Clinical and MRI features of patellar instability in children

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Patellar instability refers to recurrent dislocations and subluxations of the patella relative to the femoral trochlear groove. This condition is one of the most common disorders of the knee joint in pediatric patients. Both bone and soft tissue structures act as stabilizers of the patella, and alterations in any of these components may contribute to patella instability. Magnetic resonance imaging (MRI) findings related to the osteochondral and soft tissue structures of the patellofemoral joint in children with patellar instability, as well as their correlation with clinical presentation, are of practical interest.

AIM: This study aimed to assess the key MRI features of the patellofemoral joint zone in pediatric patients with patellar instability and evaluate their clinical manifestations.

METHODS: Epidemiological, clinical, and MRI data were analyzed for patients with patellar instability and anterior cruciate ligament injury. The study included 52 patients in the main group and 44 patients in the comparison group with anterior cruciate ligament injury. No statistically significant differences in age distribution were observed.

RESULTS: Significant differences were identified between the groups in terms of Wiberg patellar type, presence of a patellar apprehension sign, and patellar hypermobility. Differences were also noted in the lateral inclination and depth of the trochlear groove, as well as in the frequency of clinical signs such as patellar apprehension and patellar hypermobility (p < 0.001).

CONCLUSION: Trochlear dysplasia is a key predisposing factor for the development of patellar instability in pediatric patients. This study confirmed statistically significant differences in the parameters characterizing trochlear dysplasia, as well as the influence of this factor on patellar instability in children, including its correlation with clinical manifestations.

About the authors

Sergey A. Lukyanov

H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery

Author for correspondence.
Email: Sergey.lukyanov95@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8278-7032
SPIN-code: 3684-5167

MD, PhD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Vyacheslav I. Zorin

H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery; North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: zoringlu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9712-5509
SPIN-code: 4651-8232

