骨关节炎的放射学诊断

尽管近年来核磁共振成像（MRI）、X射线计算机断层扫描（X-CT）等现代医学成像技术发展迅速，超声诊断能力也不断提升，但骨关节病的X射线诊断仍然是诊断和监测骨关节病治疗效果最常用的客观方法。这是因为该方法易于获取、研究简便、成本效益高且信息量充足。

骨关节病的X线诊断通常基于关节间隙狭窄、软骨下骨硬化和骨赘（OF）的检测，其中X线关节间隙狭窄程度是诊断的主要依据。关节X线片可能显示关节囊骨化区域（晚期骨关节病）。对于结节性骨关节病，最主要的诊断依据是骨赘的检测，有时还会伴有关节面的严重破坏（即所谓的侵蚀性关节病）。

X 射线关节腔内充满了软骨和一层滑液，在 X 射线上不会产生图像，在关节面之间看起来更像一条透明的带子。

X线片上关节软骨的总厚度是通过测量骨骺关节面之间X线关节间隙的宽度来确定的。需要指出的是，X线关节间隙宽度仍是骨关节炎诊断的主要指标，WHO和ILAR推荐将膝关节正侧位标准X线摄影作为药物临床试验中评估关节软骨变化动态的首选方法。X线关节间隙变窄与关节软骨体积的减少相对应，软骨下骨硬化和关节面边缘的骨赘被大多数研究者认为是骨组织对关节机械负荷增加的反应，而这种负荷增加是退行性改变和关节软骨体积减少的结果。这不仅对骨关节炎的诊断有重要意义，而且对评估病情进展和治疗也有重要意义。

所示的放射学症状被认为是骨关节炎所特有的，并与临床症状一起被列入诊断该疾病的放射学标准列表中。

优化骨关节炎放射学诊断的方法

如前所述，评估骨关节炎进展的方法是基于识别关节的 X 射线动态。应该考虑到骨关节炎 X 射线变化动态的特点是速度较慢：膝关节病患者的 X 射线关节间隙缩小速度约为每年 0.3 毫米。对接受非激素抗炎治疗的膝关节骨关节炎患者 X 射线变化的长期研究结果显示，经过 2 年的观察，疾病没有在 X 射线上进展，并且接受治疗的患者组和对照组之间的差异很小。长期研究中没有可靠的变化，因此有理由假设标准关节 X 射线中的骨关节炎 X 射线症状在很长一段时间内保持相对稳定。因此，为了评估变化的动态，最好使用更灵敏的 X 射线技术，其中之一就是关节微焦点 X 射线照相术。

微焦点X射线机使用带有点源辐射的特殊X射线管。定量微焦点X射线摄影结合直接放大图像，在检测骨骼结构的细微变化方面表现出足够的灵敏度。通过这种方法，可以在相对较短的检查间隔时间内记录并准确评估骨关节炎的进展和治疗效果。这通过标准化检查和使用射线测量程序来实现，通过直接放大图像来提高获得的关节X射线照片的质量，从而可以记录标准X射线照片上不可见的结构性骨骼细节。WHO/ILAR建议使用放大镜手动测量X射线关节间隙宽度，并计算不同点的X射线关节间隙宽度。此类测量结果表明，重复测量的变异系数为3.8%。微型计算机和图像分析技术的发展使得评估关节解剖结构变化比手动方法更加准确。对关节X射线图像进行数字化处理，可以使用计算机自动测量关节间隙宽度。研究人员的错误实际上被排除了，因为重复测量的准确性是由系统本身设定的。

从诊断效率、简便性和易用性的角度来看，全球范围内广泛使用的、带有多位置C臂支架的移动式X射线诊断设备尤其引人注目。这类设备允许在任何投影角度对患者进行检查，而无需改变患者体位。

值得注意的是膝关节功能性 X 射线照相术的方法，该方法包括对膝关节进行 2 次连续的 X 射线图像，患者站立在直接前投影上，主要支撑在检查肢体上（第 1 张图像 - 膝关节完全伸直，第 2 张图像 - 屈曲 30° 角）。将第一和第二张 X 光片中形成 X 射线关节间隙的骨骼元素轮廓转移到纸上，然后使用扫描仪依次输入计算机，然后根据第一和第二张 X 光片之间外侧和内侧面积比例的差异确定膝关节透明软骨的损伤程度（根据 Hellgen 评估骨关节病的阶段）。正常情况下，为 0.05 ± 0.007；I 期为 0.13 ± 0.006；II 期为 0.18 ± 0.011； III 期为 0.3±0.03。正常值与 I 期值有显著差异（p<0.001）：I 期与 II 期之间差异可靠（p<0.05），II 期与 III 期骨关节炎之间差异显著（p<0.001）。

所得数据表明，功能性放射摄影中的膝关节X射线平面测量可以客观地显示膝关节骨关节病的分期。

负重功能性X线摄影法证实，在8例传统X线摄影未发现病理改变的患者中，X线摄影发现关节间隙高度最初降低。7例患者的损伤程度更为严重。因此，15例（12.9±3.1%）患者的诊断被改变。

