一、解剖生理
关节镜技术已成为诊断和治疗膝关节内疾病的黄金标准。已有研究经证实,在膝关节运动损伤的诊断中,关节镜检查比MRI更敏感和有效。如果具备良好的关节镜操作技术,无论是使用前外侧入路或正中入路,都能对膝关节进行系统的检查。本节旨在通过介绍膝关节镜下的正常和病理性异常表现,以促进对关节镜这项新技术的了解。
(一)髌上囊
1.正常表现
常规的膝关节镜检查即从髌上囊开始。髌上囊可以看作是膝关节向近侧的囊性扩张,镜下可发现4种滑膜皱襞:髌骨上、髌骨下、外侧和内侧滑膜皱襞。髌上囊顶部(前侧)为白色的股四头肌腱和深红色的股四头肌,与滑膜相连。如果镜下不能发现此两种结构,则提示存在一个完全封闭的髌上滑膜皱襞,将髌上囊与关节腔分开。一般情况下,髌上滑膜是不完整的,镜下仅能见到上内侧或上外侧部分,在水平方向上沿髌骨近侧缘走行。髌上囊底部为含有脂肪的白色滑膜组织,覆盖于股骨远段前半部分。在有陈旧性关节内刺激如半月板损伤时,髌上囊底部滑膜常有肥厚增生。
在髌上囊扩张良好的情况下,医师能直观地检查滑膜组织。滑膜组织异常最常出现于风湿性关节炎,其次是反应性滑膜炎。通过镜下仔细检查滑膜绒毛的特征、血管分布和炎症表现,能确诊这两种疾病。此外,任何关节内晶体沉积或粘连征象都能通过关节镜证实。
2.病理表现
髌上囊的内容物以及髌上囊的扩张程度具有重要的临床意义。膝关节创伤是进行膝关节镜手术最常见的原因,镜下检查可发现关节内血肿在髌上囊内聚集并机化,有凝血块或纤维蛋白凝块;髌上滑膜皱襞出现纤维化增厚并破裂;陈旧性损伤时反应性关节炎症表现为充斥整个髌上囊,滑膜绒毛增生肥大。这些镜下表现应与炎症性疾病如风湿性关节炎的滑膜表现相鉴别。
如果关节腔终止于髌骨上缘,说明髌上皱襞完全闭合形成髌上间隔,或者先天性髌上囊缺失。髌上皱襞将膝关节腔和髌上囊分开,在20%的成年人中这层膜是完整闭合的,但大多数情况下仅保留不同程度的残迹。正确的治疗方案取决于髌上滑膜皱襞是否引起症状。镜下正常的皱襞内缘呈光滑的弧形、圆顶形或新月形,连续无中断。膝关节损伤后皱襞可出现增厚、炎症和纤维化表现。这些创伤后表现改变了皱襞的生理特性,镜下变得僵硬,缺乏弹性。值得注意的是,有些引起明显症状的游离体被完整地髌上皱襞遮挡,难以在镜下发现,此时应打开皱襞彻底检查髌上囊。
关节内血肿或关节内手术后过长时间制动可引起髌上囊部分或完全粘连封闭,此时常发现单个或多个粘连索带,提示髌股关节的生物力学结构完整性被破坏。
膝关节镜手术的另一项显著的优势就是可在镜下方便地切取组织进行活检。术中如果发现组织异常增生,应进行活检。色素沉着性绒毛结节性滑膜炎是一种以含铁血黄素沉积的绒毛异常增生为特征的疾病,可局限于单个结节或关节内弥漫性分布。局限性色素沉着性绒毛结节性滑膜炎引起的症状和体征与游离体相似。滑膜软骨瘤病是一种以软骨性或骨软骨性化生和关节内游离体形成为特征的滑膜疾病。滑膜软骨瘤病有3种表现:①软骨化生无游离体;②滑膜过度增生合并游离体;③正常滑膜合并游离体。
(二)髌股关节
1.正常表现
髌骨的最重要功能是作为股四头肌收缩时伸直小腿的支点,增加伸膝装置的功效。髌股关节面被一条中间嵴分为外侧和内侧两个关节面。正常的股骨滑车沟宽度存在一定的变异。股骨颈的前倾决定了滑车的方向,并影响髌股关节的轨迹。轴线位屈膝45°观察显示股骨外侧髁比内侧髁高1 cm左右。
当需要完全显露髌股关节面时,须作髌上入路,彻底的髌股关节检查还包括通过上外侧或上内侧入路评价髌骨滑行的轨迹。在膝关节完全伸屈活动中检查髌股关节运动轨迹,观察关节面之间的吻合关系。正常情况下,伸膝位时髌骨存在轻度外偏;逐渐屈曲膝关节,可见髌骨向远侧和内侧滑动,屈膝45°时髌骨位于滑车沟正中。
