膝关节骨关节炎和类风湿性关节炎的治疗包括关节内注射皮质类固醇、透明质酸或其他药物。然而，有报道称，在某些情况下，药物被错误地注射到周围滑膜或髌上脂肪垫中。膝关节注射失败（不在关节腔）的病人可能会感到极度疼痛。在这种情况下，注射可能不是进入髌上囊，而是注入滑膜组织，因为滑膜组织有许多神经末梢。为了防止关节外注射带来剧烈的疼痛，并确保注射药物能够有效地进入关节腔中，应该建立一种可靠的关节注射方法。超声引导被认为是确保穿刺针进入关节腔的最佳方法。但是，在许多医疗机构或门诊部门中没有超声设备。因此，找到一种可靠、精准的关节内注射方法(没有超声引导的注射)将是当下的首要目标。通过检索以往研究的文献，学界已经尝试了许多不同的穿刺方法。
我们所采用的方法为，股四头肌等长收缩外上方穿刺，其重点是通过诱导股四头肌的等长收缩来扩张髌上囊，在无积液的关节炎患者进行关节穿刺术时，可以获得更高的准确度。在本研究中，我们比较了等长四头肌收缩法和股四头肌未收缩法的鞍上囊扩张程度和关节内注射的准确度。
纳入2016年12月至2017年6月在门诊接受骨关节炎初始治疗注射的150例膝关节骨关节炎患者。膝关节骨关节炎严重程度评定为Kellgren-LawrenceI至III级。排除膝关节活动范围受限的受试者（屈曲畸形大于10°）。超声检查用于检查关节滑液的保持情况。当患者处于仰卧位且膝关节自然伸展时，髌上囊前后径大于2 mm的患者被排除在外（超声检查确定）。在排除了不符合条件的患者后，符合纳入标准的150例膝关节交替分配至股四头肌等长收缩组（男性17例，女性58例）或股四头肌未收缩组（男性14例，女性61例），进行准随机化的对照临床试验。
超声检查髌上囊及前后径测量
超声检查由同一骨科医生进行，沿股四头肌腱中线的纵轴上测量髌上囊的前后径。测量位置为髌上脂肪垫的近端，该点是髌上囊和股四头肌之间的软组织数量最少的区域(如图2-A所示)。
在股四头肌未收缩方法中，使用的注射方法为嘱患者平卧，髌骨朝上，放松股四头肌(如图1-A所示)，在患者完成体位摆放后，使用超声检查测量髌上囊前后径。而在股四头等长收缩方法中，病人被要求将膝关节放在枕头上，下肢与床面的角度约为25°，然后嘱托患者伸直膝关节，收缩股四头肌，这是股四头肌等长收缩法中使用的体位(如图1-B所示)。在手动确认股四头肌处于等长收缩状态，膝关节伸直位，脚跟离开床面后，使用超声检查测量髌上囊前后径(如图2-B所示)。（注：150名患者，都先后进行上述两种方法的超声检查，然后比较两个前后维度；分组在于比较两组患者的注射成功率差别）。
关节腔内注射方法和精准测量
穿刺点选择在股四头肌腱外侧，距髌骨上缘近端1 cm处。在没有超声引导的情况下，针尖朝向髌上囊方向穿刺。当外科医生感觉到针刺穿了髌上囊的滑膜时，就停止继续穿刺并注射药物。针头的理想目标位置是落在前后维度的测量位置，这是一个相对较少软组织干扰的区域(如图2所示)。一旦药物注射完成，使用超声探头平行于穿刺针捕捉其图像，并确认药物是否扩散在关节内。采用25G针头和1%透明质酸(低分子量，约900 kDa)溶液，剂量为2.5mL/次。我们对股四头肌未收缩组和股四头肌等长收缩组都使用上述穿刺方法。值得注意的是，由于股四头肌等长收缩后很难触到髌骨的边缘，因此，股四头肌等长收缩组在伸膝之前确定皮肤穿刺的位置。随后记录并比较两组关节腔内注射精确度的百分比。
图1 a.股四头肌未收缩方法（NAQ method）：使用的注射方法为嘱患者平卧，髌骨朝上，放松股四头肌；b. 股四头等长收缩方法（IQC method）：病人被要求将膝关节放在枕头上，下肢与床面的角度约为25°，然后嘱托患者伸直膝关节，收缩股四头肌。
图2 a. 股四头肌未收缩方法（NAQ method）；b. 股四头等长收缩方法（IQC method）。QT:股四头肌；SPF：髌上脂肪垫；PFF：股骨前脂肪垫；F：股骨；P：髌骨
我们发现，两组患者在一般资料上无显著差异（如表I所示）。股四头肌等长收缩法的髌上囊前后径明显大于股四头肌未收缩法(如表II所示)(p<0.001)。此外，股四头肌等长收缩法的膝关节腔穿刺成功率高于股四头肌未收缩法(如表III所示)。
表I 两组患者的一般资料对比
表II 两组患者的髌上囊前后径维度对比
表III 两种方法关节腔穿刺注射成功率的对比
本研究的结果表明，在股四头肌等长收缩的过程中，髌上囊可能会扩张，从而提高关节腔内注射的成功率。我们认为，股四头肌等长收缩法合并关节腔穿刺注射是有效的，并可以减少发生注射并发症的风险，例如注射到滑膜上时，由于其中有大量的神经末梢，会使患者感到疼痛。股四头肌腱在等长收缩作用下变得紧张，因此，肌腱和股骨之间的间隙增大。膝关节周围肌肉与股四头肌同步收缩，并将髌上囊抬高到近端位置，防止其被限制在髌股关节中。因此，髌上囊可以在股四头肌腱下获得空间进行扩张。此外，当受试者收缩股四头肌时，髌骨被抬到近端位置，髌腱和髌骨支持带上的张力使Hoffa脂肪垫（髌下脂肪垫）向股骨髁和股骨髁间移动，减少胫股关节腔和髌股关节腔的空间，这将关节液汇聚到髌上囊。
接下来，我们将研究疑难病例是否能够通过股四头肌等长收缩法提高膝关节腔穿刺的准确度。例如肥胖患者，大量的皮下脂肪使得操作者很难判断穿刺针必须经过多长的距离才能到达髌上囊，操作者很难判断到针头何时刺穿透髌上囊滑膜，存在发生关节腔穿刺并发症的风险。在这种情况下，很容易将药物注射到非目标组织，如股四头肌腱，脂肪垫。而我们的研究结果表明，即使对于有大量皮下脂肪的肥胖患者，髌上囊的扩张也能实现精确的关节腔穿刺注射。股四头肌紧张收缩牵拉滑膜囊，这使滑膜处于紧张的高张力状态，因此更容易判断针尖何时刺穿了滑膜。
尽管在超声波设备引导下进行关节腔穿刺能够大大提高准确性，但是超声设备并不总是可用的。因此，许多医生在没有超声引导的情况下进行关节内注射。当医生仅仅依靠触觉和经验进行操作时，有许多病例很难确定针头是否进入了髌上囊，此时，使用股四头肌等长收缩法，即使在不使用超声引导的情况下，也能更准确和成功地进行关节内注射。综上所述，股四头肌等长收缩方法可以扩大髌上囊，提高膝关节腔内注射的准确性。我们认为，这种方法是一种非常有用的注射技术，值得在临床上应用推广。
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