除了传统的膝关节X射线检查方法（即在患者处于水平位置时，用标准投影检查膝关节）外，还有一种在垂直位置检查膝关节的方法。根据VA Popov（1986）的研究，在水平位置拍摄的膝关节照片无法反映关节在体重负荷下的真实力学状况。他建议在直立位检查膝关节，以被检查肢体为主要支撑。SS Messich等人。 (1990) 建议诊断骨关节炎的最佳位置是患者直立时膝关节屈曲 28°，同时主要支撑被检查的肢体，因为生物力学研究表明膝关节透明软骨的初始病变位于股骨髁的后部，位于矢状面上 28° 角，因为软骨上的主要机械负荷作用于此位置（膝关节的生理位置）。H. Petterson 等人 (1995) 提出了一种带负荷膝关节 X 线摄影技术，其中小腿与胶片平面成 5-10° 角，关节另外屈曲 10-15° 角。据作者介绍，在这个位置，中心射线与胫骨髁的平面相切，关节间隙将在图像中正确显示。

因此，有针对性地使用经典的放射照相技术，结合临床表现，在许多情况下可以确认或至少怀疑膝关节韧带半月板复合体的特定结构存在损伤，并决定是否需要使用其他医学成像手段对患者进行额外检查。

确诊原发性骨关节炎所需的放射学症状

关节间隙狭窄是最重要的影像学症状之一，与关节软骨的病理改变有直接关系。关节不同部位的关节间隙宽度不同，这是由于关节面不同区域关节软骨体积减少不均匀所致。根据 WHO/ILAR 建议，应在最窄区域测量关节间隙宽度。一般认为，在发生病理改变的关节中，该区域承受最大的机械负荷（对于膝关节，最常见的是内侧部分，对于髋关节，最常见的是超内侧部分，较少见的是超外侧部分）。用于在大关节的 X 光片上测量关节间隙的解剖标志包括：

• 对于凸面（股骨头和股骨髁）-骨关节面终板的皮质层；
• 对于凹面（髋臼边缘、胫骨近端髁）- 关节盂底部关节面的边缘。

软骨下骨硬化症是指关节软骨正下方骨组织的压缩。通常，这种放射学症状是由于暴露的、不平整的关节骨表面相互摩擦所致。它在骨关节病晚期关节间隙急剧狭窄时被发现。这种症状表明关节软骨发生了深层的退行性破坏，甚至消失了。关节软骨完整性的破坏，在其数量减少之前，可能是由于软骨正下方的皮质骨和骨小梁组织压缩所致。沿着关节边缘在三个等距点处测量骨关节面区域软骨下骨组织的压缩程度；测量结果可取平均值。

骨赘是有限度的病理性骨质增生，形状和大小不一，是骨关节面边缘骨膜发生炎症时出现的，是骨关节炎的典型X线症状。在骨关节炎的早期阶段，它们看起来像是尖锐物或小骨质增生（最大可达1-2毫米），位于关节面边缘和关节自身韧带的附着点（在膝关节中，沿着胫骨髁间结节的边缘，位于十字韧带的附着点；在髋关节中，沿着股骨头窝的边缘，在其内侧，位于股骨头自身韧带的附着点）。

随着骨关节炎严重程度的增加和关节间隙的逐渐变窄，骨赘会增大，并呈现出各种形状，例如“唇状”或“脊状”，在宽或窄的基部上呈直线或“茂密”的骨质增生。在这种情况下，关节头和关节窝的直径会显著增大，变得更大，也更“扁平”。骨赘的数量可以单独计数，也可以在两个关节中总计计数，其大小可以通过基部的宽度和长度来确定。骨赘数量和大小的变化是骨关节炎进展的敏感指标，也是监测其治疗效果的指标。

诊断原发性骨关节炎不需要放射学检查结果

关节周围边缘骨缺损。尽管这种在骨关节炎中可见的X线表现被RD Altman等人（1990）定义为“关节面侵蚀”，但“关节周围边缘骨缺损”这一术语更为贴切，因为这些X线影像学可检测的改变尚无精确的组织学特征。边缘骨缺损也可能出现在骨关节炎的早期阶段，其出现可能是由滑膜的炎症变化引起的。类似的变化在大关节和手部关节中也有报道。通常，在骨关节炎中，这些缺损面积较小，基底部有骨硬化区域。与类风湿性关节炎中检测到的真正侵蚀不同，类风湿性关节炎的基底部没有硬化性改变，并且通常在关节周围骨质疏松的背景下确定，而骨关节炎中关节周围边缘缺损周围的骨组织并不稀疏。

软骨下囊肿是由于关节内压高（关节面负荷最大）区域骨组织吸收而形成的。在X光片上，它们看起来像软骨下骨中松质骨组织的环状缺损，边缘硬化清晰。软骨下囊肿通常位于关节间隙最狭窄处，并发生在疾病恶化期间。它们是髋关节骨关节炎的特征，可发生在股骨头和髋臼顶。软骨下囊肿的变化动态取决于其数量和大小。

关节内钙化软骨瘤由坏死的关节软骨区域形成，也可能是骨组织碎片（骨赘）或由滑膜产生。它们通常体积较小，位于骨关节面之间或骨骺侧，形状各异（圆形、椭圆形、细长形），并具有不均匀的斑点状结构，这是由于含钙物质在软骨组织中沉积所致。通常，一个关节内最多可发现1-2个软骨瘤。

在膝关节中，腘窝内的籽骨（豆骨）可能被误诊为钙化软骨瘤。在膝关节骨性关节炎中，软骨瘤的形状、位置和大小也会发生改变。豆骨畸形是膝关节骨性关节炎的症状之一。