动态四维CT揭示髌股疼痛患者的异常髌骨矢状面空间运动学特征

本研究通过四维CT(4D-CT)技术，首次系统评估了髌股疼痛(PFP)患者在三维空间中的髌骨运动特征，发现其存在显著的矢状面抬高(50°-70°屈膝)和前倾(-10°-10°屈膝)，同时伴有轴向外倾和冠状面后移。该研究为理解PFP的多平面不稳定机制提供了新证据，对临床诊断和康复策略制定具有重要指导意义。

　　

膝关节前方的疼痛困扰着约25%的成年人，其中髌股疼痛综合征(PFP)是最常见的病因。这种疼痛在上下楼梯或久坐后尤为明显，被患者形象地称为"电影院征"。尽管PFP发病率高，但其发病机制至今仍是骨科领域的未解之谜。传统理论多聚焦于髌骨在水平面的"外移"或"外倾"，但临床发现单纯矫正这些异常往往不能完全缓解症状，暗示着可能存在更复杂的空间运动障碍。

重庆医科大学附属第一医院的研究团队在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》发表的最新研究，首次采用动态四维CT(4D-CT)技术，对35例PFP患者和35名健康对照者进行膝关节屈伸运动过程中的髌骨三维运动轨迹分析。通过建立髌股关节坐标系，量化了髌骨在矢状面、冠状面和轴向的位移(3D shift)和倾斜角度(3D tilt)，揭示了传统二维检查难以捕捉的空间运动异常。

研究采用320排宽探测器CT进行动态扫描，受试者在10秒内完成-10°(过伸)至70°屈膝运动，获得21帧三维图像。通过Mimics软件重建骨骼模型，建立以股骨内外上髁连线中点为原点的坐标系，测量髌骨重心在三个平面的位移（标准化至股骨上髁轴距离）及髌骨长轴/短轴的空间角度变化。

主要发现

1. 矢状面动力学异常：

   在50°-70°屈膝时，PFP组髌骨上移量(3D shift_sagittal)较对照组显著增加（P=0.009），相当于"跳跃"动作中髌骨无法正常下沉。而在-10°-10°屈膝期，髌骨前倾角(3D tilt_sagittal)增大4.54°（P=0.004），提示伸直位髌骨"翘起"可能增加关节面压力。

2. 多平面耦合失调：

   • 轴向：40°-70°屈膝时外倾角(3D tilt_axial)增加3.88°（P=0.004），与传统"J征"表现吻合

   • 冠状面：伸直位髌骨后移(3D shift_coronal)达1.98mm（P<0.001），可能影响股四头肌力矩

3. 动态模式差异：

   两组在矢状面和轴向的倾斜变化趋势存在显著交互作用（P=0.020和0.018），表明PFP患者的髌骨在运动过程中呈现"非生理性摆动"。

这项研究首次系统证实PFP存在三维空间的多平面运动障碍，特别是以往被忽视的矢状面异常。临床意义在于：

1. 为"髌骨不稳定"提供了新的生物力学解释，提示康复训练需关注多平面协调性

2. 动态4D-CT可作为评估治疗效果的客观工具

3. 髌骨前倾可能成为新的手术矫正指标

研究也存在一定局限：非负重状态扫描可能低估实际负荷下的异常，且样本性别未完全匹配。未来研究可结合肌电监测，进一步阐明肌肉激活模式与空间运动异常的因果关系。该成果为理解PFP的复杂机制开辟了新视角，或将推动个性化康复方案的革新。