Aspek diagnostik gangguan patellofemoral meliputi dislokasi patela atau ketidakstabilan patela, sindrom hipertensi patellofemoral dan artritis patellofemoral. Diagnosis ini membuat korelasi antara patofisiologi dan gejala klinis dan menunjukkan jalan ke pengobatan yang tepat. Nyeri lutut anterior adalah gejala umum pada semua kondisi ini. Namun, ketika nyeri lutut anterior disajikan sebagai diagnosis penyakit, telah disarankan agar dibatasi pada ketidaknyamanan lutut anterior tanpa etiologi yang jelas. Hal ini telah menyebabkan klasifikasi gangguan patellofemoral menjadi empat kategori: nyeri lutut anterior dari etiologi yang tidak ditentukan, ketidakstabilan patela (dislokasi patela), hipertensi patellofemoral, dan artritis patellofemoral. Untuk tiga jenis gangguan patellofemoral yang terakhir, tersedia perawatan yang dapat diandalkan; namun, perawatan nyeri lutut anterior, yang tidak diketahui penyebabnya, cukup menantang. Ketika membahas nyeri lutut anterior, kita perlu memahami di mana gejala-gejala yang dirasakan, kemungkinan asal anatomi, kemungkinan perubahan anatomi patofisiologis dan patologis, dan akhirnya hubungan dengan kemungkinan penyakit. Inilah cara bagaimana gejala-gejala dapat diringankan dalam hal mengobati penyakit. Namun, variabilitas dan kompleksitas dalam setiap langkah proses membuat diagnosis dan pengobatan nyeri lutut anterior menjadi ‘lubang hitam’ dalam ilmu ortopedi, dengan tingkat ketidakpastian yang tinggi dalam hasil pengobatan. Nyeri lutut anterior dirasakan di tempat yang berbeda dan dapat terbatas pada daerah patela, serta aspek superior, inferior, medial, dan lateral patela. Nyeri yang terlokalisasi mudah ditemukan penyebabnya. Misalnya, nyeri anteromedial dapat dikaitkan dengan sindrom lipatan sinovial medial, dan nyeri anterolateral dapat dikaitkan dengan ketegangan yang berlebihan pada pita penyangga patela lateral (hipertensi sendi patellofemoral). Namun, dalam kebanyakan kasus, nyeri lutut anterior tidak terbatas atau tidak memiliki lokasi yang tepat, sehingga sulit untuk mencari etiologi. Ketika melihat asal anatomi nyeri lutut anterior, penting untuk melihat sendi patellofemoral dalam arti luas. Sendi patellofemoral dalam arti sempit mengacu pada patela, trochlea femoralis dan pita pendukung medial dan lateral. Sendi patellofemoral dalam arti luas mengacu pada kopling anatomi atau mekanis dari seluruh alat ekstensi lutut ke tulang paha. Dalam hal lokasi dan tingkat anatomi, nyeri lutut anterior dapat berasal dari tulang subchondral patella dan trochanter femoralis, sinovium, kapsul sendi, pita penyangga medial dan lateral, tendon paha depan dan tendon patela, atau dari luar sendi lutut, seperti paha depan, pinggul, dll. Dengan mengidentifikasi sumber anatomi, penyebabnya bisa dicari. Asal anatomi nyeri dapat ditentukan oleh lokasi gejala yang dirasakan dan dengan pemeriksaan fisik lokal, terutama titik-titik tekanan. Jika nyeri lutut anterolateral dikombinasikan dengan nyeri tekan pada pita penyangga lateral, sumber nyeri dapat diduga sebagai pita penyangga lateral. Sayangnya, lokalisasi anatomi lokal sering tidak memungkinkan pada nyeri lutut anterior, sehingga sulit untuk mengidentifikasi sumbernya. Pasien dengan nyeri lutut anterior sering kali memiliki kombinasi kelainan anatomi, biomekanik dan kinematik. Kelainan anatomi meliputi kelainan tulang rawan, tulang dan jaringan lunak seperti degenerasi tulang rawan, ketidakcocokan patellofemoral dan robekan ligamen patellofemoral medial; kelainan biomekanik seperti ketidakstabilan patela; dan kelainan kinematik meliputi gaya berjalan abnormal di seluruh tungkai bawah, gerakan lutut abnormal dan status gerakan, terutama selama gerakan tungkai bawah dari perangkat ekstensor