伸膝装置和髌股关节的变异很大。二分髌骨就是一种由于髌骨骨化中心融合出现问题而形成的解剖变异。Saupe根据二连髌骨的连接位置进行分型:Ⅰ型,位于下极;Ⅱ型,位于外侧缘;Ⅲ型,最为常见,位于外上极。对于膝前疼痛伴有髌骨外上部持续压痛的病例,切除二连髌骨外上部多余的部分能有效缓解疼痛并恢复膝关节功能。
2.病理表现
对于急性高能量膝前创伤而影像学检查未发现骨折的病例,关节镜有助于评价软骨或骨软骨损伤。如果没有髌骨半脱位或不稳定的表现,则可单纯清除损伤软骨。但多数情况下髌股关节紊乱比髌股关节软骨损伤更常见。
髌下和髌前皱襞向前方延伸至前十字韧带,可与韧带连接、部分相连或完全分开。它们是最常见的膝关节皱襞,但并非膝关节疼痛的主要原因。镜下可发现起源于髌下脂肪垫的绒毛或内侧滑膜皱襞嵌夹于髌股关节中,是髌股关节疼痛的潜在病因,最终导致髌股关节软骨软化。为更明确检查,应当关闭冲洗管,在无灌注压的情况下进行伸屈膝活动,易于发现髌股关节内的嵌夹征象。
髌骨半脱位和髌骨不稳定主要通过体格检查和影像学检查诊断。关节镜检查可发现此类患者髁间凹狭窄,或者髌股关节吻合不良;髌骨处于向外侧半脱位的位置,以及髌骨和股骨外侧髁关节面存在损伤。如果存在髌股关节半脱位,屈膝45°时髌骨并不位于滑车凹正中,只有在更大屈膝位时才处于正中位置,有时可见明显的髌骨外侧偏移和倾斜。
Fulkerson根据髌股关节软骨损伤的位置象限分型:Ⅰ型,髌骨中线远侧或内侧;Ⅱ型,外侧关节面;Ⅲ型,内侧关节面切线骨折;Ⅳ型,上内和上外部关节面。Outerbridge根据关节软骨损伤的程度分类:Ⅰ度,单纯软骨软化;Ⅱ度,软骨病损直径小于1.27 cm(0.5 in);Ⅲ度,软骨病损直径大于1.27 cm(0.5 in);Ⅳ度,骨质裸露。具体损伤程度的检查须使用探钩进行。
股骨滑车部位的软骨退行性改变也是关节镜检查的最常发现,此处的软骨退变与髌骨软骨退变并不一定相对应,有时此处软骨退变是引起膝关节症状的唯一原因。软骨损伤部位透明软骨消失,机体通过纤维软骨的增生进行修复,纤维软骨的生物力学性能低于透明软骨,导致早期出现磨损和退行性改变。
(三)内侧沟
1.正常表现
股骨内侧髁被一层滑膜覆盖直至关节软骨边缘,沟的内侧壁延伸至半月板滑膜边缘。检查从内侧沟的最后部分开始,然后慢慢撤回镜头,观察整个内侧沟,可见到内侧滑膜半月板结合部的前部。
镜头从髌上囊移至内侧沟的过程中有时可见内侧滑膜皱襞。一般情况下这一皱襞并非异常,但当此结构很大时,如果膝关节未处于完全伸直位,皱襞会阻止镜头轻松进入内侧沟。不引起症状的皱襞边缘较薄且光滑柔软,无炎症表现或增厚。直视下屈曲膝关节时可见皱襞绷紧,紧贴于股骨内侧髁上。
半月板滑膜边缘有时可发现显著的变异。如果不用探钩将滑膜半月板结合部充分拉开,滑膜内深深的褶皱很容易被误认为半月板外周撕裂,这一点值得注意。在膝关节急性和亚急性创伤后,滑膜增生和炎症可蔓延至内侧沟。
2.病理表现
在治疗内侧副韧带完全撕裂的病例时,可用关节镜排除其他关节内损伤,评估撕裂的韧带。内侧半月板或半月板滑膜结合部损伤也可在关节镜下修补;严重的损伤可引起内侧副韧带以及内侧关节囊断裂。在个别情况下,在内侧沟里能看到移位的内侧副韧带。
内侧沟内常能发现游离体隐匿其中。无论对于术前已诊断游离体,还是术中偶然发现游离体的病例,对内侧沟进行详细的检查都是非常必要的。当镜头从髌上囊进入内侧沟的过程中可同时观察股骨内侧髁,可见退变性骨赘突起,提示关节面明显破坏。
