向图像上，这些滑车看起来是平坦的。（c） 在C型中，没有滑车刺，而是有一个双轮廓标志。在轴像上，这些滑车呈凸起，伴有内侧髁突发育不全。（d） 在D型中，所有三个标志都存在：双轮廓标志，交叉标志和滑车刺。在轴向图像上，这些滑车有一个尖锐的凸起“悬崖”，将内侧和外侧小面分开。表1总结了David Dejour等人的四种滑车类型，并与Henri Dejour等人的三种类型进行了比较。表1：David and Henri Dejour的分类比较。在Henri Dejour分类系统中，发育不良的滑车按交叉标志的近似水平进行分类：高，不对称或低。在具有低（远端）交叉征的滑车中，未始终观察到滑车刺；因此，滑车刺被认为是辅助发现，与发育不良滑车的分类无关。在随后的David Dejour分类中，滑车刺被提升为滑车发育不良的三大鉴别体征之一。在2000年，瑞士的放射科医生Pfirrmann和他的同事发表了一篇关于使用MRI诊断滑车不良的标准的早期研究。他们指出真正的侧位X光片很少见，而且病人通常在没有对比X光片的情况下接受MRI检查。Pfirrmann等人研究了哪些MRI标准能够根据亨利·迪乔准则提供的“黄金标准”最可靠地诊断滑车不良。仅当病人的侧位X光片符合亨利·迪乔准则的三个主要标准时，他们才被纳入研究组。随后的研究者普遍更倾向于根据临床而不是放射学的标准选择研究对象。表2对其他几项研究（Carrillon等人、Escala等人、van Huyssteen等人、Biedert等人、Ali等人、Salzmann等人和Charles等人）的方法和结果进行了比较。MRI检查通常依赖于使用矢状中部图像的有限数量的观察，矢状中图像定义为最能描绘滑车底的图像。Pfirrmann等人的分析。包括以下内容： 腹侧滑车突起。这个指标类似于Henri Dejour的“滑车突起”，只是测量的是滑车的软骨（而不是骨皮质）底部。采用 8 mm 的阈值可识别研究组中的患者（即侧位 X 线片显示所有三个主要 Henri Dejour 标准的患者）的灵敏度为75%，特异性为83%。（相比之下，Henri Dejour等人。之前已经建立了 3 mm的骨测量值，其他几位作者也使用了类似的指标。 突起高度。该指标评估 Dejour（上）滑车刺的突出程度（如果存在这种刺）。该测量的参考不是远端骨干皮层（如腹侧滑车突起的情况），而是紧邻骨刺远端的近端滑车的软骨下骨。这种测量通常不被研究。
与大多数核磁共振成像研究一样，Pfirrmann等人的大部分数据收集不是来自矢状图像，而是来自轴向图像。对于这样的轴向图像，选择准确且可重复的参考水平是一个非常重要的决策。尽管Pfirrmann等人确定了距股腓关节线上方1cm和2cm的一些统计显著结果，他们推荐选择能够最好区分正常和发育不良滑车的轴向图像，即位于关节线上方3cm的图像。使用这样的绝对测量是不寻常的。虽然3cm参考图像大致定位于滑车的近侧，但确切的水平因膝盖大小而异。随后的研究作者更倾向于使用适应不同大小膝盖的解剖标志，例如显示任何滑车软骨的第一个轴向图像，显示滑车软骨完全覆盖的第一个轴向图像，或者包含最大腹侧滑车突起的轴向图像，或者后髁间窝呈现最对称的“罗马拱门”形状的轴向图像。 在Pfirrmann等人的研究中，两个轴向测量值达到了统计显著性： - 小平面不对称。小平面不对称是一个改编自轴向X光片的概念，表示内侧与外侧小平面长度的比率（图9）。采用 40% 的阈值可识别研究组中的患者的灵敏度为 100%，特异性为 96%。Charles等人也报告了类似的指标，但这个比例则相反。
图 9：小平面不对称。平面不对称表示刻面长度的比率。（a） Pfirrmann等人报告了内侧小平面测量值（红色）除以侧小平面测量值（蓝色）的数值；查尔斯等人报告了倒数（侧向除以内侧）。（b）将Pfirrmann等人的测量应用于我们介绍性案例的适当横截面，得出的比率为39%，这是异常的。- 滑车深度。对于这个流行的指标，Pfirrmann等人采用了一种有点不常见的方法。首先，绘制与两个髁突后侧的切线作为参考基线。垂直于该基线，测量内侧和外侧小关节的最前点以及滑车底。为了计算最终指标，从两个小平面测量值的平均值中减去滑车底部的测量值（图 10）。采用 3 mm 的阈值可识别研究组中的患者，灵敏度为 100%，特异性为 96%。（相比之下，Henri Dejour等人。之前已建立 4 毫米的骨阈值。其他作者的方法如下所述。
