膝关节是类风湿关节炎(RA)和骨性关节炎(OA)常侵及的关节之一。膝关节是人体负重力最大、最复杂、最易外伤、劳损的关节。对膝关节疾病的诊断常用的影像检查方式为X线检查。随着CT及MRI技术逐渐应用于临床，在膝关节疾病的影像诊断中发挥着重要作用。MRI对于骨、关节软骨和软组织的评价是非常准确的。其优势在于无创伤、可以进行多平面的成像以及具有良好的软组织对比，然而MRI较昂贵，因而在多数地区无法得到广泛常规应用。近年来，随着高频超声技术的发展，肌肉骨骼超声已经成为诊断、随访患有膝关节炎病患的可靠的影像学技术
1 膝关节的解剖及膝关节炎的病因病理
膝关节包括髌上囊、股骨内外髁关节面软骨、股骨髁间窝软骨、关节间隙、半月板等结构。类风湿关节炎病因不明，系细胞免疫异常为主的自身免疫疾病。病理主要表现为滑膜的慢性渗出性炎症，炎症最终累计关节软骨，出现关节软骨细胞周围软骨基质溶解。最终纤维肉芽组织取代正常的关节软骨组织，导致纤维性或骨性粘连和强直，使关节融合。骨性关节炎又称退行性骨关节病。是一种由于关节软骨退行性改变所引起的慢性骨关节病。病理表现为关节面软骨破碎，凹陷甚至完全消失，残存的关节面失去光泽，粗糙呈绒毛状，暴露的软骨下组织硬化，软骨下假囊肿内充满滑液，关节周围骨赘增生。
2 高频超声在膝关节炎诊断中的应用
2.1仪器及探头选择
以高分辨力线阵实时超声仪为首选。实时超声诊断仪扫查灵活，并可动态观察关节结构在活动时的不同变化。由于膝关节位置表浅，探头一般选用5～12MHz的线阵宽频探头，根据需探查组织的深度调节频率以获得最佳的图像。
2．2 检查方法
一般病人无需特殊准备。检查时需彻底暴露下肢使其活动不受外界因素干扰，注意保暖措施。根据探查部位的不同和便于操作而取不同的体位。一般包括仰卧位检查膝前方和内外侧，俯卧位检查胭窝。检查时常采取膝关节中立位、伸直位和完全屈曲位，必要时用不同屈曲角度或动态观察。观察内容髌上囊、股骨内外髁关节面软骨、股骨髁间窝软骨、关节间隙、半月板、关节腔内游离体、关节边缘骨赘、软骨下骨质破坏、胭窝囊肿等。
2.3 膝关节各结构的正常声像图特征
关节软骨：股骨内外髁呈圆弧形强回声光带，后方伴声影，表面可见一条回声带，为关节面软骨的影像。股骨髁和髁间窝软骨常常显示为前后缘锐利的一个清晰的低回声带，软骨一骨界面回声比软骨一滑膜腔界面回声强。负重面软骨的正常厚度为1.2mm～1.9mm，覆盖股骨内髁的软骨一般比髁间窝和股骨外髁的软骨要薄一些。髌上囊：前、后两层滑膜贴在一起，其间仅有少量滑液起润滑作用，正常关节腔内仅容纳0.13ml～3.5ml滑液。股四头肌腱：为纵形的强回声结构，下端附着于髌骨上缘，其内可见多个互相平行的纤维光带。成人髌骨超声难以穿透，声束在髌骨表面被反射，表现为呈弧形的强光带回声，后方伴声影。成人股骨下端声像图上表现为平直、光滑的强光带回声，后方伴声影，在股骨与股四头肌之间可见脂肪垫回声。半月板声像图上表现为股骨与胫骨无回声软骨层之间的均质较高回声区，呈三角形，尖端朝向关节腔。
2.4 膝关节炎的超声表现
滑膜炎：在骨关节炎早期即存在，与关节软骨直接相邻的滑膜，滑膜炎最明显，Walther M报道称随着软骨病变的加重滑膜炎的程度也相应增加。关节炎中，滑膜出现非侵袭性局限性炎症改变，滑膜充血、水肿,继而渗出，产生积液。关节腔积液：由于膝关节的特殊解剖结构，膝关节出现积液是常先汇集于髌上囊,当髌上囊积液达到一定量时，超声即可显示，表现为髌上囊区域内一边界清楚的无回声区，测量积液纵轴前后径最大处作为积液的深度。在无回声的积液衬托下，超声可以更容易地发现滑膜的增生、肥厚。病情较轻者，可以无积液或只有少量积液，仅在髌上囊两侧隐窝内见到液性暗区。病情严重者，可有中等量或大量积液，积液可长期存在，高分辨率超声是显示关节积液最敏感的方法。