呂良靚， 姚偉武

膝關(guān)節(jié)髕周脂肪墊是關(guān)節(jié)囊內(nèi)的滑膜外脂肪墊，可在運動過程中適應關(guān)節(jié)間隙形狀和體積變化從而緩沖應力、減少摩擦。膝骨關(guān)系異常、關(guān)節(jié)穩(wěn)定機制和/或功能的變化均可能導致脂肪墊撞擊綜合征[1]，國外[1]關(guān)于髕周脂肪墊撞擊綜合征的研究較少，國內(nèi)缺乏相關(guān)的綜述，僅有少量關(guān)于髕下脂肪墊水腫的新近研究[2]。隨著近年來國內(nèi)外學者[2，3]對髕股關(guān)系以及運動軌跡研究的深入，逐漸認識到與之密切相關(guān)的上外側(cè)髕下脂肪墊撞擊綜合征。同時近年來國外關(guān)于膝骨關(guān)節(jié)炎機制的研究[4]發(fā)現(xiàn)膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生與脂肪具有密切關(guān)系，其重要因素除了肥胖之外，髕周脂肪墊也有一定協(xié)同作用，而脂肪墊的異常病理改變可引起MRI信號的異常得以識別，應加強對髕周脂肪墊及其功能解剖的認識。

膝關(guān)節(jié)髕周脂肪墊分類與解剖及功能

1.脂肪墊分類與解剖

膝關(guān)節(jié)髕周脂肪墊依據(jù)解剖部位不同[1]主要分為3類：位于髕骨下方髕腱后方的稱為髕下脂肪墊(或Hoffa脂肪墊)，位于髕骨上方股四頭肌腱后方的稱為髕上脂肪墊(或股四頭肌脂肪墊)，通常為三角形；位于股骨滑車前上方的稱為股前脂肪墊(或滑車上脂肪墊)，與髕上脂肪墊以髕上囊相隔；文獻[5]著力于上外側(cè)髕下脂肪墊的研究，也是本文闡述的重點。

2.脂肪墊功能

脂肪墊生物力學功能及相關(guān)異常：膝關(guān)節(jié)脂肪墊是由位于關(guān)節(jié)囊內(nèi)的脂肪組織堆積而成，襯以滑膜組織，填補了關(guān)節(jié)腔的潛在間隙，在膝關(guān)節(jié)運動過程中作為靈活、有彈性的保護墊，可發(fā)生形狀和體積的變化從而保護關(guān)節(jié)緩沖受力，減少摩擦。在膝關(guān)節(jié)伸屈過程中，髕周脂肪墊[1]協(xié)助維護了關(guān)節(jié)在生物力學的穩(wěn)定：髕上脂肪墊防止了股四頭肌腱與股骨髁的摩擦，股前脂肪墊避免了髕骨與股骨滑車的直接接觸，而髕下脂肪墊則斡旋于髕腱與股-脛關(guān)節(jié)之間，長期持續(xù)摩擦、重復微損傷將會導致這些脂肪墊發(fā)生撞擊，導致一定病理改變。

引起髕股關(guān)節(jié)運動軌跡異常最主要原因[6]是高位髕骨和髕骨過度側(cè)移。高位髕骨[3]的髕股關(guān)節(jié)接觸面相對減少，關(guān)節(jié)面壓力增大，膝關(guān)節(jié)屈曲時髕腱的張力也隨之增加，因此脂肪墊在股骨外髁與髕腱外緣之間更易發(fā)生撞擊。脛骨粗隆-滑車溝距離(tibial tubercle-trochlear groove distance，TT-TG)[7]代表髕骨相對于脛骨粗隆處髕骨肌腱止點的側(cè)移，據(jù)報道[8]TT-TG值>20 mm提示髕股關(guān)節(jié)病理性不穩(wěn)，而15～20 mm視為瀕臨狀態(tài)[9]，說明髕骨過度側(cè)移。髕骨高位和髕骨過度側(cè)移都將[1]導致髕股關(guān)節(jié)運動軌跡的異常，使得施加在髕骨各向力的動態(tài)失衡，從而對周圍脂肪墊產(chǎn)生超過閾值的壓力，主要使髕下脂肪墊的上外側(cè)角發(fā)生撞擊引起水腫。盡管髕上脂肪墊在生物力學上改善了髕股關(guān)節(jié)在伸膝運動中的關(guān)系，但研究[10，7]認為其水腫與前膝痛并不一定相關(guān)，可能是由于膝關(guān)節(jié)過度屈曲時股骨滑車的重復摩擦造成,而非髕股運動軌跡異常，同時它與髕股關(guān)節(jié)退行性骨關(guān)節(jié)炎存在明顯相關(guān)[11]。而股前脂肪墊的水腫與髕股關(guān)節(jié)活動軌跡異常的相關(guān)性有待進一步的研究證實。

