膝关节骨性关节炎的X线表现

作者: 贺魁利

膝关节骨性关节炎是一种多发于中老年人群的退行性膝关节疾病,以关节疼痛、活动受限、关节畸形等为主要表现,严重影响患者的身心健康和生活质量。X线是一种高效、经济、便捷的影像学检查技术,也是膝关节骨性关节炎常用的诊断技术。

膝关节骨性关节炎的发生原因

虽然膝关节骨性关节炎发生的因素较多,但以关节软骨病变为主要病因。人体的软骨主要是由软骨细胞和软骨基质组成。在正常情况下,基质的合成和分解维持在一个动态平衡状态,用于维持膝关节正常的结构和功能。但在膝关节骨性关节炎患者的这种平衡被打破,其基质金属蛋白酶、蛋白多糖酶过度表达加速软骨基质的降解,而胶原和蛋白多糖丢失,软骨细胞的损伤和死亡,进一步加剧软骨的退化。另外,机械损伤也是导致膝关节骨性关节炎发生的重要因素。长时间的过度负荷或者不均匀受力,会导致膝关节软骨发生损伤和退变,如肥胖会增加膝关节的负荷,引起和加速膝关节骨性关节炎。随着年龄的增长,软骨细胞以及相关基质功能将持续下降,修复功能逐渐减退,关节退化持续进行。

不同类型膝关节骨性关节炎的X线表现

膝部畸形

膝关节骨性关节炎多数表现为膝部畸形,其中大多数为内翻,少量为外翻。但无论是外翻还是内翻,通过X线检查可见,股胫关节间隙会出现两侧不等宽的影像学表现。内翻畸形的主要表现为内窄外宽,而外翻畸形表现为内宽外窄,因此膝关节骨性关节炎患者的膝部畸形与常规畸形不同。通常情况下,内翻或外翻多数发生在膝关节部位,检查时可见关节软骨、半月板的一侧发生损伤或者消失,进而引起膝部畸形。这种畸形可能继发于膝部,在机体膝部病理力学因素的作用下,导致骨骼适应性变化。

膝关节失稳和半脱位

膝关节的关节软骨、半月板等股骨结构发生退化后,这些用于维持膝关节稳定的软组织功能会明显降低,导致膝关节逐渐变得不稳定。采用X线检查可见,原本吻合的组织关系也会受到不良影响而发生改变。随着退化问题的不断发展,最终会导致关节出现半脱位。疾病发展到后期,采用X线检查可见大腿骨和小腿骨之间、大腿骨和膝盖骨之间的关节出现半脱位情况,失去原有的正常吻合效果。膝关节的半脱位会加剧膝关节的畸形改变,检查时可见小腿骨上端向外脱滑、膝盖骨向外脱位。关节稳定性改变和半脱位会加快膝关节软骨、半月板的磨损,导致病情进一步加重。而此时高位膝盖骨在慢性疼痛刺激下,会引起股四头肌紧张,导致膝盖骨上移。

股胫关节骨性关节炎

如果关节软骨的退变是发生在身体的股胫关节部位,从膝关节正位的X线片中就能快速反应出相关病理变化。根据软骨的损伤部位不同,股胫关节骨性关节炎可分为以下三种类型。

(1)内侧型:这是临床中最为常见的一种股胫关节骨性关节炎类型。由于股胫关节内侧关键软骨存在损伤,故采用X线检查时可见股胫关节呈现出内窄外宽的形态,而从外观上可看出患者的膝部呈现出膝内翻的情况。

(2)外侧型:临床病理主要表现为股胫关节外侧的软骨存在损伤,行X线检查时可见股胫关节呈现内宽外窄的形态,查体可见膝外翻的情况。

(3)双侧型:主要是由于股胫关节两侧的软骨受到损伤所导致。行X线检查可见股胫关节的间隙变得较为狭窄,而查体可见整个膝部肥厚增大。

髌骨关节骨性关节炎

髌骨骨性关节炎的病理变化主要发生在髌股关节部位,采用X线检查可见髌骨关节间歇较正常情况狭窄,且两侧的宽窄程度不同,且髌骨呈现出半脱位、高低位等变化。较为常见的主要是髌骨关节外窄内宽或髌骨外侧半脱位。临床也可将髌骨关节骨性关节炎分为以下三种类型。