lutut. Kelainan anatomi diidentifikasi dengan pencitraan, kelainan biomekanik diidentifikasi dengan pemeriksaan fisik klinis dan instrumen khusus, dan metode yang paling dapat diandalkan untuk memeriksa kelainan kinematik adalah analisis dinamis tiga dimensi dari sendi lutut. Namun, dalam praktik klinis, pertama-tama sulit untuk menentukan batas antara abnormal dan normal, misalnya jarak tuberositas tibialis-femoralis talar (jarak TT-TG) bervariasi pada populasi dan kelompok etnis yang berbeda. Selain itu, sering kali sulit untuk mengkorelasikan perubahan abnormal ini dengan nyeri lutut anterior. Ketika berhadapan dengan pasien dengan nyeri lutut anterior, yang paling umum bagi dokter untuk mencari kelainan struktural dan fungsional, berspekulasi tentang hubungannya dengan nyeri lutut anterior dan berharap untuk memperbaiki kelainan untuk meredakan nyeri pasien. Hal ini telah menyebabkan munculnya hipotesis mengenai nyeri lutut anterior: teori chondromalacia patella, teori garis gaya patellofemoral abnormal, gangguan teori lingkungan intra-jaringan, hipotesis neurogenik, dan model nyeri neuropatik. Sampai tahun 1960-an, nyeri lutut anterior sering dikaitkan dengan chondromalacia patella. Telah disarankan bahwa nyeri lutut anterior tidak berkorelasi secara jelas dengan chondromalacia patellae, tetapi mungkin terkait dengan kelebihan beban yang menyebabkan chondromalacia patellae. Karena chondromalacia patellae tidak memiliki signifikansi diagnostik, terapeutik, atau prognostik, istilah chondromalacia patellae sekarang ditinggalkan. Pada tahun 1970-an, nyeri lutut anterior sering dikaitkan dengan keselarasan patellofemoral yang abnormal. Penyelarasan patellofemoral yang abnormal mengacu pada deviasi ke luar dan kemiringan patela pada posisi lutut yang lebih diperpanjang dan posisi lutut yang tidak terlalu fleksi, dan mungkin lebih akurat disebut sebagai kelainan lintasan dan posisi. Keselarasan patellofemoral yang abnormal menyebabkan sindrom hipertensi patellofemoral lateral. Teori anomali kesejajaran patellofemoral secara biomekanik baik dan telah menyebabkan operasi ortopedi yang terlalu panas, tetapi hasilnya umumnya tidak memuaskan dan tidak dapat diprediksi. Hipotesis ini gagal menjelaskan mengapa beberapa orang memiliki kelainan keselarasan patellofemoral tanpa nyeri lutut anterior, atau mengapa nyeri lutut anterior terjadi saat istirahat. Penelitian telah menunjukkan bahwa derajat kelainan kesejajaran tidak berkorelasi dengan derajat dan lokasi degenerasi tulang rawan. Karena hasil pembedahan ortopedi yang tidak dapat diprediksi, yang bahkan dapat mengakibatkan kelainan kesejajaran patellofemoral yang diinduksi secara medis, hipotesis ini sekarang dipertanyakan dan telah mempengaruhi praktik klinis yang sesuai. Pada tahun 1990-an, Scott F. Dye mengusulkan teori lingkungan yang stabil dalam jaringan normal. Jaringan normal dapat menahan frekuensi dan tingkat beban tertentu dan mempertahankan lingkungan internal yang stabil. Setiap individu memiliki tingkat toleransi beban yang berbeda. Atas dasar ini, teori ketidakseimbangan dalam lingkungan internal nyeri lutut anterior diusulkan, menunjukkan bahwa penggunaan berlebihan atau kelebihan beban menyebabkan gangguan di lingkungan internal, yang mengakibatkan rasa sakit. Teori ini sebenarnya adalah teori kelebihan beban dan dapat dikombinasikan dengan teori kesejajaran patellofemoral abnormal. Penjajaran patellofemoral yang tidak normal mengurangi keseluruhan daya dukung beban. Individu dengan keselarasan patellofemoral yang abnormal mungkin lebih mungkin memiliki gejala, tetapi jika beban dibawa dalam batas, mereka bisa asimtomatik. Kesimpulan utama dari teori ketidakseimbangan lingkungan intra-jaringan adalah bahwa