脂肪墊的內(nèi)分泌功能及與骨關(guān)節(jié)炎的關(guān)系：膝關(guān)節(jié)也是人體重要承重關(guān)節(jié)，研究[12]發(fā)現(xiàn)在肥胖人群中非承重關(guān)節(jié)的骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生率明顯升高，這提示骨關(guān)節(jié)炎除了肥胖帶來的承重負荷增加之外，還有其他的機制。脂肪除了在能量代謝中發(fā)揮作用以外，還有內(nèi)分泌脂肪因子的功能，作用于相應器官。瘦素是一種由白色脂肪分泌的脂肪因子，對骨關(guān)節(jié)炎有重要的診斷價值，與骨關(guān)節(jié)炎嚴重程度呈正相關(guān)，也因此作為常用的骨關(guān)節(jié)炎生物標記。研究表明[4]血液瘦素的含量隨著身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)的增加而增加,因此肥胖患者因體脂含量高能分泌更多的脂肪因子。以瘦素為代表的多種脂肪因子可不同程度的影響關(guān)節(jié)穩(wěn)態(tài)[4]：如使得肥胖患者內(nèi)細胞表型發(fā)生改變、影響軟骨的退變、影響滑膜血管的生成等。膝關(guān)節(jié)周圍脂肪墊同皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪一樣是白色脂肪，因此同樣具備內(nèi)分泌脂肪因子的功能，但脂肪墊的大小或炎癥反應與肥胖缺乏關(guān)聯(lián)，說明[4]脂肪墊的功能同皮下脂肪或內(nèi)臟脂肪存在一定區(qū)別。

以髕下脂肪墊為例[13]，它不僅促進滑膜液的分布，對髕腱和半月板前角有一定的保護作用，同時對髕韌帶有一定的營養(yǎng)作用，在關(guān)節(jié)運動過程中可作為減震器緩沖壓力，同時髕下脂肪墊分泌前列腺素[14]可誘導成纖維細胞樣的滑膜細胞發(fā)生纖維化和炎癥反應，這表明髕下脂肪墊和滑膜在內(nèi)分泌功能上具協(xié)同關(guān)系。

髕下脂肪墊包含許多敏感的神經(jīng)纖維[15]，因此髕下脂肪墊的纖維化和炎癥是大多數(shù)前膝痛的原因，在這些纖維化區(qū)域內(nèi)可觀察到豐富的血管化和降鈣素陽性神經(jīng)纖維增加[16]。在骨關(guān)節(jié)炎的單碘乙酸模型中[17-18]也得到了類似的觀察結(jié)果，其中髕下脂肪墊的變化發(fā)生在軟骨退化之前甚至先于滑膜炎的改變，這也和關(guān)節(jié)內(nèi)脂肪的內(nèi)分泌影響相關(guān)[18]。早期骨關(guān)節(jié)炎中關(guān)節(jié)內(nèi)脂肪組織發(fā)生纖維化和炎癥可引起MRI中質(zhì)子密度加權(quán)像(proton density weighted image，PDWI)序列信號增高，因此髕下脂肪墊的MRI信號改變可用于預測膝骨關(guān)節(jié)炎的進展。關(guān)節(jié)內(nèi)脂肪成分包括脂肪細胞、白細胞、內(nèi)皮細胞和間充質(zhì)細胞。研究認為[19]骨關(guān)節(jié)炎患者髕下脂肪墊來源的間充質(zhì)干細胞具有抗炎活性，也有學者認為[20]髕下脂肪墊來源的間充質(zhì)干細胞可能通過其炎癥因子的分泌、招募單核細胞的能力以及對炎癥刺激反應的加劇使得關(guān)節(jié)炎進展。此外，細胞追蹤實驗發(fā)現(xiàn)[21-22]在創(chuàng)傷后骨關(guān)節(jié)炎模型中，髕下脂肪墊周圍血管間充質(zhì)干細胞能夠轉(zhuǎn)化成肌成纖維細胞并誘導脂肪墊纖維化，同時[23]參與炎癥反應引起疼痛。

