膝骨性关节炎X线诊断评价进展

林振标

隆安县中医医院放射科 广西 南宁 532799

膝骨性关节炎是临床常见的慢性退行性关节病，主要以关节软骨变化、破坏与骨质增生为特征，常发于中老年人群，是在力学与生物学因素共同作用下，软骨细胞及细胞外基质、软骨下骨三者之间的分解、合成代谢失衡所致，多因软骨降解、关节滑膜纤维化及关节炎症等因素所致，继而导致关节疼痛、关节僵硬等行为功能障碍[1]。近年来电子计算机断层扫描（CT）及核磁共振成像（MRI）技术在临床公认应用，但因X线检查具有价格低廉、空间对比度较优等特点，仍是临床常用的膝骨性关节炎诊断措施[2]。有研究针对骨赘、关节间隙及软骨下骨硬化在分级诊断中的意义进行分析，其中骨赘占据重要位置，而随着研究的深入，证实关节间隙是骨关节炎分级诊断的最重要指标[3]。本研究通过对近年来国内外的临床资料文献进行研究，对膝骨性关节炎的X线诊断研究进展进行综述，具体报道如下。

1．膝骨性关节炎发病机制

对膝骨性关节炎的致病机制分析，该疾病属于一种影响膝关节软骨的退行性关节疾病，其发病机制包含：①细胞因子，细胞因子与生长因子广泛存在各种组织中，其分子水平在多种疾病的发生及进展中起着重要调节作用。而骨关节炎代谢分解过程的关键诱导物是白细胞介素（IL）-1β与肿瘤坏死因子－ɑ（TNF-ɑ）。TNF-ɑ可促使胶原酶产生与前列腺素释放蛋白酶，也可诱导骨细胞发生过氧化反应，与IL-1β共同作用可促进软骨吸入；且IL-6是导致软骨下骨病理改变的关键细胞因子，经破骨细胞活化可促使骨吸收，在合成代谢与刺激分解代谢的抑制中扮演着多种角色。联合作用可增加骨与软骨破坏，从而介导膝骨性关节炎的软骨破坏[4]。②骨关节创伤生物力学改变，年龄和骨关节炎是最主要的相互关联危险因素，随着年龄的增长，关节软骨也会随之衰老，其功能及基质结构会不断衰减。作为早期病理表现，骨关节炎在肥胖患者中表现明显，因关节软骨下段磨损变平（或凹陷）造成轴向排列不良，故关节软骨与软骨之间的应力增大，膝关节负荷加重，可诱导关节软骨发生广泛代谢反应，加快软骨细胞老化。因此，若超过关节软骨耐受性，过大的机械表面接触应力会导致关节软骨及关节下软骨损伤，严重影响软骨细胞功能[5]。③遗传与肥胖，膝骨性关节炎可由遗传及肥胖多因素决定的疾病，因遗传因素会影响软骨细胞，促使其丧失应用的功能，单基因致病的骨关节炎为某种特定基因突变所致。且肥胖者的膝盖承受了过多的生物力学负荷，同时该类人群的体内肥胖相关的代谢因素增加了骨关节炎患病风险。

2．关节间隙狭窄

关节间隙狭窄是指骨关节炎软骨缺损在平面上最重要的间接指征，可有效反馈软骨损伤程度，是膝骨性关节炎重要的影像资料[6]。有研究以软骨改变患者为研究对象，实施MRI及X线平片关节间隙狭窄研究，证实对于软骨改变患者采用核磁共振及X线平片检查，关节间隙狭窄有较好的特异性，不过X线平片敏感性稍低于MRI[7]。据不完全统计，膝骨性关节炎中有大量患者存在关节间隙狭窄情况，在X线诊断过程中，不同的体位患者的影像资料的膝关节间隙表现出不同差异，若患者为立体位时，受自身重量影响，膝关节间隙明显小于卧位时的膝关节间隙[8]。而随着研究的深入，有研究证实，不同体位测定膝关节间隙之间的变化较细微，可忽略不计，但进行立体位X线诊断时，患者关节畸形狭窄程度在左膝与右膝、内侧与外侧中存在差异，而正常人体外侧间隙均小于内侧间隙，但膝骨性关节炎患者的外侧间隙大于内侧间隙，且内侧破坏程度远超过外侧，最终导致关节退变[9]。

3．软骨下骨改变

膝骨性关节炎患者的软骨下骨在软骨退变中有重要作用，其改变类型包含软骨下囊变及软骨下骨硬化等，有研究证实，以轻微软骨损伤患者为例，采用CT检查诊断，发现患者组织弹性模量下降，且软骨与骨组织之间的平衡遭到破坏[10]。任志帅[11]等研究中，发现膝骨性关节炎患者手术后，采用骨密度测量患者内侧膝关节骨硬化值，其内侧软骨下骨的硬化程度减轻，可有效缓解患者软骨下骨异常代谢情况，继而缓解关节软骨降解发挥，显著改善患者病情。同时软骨下骨硬化易导致患者病后疼痛感增大，而软骨下骨坏死极易造成软骨下囊肿，主要与软骨缺陷进入滑液所致，其疼痛因静脉炎升高与骨小梁改造引起，故软骨下骨改变也是膝骨性关节炎重要的影像特征[12]。

