人体各部位关节系由两骨或数骨组成,具有连接作用和活动功能。四肢各关节和脊柱小关节为活动关节,其关节结构有关节软骨、关节腔、关节滑膜、滑液、关节脂肪、关节囊、韧带等。影像科医师工作中常见关节损伤,在诊断中了解解剖至关重要,本期专题我们聚焦髋、膝、踝关节影像解剖,一起来看看吧!
01
髋关节解剖
骨结构
股骨上段骨小梁分两组:持重束和张力束,两组均有主束和副束。持重束简称S束,主束(S1)由股骨颈内侧皮质向上散布在股骨头顶关节面下;副束(S2)由小粗隆向外上分布在大粗隆。张力束简称T束,主束(T1)自大粗隆向内上方分布到股骨头内侧关节面下;副束(T2)骨小梁起自大粗隆下外侧骨皮质,在张力主束下经股骨颈向内行走。两束的主束即S1与T1的骨小梁在股骨颈相交叉,两束的副束即S2与T2的骨小梁在粗隆下相交叉。两个交叉之间,骨小梁稀少区称为Ward三角区(图1、图2)。

图1 髋关节冠状位标本X线、大切片解剖
A.髋关节标本X线检查显示:股骨头颈部骨结构,主要分为两组4束:第1组为持重束,S1为主束,S2为副束。第2组为张力束,T1为主束,T2为副束;B.该标本大切片显示:髋臼盂唇(分叉白箭头),股骨头(T),股骨颈(J),干骺端残留骺线(黑箭),股骨头上部关节边缘脂肪性滑膜组织(白箭),下缘为关节囊(黑箭头)。大粗隆(D),Ward三角区(W)

图2 股骨头颈矢状位X线、大切片解剖
A.标本X线检查显示股骨头(T),股骨颈(J),大粗隆(D),粗隆间线(白箭头),注意股骨颈有多个小筛孔(黑箭头),为股骨颈滋养动脉孔(黑箭);B.该标本大切片显示股骨头(T)骨小梁呈网状,股骨颈(J)骨小梁前后交叉。大粗隆(D)向后突出。前关节囊(大黑箭头)后关节囊(大黑箭)。髋臼盂唇(白箭头)
Singh(辛氏)把股骨上段骨小梁分为6组:1组:股骨头颈持重束骨小梁(S1束)2组:大粗隆至股骨头内侧骨小梁(T1束)3组:小粗隆至大粗隆骨小梁(S2束)4组:大粗隆皮质下骨小梁(T2束)5组和6组:为大小粗隆下髓腔骨小梁相交叉。
髋臼
髋臼(acetabulum)关节软骨呈马蹄形,下部为髋臼切迹,有横韧带及纤维软骨连接。髋臼缘有纤维软骨盂唇,以加大髋臼的容量。单独骨性髋臼仅容纳股骨头1/3,加上盂唇软骨可容纳股骨头2/3,髋臼中心为髋臼窝,其壁为髋臼底,由内外两层骨皮质组成,X线片上呈泪滴样轮廓,称为泪滴线。髋臼窝内有圆韧带,其周围充满脂肪组织,表面被有滑膜。脂肪垫可缓冲股骨头圆韧带各方活动的摩擦。脂肪垫中滑膜下有丰富的毛细血管分布,血管来自闭孔动脉。股骨头血管来自旋股内侧动脉(图3)。