髕周脂肪墊撞擊臨床與影像

1.髕下脂肪墊撞擊綜合征

髕下脂肪墊疾病最早于1904年[24]被Hoffa發(fā)現(xiàn)髕下脂肪墊的炎癥反應及纖維化可引起前膝痛因而命名為Hoffa病，髕下脂肪墊骨化病，髕腱-外側(cè)股骨髁摩擦綜合征，或髕下脂肪墊撞擊綜合征等，長期以來一直被疏于認識。臨床上表現(xiàn)為髕骨下方、髕腱后方區(qū)域的疼痛，膝關(guān)節(jié)負重或活動時加劇。

影像與病理基礎(chǔ)：一項小型研究顯示髕下脂肪墊的撞擊會帶來一些特征性的MRI表現(xiàn)：PDWI上局限性的高信號(由髕下脂肪墊炎性水腫引起)以及髕下囊積液(可能是由于髕下脂肪墊水腫帶來的腫塊效應以及對髕下囊的刺激所致)。而髕下滑膜皺襞的顯示與髕下脂肪墊撞擊呈明顯負相關(guān)[25]，推測是由于滑膜皺襞與關(guān)節(jié)腔存在微小的交通，而髕下脂肪墊撞擊后的腫塊效應造成滑膜皺襞的壓迫因此難以顯示。

由于髕下脂肪墊撞擊綜合征的機制為重復微損傷導致的脂肪墊炎癥反應、纖維化：急性期時[26]脂肪墊絨毛延伸至半月板前角上方發(fā)生挫傷，血管擴張，滑膜組織增生肥大，因此MRI表現(xiàn)為髕下脂肪墊PDWI信號增高，增強后可見強化，可合并周圍髕下囊積液信號；慢性期病理可見成纖維細胞增殖和膠原纖維的形成，在一定條件下[27]會向軟骨組織轉(zhuǎn)化，甚至鈣化，因此纖維組織或鈣化組織在MRI中PDWI都表現(xiàn)為低信號，不失為髕下脂肪墊撞擊有特征的MRI表現(xiàn)。關(guān)節(jié)旁軟骨瘤被認為[24]是Hoffa病的終末期。

上外側(cè)髕下脂肪墊撞擊綜合征：需要特別說明的是上外側(cè)髕下脂肪墊撞擊綜合征，報道說[3]中年人發(fā)生率約13%，但并不為人熟知，臨床上查體可捫及髕骨下極的壓痛(伸膝時更為明顯)，由髕股關(guān)節(jié)異常摩擦引起[5]。MRI特征性表現(xiàn)[1，5-6]是矢狀面及橫斷面的PDWI顯示上外側(cè)髕下脂肪墊局限性高信號的水腫(圖1)，增強后可見強化，同時常伴發(fā)髕骨高位以及TT-TG值的異常增加。已有多項研究[1，3，5-6]證實髕骨上外側(cè)脂肪墊水腫靈敏的提示了髕股關(guān)節(jié)活動軌跡的異常。除了髕骨高位與TT-TG值增加與上外側(cè)髕下脂肪墊水腫明顯相關(guān)以外，還有其他幾個髕骨相關(guān)參數(shù)[5]被認為可能存在一定相關(guān)性：髕骨外側(cè)位移、外側(cè)髕股角以及髕骨傾斜度，這些都能在MRI矢狀面及橫斷面上進行測量。而關(guān)于滑車形態(tài)的幾個參數(shù)如外側(cè)滑車傾斜度、滑車溝角、滑車深度、滑車溝深度等雖能說明滑車發(fā)育不良，但與上外側(cè)髕下脂肪墊水腫并不相關(guān)。

