第二节 影像学检查
近几十年现代影像学的发展，使过去依靠经验判断的许多疾患得到了明确诊断。特别是CT和MRI等的综合应用，使许多骨关节疾病的诊断更加直观、准确。膝关节的影像学检查，对骨科医生来讲，虽然比全身其他诸大关节更要熟悉，但因未能接受现代影像学训练，仍有许多专业医生还不能自如地运用骨关节影像学资料，即使获得了这些资料也不善于正确判断，以致贻误了适时诊断和治疗时机。
在现代影像学发展中，虽然CT和MRI占据着有利优势，但膝关节X线摄片和造影仍然具有传统优势地位，既廉宜又简捷，作为最初的筛查手段，仍是普遍认可的基本方法。
一、X线检查
膝骨关节损伤是常见的骨关节损伤之一，其发生率在下肢损伤中居第2位，仅次于髋关节。膝关节损伤包括关节捩伤、韧带断裂、骨折和脱位等，多属复合损伤。膝关节损伤后，因局部肿胀严重，疼痛剧烈，物理检查只能了解受伤的大概部位，很难判定损伤类型和程度。患者多为突然发生的意外情况致伤，很难叙述清楚受伤时下肢和膝关节所处的位置和外力的方向，给准确诊断造成困难。因此，对每一例膝关节损伤的患者，在物理检查的基础上，必须进行X线摄片检查，以明确损伤的部位和类型，给正确的治疗提供帮助。但有时常规X线摄片也可能不完全反映损伤的全部情况；有时因骨折或脱位在搬运中可自行复位，特别是膝关节韧带损伤，X线摄片仅能显示软组织和膝部肿胀，这时需要加摄特殊位X线片，或做应力摄片，与损伤病史、临床检查相结合，有助于作出正确的诊断。
膝骨关节周围的X线解剖影像：正常膝骨关节周围软组织由皮肤、皮下组织、肌肉、肌腱组成。在日常X线检查中，往往只注意有无骨折，而关节周围软组织变化易被忽视。X线检查确定软组织损伤的主要根据是关节囊外脂肪层的变化。在正常X线摄片上，膝关节前后脂肪层显示较为清楚，肌肉和肌腱可借肌间脂肪层及膝关节前、后脂肪层形成对比，而勾画出其部分轮廓。
1.膝关节前脂肪层 正常成年人膝关节的前脂肪层长2.0～3.0cm，厚2.0～2.5cm，呈三角形，分布在胫骨近端前缘髌韧带之后，称为髌下脂肪垫，其间有多个翼状襞与关节囊相系。X线侧位片可见脂肪垫三角形透亮区，其中有不规则的网状结缔组织翼状襞。脂肪层的后方隐约可见密度增高的半球形阴影，即前关节囊，因脂肪层包绕在关节囊的周围，故在关节囊阴影中仍可见透亮的脂肪组织阴影。
2.膝关节后脂肪层 膝关节后脂肪层较前脂肪层小而薄，正常成年人长5cm以上，个别人较短可在3cm左右，最大厚度可达2cm，也呈三角形或不规则形。前缘以股骨和胫骨及后关节囊为界，后缘紧贴在诸多肌腱的前方，上下端向上下延伸与肌间脂肪相连。肌肉发达者，上部有股四头肌、腘绳肌、股二头肌等，比目鱼肌的跟腱端向前膨隆，致使后脂肪层上部被压变薄，肌肉不发达者，脂肪层后缘则呈直线向上，与肌间脂肪延续。X线侧位片上，在透亮的脂肪层中，被纵行、平行、斜行或不规则方向行走的结缔组织结构分隔。该脂肪层的前下方密度稍高，为后关节囊，与脂肪层界限不清，有时呈半球形阴影。
3.膝关节出血的X线影像
（1）关节囊内出血影像：膝关节损伤中，关节内的骨折或严重的韧带撕裂者，都可引起关节囊内的出血，由于膝关节内、外侧关节囊紧贴在内、外侧韧带外侧，囊壁很紧，囊腔很大，少量囊内出血时在X线正位片上缺乏特征。关节囊的髌上囊因适应膝关节的屈伸活动，囊壁松弛，囊腔较大，囊内出血多时可引起前后髌上关节囊的膨隆，X线侧位片上显示前、后关节囊密度增高，髌上囊和膝后方呈半球形膨隆。当后侧关节囊破裂时，血液可溢入前脂肪层、后脂肪层、肌间和大腿下段与小腿上段皮下。
（2）关节囊外出血影像：膝关节的严重损伤，如韧带断裂、髌骨脱位及股骨和胫骨内、外髁骨折均可引起关节囊破裂和骨间膜断裂，从而发生关节囊外出血和软组织水肿，X线检查显示为前后脂肪层变窄和密度增高，后关节囊外脂肪层的改变较前脂肪层更明显。这是因为前关节囊比较坚固，后关节囊易破裂。关节囊外出血、水肿的X线检查变化是：后脂肪层受压变窄，是后侧屈肌肿胀、膨隆、压迫后脂肪层造成的。后脂肪层出血引起条索状或散在密度不均阴影，与一般软组织肿胀相似，这种变化表现为脂肪层结缔组织间隔水肿，呈多数粗大不规则条索状结构。
4.膝关节损伤软组织X线影像的意义 膝关节损伤在有明显病史、症状而无明显骨折时，观察软组织的改变是相当重要的，有时甚至可以成为主要的诊断依据。
（1）常规X线及临床检查有明显软组织改变而未见骨折，应进行其他位置的摄片检查，往往可以发现有撕脱骨折，甚至有严重的韧带损伤及髌骨脱位。
（2）应力下摄片。握患者的踝足部在膝关节内翻和外翻力状态下摄正、侧位片，观察膝关节间隙和胫腓远侧联合间隙的改变。
（3）X线检查如有上述软组织变化，当时虽未发现骨折，应注意随诊，以防不完全骨折等某些异常漏诊。
（4）X线检查出现上述软组织变化，无骨折时可能标志着有严重的关节韧带捩伤甚至完全撕裂，因而有必要在X线检查报告中详细记录软组织所见，必要时可做关节造影检查，以进一步明确诊断。
1.后前位（正位）膝关节摄片 患者仰卧于摄影台上，对侧膝部屈曲。被检查侧下肢伸直，将膝关节放于暗盒中心，膝关节置0°摄片。
后前位膝关节的X线影像学特征：膝关节由股骨远端与胫腓骨近端联合组成关节，关节间隙呈“H”形，均匀等宽，X线正位片能清楚地显示膝关节，股、胫骨的前后面影像有以下特征。
（1）关节面：股骨远端关节面与胫骨关节面相互平行，股骨远端双髁隆起，关节面与胫骨平台上面凹槽吻合。股骨轴线与膝关节水平线外侧交角为83°。应与对侧X线检查相比较。
（2）纵轴线：股骨干的纵轴线成7°角交于膝关节水平面，并通过髌骨的中点内侧。
（3）膝关节内外侧间隙：该间隙在标准前后位片上能被清楚地显示，通常很少超过4mm（球管距离100cm），如超过4mm，可能有关节内积液、软组织水肿和（或）侧副韧带损伤存在。
（4）内髁和外髁的关节面互相平行，强迫内翻或外翻时，其夹角不能大于5°。
（5）股骨内髁比外髁大，且低于外髁3～5mm，少数超过5mm。