图3 股骨头血管
左髋关节旋股内侧动脉造影显示旋股内侧动脉(长黑箭)经股骨颈后面,分布到大粗隆窝部见有三支小动脉(短黑箭)进入股骨头上部为上关节囊动脉(黑箭头),股骨头颈下缘为下关节囊动脉(空箭)
髋关节囊与韧带
髋关节囊起自髋臼盂唇周边的骨性髋臼壁上,止于股骨颈基底。盂唇伸入关节腔内。韧带与关节囊融合,髋臼前有髂股韧带,最坚韧而厚。髋臼下有耻股韧带。坐股韧带在髋臼之后。轮匝韧带藏于关节囊之中,环吊于股骨颈中部。Weitbrecht系带在关节内股骨颈下缘,起于股骨头下,止于股骨颈基底。
髋关节滑囊
髋关节周围有丰富的肌群,在大粗隆周围的臀肌之间、肌腱之间、肌腱与骨之间有8个滑囊。在坐骨周围肌腱、肌肉之间有4个滑囊。
02
髋关节解剖在影像诊断中的意义
股骨头颈交界处,环绕关节软骨周边有隆起的脂肪性滑膜组织,滑膜下有丰富的血管。髋关节各种慢性炎症都可刺激这些滑膜增生形成软骨而后骨化,后期可能导致股骨头蘑菇状变形。
股骨上段骨小梁结构随年龄增长而发生骨丧失,Singh氏把股骨上段骨小梁分为6组,可用作判定骨质疏松的指数。
股骨颈下缘Weitbrecht系带对于股骨颈骨折的整复,纠正股骨头旋转错位具有重要作用。
髋臼盂唇软骨纤维束间有毛细血管,在盂唇纤维软骨变性、损伤、骨化等过程中起重要作用。
髋臼窝内脂肪垫被有滑膜,有丰富的毛细血管。创伤性或非创伤性股骨头软骨坏死、骨坏死以及髋关节慢性炎症都可刺激脂肪垫滑膜增生、纤维化、骨化或形成大量结缔组织并将股骨头向外推移。
01
膝关节解剖
膝关节(knee joint)是全身第二大关节,由股骨髁、胫骨平台和髌骨组成。股骨髁和胫骨髁形成人体重要的持重关节(图4、图5),膝关节还包括髌股关节(图6),以及腓骨小头与胫骨外髁后面形成的胫腓近端关节。

图4 膝关节冠状位X线、大切片解剖
A.标本X线检查显示股骨远端、胫骨近端各有残留骺线(黑箭头),骨小梁以纵行骨小梁为主(黑箭),股骨髁间窝顶部有厚骨板(白箭),胫骨干骺部有小骨岛(斜边白箭);B.该标本大切片显示:膝关节间隙有内侧半月板(白箭头)和外侧半月板(细长黑箭),内侧副韧带(黑三角),外侧韧带,胫骨平台髁间隆突处有前交叉韧带(白箭)。标本中残留骺线显示欠佳(黑箭头),股骨髁间窝顶部(黑箭)

图5 膝关节轴位X线、大切片解剖
A.标本X线检查显示髌骨(B),股骨内髁(M)和骰骨外髁(L)。关节两侧为关节囊、支持带(白箭头)。髁间窝顶骨板增厚(白箭);B.标本大切片显示关节两侧关节囊,支持带(黑箭头),注意股骨髁间关节软骨深层带状坏死(白箭头)。股骨髁间窝顶部骨板很微密(粗黑箭),股骨下端轴位显示骨小梁主要向后几乎平行排列(细黑箭)