内侧沟内还可发现病理性内侧滑膜皱襞。尽管皱襞可从许多方面引起症状,但内侧膝关节疼痛通常是由其他的损伤引起。此外,皱襞的弹性随着年龄的增长而逐渐下降,因此改变了皱襞和内侧髁之间的关系。
(四)内侧间室
1.内侧半月板
(1)正常表现:屈膝外旋胫骨,镜头从内侧沟进入内侧间室,同时对膝关节施加外翻应力,显露内侧半月板。正常半月板呈黄白色,光滑有弹性,游离缘较锐。根据血供不同可分为内、中、外3区。从前外侧入路观察,半月板分为3个部分:前角、体部、后角。从前内侧入路插入探钩,轻柔地抬起半月板显露其下表面以及组成半月板胫骨结合部的冠状韧带。使用探钩轻柔牵拉半月板,这样可以发现已复位和未达全层的半月板撕裂。在屈伸膝关节的过程中,结合直视和探钩可动态评价半月板的活动性。将镜头插入后内侧间室可观察半月板后角在胫骨上的附着部,以及内侧半月板后角周缘的附着情况。内侧和外侧半月板前角之间有膝横韧带连接。
当对膝关节施以外翻应力时,正常的半月板游离缘会出现小的皱褶,注意不要和半月板撕裂混淆,正常半月板的活动范围有限,异常的活动提示外周性半月板撕裂。正常半月板在前后向平均可移动5 mm,而前角活动范围相对更大一些。半月板和股骨髁的生理特性随年龄变化,半月板游离缘磨损,但只要不出现游离的碎片即不应视为异常。
(2)病理表现:半月板撕裂分为创伤性和退变性两种。创伤性半月板撕裂可根据位置、方向和形状分型。根据位置的分型揭示了撕裂部位与其血供的关系,提示愈合潜力。在内侧间室可观察内1/3和中1/3的撕裂,外1/3撕裂需探钩协助或从后内侧间室进行观察。在半月板体部,内侧副韧带的斜行纤维撕裂容易和半月板外周撕裂相混淆。
对于半月板损伤除了应观察损伤形态和部位外,更应区分新鲜和陈旧性损伤。血性关节积液、半月板基底部及邻近关节囊部位的瘀血、锐利而有弹性的半月板撕裂缘,以及伴发的新鲜韧带损伤均提示新鲜半月板损伤;浆液性关节积液、半月板撕裂部圆钝或毛边样改变,以及伴发的陈旧性损伤均提示陈旧性半月板损伤。半月板连接部位滑膜的隆起或翻起、滑膜的铁锈色改变、关节囊的增厚、受检查部位关节软骨损伤也是陈旧性半月板损伤的继发改变。半月板损伤根据位置和形态分为以下类型:①纵形撕裂,常出现于后角,往往需通过探钩才能检查其存在以及大小范围。局限于后角的4周内损伤通过制动常能自行愈合,如果损伤延伸至半月板中部,应行半月板修补;如果前十字韧带(ACL)断裂则应保留半月板;如果为陈旧性损伤应行半月板修整性切除;②放射状撕裂:常出现于体部,需行修整性切除;③桶柄样撕裂:复位状态的桶柄样撕裂很容易诊断,如果桶柄脱位至股骨髁间凹,在内侧关节间室可能仅发现很小的半月板残端,回抽镜头就能看到脱位部分。如果桶柄于半月板前角断裂,则可能脱位至后内侧室,应对半月板后角以及后内侧室进行详细检查;④水平撕裂:常为半月板退变的一种表现,往往不是膝关节症状产生的原因,对其切除应谨慎;⑤舌瓣形撕裂:又称鸟喙状撕裂,是桶柄样损伤的进展,当蒂在后角时,整个舌瓣可能隐匿于后内侧室,如果通过探钩或关节囊挤压不能脱出,应行后内侧室检查。
2.内侧胫股关节(https://www.daowen.com)
(1)正常表现:对股骨髁和胫骨平台关节面系统的检查是非常必要的,可发现软骨软化和骨软骨损伤。正常的关节软骨呈黄白色,光滑有弹性。磨损最常见的部位是屈膝30°~45°。用探钩轻柔地检查关节面,正常情况下关节软骨应和软骨下骨贴合牢固。