（6）髌骨超过股骨内外髁水平线以上5～12mm，位于偏外侧5～7mm位，髌骨下极不超过两侧股骨髁最低点连线。
（7）股骨纵轴线与胫骨纵轴线相交成7°交角。
（8）股骨关节线即股骨髁远端关节面的正切线，与股骨纵轴线连成的股骨关节线角（膝关节基角）向外呈84°角。
股骨关节线与胫骨纵轴交角为83°。
胫骨平台后倾角为5°～7°。
2.侧位片 患者侧卧于摄影台上，被检侧膝靠于台面，对侧膝部向前上方弯曲，被检侧下肢伸直，膝部外侧紧靠暗盒，膝关节横轴线垂直于暗盒，使膝关节成标准侧位。摄片范围应包括膝关节、股骨、胫骨和腓骨上段。X线摄片时中心线应垂直于膝关节中心，膝关节保持25°～30°屈曲，不能有内、外旋。
侧位片影像学特征如下。
（1）关节面：观察股骨远端关节面及胫骨平台是否吻合，结合正位片在胫、股骨的关节面上能画出两条平行线。
（2）纵轴线：胫骨纵轴线应与股骨纵轴线相交在膝关节面的中心。
（3）侧位片可显示股骨和胫骨髁部、平台骨折。
（4）胫骨平台髁间棘骨折在侧位片上多可清晰认定。
（5）侧位片上胫骨和腓骨近端重叠，腓骨小头分离或脱位显示不如正位清楚，但胫骨平台、腓骨近段骨折在侧位片上尤为清楚。
3.髌骨轴位片 髌骨轴位片可显示髌骨与股骨髁部关节和髌骨本身的X线影像，以判断髌骨脱位、半脱位和髌股关节骨化、游离体、髌骨软骨病等。
1.骨质疏松 骨质疏松是膝关节损伤后最常见的一种X线表现。骨质疏松表示在一定单位体积内，正常骨质的数量减少，骨的有机和无机成分同时减少，骨小梁间隙加大，皮质的哈佛管及伏可曼管增大且具有不规则间隙。按其范围可分为全身性和局限性两类。局限性骨质疏松可见于骨关节急性炎症、肢体失用固定、不动和少动等。骨质疏松的典型X线表现是：疏松区骨小梁数目减少，但清晰，骨小梁间隙加宽，骨浓度减低，皮质变薄，早期能保存应力线上的骨小梁。膝关节因少动或固定不动失用引起患区明显骨质疏松，其X线检查可表现为斑点状或弥漫性骨质疏松。斑点状骨质疏松一般显示在患区有多数数毫米大小的小透亮区，以近骨骺线处最为明显，其边缘可模糊也可锐利完整，周围骨质一般也有疏松现象。除骨硬化区以外，骨内钙盐丧失达30%～50%时，X线摄片才能显现骨质疏松的征象。骨质疏松还可依据骨密度（BMD）及骨形态学改变来诊断和衡量其程度。
2.骨质硬化与增生 骨质硬化与增生是骨质变致密的一种现象，它与骨质疏松刚好相反，是在一定单位体积内骨量增加。其X线摄片显示骨浓度增大，皮质变厚，外缘不平滑，皮质与松质的界限不清，骨小梁结构不清，骨小梁间隙变小或消失。骨硬化可表现为弥漫性或局限性，它与正常骨质的界限不清，经常是机体的一种代谢过程，可见于骨外伤修复期、类风湿关节炎、慢性化脓性炎症、成骨性骨原发或继发性肿瘤等。骨质增生常发生于骨端边缘、骨嵴、骨突的部位，即多见于肌腱、韧带、骨间膜的附着部位，按其部位和形状不同常被称为骨刺、骨桥、骨唇等。膝关节骨质增生多见于骨损伤、炎症的修复期或慢性劳损等。松质骨内也可见到骨内钙化，其骨质浓度较骨质硬化更为浓密，显示为无结构的颗粒状钙沉着，为局限性。
3.骨膜增生 正常骨膜在照片上不显影，骨膜受到刺激以后，其内层的造骨细胞发生造骨作用而形成骨膜性新生骨即骨膜增生。X线摄片可看到靠近骨皮质的外面有局限性或较大范围的层状、带状、毛刷状或不规则的浓度加大。按其性质可分为3种：一是外伤性骨膜增生，发生在外伤以后，因骨膜下的新生骨受骨膜限制，其边缘光滑、整齐，内缘与皮质间的界限也比较清楚；二是感染性骨膜增生，因感染部位常同时存在着造骨及破坏变化，其边缘不规则，浓度不均匀且模糊；三是恶性肿瘤的骨膜增生，这种骨膜增生常称为骨膜反应，可表现为葱皮状、放射状、横行纤维条索状。层状骨膜增生的中心部被破坏后，则于上下端残存着三角形或袖口状的阴影，称为Codman三角或葱皮样骨膜反应，是诊断恶性肿瘤的重要依据。恶性肿瘤的骨膜增生常伴有邻近皮质及髓质的破坏和软组织肿物。
4.骨坏死 骨的血液供应出现障碍会发生骨坏死。其病理变化为骨小梁表面上成排的成骨细胞消失，骨细胞陷窝空虚、骨细胞死亡，但骨结构仍保留原样。在坏死骨尚未由生存骨分离下来时，仅显示病变部位相对密度增高（与周围骨质疏松相比较反映出来的），而没有明显的形态变化。骨完全坏死以后，肉芽组织尚未进入死骨区之前，骨内既无成骨也无破骨，仍保留着骨原有的形态，骨密度（BMD）增高。当肉芽组织伸入死骨区内时，有许多破骨细胞包围死骨，将其溶解、吸收，形成缺损，骨小梁被破坏、中断或消失，死骨被清除，形成囊性变，这时才有死骨结构的改变。骨坏死的主要X线征象是骨的密度增高，但不均匀，膝关节的骨坏死是胫骨结节骨骺缺血坏死胫骨后端缺血坏死。股骨及远端缺血坏死少见。其他部位也可见骨炎症、肿瘤、骨栓塞及骨折后等。
5.骨质破坏及关节破坏 骨质破坏是骨的有机及无机成分被溶解、吸收的现象，其病因不同，X线征象也不一样，可分为4种。
（1）进行性骨破坏：因炎症感染或恶性肿瘤引起，破坏区的形状不一，边缘不清且不规则，与正常骨质间的分界常是逐渐移行的。恶性骨肿瘤的骨破坏又称骨溶解，是因骨破坏较快，常为大片状，严重者患区骨质几乎消失，类似骨溶解状。
（2）压迫性骨缺损：因骨局部受压，骨萎缩以致缺损消失，这时的骨缺损边缘锐利且与正常骨质间界限清楚，如骨质表面的软组织肿瘤压迫骨质出现骨质缺损等。
（3）神经营养破坏性骨缺损：在中枢或末梢感觉神经失去感觉作用时局部不能自卫，屡次受到外伤而造成的骨破坏或缺损。X线摄片显示关节周围散在碎骨片，如夏科关节。
（4）代偿性骨缺损：是骨组织被纤维组织、囊性组织或软组织取代的表现。缺损部位的边缘锐利，病变区慢慢增大，邻近骨皮质可因受压而逐渐膨胀、变薄等。
（5）膨胀性骨改变，股骨、胫骨膨胀性改变见于骨囊肿、骨巨细胞瘤和成骨性骨肉瘤等，应在X线发现基础上行CT扫描或MRI检查进行鉴别。
6.炎症性增生和破坏 十分多见，慢性期更为常见。关节破坏时，关节的大部分软骨破坏、脱落，关节间隙变窄，关节面的骨面呈局限性骨质疏松。病变侵犯软骨下骨质时，可出现关节骨面粗糙、缺损及边缘不规则和增生骨赘。关节的狭窄及骨质缺损可出现于一侧或整个关节，常见于关节的化脓性感染及结构性感染等。