图6 髌股关节
膝关节标本轴位大切片:髌骨与股骨切迹构成髌股关节,髌骨前面有股四头肌腱(长粗箭)。外侧髌骨支持带(短粗箭),内侧髌骨支持带(细长箭)
骨结构
股骨远端和胫骨近端各有一条残留骺线,骨小梁均以纵行排列为主。骨小梁结构自骨干向骺线,自骺线向关节面骨小梁逐渐增多、变细、变密。股骨内外髁骨小梁粗大。髁间窝呈“宫门”状,“宫门”顶骨板厚,两侧壁骨板很薄。双股骨髁关节面呈光滑致密线。胫骨平台关节面呈凹形厚骨板。
半月板
膝关节有两个半月状纤维软骨板,简称半月板。半月板位于胫骨平台和股骨内外髁透明软骨之间,外缘肥厚与关节囊相连,内缘薄而锐利游离于关节腔。半月板分为前角、后角和体部。上下面光滑,纵切面呈锐角三角形,中体部横径小于15mm。内侧半月板环较大呈“C”形,其纵切面呈三角形,大小从后角向前逐渐变小,外缘与关节囊尤其胫侧副韧带紧密相连。外侧半月板环较小呈“O”形,前后角及中体部宽度和厚度相似,外缘除前角和后角远端与关节囊紧密相连外,中体部和后角大部分与关节囊间(尤其腓侧副韧带之间)隔以腘肌腱及腱鞘。
MRI具有多维成像、薄层扫描、较高的软组织对比度等优点,已广泛用于骨与关节疾病的诊断。在膝关节疾病诊断方面,已逐渐取代了创伤性的关节腔造影。因半月板主要由纤维软骨组成,含有大量胶原纤维和弹力纤维,软骨细胞散在纤维之中,在所有MRI序列中均呈均匀低信号。半月板外缘因与关节囊相连处间有脂肪、滑膜、肌腱和血管,多呈纵行不均匀的混杂信号,应与半月板边缘撕裂鉴别(图7)。每个半月板的冠状断面均呈三角形。外缘厚,与关节囊和侧副韧带相贴,内缘薄而游离。半月板的股骨面和胫骨面均有薄层滑膜覆盖,覆盖范围约占半月板体部外1/2或1/3,滑膜下有密集的毛细血管分布。半月板外缘肥厚,滑膜下毛细血管内的营养液可以通过软骨基质的渗透,供应半月板营养。半月板内侧1/2较薄,无血管分布(图8~图10)。

图7 左膝正常半月板
左膝MRI冠状位梯度回波显示股骨髁与胫骨平台之间为内侧半月板(长黑箭)呈三角形,外侧半月板(小黑箭)体部亦呈三角形,其外缘与外侧副韧带分离呈液性高信号强度,半月板为纤维软骨均呈低信号强度

图8 正常半月板实体(但与内侧关节囊和侧副韧带没有相贴)
右膝关节冠状位梯度回波T2WI序列正中偏后层面显示:两侧半月板均呈三角形低信号实体,上面为股骨面,下为胫骨面。注意:外侧半月板实体虽然正常,但内侧半月板与内侧关节囊和副韧带没有相贴(短白箭)。又因股骨外髁有骨软骨炎(长白箭),该处关节软骨坏死与半月板股骨面狭窄;B.膝关节冠状位偏后层面,两侧半月板后角变长(长白箭)为正常所见

图9 半月板滑膜下血管
膝关节骨标本微血管摄影显示:半月板外缘肥厚部的股骨面和胫骨面均有滑膜覆盖。滑膜覆盖的范围约占半月板边缘的一半。因此,滑膜下密集的微血管分布也占一半,血管形态或呈网状(白箭)或呈平行垂直体部。注:半月板边缘部肥厚,与滑膜下的微血管的营养液通过渗透给软骨以营养有密切关系,半月板内侧一半很薄,无血管分布

图10 半月板滑膜下微血管
膝关节标本微血管摄影显示:外侧半月板边缘滑膜覆盖之下有密集的毛细血管攀(空箭)。半月板前角(a)有树枝样的密集微血管(弯黑箭)。后角(P)的平行血管为韧带附着处的微血管。注意:此例半月板滑膜下的微血管只占半月板体部面积的外1/3。比上图覆盖的范围较少,属正常变异
关节囊与韧带
膝关节囊极为宽阔,两侧前滑囊向上膨出达7cm,构成髌上囊,紧贴在股骨前面两侧。膝关节由坚强的韧带连接,使关节既稳定,又灵活。前面有髌韧带,起源于骨四头肌腱,紧贴髌骨前面止于胫骨结节。膝两侧有坚韧的韧带连接(图11),内侧为胫侧副韧带,起自股骨内上髁,止于胫骨的内侧缘;外侧为腓侧副韧带,起自股骨外上髁,止于腓骨小头。关节内有交叉韧带,非常坚韧,更加保持关节的稳定。前交叉韧带起自股骨外髁的内侧面,止于胫骨髁间棘的前方(图11、图12);后交叉韧带起自股骨内髁的外面,止于胫骨平台的后缘(图11、图12)。另外,内外侧半月板的前角和后角均由横韧带相连。