软骨与软骨下骨的退行性变：关节软骨表面的进行性纤维化是骨性关节炎的早期征象之一，表面纤维化起源于胶原纤维网的断裂，随后累及深层的软骨组织，此后关节镜才能发现软骨的纤维化。黄冬梅等以关节镜所见为判断标准评价了上述软骨退行性变超声诊断标准以及超声对不同时期的退变软骨的诊断效能，认为超声对于评估膝关节软骨退变具有一定的敏感性和较高的特异性，可作为诊断该病的重要筛查手段。除了软骨表面的改变，在早期骨关节炎中也同样存在软骨下骨的硬化和重构，在疾病早期，关节软骨表面纤维化或软骨下骨的硬化还不能通过关节镜或目前的临床影像学检查完全诊断。腘窝囊肿：在超声下表现为腘窝软组织内、关节囊后方圆形或椭圆形无回声液性暗区，囊肿的边界清楚，光滑。横向扫查时可见腘窝囊肿大多数在深部有蒂与关节腔相通，囊肿内部回声绝大多数均匀。腘窝囊肿破裂后，其内的滑液或胶冻状物质向下流动，聚集在肌肉间隙内形成软组织囊肿，并可并发感染，使内部回声明显增强，近似肿瘤。膝关节两侧纵向扫查可发现骨端边缘增生的骨赘，在超声下表现为骨端边缘骨皮质平滑度丧失，可见向外凸出的强回声光斑，后方伴声影。
3 高频超声与X线，CT及MRI在膝关节炎影像诊断对比的应用
目前对骨关节早期病变的无创性检查逐渐增多，但各有利弊。朴荣日等研究表明，常规X线平片对骨赘、关节间隙和胫骨平台的骨质增生显示良好，但对早期关节软骨变化和股骨关节面不易显示。B超可以检查出膝关节病变的早期病理变化如滑膜增厚、半月板损伤、关节腔积液、软骨面毛糙等，较X线平片敏感，可为临床早期诊断、治疗提供依据。X线平片对于显示骨质疏松有一定帮助，B超对韧带损伤及半月板损伤有良好的显示。现有的客观诊断标准中仍以X线平片作为客观依据，DR及CR两种数字化摄影图像经计算机处理后冲印出胶片，能突出病变部位的纹理层次，获得骨和软组织全面信息，且数字资料易于保存。此外，通过计算机还可对骨关节的径线和角度进行精确测量。但在关节病变复杂或x线显示不佳时，仍需结合高频超声或MRI。盛丽[13]发现膝关节X线检查报告关节软骨变薄、凹凸不平、关节腔狭窄者占72%，高频超声显示关节面软骨变薄、凹凸不平者占83%，关节面破坏，出现虫蚀样改变者占65%；高频超声显示关节软骨早起损害的关节面软骨增厚>2.5mm、关节面明显毛糙、边界不清、内回声增强者占35%，X线平片未显示。认为X线仅能显示较晚期的类风湿膝关节炎病变。Backhaus比较了RA患者指关节X线照片、同位素显像、超声和造影剂增强MRI检查结果后发现，超声和MRI对于X线照片报告正常的病例有很大的诊断价值，在显示滑膜炎改变方面，高频超声比MRI更为敏感。A1asaarela报告：RA患者股骨髁间窝骨质侵蚀改变总显示率：MRI96%，高频超声为92%，CT为77%，X线平片为73%，显示较大侵蚀改变超声、CT和MRI相近，故高频超声检查可观察到类风湿性关节炎的早期软骨病变，为X线检查阴性的RA患者提供关节面软骨、骨质破坏的早诊断依据。
4 各种影像学检查方法的优势与不足
常规X线对膝关节骨组织的病变诊断明确，并能双侧比较方便，但它有一定的辐射，关节造影及关节镜检查对诊断膝关节周围病变较为理想，但由于是一种带有创伤性的检查技术，在一定程度上增加了并发症的可能性，如感染、出血及局部损伤。CT、MRI对关节疾病的诊断也起到了重要的作用，但由于价格问题，而不利反复检查，观察临床治疗效果。高频超声应用于诊断膝关节周围组织病变弥补了X线的不足之处。各种组织对超声的回声不同可表现出不同的影像，超声检查的优点在于对含水软组织的观察，在膝关节检查中主要用于观察软骨的表面变化和厚度，尤其对关节腔积液敏感性高，并可测量滑膜的厚度。超声对浅表部组织的检测能力优于深部组织。患者无需特殊准备，不受任何状态限制，检查方便、快捷、无放射性损害，费用较低可观察治疗效果。总之，对于膝关节炎各种检查方法与超声检查相结合使诊断更加全面。