7.关节强直 关节强直分为纤维性强直和骨性强直两种，是关节的软骨或骨大量破坏以后，粗糙的骨端相互融合所导致，常由关节炎演变而来。纤维性强直的X线征象是关节间隙变窄，但无骨组织穿过关节间隙。关节骨性强直时关节间隙消失，关节间隙之间有骨小梁通过，常见于化脓性关节炎的后期。
8.肥大性关节炎 肥大性关节炎是因关节软骨坏死和软骨增生两种因素所引起。X线摄片显示关节面不平，关节软骨钙化，关节边缘部骨质增生及硬化，韧带骨化及骨节增大，其主要病理变化是：在生理状态下，关节软骨细胞保持相对稳定，不增生也不骨化，关节软骨部分细胞发生坏死后，其邻近生存的软骨细胞变得活跃，出现增生、分化、肥大，使关节软骨增厚、关节间隙增宽，骨性关节面硬化或凹凸不平，这时关节软骨深层的血管增生，侵入关节软骨肥大退变区进行成骨。关节软骨不断增生，骨化不断进展，骨关节逐步增大。骨关节增大是发生在关节软骨与骨的部分坏死者，如果关节软骨全部坏死，就不会出现骨关节增大，关节囊附着于骨干的部分是由纤维软骨连接的，这些纤维软骨增生、分化、肥大，引起骨化，造成关节囊及韧带骨化，出现骨关节软骨的退行性变化。
9.关节周围肿胀及积液 关节周围肿胀常见于创伤或炎症。X线摄片显示关节周围软组织膨隆，密度增高，关节周围的肌肉间脂肪层或脂肪垫阴影消失。其病理变化是关节内滑膜组织增生、关节囊增厚、关节囊外纤维组织增生等一系列软组织增生反应，造成关节周围软组织肿胀密度增高。采用CRX线照相后，软组织影像常难以识别。
10.膝关节畸形 原因很多，可为先天性和后天性肌性瘫痪引起髋、膝肌力不称引起关节屈曲、过伸，以内、外翻畸形多见，纠正量的确定必须明确畸形原因，有针对性的矫正才有效。
正常膝关节内有少量（5mL）滑液，因创伤或炎症反应而导致关节内积液时，X线征象显示关节囊膨大，关节间隙增宽，邻近的肌腱阴影或脂肪垫影像因受压而移位，髌上囊膨大尤其明显。
骨骼在胚胎时期是由两种不同的组织发生方式发展而来的，即膜内成骨和软骨内成骨，它们所形成的骨骼的组织结构是相同的。骨折愈合过程中的成骨活动同样由这两种方式来完成。
1.膜内成骨 膜内成骨是直接从间充质分化成骨组织而形成骨，骨折时断端附近未剥离的骨外膜深层和骨内膜的细胞即通过膜内成骨的方式形成新生骨，使骨折达到愈合的目的。膜内成骨的X线片显示骨折上下端比较广泛的“骨膜反应”，从初期到晚期，密度均匀一致，边缘光滑整齐。从组织学上观察，骨折后第3天骨膜内层的间叶细胞增生，细胞呈扁平状，再分化后细胞变肥大，成为前成骨细胞，并出现胶原纤维。骨折后1～2周，细胞排列成柱状，紧贴在原来的骨组织上变为成骨细胞，分泌骨基质，基质钙化，成骨细胞被钙化包埋，成为幼稚的骨细胞，形成骨小梁。膜内成骨是由间叶细胞变为成骨细胞和骨细胞3个阶段，即由间叶细胞增生、分化和形成骨小梁的3个时期。骨膜下新生骨完全骨化一般要在骨折后4～5周完成。在胫骨中下1/3交界部骨折，由于局部血供较差，膜内成骨和软骨缓慢而骨愈合所需时间更长。
2.软骨内成骨 软骨内成骨是由间叶细胞先分化成软骨，经过软骨骨化而成骨。骨折后断端之间的间叶细胞和附近肌纤维间的间叶细胞增生、分化都可以形成软骨，通过软骨内成骨的方式形成新生骨。在骨痂形成过程中，X线检查骨痂呈斑片状，密度不均，互不连接，是软骨内成骨尚未完全，这种骨痂不够牢固。从组织学观察，骨折后第3天骨膜撕裂的边缘和肌纤维束之间的间叶细胞开始增生，细胞由梭形肥大呈椭圆形，骨折后1周变成幼稚的软骨组织，出现软骨基质。骨折后1～2周软骨细胞迅速增生成柱状排列，基质钙化，引起细胞退化坏死，成骨细胞紧贴在钙化的基质上变为骨细胞，形成初级的骨小梁。软骨完全骨化一般在骨折后4～5周。
3.骨折愈合的X线表现 骨折愈合过程中的不同阶段，骨痂生长在X线征象上的表现不同，骨痂的组织学形态也不同。骨折后1周内，由于骨折部位软组织扩张，血流受阻发生浆液性水肿和断端骨膜、髓腔内的血管断裂形成血肿，X线摄片可见局部软组织肿胀，皮下组织呈粗大的网状结构，层次模糊，密度稍高。骨折后2～3周，在内（外）固定物的稳定下，由于软组织的浆液性水肿逐渐被吸收，皮下粗大的网状结构逐渐消失，软组织层次稍清楚，但是骨折部位由于结缔组织增生，形成大量软骨痂，以及周围软组织的新生血管和肉芽组织吸收血肿。因此，骨折部位软组织仍然膨隆，密度较高。骨折两断端骨干出现骨膜反应，X线检查先出现少许线样骨膜新生骨，随着这种新生骨量的增加，X线检查可见到密度均匀、边缘光滑整齐、与骨干平行的单层或多层骨膜反应。同时，在骨折断端出现内骨痂，这是骨内膜增生、间叶细胞增生、分化为成骨细胞，以膜内成骨方式形成的新生骨，X线检查表现为骨折线由锐利变为模糊，髓腔内有少量骨痂，内骨痂的不断增多，折端近骨折线处则逐渐硬化、致密，这是骨折愈合过程中成骨活跃的表现。同时，骨折端的骨膜和周围肌纤维间的间叶细胞增生分化，先形成软骨。软骨逐渐骨化形成骨痂，X线检查表现为骨折断端的两旁出现斑片状、密度不均、边缘模糊、分散的骨化阴影，随后骨化部分逐渐扩大，互相融合，连成一片，此时血肿的中心还不能完全机化，骨折端中心骨痂出现最晚，X线检查骨折断端间的透亮区可以存在很长时间。一般在骨折后4～5周，断端间的骨化与上下骨干周围的新生骨，两种成骨融合在一起，X线检查表现为两折端新生骨逐渐增多，断端连接，骨折愈合，这就是骨折愈合的基本过程。
在骨折修复过程中，骨痂的生长分为外骨痂和内骨痂两种。外骨痂是生长在骨皮质之外、骨折端的周围及断端之间，外骨痂在骨干及皮质骨骨折的连接愈合中起主要作用。外骨痂包括膜内成骨和软骨内成骨两种新生骨，肌肉较少，骨折移位小的部位膜内成骨的外骨痂相对较多，肌肉丰厚，骨折移位大的部位，软骨内成骨的外骨痂较多。内骨痂是指生长在皮质骨内面，松质骨内或骨髓腔突向断端的部分，扁骨松质骨及关节内骨折，膝内骨折的连接愈合主要依靠内骨痂的作用。
4.常见的膝部骨折