图 10：滑车深度（Pfirrmann等人的方法）。（a）在进行此测量之前，先画出与两侧髁的后方相切的线（绿线）作为参考基线。在此基线的垂直线上，测量到内侧和外侧突面的最前点（红线），以及滑车底部（蓝线）。为了计算最终指标，将底部测量值减去两侧突面测量值的平均值。两侧突面测量值的平均值可以解释为与两侧突面测量值平行且等距离的线的长度（红色虚线）。（b）将这些测量值应用于我们介绍性案例的相应横截面，得到的滑车深度为（61.3+63.6）/2−61.0=1.4毫米，这是异常的小。 实际上，使用Pfirrmann等人的滑车深度阈值的尝试通常是错误的，原因有两个。 - 首先，测量应该相对于滑车的软骨（而不是骨皮质）表面进行。Pfirrmann等人强调他们的MRI方法旨在评估关节的真实几何形状。选择骨质轮廓会错误地高估滑车的深度，从而导致滑车错形的诊断不足。大多数随后的MRI研究基于真实的软骨轮廓进行。
- 其次，Pfirrmann等人的方法常常被简化为一个数学上不等效的模型。在这个简化的变体中，内侧和外侧小关节的最前点用一条线连接，并且从这条线将测量线延伸到滑车的底部（图 11a，b）。只有在以下情况下，该变体在数学上等效于原始方法：（1）滑车的底部正好位于前点之间的中间（图10中的红色虚线）和（2）最终测量垂直于后基线。其他作者如阿里和查尔斯等人，但是，已采用这种更简单的技术作为其官方方法。使用另一种方法，Escala等人。计算滑车深度作为相对于外侧小关节最前侧的纯前后测量（图11c，d），这种方法在理论上最类似于从侧位X光片得出的测量。
图 11：测量滑车深度的替代方法。（a） 在Ali等人的方法中，内侧和外侧小面的最前点用一条线（绿线）连接，一条垂直测量线（红线）从这条线延伸到滑车的底部。Ali等人使用软骨下骨轮廓，而Charles等人使用软骨轮廓。（b） 将查尔斯等人的软骨测量应用于我们介绍性案例的适当横截面，得到的测量值为0.7毫米，这是异常小的。Ali等人在适当横截面处的测量也是异常的（未描绘）。（c） Escala等人计算滑车深度作为相对于侧小平面最前方（最上部绿线）的纯前后测量值（红线）。（d） 将Escala等人的测量应用于我们介绍性案例的适当横截面，得出的测量值为63.6−61.0 = 2.6毫米，这是异常小的。 在随后的几年中，其他作者描述了可以在轴向MRI扫描上进行的其他测量。- Carrillon等（2000年）验证了外侧滑车倾斜的磁共振成像版本。最初应用于轴向X光片上，该测量目的在于通过外侧滑车滑面异常浅的斜率来检测异常发育的外侧髁突突出程度降低。根据Carrillon的方法，根据软骨下骨（而非软骨）绘制出包含任何滑车软骨的最上方的轴向切片上的侧面滑车线和后髁参考线；测量两条线之间的角度（图12）。Carrillon等提出，当角度测量为11°或更小时，诊断为滑车发育不良。
图 12：外侧滑车倾斜。（a） 外侧滑车线（红色）和后髁突参考线（绿色）仅相对于软骨下骨（而不是软骨）绘制;测量线之间的角度。（b） 将Carrillon等人的测量应用于我们介绍性案例的适当横截面，可以得到9-10°的测量值，这是异常小的。 - Biedert and Bachmann（2009）研究了股骨髁的前范围，他们称之为前后滑车测量，相对于后髁突参考线。使用他们的方法，在具有完整滑车软骨覆盖的最优越的轴向图像上，绘制与软骨下骨相切的后髁突参考线;然而，前部测量考虑了滑车的软骨轮廓（图13）。利用这些数据，Biedert和Bachmann试图回答滑车发育不良中外侧小关节的突出程度降低是否源于侧小平面的凹陷或滑车底的抬高。尽管他们的结果表明这两种类型都存在，但绝大多数病例似乎都有滑车底部的凸起。这一结论与Henri Dejour等人的观察一致。在大多数滑车发育不良病例中存在增加的“滑车隆起”。然而，其他研究尚未证实这一结果。