tidak perlu mengoreksi anomali kesejajaran patellofemoral tanpa gejala. Kekurangan teori ketidakseimbangan intra-jaringan adalah, pertama, teori ini gagal mengatasi pencegahan nyeri lutut anterior: mengapa setiap individu memiliki kapasitas pembebanan yang berbeda? Bagaimana potensi beban setiap individu diketahui? Apa yang dapat dilakukan untuk menghindari keselarasan patellofemoral abnormal yang menyebabkan ketidakseimbangan dalam lingkungan jaringan? Kedua, doktrin ini gagal menjelaskan mengapa, begitu ketidakseimbangan dalam lingkungan jaringan terjadi, lingkungan internal tidak dapat dipulihkan ke stabilitas, bahkan jika bebannya dikurangi. Yang terpenting, ini gagal memberikan penjelasan yang lebih dalam tentang mengapa rasa sakit muncul dan gagal memberikan panduan tentang pengobatan ketidakseimbangan jaringan. Secara klinis, ketidakseimbangan dalam lingkungan internal jaringan tulang dapat dideteksi oleh PET CT atau MRI, tetapi ada kekurangan metode yang dapat diandalkan untuk mendeteksi ketidakseimbangan dalam lingkungan internal jaringan lunak. Sanchis-Alfonso telah mengusulkan teori neurogenik nyeri lutut anterior melalui pemeriksaan histopatologi. Ditemukan bahwa pasien dengan nyeri lutut anterior mengalami peningkatan ekspresi VEGF (faktor pertumbuhan endotel vaskular) pada pita penyangga patela lateral, peningkatan persarafan membran ekstravaskuler, peningkatan ekspresi NGF (faktor pertumbuhan saraf), dan perubahan demielinasi pada saraf, pembentukan neuroma, dan peningkatan kadar zat P. Oleh karena itu, diduga bahwa tekanan jaringan lokal meningkat ketika terjadi kelainan kesejajaran patellofemoral. Iskemia lokal terjadi karena distorsi vaskular, yang menginduksi pelepasan NGF dan VEGF, yang mengakibatkan hiperinnervasi dan hipervaskularisasi. Ujung saraf bebas melepaskan substansi P, yang menarik sel mast. substansi P menginduksi pelepasan prostaglandin E2 dan sel mast melepaskan histamin. Teori neurogenik Sanchis-Alfonso memberikan beberapa panduan untuk manajemen klinis, misalnya dengan menghilangkan ketegangan pita penyangga melalui pelepasan pita penyangga lateral, mengurangi respons saraf serial melalui denervasi patellofemoral, dan menghilangkan pelepasan substansi P melalui pengobatan farmakologis, sehingga menghilangkan rasa sakit. Namun, Sanchis-Alfonso hanya mempelajari pita penyangga patela lateral, bukan pita penyangga medial, dan bukan jaringan tulang, yang dapat dilihat sebagai penjelasan untuk perubahan jaringan lunak dalam doktrin ketidakseimbangan lingkungan internal jaringan. Woolf telah melakukan analisis klinis nyeri lutut anterior. Nyeri lutut anterior telah diklasifikasikan dalam hal etiologi, patologi, dan mekanisme yang mungkin terjadi sebagai berikut: nyeri reseptif cedera, yang mengacu pada respons sementara terhadap stimulus berbahaya; nyeri stabilitas restoratif endoenvironmental, yang mengacu pada rasa sakit yang mengembalikan stabilitas ke lingkungan endoenvironment selama penyembuhan jaringan; nyeri neuropatik, yang mengacu pada rasa sakit spontan atau alergi; dan nyeri fungsional, yang mengacu pada respons sentral yang abnormal terhadap konduksi saraf normal. Beberapa pasien dengan trauma lutut ringan yang diikuti oleh nyeri yang berkepanjangan dan parah umumnya dikaitkan dengan nyeri neuropatik dan fungsional. Analisis ini berkontribusi pada pemahaman yang komprehensif tentang nyeri lutut anterior, tetapi tidak menunjukkan metode untuk mengidentifikasi mekanisme spesifik, dan respons terhadap berbagai mekanisme. Kesimpulannya, tidak ada hubungan yang jelas antara nyeri lutut anterior dan nyeri tekan patela, dan identifikasi etiologinya tetap menjadi tantangan besar bagi ahli bedah ortopedi dan kedokteran olahraga.