（1）胫骨平台骨折：胫骨平台骨折是胫骨上端遭受重力冲击由股骨髁传导引起平台骨碎裂。依其骨折部位、形态与对功能的影响分为4型或3型。X线检查显示：①胫骨平台内、外侧宽度变大、塌陷；②平台前后径增加，并有骨折线自上而下显现，骨片向后倾斜；③内侧或内外侧胫股骨间隙增加；④有时伴胫腓骨上间隙加大（脱位）和腓骨上端骨折；⑤伴股骨髁对应骨折；⑥可能伴有膝交叉韧带、侧副韧带和半月板损伤。胫骨平台骨折由于X线由内向外或由外向内投照其骨影重叠而显示结果不同。
胫骨平台骨折多为粉碎性骨折，复位后必须有良好的坚强固定，拆除固定钢板螺丝钉后，往往还能在胫骨上端的骨小梁结构的“紊乱”影像中找到佐证，而是否有创伤性骨关节炎的发生，还要在之后2～3年内经受膝关节活动的考验才能证明。
（2）胫骨髁间隆突骨折：胫骨髁间隆突尤其后侧隆突常单独或合并胫骨平台和股骨远端骨折，单独胫骨髁间隆突者并不少见。X线检查可见1～2个游离的骨棘于关节内，正位片上遮挡和重叠少，常显示清晰，侧位片由于骨重叠多，难以显示。当交叉韧带严重撕裂时，外后方的髁间隆突骨折片移位较大，一般移位不显著。
（3）髌骨骨折：髌骨在髌韧带与股四头肌之间，经常承受巨大应力，因此，外伤性骨折常见。X线摄片对髌骨骨折有良好显示，且是常规临床筛选手段。
髌骨骨折分3型或4型，分上极骨折、下极骨折和粉碎性骨折，复位治疗方法多，疗效多数较好。在X线投照时多取正位与侧位，正位片与股骨重叠，有时显示欠清，但髌骨正常位置在膝关节间隙以上偏外，髌骨下极常在关节间隙内而可认定。若过低或过高，应找出原因。侧位片检视髌骨关节面的对合与完整，因此，可用来检查髌骨骨折整复固定后的对合状况，虽然髌骨轴位片可以充分显示髌股关节与髌骨是否完整及骨折对合、复位完善与否等情况，由于需术后禁忌的屈膝位投照，而成为不可取的做法。但髌骨轴位片有助于认清髌骨本身完整性，同时还能认清与股骨关节面之间的关系是否正常，因此具有很高的临床意义，也有助于辨识髌骨半脱位、脱位、不稳等情况。
善于运用常规髌骨正、侧位投照，不仅可以辨识髌骨与关节本身，有时能从中找出髌骨对股骨压迫摩擦的痕迹、髌骨凹陷、髌股关节炎、髌骨软骨病及股骨髁畸形等。有时还能发现髌韧带、股四头肌肌腱骨化和髌骨畸形等。
（4）股骨髁部骨折：股骨髁部骨折在正、侧位片均能良好显露，临床十分常见。但对于儿童和无移位成人髁部骨折有时未必都能认清，常借助2周后复查X线片或CT扫描来进行认定或排除。因此，临床医生对于隐匿性骨折始终要保持警惕，防止门诊遗漏，或患者回家后出现骨折巨大移位，并伤及膝关节后重要血管、神经。对于股骨髁粉碎性骨折的X线检查辨识较易，即使术后骨生长也能顺利完成，但仍应定期进行X线摄片复查认定骨折愈合良好后才能拆除内固定，不可认为9～12个月为其期限。
（5）儿童股骨、胫骨骨折：儿童膝部股骨、胫骨骨折不多见，对于无移位骨折有时十分隐匿，X线正、侧位片中要善于找出疑点确认，或告知2周后复查，或即刻CT扫描可疑部位。由于儿童股骨、胫骨骺未闭合，股骨、胫骨干骺部骨折既可单独发生，也可以伴同其他骨折损伤发生，告知患者和家属有关预后问题有助于消除误解。
膝关节退变及其退变性膝关节炎疼痛常是中老年患者的求诊、摄片的主诉。退变发生在30岁以后，50～60岁尤多，至后期伴膝内翻，但X线摄片上的特征增多。
早期膝关节退变除正常生理性退变外，运动员、外伤后是膝关节早期退变的诱因。
随着年龄增长和运动量的增加，施于膝关节的应力表现也随之明显，患者频繁求医，发病常为双侧，但起初以单侧痛主诉者普遍，投照双侧膝关节正位片退变程度相近。
双侧膝关节骨关节炎，患者一侧有症状，X线检查表现特别，应注意寻找症状出现的原因，如上方髋关节、腰脊柱和（或）踝足疾病，可诱发一侧病变加剧，对治疗和预后评估有重大裨益。X线正、侧位片典型中、后期退变表现如下。
（1）骨小梁粗细不均，较多受力部分骨密度趋高，边缘应部分趋低。
（2）骨边缘增生，尤见于胫骨髁间隆突、平台边缘、股骨关节面周边，如股骨的髌上缘、股骨髁后缘与周边等，可见到不均衡骨赘唇状隆起，有的尖锐，有的圆润，粗细不一。
（3）软骨下骨硬化：系关节面软骨受力较大部位，其软骨下骨骨化程度趋高。
（4）髌骨边缘赘骨增生，其中髌韧带和股四头肌与髌骨受力附着部变尖、变长，由于此骨赘过长，影响膝关节伸屈。
（5）整个膝关节变粗、变形，或可表现为脱位、半脱位，并可合并骨折。
（6）膝关节间隙狭窄、不均，内窄外宽者较多。
（7）后期可见股骨或胫骨关节面塌陷骨折、强直和剥落性游离体。
膝关节结核分为滑膜结核、骨结核和全关节结核。滑膜结核病灶侵及膝关节滑膜，以关节内积液为主要特征，无疼痛，膝部无发热现象，功能受影响，而此期X线摄片主要特点是膝部软组织肿胀，膝内间隙变宽，骨质无明显累及。至后期，积液浸泡的关节骨骨小梁稀疏，骨质并无破坏现象。若继续发展，病灶侵入骨内，且骨内病灶与关节相通，迅速成为全关节结核。
骨结核指病变最初侵及股骨远端或胫骨近端并未累及膝关节腔者。一般不易发现，也无自觉症状、体征，甚至结核病灶穿破、侵及关节腔周围组织才有疼痛、肿胀等不适感，仍然可行走、做家务而少就诊。拖延数日甚至一两个月，膝肿胀明显，甚至膝关节行动障碍时才去就医，此时往往已为全膝关节结核期。
全膝关节结核来源可为滑膜结核或骨结核，主要病理特征是不仅骨破坏，同时还有膝关节腔的软组织破坏。X线表现有股骨和（或）胫骨单灶性抑或多灶性破坏，形成大小不一空洞，死骨交错存在，死骨骨密度高，可游离或一侧仍依附于骨主体。软组织侵蚀，韧带受蚀可坏死、液化。如进行MRI检查，T2WI示膝内多量积液，其中漂浮坏死组织，正常交叉韧带、半月板于后期皆难以辨认，T1WI显示前、后间隙充盈积液，其中漂浮脂肪垫和出现周围软组织肿胀。
膝部骨肿瘤应用X线检查作为临床筛检的第一手段普遍得到应用，迄今已经有数十年历史，认识膝部骨肿瘤的X线影像特征，有助于早期发现恶性肿瘤，早期进入临床治疗，以达到较优的临床疗效。