2.髕上脂肪墊撞擊綜合征

髕上脂肪墊填補了股四頭肌腱止點后段與后上段之間的間隙,股四頭肌腱與脂肪墊相延續(xù)，髕骨附著處纖維之間含有腱內(nèi)脂肪[28]，使得肌腱纖維彼此疏離從而增加了肌腱附著在髕骨上的表面積用來轉(zhuǎn)移負荷，分散應力，因此髕上脂肪墊水腫有時[28]會延伸至髕腱附著處的腱內(nèi)脂肪。MRI上也是矢狀面觀察最清楚(圖2)，髕上脂肪墊水腫病理上也是以炎癥反應和纖維化為主，類似髕下脂肪墊水腫，除了在PDWI表現(xiàn)為高信號、T1WI低信號以外，也會有占位效應，形態(tài)增大，后緣見向髕上囊后凸的輪廓[10]，可能是由于反復過度屈膝造成的脂肪墊與滑車的摩擦損傷[10]，與髕股軌跡異常并不相關(guān)[1]。髕上脂肪墊撞擊這個術(shù)語雖然在部分文獻中[7，28]被使用，但其具體機制目前并未能被研究證實。

圖1 a) 上外側(cè)髕下脂肪墊撞擊綜合征?；颊?，49歲，女，反復前膝痛，髕骨下外緣明顯壓痛，活動后加劇。MRI質(zhì)子加權(quán)矢狀面圖示緊鄰髕腱的髕下脂肪墊上極水腫呈稍高信號(箭)，同時患者髕骨高位，髕股關(guān)節(jié)接觸面較小; b) MRI質(zhì)子加權(quán)橫斷面圖示位于髕腱與股骨之間的髕下脂肪墊上外角水腫呈稍高信號(箭)。 圖2 a) 髕上脂肪墊撞擊綜合征?；颊撸?0歲，男，輕度前膝痛，髕骨上緣輕度壓痛。MRI質(zhì)子加權(quán)矢狀面圖示髕上脂肪墊水腫呈稍高信號(箭)，后緣輪廓輕微后凸; b) T1加權(quán)矢狀面圖示髕上脂肪墊水腫呈稍低信號(箭)，后緣輪廓輕微后凸。 圖3 a) 上外側(cè)髕下脂肪墊撞擊綜合征合并股前脂肪墊撞擊綜合征?；颊?，42歲，女，前膝疼痛，髕骨上下極壓痛，活動后加劇。MRI質(zhì)子加權(quán)矢狀面圖示股前脂肪墊水腫呈稍高信號(白箭)，同時髕下脂肪墊上外側(cè)區(qū)域水腫呈稍高信號(黑箭); b) T1WI矢狀面圖示股前脂肪墊水腫呈稍低信號(白箭)，同時髕下脂肪墊上外側(cè)區(qū)域水腫呈稍低信號(黑箭)。

3.股前脂肪墊撞擊綜合征

股前脂肪墊撞擊文獻[1，7]非常少，說明臨床上對其認識嚴重不足。病理上以脂肪墊的炎癥反應為主，MRI表現(xiàn)為股前脂肪墊的增大和水腫，矢狀面及橫斷面顯示最為清楚(圖3)。主要有兩種模式[1]：① 脂肪墊偏上中區(qū)域的水腫由髕骨上極骨贅在伸曲膝的運動中發(fā)生撞擊造成；②脂肪墊偏下外側(cè)區(qū)域水腫則由髕股關(guān)節(jié)的異常摩擦引起，同時也有小型研究[29]顯示68%的上外側(cè)髕下脂肪墊水腫伴有股前脂肪墊偏下區(qū)域的水腫也支持了這一模式，但其與髕股運動軌跡的相關(guān)性仍有待大數(shù)據(jù)研究。

4.前景與展望

研究[1，2]顯示上外側(cè)髕下脂肪墊水腫有逐漸成為研究熱點的趨勢，也證實其不僅與髕股異常的活動軌跡有關(guān)，而且與髕股骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生有關(guān)，然而這種關(guān)聯(lián)在股前脂肪墊水腫以及髕上脂肪墊水腫中存疑，其關(guān)聯(lián)性有待大規(guī)模數(shù)據(jù)探索，具備一定研究前景。另有小型研究[30]顯示髕下脂肪墊MRI信號強度的改變可能預測膝骨關(guān)節(jié)炎病程進展。值得注意的是因髕下脂肪墊體積與髕股骨關(guān)節(jié)炎疼痛相關(guān),Bonakdari等[31]開發(fā)了一種預測髕下脂肪墊體積的方法可用于早期發(fā)現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎進展，其預測價值有待進一步研究的證實。同時髕周脂肪墊除了物理緩沖以外的內(nèi)分泌作用[4]也逐漸引起重視，將可能成為骨關(guān)節(jié)炎領(lǐng)域的一大新興熱點。