4．骨赘

骨赘又称为骨质增生，是软骨受到破坏后，软骨膜过度增生而生成的新骨，是骨性关节炎病变的一种代偿反应，以X线诊断膝骨性关节炎可发现明显的骨赘影像特征表现，其形成机制尚不明确，但有学者认为骨赘形成与变性软骨基底层进入血管、骨小梁骨折后畸形愈合等因素所致[13]。有研究证实，在膝关节承受荷载过程中，骨赘会增加其受力面积，继而导致关节软骨早期退变，而经X线诊断，对膝关节骨性关节炎患者的骨赘敏感性较高，但膝骨性关节炎诊断中，骨赘与骨关节狭窄、软骨下骨硬化相比较差[14]。Markhardt BK[15]等研究中，证实骨赘形成与关节软骨缺失的相关性较高，会加速患侧关节结构异常形成，虽骨赘形成并无法判定膝骨性关节炎存在，但仍是重要的影像学表现之一。

5．膝关节对线不良

膝骨性关节炎发展与多个因素有关，如下肢疗效改变、下肢稳定性异常与关节自身负荷过重等，而针对膝关节对线不良的研究证实，该因素与膝骨性关节炎发展有密切关系，且大部分膝骨性关节炎的外侧关节间隙大于内侧，故初期患者与健康人相比，在关节间隙角、股骨干倾斜角与颈干角等多个方面均存在较大差异；中期患者与健康人相比，胫骨倾斜角会有明显减少，关节间隙角增大[16]。在王志为[17]等研究中，下肢力线测量时嘱咐患者保持站立正位，并在下肢全长像X线片上画出机械轴与解剖轴，测量不同力线对应参数，股骨远端关节线外翻角度越大，外侧滑车截骨面覆盖不良越明显，故膝关节对线不良亦是膝骨性关节炎重要的影像学表现之一。

6．其他

膝骨性关节炎的X线片表现常以关节内游离骨为主，由碎的骨片组成，可导致关节疼痛及绞锁发生。在诊断时，需将关节内游离体与骨赘的正常籽骨区分开，如腓肠豆，属于一种籽骨，可在少部分健康人群中发生，但在骨关节炎患者中较多见，在双侧膝骨性关节炎发展至后期后可导致患者关节脱位，包含胫股关节与髌股关节半脱位，继而加剧膝部畸形，表现为胫骨上端向外脱滑与髌骨向外脱位等[18]。关节失稳与半脱位导致患者关节软骨及半月板的磨损加重，且有人认为骨质疏松与骨性关节炎有关。在张晨[19]研究中，通过对膝骨性关节炎与骨质疏松症患者的相关性进行研究，证实二者呈现正相关，故骨质疏松与骨性关节炎有密切关系，但X线诊断对骨质疏松的敏感性不变，作为诊断依据仍需做进一步探索。

7．小结

膝骨性关节炎属于临床常见的退行性疾病，其发病机制为首先引起关节软骨磨损，继而造成关节边缘与软骨下骨质增生、形成骨赘、关节间隙狭窄、关节对线不良等，最终导致关节结构学发生变化，发生内外翻畸形，甚至导致关节脱位，严重影响患者功能活动度[20]。而随着现代科学技术的发展，各种诊断X线机在结构上为适应医学基础研究与临床应用方面要求不断完善，大量应用电子计算机、X线电视、录像及各种新型原件等，可有效保障X线在非创伤性内脏检查范围，显著提升某些活动器官的动态检查及细微结构的临床诊断效果。同时随着电子计算机与信息技术在医学上的广泛应用，在机器结构、成像原理与信息传递处理等多个方法突破了传统X线机结构特点，是临床多学科技术综合性的医用工程设备，将其应用在膝骨性关节炎诊断中，可良好的显示骨赘与关节间隙改变情况，且操作简单，易推广，在骨关节炎诊断与病情评估、流行病学调查等多个方面上有着不可代替的意义，但早期骨关节炎的关节软骨变化并不易显示，因此在进行X线平片诊断时，需以患者的临床症状与病理改变等情况相互结合，综合性评估患者病情，提高确诊率。

综上所述，X线平片在膝骨性关节炎疾病中的诊断价值显著，可有效发挥操作简单、价格低廉、无创等优势，可为医师准确判断患者病情提供可靠依据，具有较高的推广价值。