1.骨巨细胞瘤 骨巨细胞瘤是膝部股骨、胫骨好发的常见肿瘤，为骨髓内间质细胞异样增生的巨细胞和多能基质细胞组成的骨肿瘤，瘤细胞巨大、多核（平均20～30个），分布不一致。其中典型的巨细胞减少或消失，而基质细胞排列混乱、紧密，细胞形态不一，是恶性骨巨细胞瘤的特征。
X线检查主要表现为肿瘤好发于长骨膝部股骨、胫骨干骺部，出现偏心圆形或椭圆形破坏区，与周围骨质边界不清，骨皮质因肿瘤膨胀而变薄，无骨膜反应，肿瘤团尤像泡沫样影，中间有薄骨嵴间隔。泡沫样改变是肿瘤残存断裂的骨皮质或皮质内形成的骨嵴和骨间隔重叠影。除非外皮质骨骨折，一般无“骨膜反应”现象。有时肿瘤极度膨胀达到骨主体外2～3倍，呈透亮状。
骨巨细胞瘤应与骨囊肿、良性成软骨细胞瘤、甲状旁腺功能亢进症、中心型软骨瘤等进行鉴别。
2.骨软骨瘤 骨软骨瘤有单发和多发之分，单发占90%，多发占10%。多发者可能是与遗传有关的先天性骨发育异常（Ollier病）。本病系幼年以软骨内骨化形式缓慢生长，直到骨骺闭合才自动停止生长的肿瘤。单发者无遗传性，不影响骨发育。
单发时其为一无痛肿物，若小，不可扪及。一般无症状，压迫相关神经、血管、肌腱等时，可能引起症状。X线检查显示与膝关节中心相反的离心性胫骨、股骨骨隆起，其瘤体内骨小梁与胫骨、股骨的骨小梁相连，基底呈蒂状，中间骨松质与主骨骨松质无异，肿瘤尖呈离心指向，有些骨软骨瘤基底宽大；肿瘤形状如三角形、悬垂形、菜花形，压迫近邻骨骼时可致骨畸形、骨缺损等。至中年，瘤骨中有钙化斑片。一旦发生恶变，骨软骨瘤突然增生增大，钙化、骨化作用增强，形如棉絮骨影，瘤骨边缘不清，基底始有破坏。单发者恶变占1%，多发者高达10%～20%。大多数恶变为软骨肉瘤，少数为骨肉瘤。
3.骨肉瘤 骨肉瘤在膝部股骨、胫骨多发。肿瘤起源于骨基质、骨膜或骨血供系统间隙，起于骨膜深层者居多。膝部股骨、胫骨干骺部是骨肉瘤好发部位，发生时最具特征的是骨膜反应；Codman三角又称骨膜套袖或日射状新生骨小梁，有些呈蓬乱毛发状或成团状。这类骨膜反应的特点有：①骨膜反应的最外层比深层密度高；②骨膜反应与骨皮质之间有一个透亮间隙。大多数骨肉瘤出现成骨反应，少数出现溶骨性骨破坏，骨呈溶骨筛孔状、斑片状、虫蚀状，或出现不规则大片溶骨，有时主骨破坏呈局灶性、大片不规则溶骨，同时有Codman三角骨膜反应，大片溶骨可造成病理性骨折。
骨破坏在X线影像中，除日射状、Codman三角状反应外，还有大片成骨和部分骨溶解样破坏，有时出现小片骨膜反应兼有部分主体骨成骨反应。
骨肉瘤的X线影像特点主要视病期而异，早期以骨膜反应为主，中期兼有主骨骨质异常，后期是大块骨破坏或增生，膝部极度肿胀和疼痛。这种溶骨性破坏可表现为边缘型溶骨、中心溶骨和成骨性溶骨3种形态。有时这3种形态或其中两种形态掺和在一个膝部股骨或胫骨上。有时成骨和溶骨同时存在。
骨肉瘤的X线影像学表现对于临床工作者来说是十分重要的基础知识，有了这些基本认识，就可以对这些患者提出进一步筛查项目，如CT或MRI、MRA等诊查技术，而不至于遗漏而贻误病情，影响治疗和预后。
二、膝关节的CT扫描
CT扫描在骨关节系统中弥补了普通X线摄片的影像重叠及软组织结构分辨不清的缺点，把毗邻的不同器官及组织直接显示成清晰的图像，极大地提高了病变的检出率和诊断的准确性。CT检查用于骨关节系统的优势如下。
（1）有极好的密度分辨率，能很好地显示各种组织结构层次，能把X线平片中无结构的软组织影分别显示出皮肤、皮下脂肪、半月板、筋膜、肌肉束及某些血管、神经；在骨结构上可区分松质骨、皮质骨及骨髓，可显示骨质的破坏、增生等。
（2）CT扫描的断面图像把平片中前、后的重叠影像呈横断面图形展开，明确区分病变位于骨或关节内、关节外，在肌肉内还是肌间隙或皮下组织中；骨破坏区内的小骨影是破坏的残留骨还是新出现的钙化和骨小梁形态与分布；观察骨软骨瘤骨性肿块顶部软骨帽的厚薄，以确定其是否生长活跃或恶变；观察环绕骨干的骨旁成骨肉瘤是否侵入骨内等，这些对治疗方案的制订都至关重要。
（3）对多种结构可避免影像重叠，如病变与胫腓骨及股骨与髌骨的关系，两骨相重叠处的病变及骨折，以及病变是囊性或实性等都能很好地区别。
（4）对关节结构的显示在很大程度上代替了有创侵入性检查和关节造影，如对膝关节的韧带、半月板及滑膜的显示；对关节内游离体及软骨结节的观察优于平片及造影。用于椎间盘扫描可以确切诊断椎间盘突出的方向、程度及合并退化、钙化的形态。用于骨盆创伤中观察骶骨的隐性骨折，显示骶髂关节分离及平片未显示的髋臼骨折和关节脱位，以及复位后夹于关节内的碎骨片等。
CT扫描只能观察横断面，不易得出组织器官或骨关节某个部位的整体概念，如脊柱的侧弯、后突畸形、膝关节上下脱位、骨盆的扭曲变形等。整体形象可用扫描前的CT定位片结合三维表面成像进行观察。
横断面的扫描还会使平行于扫描层面的裂隙无法显示，因而可能使骨、肌腱、韧带的横向断裂和半月板的水平撕裂被遗漏。
膝关节多为凹凸不平，使膝关节的横断面扫描影像缺乏连贯性，因而容易遗漏膝关节内许多重要结构性病变，特别是软组织的完整性与其对骨连接的影像改变无法令临床工作者满意。
1.CT图像的产生和CT值 CT机的X线管和探测器置于环形架的相对面，人体置于环形架中央，在X线管发射X线束的同时，探测器和X线管环绕人体一定厚度的层面进行同步旋转，探测器接受从不同角度穿过人体的X线，X线穿过各种组织时有不同程度的衰减，经过计算所得数据处理和图像重建后在显示器上呈现CT图像。按CT机的设计，图像是以矩阵的方式排列在计算机的影像存储器上，每一个矩阵点形成1个像互助组，矩阵有256×256、512×512、1024×1024等，每一个像素都对应着扫描部位相当大小的一块组织（体素），像素所显示的数据即为此部位组织的平均X线衰减值，也就是CT值。
CT值是CT图像中测量组织密度的单位，以其创始人Hounsfield命名，简称亨氏单位，以HU表示。测量CT值时选一定大小的区域测量其数据，所选定和测量的区域称“兴趣区（region of interest, ROI）”，此区的CT值是此区内各个像素CT值的平均值。被测区内如果既包含了病变又包括了正常组织，得出的数据就毫无意义，故测量时要选好有代表性的区域。