(1)外侧型:这是最为常见的一种髌骨关节骨性关节炎类型,X线检查可见髌股关节间隙呈现出外窄内宽的状态,严重时还可能伴有髌骨外侧脱位。

(2)内侧型:该类型较为少见,X线检查时轴位片显示髌股关节间隙呈现出内窄外宽状态,且多伴有膝关节外翻的情况。

(3)狭窄型:行X线检查可见髌股关节的软骨存在明显的退变情况,轴位片可见整个髌股关节狭窄。

不同阶段膝关节骨性关节炎的X线表现

早期病变的X线征象

关节间隙改变是早期较为重要的X线特征。尽管此时关节间隙的狭窄程度并不明显,但通过仔细测量和对比,仍可发现轻度变窄,尤其是在负重位X线片上更加显著。同时,软骨下骨的骨质改变也开始逐渐显现。在X线片上,可见软骨下骨的骨质密度轻度增高,骨小梁结构略显紊乱,这主要是由于关节软骨的损伤导致软骨下骨承受的压力增加,引起骨质的代偿性增生和硬化所致。在病变早期,关节边缘可能会出现少量的骨质增生,表现为细小的骨赘形成。这些骨赘通常较小,呈刺状或唇样突起,常见于膝关节的髁间、胫骨平台边缘和髌骨周围。

早期膝关节骨性关节炎患者的X线影像可能还会出现一些其他的间接征象,如关节周围软组织的轻度肿胀,这可能是由于关节内的炎症反应导致。髌上囊的积液也可能在X线片上有所显示,表现为髌上囊的膨隆。这些间接征象虽然不具有特异性,但结合其他X线表现和临床症状,有助于早期诊断。

中期病情的X线征象

随着病情进入中期阶段,膝关节骨性关节炎的X线表现逐渐变得更加明显。关节间隙的狭窄程度进一步加重,在正位和侧位X线片上均可清晰观察到股胫关节和髌股关节间隙变窄。关节间隙的不对称性更为显著,常表现为内侧间隙明显窄于外侧间隙,这与膝关节的生物力学特点以及内侧关节软骨更容易受到磨损有关。骨赘的形成更加明显,数量增多且体积增大,在X线片上可看到关节边缘的骨赘呈尖锐的刺状或较大的唇样突起,严重时骨赘之间可能相互融合。骨赘的形成不仅影响关节的外观,还会进一步限制关节的活动范围,导致患者出现疼痛和活动受限等症状。软骨下骨的密度明显增高,骨小梁增粗、紊乱,形成典型的硬化带。同时,在软骨下骨内可出现多个大小不等的囊性低密度影,这是由于局部骨质吸收和囊腔形成所致。这些囊性变的存在提示关节软骨的损伤已经较为严重,软骨下骨的结构遭到破坏。中期膝关节骨性关节炎患者的X线影像还可能出现膝关节周围软组织的肿胀和钙化现象。软组织肿胀可能是由于关节内炎症的加重以及滑膜的增生、肥厚所致。

晚期严重病变的X线征象

发展至膝关节骨性关节炎晚期,关节结构遭到严重破坏,X线表现具有典型的特征。关节间隙变得更为狭窄,甚至完全消失,这是由于关节软骨几乎完全磨损,导致股骨和胫骨的关节面直接接触。在X线片上,可清晰地看到股胫关节和髌股关节的间隙明显变窄,甚至部分区域关节间隙消失,呈现出骨与骨的融合状态。

关节畸形是晚期的重要表现,常见的包括膝内翻和膝外翻畸形。膝内翻畸形时,X线片显示胫骨向内倾斜,股骨与胫骨的夹角变小,严重时可<170°;膝外翻畸形则表现为胫骨向外倾斜,股骨与胫骨的夹角增大,可>190°。

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