(2)病理表现:关节面的非炎症性损伤存在以下病因。①骨关节炎;②骨软骨和软骨性骨折;③剥脱性骨软骨炎。骨软骨炎或退变性关节炎是老年患者关节损伤的最常见原因。而很多陈旧性膝关节不稳的年轻患者也可出现加速的骨关节炎,如陈旧性ACL损伤的年轻患者可出现后内侧胫骨髁磨损,深至骨质。胫股关节的横形损伤条纹提示ACL功能不全,是由于胫股关节滚动滑动机制异常引起。损伤条纹间隔2~3 mm,位于胫股关节后1/3部分。ACL断裂所致损伤条纹多位于股骨内髁外侧半,常伴有软骨的局限性剥脱。内侧胫股关节的退变应与膝关节力线联合起来分析,有明显膝内翻者应行力线矫正。
骨软骨和软骨性损伤由撞击、撕脱或剪切力引起,常见于髌骨和股骨髁。用探钩探查关节面与镜下观察同样重要,尤其对于症状延续时间较长的患者,因为关节面的纤维性愈合可能掩盖其下面的异常情况。剥脱性软骨炎是一种局限性的软骨或骨软骨分离,可伴有或不伴有坏死的骨碎片,股骨内侧髁外表面是最多发的部位。
(五)髁间凹
1.内侧半月板后角、后十字韧带
(1)正常表现:镜头从内侧间室移至髁间凹,其间可通过摆动镜头将脂肪垫挡在镜头侧面的前方,以免妨碍视野。导光索接头11点钟处可观察内侧半月板后角和后内侧结合部,在2~4点钟处可观察后十字韧带(PCL)内侧部分纤维。PCL的股骨附着点位于ACL后内侧,常被滑膜覆盖。
(2)病理表现:内侧半月板后角的撕裂常位于半月板滑膜结合部,呈放射状撕裂。
2.髌下滑膜皱襞
(1)正常表现:髌下滑膜皱襞(又称黏膜韧带)一般分为3种类型,独立的条索型、与ACL相连的条索型、隔膜型。不同类型临床意义不大。
(2)病理表现:髌下滑膜皱襞瘀血、断裂,或嵌夹于胫股关节之间引起伸膝障碍。髌下脂肪垫的撞击和纤维化也可引起膝前疼痛。镜下可见一块白色纤维化滑膜在关节屈伸过程中与髁间凹发生撞击,从髌上入路最易观察。这种情况下切除纤维化脂肪垫效果显著。
3.ACL
(1)正常表现:ACL是一种关节囊内滑膜外结构,属于关节腔外结构,表面可见滑膜血管。前内侧束在整个伸屈过程中几乎保持等长状态,而后外侧束于伸膝时紧张。ACL也会慢慢随年龄退化。ACL常常被髌下皱襞覆盖,为了显露髁间凹可将其切除。ACL前方可见半月板间横韧带。
镜下直视ACL时作前抽屉试验,拉紧ACL纤维,然后用探钩从ACL股骨附着点至胫骨止点探查ACL纤维,这样能够发现隐匿的韧带部分损伤。将镜头插入股骨外侧髁内侧面和ACL之间可观察ACL的股骨附着点,这里是ACL断裂最多发的部位。韧带纤维的渗血也提示撕裂。
ACL的股骨附着点是外侧髁最后内侧部分的一个半圆形区域,其长轴向前方稍倾斜,后方凸面与股骨髁后关节面平行。这一位置的精确定位对于ACL重建中移植物的等长植入是非常重要的。在髁间凹范围内,外侧髁解剖变异会导致移植物定位不良。髁后缘前方的髁间凹壁上有一个突起,称为“住院医师嵴”,只有在髁间凹成形术中切除这一突起,才能显露真正的后缘。
少数情况下,ACL内部的韧带囊肿也会引起膝关节疼痛。术前MRI有助于诊断和定位韧带囊肿。
(2)病理表现:急性ACL损伤时,滑膜组织和韧带纤维之间的出血有助于诊断。探查ACL可发现完全断裂的纤维、被拉长却连续的纤维和正常纤维。
陈旧性ACL断裂的表现和急性损伤者不同,更容易混淆。最典型的病例是更靠近侧部位的断裂,ACL从其股骨附着点处移位,其残端在髁间凹深部与,PCL发生瘢痕连接。这就可能出现体检和关节镜检查上的矛盾。Lachman试验显示硬性终止点,前向移位增大,而轴移试验阳性。镜下检查,韧带前部表现正常,韧带纤维延伸至胫骨止点,前抽屉试验时紧张。只有沿着外侧髁内壁深入镜头观察,直至发现韧带未终止于正常股骨附着点,方能做出正确的诊断。