2.窗宽（window width, WW）、窗位（window level, WL）的应用CT图像是由黑白两个相同的灰阶来显示的。人眼只能区分由白到黑16个不同的灰阶，为了显示密度差较小的不同组织，在CT机上须使用窗口技术，可以选择一定CT值的范围（窗门），使由黑到白的16个灰阶所包含CT值跨度缩小，小到可以把密度接近的组织在显示器上呈现不同的灰阶。这个CT值的跨度称为窗宽。应将被观察的组织的CT值放在窗宽的中心，这个中心称为窗中心或窗位，以此为中心进行窗宽的调整，以求得组织间的密度差而达到理想的显示效果。例如，观察肝（CT值约50HU）内的囊肿（CT值约10HU），其与肝的密度差为40HU，较为理想的窗宽为160HU，此时每个灰阶的CT值=160HU÷16=10HU，在160HU的跨度中，窗位在+50HU时，窗位上下各包括80HU，则屏幕上可分辨的图像CT值从+130HU（50HU+80HU）至-30HU（50HU-80HU），-30HU以下的组织全部呈黑色，+130HU以上的组织全部呈白色，而肝内囊肿与肝组织的密度差为40HU，相当于差4个灰阶，故囊肿可清楚显示。
3.层厚 调节CT机上准直器的裂隙来控制扫描层面的厚度。各关节的扫描可用3～5mm层厚，观察骨组织、膝关节半月板和腕关节三角软骨等可采用1～2mm层厚。层面越薄，图像分辨越清楚，称为高分辨CT，但机器耗损增加，检查时应权衡利弊，视需要采用。
4.层距 层距为一个层面的中心到下一层面中心的距离。层厚与层距相同时，为连续无间断的扫描。进行二维和三维图像重建时，图像须连续无中断。
5.增强扫描 静脉注射有机碘溶液（对比剂）可加大正常组织与病变组织间的密度差别，血运丰富的组织在注入对比剂后，短时间内影像密度增高，称为强化。病变区无血运或少血运者，增强扫描后无明显强化，因附近正常组织强化，病变区呈相对低密度而得以显示。增强扫描适于软组织病变的显示，骨内病变一般不用增强扫描。
6.部分容积效应 两种密度有差异的组织包含在一个扫描层面的同一部位内会分不出是什么组织，CT值测量也不准确，所测的CT值不能代表真实病变或组织的密度，称为部分容积效应。为避免此干扰，注意扫描层面的厚度应在病灶直径的1/2以下，以清晰地显示病灶结构和测量其真正的CT值。
7.三维图像重建 三维图像重建为用螺旋扫描方式可以在短时间内获得不间断的容积数据，因而可进行三维重建，得出有立体感的图像。
8.长度和面积的测量 在CT显示屏上测量物体的大小极为准确，要求被测量部位摆放与台面平行，所设定的窗宽、窗位及扫描层厚必须合适，否则难以准确。如肺内病灶在肺窗可以清楚显示，在纵隔窗则病变缩小甚至不能显示，为了对照治疗前后的变化，需在同样的窗位条件下测量比较，并将层面设在病灶中心测量。
CT定位片可用于长骨干骨折内固定术前骨干长度和髓腔宽度测量，以选择合适的内固定器材。骨矫形术前还可用CT定位片测量关节各种角度及骨干长轴与关节所处的位置关系等。
膝关节X线解剖影像与CT影像：膝关节的X线影像是CT扫描影像的基础，CT能够更深入、更细致地观察其深部的切面结构改变。
膝部横位扫描可以得到较多膝骨关节的影像学资料，以区别其间的病变，髌股关节和股骨中心骨密度下降，骨小梁稀疏，应首先考虑膝关节骨的骨血窦、骨髓腔之外的其他可能病变，如膝关节的骨关节炎（早期）的可能性。再进行髌、股骨水平两个层厚扫描，以显示髌股关节和髌骨、股骨较重骨关节炎和骨边缘增生、骨硬化带等，可见骨小梁的腔隙与周围的骨小梁稀疏、粗大。如将扫描层厚再升高，髌、股骨和髌股关节，骨质、骨小梁异常形态。
膝关节骨折和膝关节脱位：CT可以看到骨重叠遮挡的骨折或难以显示的重叠的骨折影。如果采用CT三维成像，显示其骨折和脱位有明显的优势。但对半月板、交叉韧带等损伤呈劣势。
三、MRI检查
MRI检查对诊断肌肉骨骼系统疾病效果极佳。它可以提供非侵入性多层面的骨与关节影像，解剖细节全，分辨率高，并且患者避免了放射线的危害。MRI可以检测到非常小的改变或组织之间细微的差别，提供了疾病的早期而且较为特异的诊断手段。
半月板是纤维软骨结构，分为前角、体部、后角3个部分。矢状位图像显示最为清晰，外侧为领结状，内侧为三角状。半月板与关节囊相连的部位构成三角的基底，关节面的前和上部分构成三角形的另外两边。半月板顶点尖锐，为游离缘。内侧半月板半径较外侧半月板大，与关节囊紧密结合，后角比前角大。外侧半月板移动性较大，半径较小，在体部与后角结合部和关节囊角松弛结合。腘肌肌腱在外侧半月板后角经过，形成腘肌肌腱裂孔。外侧半月板前后角大小相似，这一点与内侧半月板有所不同。
半月板在核磁影像表现为低信号。半月板撕裂的影像表现为半月板内异常信号增高。但是，不是所有半月板内异常信号都是病理状态。根据病理学组织学检查半月板异常信号可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。Ⅰ级显示半月板内类似圆形的异常信号增强，异常信号没有到达关节面。Ⅱ级为半月板内线性的异常高信号影，异常信号没有到达关节面。这些信号改变为半月板黏液样变性和微小裂缝有关，不是撕裂的表现。在50岁以上的正常人群，这种现象非常普遍，所以对于Ⅰ、Ⅱ级，可能是随年龄增长的一种正常表现。在年轻人和小儿中，半月板内异常高信号非常少见，可能与正常穿动脉影有关。Ⅲ级特点是异常信号影延伸到上或前方关节面，形成游离的边缘，这些都是半月板撕裂的表现。换句话说，Ⅲ级就是撕裂，不可能是正常的某种变异。在绝大多数病例中，辨别半月板内异常信号是否与关节面相接比较容易。偶尔情况下，对于广泛的Ⅱ级与Ⅲ级较为困难。一般来说，对于广泛的信号改变，如果和关节面的关系不清，那么往往不是撕裂的表现。在有疑问的病例，冠状位有所帮助。撕裂可以分为水平、垂直、倾斜等类型。