图11 膝关节韧带
膝关节冠状大切片显示:膝内侧有胫侧副韧带(短黑箭),外侧为腓侧副韧带(长黑箭)。前交叉韧带(短白箭)。后交叉韧带股骨髁间窝的内髁起点(长白箭)

图12 股四头肌腱、髌韧带和交叉韧带
A.髌骨上方为股四头肌腱(短白箭),髌下韧带起于髌骨股四头肌腱止于胫骨结节(长白箭),髌韧带与股骨髁之间有脂肪垫,后交叉韧带自股骨髁止于胫骨平台后缘(黑箭),前交叉韧带切片不远整(细箭);B. MRI冠状位梯度回波T2WI序列显示后交叉韧带,自股骨内髁止于胫骨平台后缘(黑箭)
滑囊
关节附近滑囊是有滑膜衬附的结构,可减少运动结构之间的摩擦。膝关节前、后、内、外均有滑囊。前方有髌上囊、髌前囊、髌下浅囊和髌下深囊,后方有腘窝囊,内侧有鹅足囊、内侧副韧带滑囊、半膜肌-内侧副韧带滑囊,外侧有髂胫束滑囊、外侧副韧带-股二头肌肌腱滑囊。
02
膝关节解剖在影像诊断中的意义
膝关节周围肌肉、肌腱、滑囊众多,关节内夹有半月板。膝关节负荷量重,运动度大,因此,膝部关节软骨、韧带和肌腱退行性变、滑膜炎与滑囊炎、半月板损伤和骨折脱位多见,也是骨肿瘤和各种关节病的好发部位。
膝关节侧位X线片对诊断关节软骨坏死具有很高的诊断价值,髌骨及股骨髁的骨性关节面在侧位X线片上显示范围大而清晰。正常关节软骨下的骨板壳,在X线片上显示为光滑连续的致密线。髌骨及股骨髁任何部位的骨性关节面模糊、中断或消失,可反映该处有关节软骨坏死。当骨性关节面表现粗糙、硬化或关节面上有钙化时,可间接反映软骨坏死晚期的修复改变。
影像检查中,髌下脂肪垫的变化具有较高的诊断价值。正常髌下脂肪垫X线片上表现为三角形透明区。脂肪垫中可见纤细的网状结构,为脂肪组织中的血管和纤维结缔组织间隔(图13)。膝关节外伤和关节病可引起脂肪垫中的结缔组织增生,形成粗大网状结构。
脂肪垫表面有一层滑膜。滑膜肥厚时,可在脂肪垫表面与股骨髁关节面之间,显示有厚薄不均的软组织密度影。关节腔积液时,可在股骨髁前面出现均匀等宽的液性密度或信号带。膝关节慢性滑膜炎、软骨坏死、半月板或交叉韧带损伤时,脂肪垫中可出现粗大网状结构影。严重膝关节感染疾患时,髌下脂肪垫可变为混浊或消失。这些病理改变,可经X线检查、CT或MRI显示并做出诊断。

图13 双膝矢状位大切片髌骨上下脂肪垫
A.右膝关节图左上方为股四头肌腱(细长黑箭),注意髌骨上部有一脂肪垫(短黑箭)紧贴在股四头肌腱之上。髌骨下部有一大脂肪垫(中长黑箭)紧贴在髌韧带(小黑箭)上;B.左膝关节大切片的髌骨上下脂肪垫与右膝相同(黑箭)
01
踝关节解剖
骨结构
胫骨远端有一残留骺线,干骺端骨小梁细密纵行排列,骺端骨小梁粗疏,纵横交叉。胫骨远端腓侧有一切迹,容纳外踝,构成胫腓联合关节。胫骨远端关节面是由关节软骨下多层横行骨小梁组成的厚骨板。距骨体骨性关节面为一光滑连续的致密骨板。跟骨的跟骨沟下方骨小梁特别稀少,呈三角形疏松区,称为骨髓窦。
关节囊与韧带
踝关节内侧有三角韧带复合体,包括胫距前韧带(图14)、胫距后韧带和胫跟韧带。外侧有距腓前韧带、距腓后韧带和跟腓韧带。胫腓骨间韧带附着在胫腓两骨之间。关节囊附着在胫腓骨远端关节软骨的周边和距骨的非关节面。关节囊与周围韧带融合。
关节囊、韧带
腕关节周围韧带均与关节囊融合。除骨间韧带外,尚有掌侧和背侧韧带,以及桡侧和尺侧副韧带连接。桡侧副韧带自桡骨茎突起,止于舟骨、大多角骨和第一掌骨基底。尺侧副韧带起自尺骨茎突,止于三角骨、钩骨第五掌骨基底(图6)。

