中国医学影像联盟

患者女性，55岁，无明显诱因右膝关节疼痛就诊。

病案讨论

DR示：右膝关节边缘轻度骨质增生，右膝内侧关节间隙变窄。

MR示：右股骨内侧髁关节面下见弧形或与关节面下骨板平行的低信号线影，伴周围大片状骨髓水肿；内侧半月板后角撕裂，伴半月板体部向内侧突出。

诊断：膝关节软骨下机能不全骨折

软骨下机能不全骨折（Subchondral insufficiency fracture，SIF）

发生于承重关节(髋、膝、踝)，与重复性损伤有关的微骨折。

在过去，曾被称为膝关节自发性骨坏死（SONK），但软骨下机能不全骨折的原因并非缺血、坏死，这一命名不能反映机能不全骨折的发病机理，故现已不再适用，相反，机能不全骨折会继发缺血性坏死。

关节软骨是覆盖关节骨面的富有弹性的特殊透明软骨，具有润滑、吸收震荡及缓冲应力等功能，在维持关节的正常结构和功能方面发挥着重要作用。

关节软骨不含血管、神经和淋巴组织，通过弥散机制从关节滑液中获取营养。

关节软骨由细胞外基质和软骨细胞构成，其中细胞外基质是其主要物质基础，由水(60%~80%)、胶原蛋白(15%~20%)、蛋白多糖(1~10%)和其它糖蛋白底物等组成。

关节透明软骨

①表层(滑动带)，胶原纤维排列方向与关节面平行

②中间层(过渡带)，胶原纤维呈斜线排列

③深层(放射带)，胶原纤维排列方向与关节面垂直

④钙化层，与骨性关节面紧密结合在一起

软骨下骨

①软骨下骨板

②软骨下松质

发病机制

• 骨骼因素：生理性应力作用于异常骨量(骨质疏松)

• 软骨因素：软骨变薄导致局部应力增高(骨性关节炎)

• 肌肉因素：肌肉萎缩、肌肉量减少导致关节稳定性下降

• 其他因素：包括低骨矿物质密度、半月板后根部撕裂、半月板突出、胫骨近端内翻畸形等。

临床表现

多见于中老年人，特别是60岁以上的女性，通常无明显外伤史。表现为膝关节急性非创伤性疼痛和肿胀，关节活动受限。

影像表现

①X线检查

早期X线检查往往呈阴性。随着病情的发展，可能出现软骨下透亮区或骨质硬化，这些变化反映了骨折后的骨坏死和关节面塌陷。

②MR检查

MRI是目前普遍认可用于早期识别SIF的首选检查手段，其优势在于能够清晰显示软骨、半月板及骨髓水肿等病变。

SIF多见于关节承重区，尤其是股骨内侧髁承重面。也可见于非承重区，称为"祈祷者骨折"

最常见于股骨内侧髁，70%以上发生于关节面中央C区

骨折线：关节面下呈弧形或与关节面下骨板平行的不规则低信号骨折线(下图圆圈区域)，有时不连续。

骨髓水肿：自软骨下区起源的广泛骨髓水肿（下图❤形区域），常累及整个股骨髁。这与关节炎中紧邻缺失软骨的局限性骨髓水肿不同。

SIF常伴有周围软组织水肿（上图紫色箭头），水肿紧接股骨后皮质，沿着股外侧筋膜延伸。

其他征象：

半月板病变：如半月板撕裂，以内侧半月板后根部撕裂多见；可伴有半月板挤压、突出等（下图箭头），这些病变与SIF的发生密切相关。

软骨损伤：早期关节软骨通常无破坏，但随着病情进展，可能出现关节面塌陷和骨关节炎等改变。

紧邻软骨下骨板的低信号区是SIF早期病变中最重要的征象，形成类似软骨下骨板增厚的表现；如果厚度超过4mm或长度超过14mm，病变可能不可逆、并进入到软骨下骨板塌陷阶段。

软骨下骨板畸形，即呈微小的扁平状或局部压缩，代表软骨下骨板骨折。

软骨下骨板内出现液体充填的裂隙。

微小的轮廓畸形偶尔可自愈，但是显著的轮廓畸形以及软骨下液体充填的骨折裂隙均提示预后不良。

“祈祷者的骨折”（Prayer's fracture）是指发生在股骨髁后部非承重区的SIF是不太常见的骨折；临床上这类患者有共同点时都有包括过度膝关节屈曲在内的日常祈祷仪式。因此这种类型的骨折称为“祈祷者的骨折”（Prayer's fracture）。考虑到膝关节过度屈曲的力学，膝关节负重区的瞬时变化，解释了这种骨折的不寻常位置。在膝关节病变的诊断和治疗中，需要结合患者的文化背景和某些职业、娱乐和体育运动。

鉴别诊断

①急性创伤性骨软骨损伤

骨挫伤:是指小梁微骨折，在MR图像上表现为骨髓水肿，但不伴轮廓异常或明确骨折线。

软骨下骨折:表现为软骨下线样低信号，而不伴轮廓的畸形或可视的表面软骨受累

骨软骨骨折:表现为关节软骨及软骨下骨均受累，骨折线累及关节面，软骨下骨板塌陷，关节面中断、碎片化。

骨软骨损伤患者往往表现为急性疼痛症状，并且有明确的外伤史；常伴发关节积液代表关节积血或脂血症。

男，32岁，外伤史。a、b、c、d：示意图、矢状位T2FS、冠状位TIWI及PDFS显示软骨下骨折线、骨髓水肿及内侧副韧带撕裂

②剥脱性骨软骨炎（Osteochondritis dissecans,OCD）

是指由各种原因导致的局部关节软骨及软骨下骨与周围健康骨分离的一类关节疾病。

可发生于全身任何关节，75%发生在膝关节(股骨内侧髁占85%，内侧髁后外侧面最常发生;股骨外侧髁占15%)，其次为踝关节、肘关节。

青到中年均有发病，5~15岁及骨骺愈合后是两个发病高峰；男女发病比例约 2:1。

患者常出现膝关节难以确定部位的疼痛，且疼痛时间超过1年活动时疼痛加重，或因碎片的移位而造成机械症状。

1）T2WI上碎骨片与邻近骨质交界面出现高信号边缘

2）病灶下方囊性灶

3）病变周围的高信号环延伸至病变表面的关节软骨

4）液体充填骨软骨缺损区

③软骨下囊肿

位于关节周围边界清楚的囊性病变

发生于退行性关节病、类风湿关节炎、缺血性坏死等病变

机制：滑液被迫进入软骨下骨，导致关节液囊性聚集或骨挫伤后形成囊肿

胫骨平台退变囊肿

总结

膝关节软骨下机能不全骨折的影像诊断主要依赖于X线和MRI检查。X线检查能够显示骨折的晚期变化，而MRI则能够早期发现骨折线和骨髓水肿等征象。