在矢状位能最好地显示半月板撕裂的大部分影像。在冠状面影像可能显示不清。通常，对于半月板撕裂不能通过某一张影像观察完全，所以综合多个平面的影像学表现对于了解撕裂的具体类型更为清楚。半月板游离缘的撕裂常表现为正常游离缘的显影模糊。在以往有过半月板部分切除的病例常伴有桶柄状撕裂伤。
由于半月板形状为C形，正常情况下在矢状位可以在2～3张图像上拍到连续的图像。桶柄状撕裂伤患者这种连续性的表现消失，半月板游离缘影像模糊，桶柄状撕裂伤冠状位表现清楚，通常位于髁间嵴，在矢状位上撕裂部分表现为后交叉韧带下方的延长部分，称为双后交叉韧带症。矢状位在3张以上图像上显示半月板提示盘状半月板的可能。这种异常形状的半月板常见于膝关节外侧，有撕裂倾向。
常规MRI检查应同时观察半月板和关节囊连接部位的情况。对于该部位病变的诊断，核磁非常敏感而且仅表现为半月板与关节囊之间的距离加大，或半月板外侧边缘的信号增强。正常情况下，半月板外侧边缘延伸到胫骨平台皮质外侧，这一点有时在诊断半月板和关节囊连接部位是否存在病变时有所帮助。对于半月板和关节囊连接部位的分离，核磁共振检查阳性率很低，敏感性低，所以不能作为诊断的依据。
在前交叉韧带撕裂时，MRI检查对半月板撕裂的诊断敏感性很低。DeSmet报道，当伴有前交叉韧带撕裂时其敏感性在内侧半月板撕裂从97%下降到88%，外侧半月板撕裂敏感性从94%下降到69%。这种敏感性下降是多因素造成的。
1.前交叉韧带 前交叉韧带从股骨外髁内侧发出，止于胫骨前侧髁间嵴，大概相当于胫骨关节面前缘后方10mm。通常厚度为11～13mm，外围包有很薄的鞘。因为前交叉韧带从外侧到内侧形成很小的夹角，所以在常规矢状位不能在一幅影像上完全显影，必须连续在2～3张图像上才能观察完全。偶尔，需要倾斜矢状位采集图像来得到完整的影像。尽管前交叉韧带观察的最佳图像是矢状位图像，冠状位和轴位图像有时也有很大帮助，尤其是怀疑其是否撕裂时。
正常情况下，前交叉韧带表现为相对的低信号，特别是在股骨侧。然而在胫骨侧前交叉韧带远端矢状位有条纹状改变，这通常是正常现象（与脂肪、结缔组织、滑膜组织有关），不要误认为是撕裂。
两种膝关节撕脱骨折与前交叉韧带损伤或止点损伤有关。随胫骨前交叉韧带止点撕脱，放射性检查有特征性改变，表现为在胫骨前侧髁间嵴前上方的骨片。这种损伤在年轻人中较为常见，说明前交叉韧带没有完全撕脱。Segond骨折是半月板和关节囊接合部在外侧关节囊韧带处骨性止点的撕脱，特点是胫骨平台外侧线性骨折。这种损伤常合并前交叉韧带撕裂和半月板损伤。
MRI检查对于前交叉韧带撕裂的诊断准确性很高，敏感性为92%～100%，特异性为89%～97%。前交叉韧带撕裂早期影像包括：①髁间嵴异常的假性团块影（血肿），T2加权像高信号，这是由出血和血肿所致；②韧带纤维不连续或中断。
慢性前交叉韧带撕裂影像包括韧带影像消失和前交叉韧带水平位显示异常。慢性损伤不正常影像表现为慢性损伤部位的低信号和在后交叉韧带下方的瘢痕组织影像。
急性前交叉韧带损伤常伴有关节内积液（关节积血）。有很多文献描述了前交叉韧带撕裂的表现，这些对于诊断前交叉韧带损伤，尤其在诊断模棱两可的情况时很有帮助。股骨外侧髁前侧部分挫伤和胫骨平台后侧部分挫伤是挤压损伤从胫骨前侧传导到股骨所致。对于前交叉韧带损伤，这些挫伤的部位非常具有特异性，这种损伤机制可以造成股骨外侧髁骨软骨损伤，有时造成关节面的压缩；侧位像有时能够观察到关节而的压缩情况。其他前交叉韧带撕裂的间接影像包括后交叉韧带屈曲征、外侧半月板后角抬高。
MRI检查对前交叉韧带部分撕裂诊断的敏惑性和特异性分别是40%～75%和62%～89%。但MRI检查能敏感地发现局部韧带增厚、信号增强、纤维结构扭曲等变化。
对于曾接受过前交叉韧带重建手术的患者，尽管既往手术留下了金属钉子，MRI检查仍可清楚显像。重建前交叉韧带的组织在术后6个月通常是低信号；6个月内其内部或周围显示高信号的情况并不多见，可能与滑膜组织、残留水肿或术后改变有关。重建前交叉韧带的组织撕裂会出现异常信号、异常形态学表现或连续性中断和断裂等影像学改变。
2.后交叉韧带 后交叉韧带起自股骨内髁后外侧，止于胫骨髁间嵴的后缘。后交叉韧带厚度较前交叉韧带大12～20mm。后交叉韧带呈现广泛的低信号，外形类似于曲棍球棒。在矢状位和冠状位能清楚地观察到该韧带，在其前或后侧可伴有Humphry和Wrisberg韧带。
后交叉韧带撕裂在影像学上表现为韧带内部强信号或韧带纤维结构断裂。慢性韧带撕裂造成韧带组织变薄，或不显影，或异常的成角改变。MRI检查不能对慢性撕裂的病例进行全面有效的检查，撕裂部位的纤维连接可能造成MRI检查表现正常。胫骨止点处撕脱骨折较少，但是放射学表现比较有特点。
1.内侧副韧带 内侧副韧带为膝关节提供内侧支持，在解剖上分为深、浅两层。浅层纤维又称胫骨侧副韧带，发自股骨内髁，止于胫骨内侧。深层纤维发自内侧关节囊和内侧半月板，止于胫骨和股骨内侧邻近关节线水平。深、浅层纤维之间存在滑液囊。
内侧副韧带在MRI检查冠状位能清楚显示。纤维组织呈现低信号，从其发自股骨一直到止于胫骨能完整观察到其全长。轴位像能补充观察内侧副韧带，有助于对其全面观察。
内侧副韧带撕裂造成韧带纤维信号的中断，韧带内部显影不清或信号增高。撕裂的韧带常表现为波纹状，这与正常情况下的直线状有很大差别。内侧副韧带广泛扭伤（Ⅰ级）通常造成韧带周围信号增强而韧带部分或完全撕裂（Ⅱ级和Ⅲ级）在韧带内部呈现高信号，这种高信号是由于水肿、出血造成的。
2.外侧副韧带 外侧副韧带复合体前侧部分由髂胫束、后侧部分由股二头肌、中间部分由腓侧副韧带组成。腓侧副韧带发自股骨外髁（外上髁），止于腓骨头颈交界处。外侧副韧带加入股二头肌肌腱形成联合腱，止于腓骨头。外侧副韧带位于腘肌肌腱浅层，于外侧半月板后角后方越过腘肌肌腱裂孔。外侧副韧带和髌骨外侧支持带、弓状韧带、外侧关节囊共同维持膝关节外侧的稳定性。因此，这些组织的共同损伤较单纯外侧副韧带损伤更为常见。