图14 踝关节标本冠状位大切片解剖
胫骨远端有残留骺线(细黑箭),内踝(n)和胫腓联合部(大黑箭)。踝内侧有胫跟韧带(1),其下有胫后肌腱鞘(黑箭头),趾长屈肌腱(白箭头)及拇长屈肌腱(黑箭)。踝外侧有跗骨窦(2),腓骨短肌腱(3),腓骨长肌腱(4),注意跟骨外侧骨小梁特别稀少为跟骨骨髓窦(D)
后踝软骨盂唇
踝关节矢状切片上胫骨后踝有关节纤维软骨唇向后下方突出(图15)。

图15 踝关节标本矢状位大切片解剖
图上方为胫骨后踝及盂唇(细长黑箭),踝关节后关节外脂肪垫(*),距下关节内有滑膜舌伸入关节间隙内(细长白箭)。跗骨窦内距跟骨间韧带(l)。跟骨前部骨小梁特别稀少称为骨髓窦(D),跟骨结节后方跟肌腱附着部位有一滑囊称跟腱滑囊(白分叉箭头)。跟骨前部有舟骨跟骨骨间韧带(黑箭头)
肌腱和腱鞘
踝关节前方和内、外踝之后均有肌腱通过。踝前方有三条肌腱,当中有长伸肌腱,偏外为趾长伸肌腱,偏内为胫骨前肌腱。内髁后方自上而下有胫骨后肌腱,趾长屈肌腱和长屈肌腱。外踝后下方有腓骨短肌腱和腓骨长肌腱。所有上述之肌腱周围均有腱鞘包裹(图14)。
跟距骨间韧带位于跗骨窦,附着在距骨沟和跟骨沟的骨皮质上,是踝足最坚强的韧带。跗骨窦的动脉通过这个韧带进入跟距骨内。
跟腱(achilles tendon)是人体中最坚强的肌腱,由腓肠肌和比目鱼肌下端两个肌腱合成,两腱有筋膜包裹。跟腱由坚韧的纤维束组成,纤维束间有少量结缔组织和细小动脉分布。跟腱与跟骨结节间有一滑囊,称为跟腱滑囊(retrocalcaneal bursa)(图15)。
跟上脂肪垫
跟上脂肪垫位于踝关节囊之后、跟骨上方、跟腱前方,是四肢大关节中关节外较大的脂肪垫,呈三角形向上延伸至比目鱼肌腹。脂肪垫中有纤细的网状结缔组织和毛细血管。
02
踝关节解剖在影像诊断中的意义
踝足部骨骼有特定的骨小梁结构,中青年人骨小梁分布均匀,排列紧密。老年人,骨丧失逐渐加重。跟骨骨小梁结构的变化,可用于评价骨质疏松程度。跟上脂肪垫的影像学变化,对于跟骨及周围病变诊断具有较高价值,如外伤性关节囊破裂、出血及水肿、关节炎症、滑膜病变、跟腱炎及跟腱撕裂等,脂肪垫内可出现粗大网状结构或变混浊。X线检查、CT和MRI可清楚显示这些病理变化。
跟骨的骨髓窦骨小梁特别稀少,为正常所见,极易误诊为骨质破坏。
内外踝后下方的肌腱与腱鞘以冠状面成像显示最清楚,肌腱断裂、腱鞘炎性积液、出血或积脓等,MRI、CT显示最佳。
跟腱炎、跟腱撕裂和跟腱滑囊炎等,在CT和MRI上可部分或完整显示并做出诊断。

(资料来源:《中华影像医学骨肌系统卷》第3版,主编:徐文坚,袁慧书)