图 13：前后滑车测量。股骨髁的前部和滑车底（三条红线）相对于后髁突参考线（绿色）进行测量。一些最常见的MRI指标在表2中进行了比较。重要的是要注意不同作者的轴向测量已经过验证的参考水平，以及其他方法论细节（例如选择软骨或骨质轮廓）。 滑车发育不良可以通过手术矫正。最早被广泛采用的手术技术是在1915年由Albee描述的，他进行了股骨外侧髁的冠状开口截骨术，以在不改变滑车底的情况下使外侧滑车的倾斜度变陡（图 14）。这种方法似乎忽略了大多数滑车发育不良病例的明显原因 - 即滑车底太高，而不是髁突太平。由于该手术倾向于将髌骨抬离股骨更远，缩小股四头肌和髌腱矢量之间的角度，因此它会增加接触压力并容易导致软骨损伤。图 14：Albee滑车成形术。对股骨外侧髁进行冠状开口截骨术，以陡峭外侧滑车的倾斜度。请注意，在术后状态下，滑车的侧面比正常滑车的侧面（虚线）更靠前。 下一个主要手术，即深化滑车成形术，由马斯描述1978年，1987年由Henri Dejour修改。里昂学校的首选手术，该手术涉及从股骨前部移除近全宽的松质骨冠状板，然后将中央滑车表面钝性地压入手术缺陷以创建新的滑车底（图 15）。Bereiter等人描述的过程。相似，但涉及滑车表面较薄的襟翼。
图 15：深化滑车成形术。从股骨前部取出近全宽的松质骨冠状板，然后将中央滑车表面钝性地压入手术缺损以创建新的滑车底。请注意，术后滑车的轮廓大致接近正常滑车的轮廓（虚线）。最后，对于那些包含突出凸起的滑车，Goutallier等人。描述了一种称为楔形凹陷滑车成形术的手术程序，其中从股骨前部移除松质骨楔（如矢状面所示），滑车的上侧向后倾斜到手术缺损中，使其与前骨干皮层齐平（图 16）。该手术的优点是倾斜但不扭曲滑车槽的形状，保持任何髌股全等并降低手术的技术复杂性。
图 16：楔形切除滑车成形术。从股骨前切除松质骨楔（如矢状面所示），滑车的上侧向后倾斜到手术缺损中，使其与前骨干皮质齐平。X线（尤其是侧位）和多平面横截面成像都有助于更全面地了解伴随滑车发育不良的解剖异常。仔细分析侧位 X 线片可能会发现包括支持发育不良滑车诊断的交叉征。通过 CT 或 MRI 提供的轴向图像，可以在存在各种异常测量的情况下确认滑车发育不良：滑车倾斜度可能减小、沟角增加、横向侧面不对称增宽或中央滑车前后测量增加。尽管目前试图表征滑车发育不良的方法并非没有缺陷，但放射科医生可以在识别促进髌骨脱位的危险因素方面发挥重要作用。 参考文献： Fulkerson JP. Disorders of the Patellofemoral Joint. 4th ed. Philadelphia, PA: Lippincott, Williams, & Wilkins; 2004. ↩ Brattström H. Shape of the intercondylar groove normally and in recurrent dislocation of patella: a clinical and X-ray anatomical investigation. Acta Orthop Scand 1964;68(suppl):1–148. ↩ Settegast H. Typische Röntgenbilder von normalen Menschen. Lehmanns medizinische Atlanten 1921;5:211. German. ↩ Merchant AC, Mercer RL, Jacobsen RH, Cool CR. Roentgenographic analysis of patellofemoral congruence. J Bone Joint Surg Am. 1974 Oct;56(7):1391–6. ↩ Laurin CA, Dussault R, Levesque HP. 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