同内侧副韧带一样，冠状位片能清楚显示韧带的情况，轴位片是有效的补充。正常情况下，外侧副韧带为低信号的薄层组织，由于其由后向前倾斜，通常必须通过2～3张影像才能获得完整的图像。外侧副韧带撕裂显示为韧带连续性中断、韧带增厚、信号增强或周围信号增强。
伸膝装置包括股四头肌肌腱、髌韧带、髌骨。矢状位能清楚显示这些结构。股四头肌肌腱和髌韧带显影为黑色组织；对于肌腱的一些正常变异有所了解能避免误诊。由于股四头肌肌腱由4个完全分开的肌腱汇合而成，在矢状位像其内部有顺长轴的类似隔离带的信号影。但是，这种情况在髌韧带比较少见。
股四头肌肌腱严重断裂，造成股四头肌肌腱失效和低位髌骨。股四头肌肌腱撕裂比髌韧带断裂在老年人中常见，尤其是在进行激素治疗和慢性肾功能不全的患者。髌韧带撕裂通常是部分损伤，易发生在年轻人中，尤其是运动员。传统放射学检查显示损伤部分局部纺锤样增厚，周围组织水肿。髌韧带完全断裂造成高位髌骨。
MRI检查能清楚显示撕裂的部位、损伤的广泛程度，并鉴别损伤是部分性还是完全性的。肌腱撕裂造成肌腱正常低信号的中断，损伤部位T2加权像高信号，通常周围软组织显示高信号。完全断裂时肌腱回缩，断端增厚，内部信号增强。MRI检查发现股四头肌肌腱、髌韧带肌腱炎和部分撕裂的表现相同。在MRI检查中常见的髌韧带损伤是跳跃膝。跳跃膝是髌韧带在髌骨附着部位发生肌腱炎或部分撕裂，造成肌腱内部T2相高信号影，常涉及偏后侧的纤维。
髌骨和股四头肌肌腱断裂在全膝置换术后是较少见的并发症，由于金属假体的影响，这些相对表浅的组织应用超声检查效果更好。
髌骨为三角形的扁平骨，是全身最大的籽骨。髌骨后表面的上3/4为关节面，由纵向的中央嵴，内侧嵴分为内、外侧关节面和奇面；外侧关节面和较短且陡峭的内侧关节面构成髌股关节。髌骨后表面的下1/4位于关节外，是髌腱的附着点。
1.髌骨软化 常规放射学检查不能观察到关节软化，除非在病理状态下如软骨钙质沉着症。平片对一些有症状的软骨病变非常敏感，如损伤、软骨软化、早期广泛性关节退化病等，只有在软骨病变明显，关节间隙狭窄软骨下骨发生改变时平片才能发现软骨丢失。MRI检查不仅能观察到髌骨软骨的表面情况，还能早期发现软骨内的病变，敏感性、特异性、准确性分别是48%～100%、50%～97%、52%～91%。关节液作为正常存在的对比剂，对观察病变有一定帮助。
在全身，髌骨的关节软骨最厚，正常情况下厚度均一、MRI检查信号敏感。MRI检查能够发现髌骨软化，在关节镜下也有相应的形态学改变。早期髌骨软化表现为局部或弥漫性的信号异常，软骨表面形态异常。当病情进展时，MRI影像可以观察到软骨变薄、不规则、出现裂隙，并导致软骨下骨囊性变。MRI检查对于关节软骨期病变非常敏感，然而对于软骨期病变的诊断不是最理想的。
2.滑膜皱襞 滑膜皱襞是胚胎时期出现并存在于膝关节的间隔组织。这些组织在成年仍然存在于髌上、髌下、髌骨内侧，然而在髌骨内侧部分增厚的滑膜皱襞可能会造成髌前痛。髌上和髌骨内侧皱襞在矢状位和轴位观察最为清楚。常规膝关节MRI检查偶然能发现这些表现。除非在增厚或炎症情况下，很少引起临床症状。如果关节没有积液，滑膜皱襞很难被发现。
很多文献对于髌骨外侧脱位进行了详细描述，特别是由于MRI检查和平片的特点，对于临床诊断有一定的困难。髌骨外侧脱位的临床症状较少，对于诊断髌骨疾病较为困难。这些患者中有时在髌骨内侧缘出现异位的骨化改变，强烈提示这类型的损伤。MRI检查髌骨外侧脱位影像表现包括髌旁内侧支持带断裂，髌骨内侧边缘和股骨外侧髁骨挫伤或者软骨损伤。这些典型的骨软骨损伤是由于髌骨内侧和外侧髁压缩骨折的结果。急性髌骨外侧脱位常伴有较大的血肿，继发于内侧支持带损伤和（或）骨/软骨骨折。
对于膝关节创伤的患者，影像学检查通常先从最常用的常规检查做起，X线检查能够对膝关节骨骼损伤有整体的了解。MRI检查仅适用于怀疑有骨损伤和软骨或软组织损伤患者。
常规影像学检查通常能清楚地显示胫骨骨皮质断裂和胫骨关节面的压缩。如果怀疑患者有骨折，最好选择应用MRI检查，不仅可以确定或排除可疑的骨折，也能清楚显示其他在临床上重要的损伤，如半月板、韧带损伤等伴随损伤。
应力性骨折有两种类型：疲劳骨折多出现于正常骨骼受到反复的过度应力，病理性骨折为正常应力作用下异常的骨折。后者通常发生于由于年龄增长造成的骨质疏松、代谢性骨病、激素治疗等情况。这些骨折可以是皮质骨或松质骨的骨折。股骨常发生髁上骨折，包括前后方的骨皮质，胫骨近端皮质应力性骨折通常发生于中上1/3后侧皮质交界处，松质骨骨折常发生于胫骨平台内或外侧前方。皮质应力性骨折通常表现为线性的放射学透亮线，局部骨皮质增厚或肥大。松质骨应力性骨折通常表现为局部骨小梁密集。随访放射学检查表现，骨折位下胫骨平台关节面下方，局部区域水平型密度增高，提示骨折愈合。放射学观察皮质骨或松质骨应力性骨折比较困难，应用MRI检查会很有帮助。
膝关节骨坏死（SONC）典型症状为突发的膝关节内侧剧痛，多发生于老年妇女。患者常规影像学检查常为正常表现。常规平片要在2～3个月后才会有阳性发现。平片表现包括股骨内髁负重区的局部透亮区，通常周围有硬化带形成，病情进展会出现关节面塌陷/变平。二相同位素骨扫描显示股骨内髁在三相局部放射性浓集则支持诊断。然而这种诊断不具有特异性，相似的结果可以出现在骨关节炎、骨折、骨挫伤等病变中。
MRI检查用于诊断SONC的准确性和特异性都很高，而且与普通平片不同，包括骨扫描和MRI检查对于SONC症状期的诊断率极高。SONC患者典型表现是在内侧髁关节面附近曲线形的低信号区，周围有不同程度的骨髓水肿表现。传统放射学检查特征性表现为干骺端波形钙化改变。
综上所述，传统的放射学检查是检查膝关节骨和软组织以及对于骨的完整性、骨对线进行评估的常规检查。更复杂的检查如同位素骨扫描、CT、MRI可以用于检查疑似病例。MRI已经替代了关节造影检查，用于检查膝关节内的病理改变，而且其应用范围在以很快的速度扩大。合理应用这些检查能够帮助医生有效、准确地发现疾病，进而选择合理的治疗措施。