MD, PhD, Cand. Sci. (Medicine), Assistant Professor

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

  1. Adachi N. Diagnosis and treatment of patellar instability. Orthop J Sports Med. 2024;12(10_suppl3):2325967124S00382. doi: 10.1177/2325967124S00382 EDN: MFPYIA
  2. Poorman MJ, Talwar D, Sanjuan J, et al. Increasing hospital admissions for patellar instability: a national database study from 2004 to 2017. Phys Sportsmed. 2020;48(2):215–221. doi: 10.1080/00913847.2019.1680088
  3. Fithian DC, Paxton EW, Stone ML, et al. Epidemiology and natural history of acute patellar dislocation. Am J Sports Med. 2004;32(5):1114–1121. doi: 10.1177/0363546503260788
  4. Colvin AC, West RV. Patellar instability. J Bone Joint Surg Am. 2008;90(12):2751–2762. doi: 10.2106/JBJS.H.00211
  5. Jayne C, Mavrommatis S, Shah AD, et al. Risk factors and treatment rationale for patellofemoral instability in the pediatric population. J Pediatr Orthop Soc North Am. 2024;6:100015. doi: 10.1016/j.jposna.2024.100015 EDN: GMHSBX
  6. Kapur S, Wissman RD, Robertson M, et al. Acute knee dislocation: review of an elusive entity. Curr Probl Diagn Radiol. 2009;38(6):237–250. doi: 10.1067/j.cpradiol.2008.06.001
  7. Buchner M, Baudendistel B, Sabo D, Schmitt H. Acute traumatic primary patellar dislocation: long-term results comparing conservative and surgical treatment. Clin J Sport Med. 2005;15(2):62–66. doi: 10.1097/01.jsm.0000157315.10756.14
  8. Meyers AB, Laor T, Sharafinski M, Zbojniewicz AM. Imaging assessment of patellar instability and its treatment in children and adolescents. Pediatr Radiol. 2016;46(5):618–636. doi: 10.1007/s00247-015-3520-8 EDN: YTKAFJ
  9. Pooley RA. Fundamental Physics of MR Imaging. RadioGraphics. 2005;25(4):1087–1099. doi: 10.1148/rg.254055027
  10. Association of Traumatologists-Orthopedists of Russia. Clinical guidelines “Patellar dislocation (adults, children)”. Ministry of Health of Russia, 2024. Available from: https://cr.minzdrav.gov.ru/view-cr/657_2 (In Russ.)
  11. Nacey NC, Geeslin MG, Miller GW, Pierce JL. Magnetic resonance imaging of the knee: An overview and update of conventional and state of the art imaging. Magn Reson Imaging. 2017;45(5):1257–1275. doi: 10.1002/jmri.25620
  12. Carrillon Y, Abidi H, Dejour D, et al. Patellar instability: assessment on MR images by measuring the lateral trochlear inclination-initial experience. Radiology. 2000;216(2):582–585. doi: 10.1148/radiology.216.2.r00au07582
  13. Diederichs G, Issever AS, Scheffler S. MR imaging of patellar instability: injury patterns and assessment of risk factors. RadioGraphics. 2010;30(4):961–981. doi: 10.1148/rg.304095755
  14. Pfirrmann CWA, Zanetti M, Romero J, Hodler J. Femoral trochlear dysplasia: MR findings. Radiology. 2000;216(3):858–864. doi: 10.1148/radiology.216.3.r00se38858
  15. Wilcox JJ, Snow BJ, Aoki SK, et al. Does landmark selection affect the reliability of tibial tubercle-trochlear groove measurements using MRI? Clin Orthop Relat Res. 2012;470(8):2253–2260. doi: 10.1007/s11999-012-2269-8
  16. Charles MD, Haloman S, Chen L, et al. Magnetic resonance imaging-based topographical differences between control and recurrent patellofemoral instability patients. Am J Sports Med. 2013;41(2):374–384. doi: 10.1177/0363546512472441
  17. Joseph SM, Cheng C, Solomito MJ, Pace JL. Patellar height: comparison of measurement techniques and correlation with other pathoanatomic measures of patellar instability. Orthop J Sports Med. 2019;7(3_suppl):2325967119S00176. doi: 10.1177/2325967119S00176
  18. Trasolini NA, Serino J, Dandu N, Yanke AB. Treatment of proximal trochlear dysplasia in the setting of patellar instability: an arthroscopic technique. Arthrosc Tech. 2021;10(10):e2253–e2258. doi: 10.1016/j.eats.2021.05.027 EDN: RTJKWN
  19. Djuricic G, Milanovic F, Ducic S, et al. Morphometric parameters and mri morphological changes of the knee and patella in physically active adolescents. Medicina. 2023;59(2):213. doi: 10.3390/medicina59020213 EDN: NEFFUA
  20. Steensen RN, Bentley JC, Trinh TQ, et al. The prevalence and combined prevalences of anatomic factors associated with recurrent patellar dislocation: a magnetic resonance imaging study. Am J Sports Med. 2015;43(4):921–927. doi: 10.1177/0363546514563904
  21. Joseph SM, Cheng C, Solomito MJ, Pace JL. Lateral trochlear inclination angle: measurement via a 2-image technique to reliably characterize and quantify trochlear dysplasia. Orthop J Sports Med. 2020;8(10):2325967120958415. doi: 10.1177/2325967120958415 EDN: UMSZKS
  22. Paiva M, Blønd L, Hölmich P, et al. Quality assessment of radiological measurements of trochlear dysplasia; a literature review. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2018;26(3):746–755. doi: 10.1007/s00167-017-4520-z EDN: WXSYJR

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Lateral trochlear inclination on magnetic resonance imaging in a 15-year-old female patient with patellar instability (1.2°) (a) and in a 17-year-old female patient with anterior cruciate ligament injury (21°) (b). A, line tangent to the lateral facet; B, line tangent to the posterior condylar line.

Download (117KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Trochlear facet asymmetry index on magnetic resonance imaging: (a) 16-year-old female patient with patellar instability (33%) and (b) 17-year-old female patient with anterior cruciate ligament injury (75%). M, medial facet length; L, lateral facet length.

Download (115KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Trochlear groove depth measurement on magnetic resonance imaging in a 16-year-old female with patellar instability: A, maximal anteroposterior distance between the femoral condyles and lateral facet; B, maximal anteroposterior distance between the femoral condyles and deepest point of the trochlear groove; and C, maximal anteroposterior distance between the femoral condyles and medial facet.

Download (76KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Patellotrochlear index on magnetic resonance imaging: a, 16-year-old female with patellar instability. Patellotrochlear index value: 11.4%; b, 15-year-old male with anterior cruciate ligament injury. Patellotrochlear index value: 39.1%. A, length of the trochlear articular surface in contact with the patellar articular surface; B, length of the patellar articular surface (patellar height).

Download (164KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Эко-Вектор

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».