单纯PCL断裂从后内侧或后外侧入路更易发现,尤其对于PCL陈旧性损伤或部分损伤的病例,因为从前侧入路观察时完整的ACL会遮挡大部分PCL。
(六)外侧间室
1.正常表现
镜头从髁间凹进入外侧间室。当镜头到达外侧半月板最内侧缘,屈膝并施以外翻应力(“4”字位),即打开外侧间室,使镜头能够越过外侧半月板前角,进入外侧胫股关节之间。由于外侧半月板比内侧半月板更接近圆形且更小,通常能看到其整体。使用探钩检查半月板下表面,可观察腘肌腱裂隙。腘肌腱裂隙位于半月板的后外侧约1 cm宽,可由于创伤原因延长,或成为半月板纵形撕裂的组成部分。外侧半月板前角和胫骨的附着部位于髁间隆突前方,ACL胫骨止点后方,两者的纤维部分融合。由于外侧半月板不与外侧副韧带相连,故比内侧半月板活动度更大,膝关节屈伸过程中可在胫骨平台上移动10 mm左右。探钩能轻易地进入腘肌腱裂隙,将外侧半月板向前方牵拉,注意不要将此现象误认为半月板撕裂。外侧半月板会随年龄退变,出现不同程度的钙化,内缘磨损。虽然这并非膝关节疼痛的常见原因,但使半月板易于出现退变性撕裂。
外侧盘状半月板是一种较常见的变异,可分为3型:①不完全型;②完全型;③Wrisberg韧带型。膝关节弹响综合征即与Wrisberg型盘状半月板密切相关。这种类型的盘状半月板失去外周附着,仅保留后板股韧带(Wrisberg韧带)与股骨的连接。
2.病理表现
内侧半月板的分型也适用于外侧半月板。一般来说,外侧半月板更小,更易于切除,所以应在切除撕裂前检查整个半月板的上下表面。外侧半月板囊肿比内侧半月板多发,通常位于外侧副韧带前方的关节线上,体检时伸膝位易于触及。囊肿常发生于半月板撕裂处,呈水平走向,深入关节囊。
外侧胫股关节软骨退变较内侧少,且罕见剥脱性软骨炎。股骨外侧髁软骨损伤的发生概率较胫骨外侧平台高,主要由髌骨脱位引起。外侧间室还可发现游离体。
(七)外侧沟
1.正常表现
镜头从外侧间室越过外侧半月板外侧缘进入外侧沟,同时对膝关节施以内翻应力。外侧髌股韧带附着于外侧髁,尺寸和紧张度各异。镜头在沟内从下向上可观察半月板滑膜结合部,有时可见沿结合部有一条较宽的裂隙,属正常变异。深入镜头可见腘肌腱以及腘肌腱裂隙。外侧沟的髌外侧滑膜皱襞比内侧沟少见,当镜下发现炎症和纤维化表现时视为异常。
2.病理表现
外侧沟病理性皱襞的诊断方法和内侧间室相同。外侧沟外侧壁的出血提示外侧副韧带撕裂,Ⅲ度撕裂时可见外侧关节囊壁的裂口。必须对外侧沟及外侧间室进行详细的检查,以排除隐匿于滑膜褶皱内的游离体。
(八)后内侧间室和后外侧间室
1.正常表现
完整的关节镜检查包括后内侧间室和后外侧间室。后内侧室内可观察股骨内侧髁后部、内侧半月板后角、PCL后部和半月板滑膜皱襞后部。
膝关节后外侧角的解剖结构较复杂。在关节囊组织和外侧半月板外缘下方,腘肌腱分为相同尺寸的两束:一束(腘肌腱)延续至腘肌肌腹附着;另一束(腘腓韧带)直接附着于腓骨头最靠近端和后侧的突起。屈膝过程中板股韧带向前方牵拉外侧半月板后角。板股韧带从外侧半月板后角延伸至股骨内侧髁外表面,被分为两束,走行于PCL前的Humphrey韧带和走行于PCL后的Wrisberg韧带。韧带的粗细变异较大,直径通常为PCL的1/3。这两种板股韧带并不一定同时存在。后外侧室常隐匿游离体,可用手挤出,也可通过后外侧入路取出。
2.病理表现
在诊断内侧半月板撕裂时,观察半月板后角附着部非常重要,因为撕裂经常发生于半月板滑膜结合部,尤其伴发ACL断裂时。一项研究显示,仅进行常规前路关节镜检查会漏诊63%的此类损伤。过伸损伤的患者中可发现后侧关节囊的撕裂。