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【综述】膝关节骨关节炎影像学诊断与步态评估进展

摘要

膝关节骨关节炎（KOA）是中老年人群中最常见的慢性关节退行性疾病，可以引起膝关节疼痛，及关节活动功能障碍，严重影响生活质量，其发病率逐年上升。本文主要介绍Ｘ线、CT、MRI、超声等影像诊断方法以及步态分析方法在该疾病评估方面的进展。通过文献整理分析发现：常规X线是目前基本的和首选的辅助诊断方法，CT、MRI和超声则在KOA辅助检查方法中发挥着重要的作用，借助三维参数测量系统，步态分析技术将有望用于KOA患者快速辅助诊断和康复指导，甚至结合影像学，为患者制定个体化评估和治疗措施。

膝关节骨关节炎(KOA)是一种以膝关节软骨变形和丢失、关节缘和软骨下骨骨质再生为特征的慢性关节炎疾病，是中老年人群中最常见的慢性关节退行性疾病；40岁以上人群中男性患病率达23.5%，女性患病率达32.8%，女性发病率高于男性，而且总发病率逐年增加。KOA可以引起膝关节疼痛，使关节活动受限和功能部分丧失。随着老龄化时代的到来，而且患者对于生活质量的要求越来越高，对该疾病及早发现并治疗显得越发重要。本文将对X线、CT、MRI、超声传统评估方法以及步态分析技术在临床中的研究与应用进行相关的介绍。

一、X线、CT

常规X线摄影是KOA临床诊断中最基本和首选的方法，同时也被用于了解病变进展情况和疗效评估。KOA的在X线下可表现为：(1)局部关节间隙狭窄；(2)软骨下硬化；(3)骨质增生形成骨赘；(4)关节面下囊肿；(5)关节内游离体；(6)晚期可出现关节半脱位。

早在1957年，Kellgren和Lawrence就提出骨关节炎(OA)的X线的诊断标准(K/L分级)，并得到普遍认可，如今广泛应用于该病的诊断。该分类标准分为4级，其分级为：Ⅰ级是疑似OA，有轻度的关节边缘骨质增生；Ⅱ级是轻度OA，有明确的骨质增生，但是关节间隙未变窄或者未明显变窄；Ⅲ级是中度OA，有骨质增生，关节间隙中度变窄；Ⅳ级是重度OA，关节间隙明显变窄，并伴有软骨下骨硬化。Schiphof等提出，由于影像学工作者采用K/L分级法描述图像过程中会使用不同的词汇描述，导致形成多个不同版本的“K/L分级”，甚至对同一个患者会有不同的K/L分级等级，未来需要在K/L分级法的描述用词上达成共识，即形成单一有效可行的分级方法。

Ahlbck等按膝关节X线片的表现将KOA依其严重程度分为5级：Ⅰ级为关节间隙变窄(50%关节软骨磨损)；Ⅱ级为关节线消失；Ⅲ级为轻度骨磨损；Ⅳ级为中度骨磨损(磨损0．5～1CM)；Ⅴ级为严重骨磨损及存在关节半脱位。但是，有相关研究表明Ahlbck分期法观察者间信度低，提示Ahlbck分期法不适用于术前评价，其可能原因在于对关节间隙的尺度把握上难以统一。上述这两种方法在目前应用中比较多，尤其是K/L分级法，除此之外，还有几种比较流行的KOA分期方法。如Brandt等根据关节间隙狭窄程度以及关节镜下软骨退化情况把KOA严重程度分为五个等级。国际膝关节评分委员会主观膝部评分表(IKDC评分)根据关节间隙的狭窄程度，把KOA严重程度分为4个等级。Jger等根据关节镜下关节有无退行性变，把KOA严重程度分为5个等级。

以上分级法中，K/L分级法是目前使用最多的KOA分级方法，它的观察者信度相对比较高，但是不同文章的观察者间信度波动范围比较广(0.51～0.89)。相关系数波动范围比较大的可能原因是受到设备条件、年龄，还有操作的影响。Ahlbck分期法强调骨磨损，对于早期的患者的适用性比较小。除了诊断和分期方法，不同拍摄手段也对KOA的诊断和评估有着重要的意义，例如，负重位X线片可以直接反映出膝关节内部在负重状态下的关节间隙狭窄的程度，消除了关节肿胀带来的干扰，在KOA诊断和治疗中有重要的意义。

CT成像具有分辨率高，扫描快速的特点，是骨关节与软组织疾病的一种常用辅助检查方法。KOA在CT影像中可见关节内软骨变化、骨赘、软骨下囊肿和软骨下骨硬化等；同时，CT影像还能够分析骨密度和软骨下骨硬化程度，可以了解KOA病理生理进展，但在量化评价KOA病理生理进展还需要一种良好的评价系统。有研究发现，站立位CT(SCT)在评价骨赘和软骨下囊肿方面比X线更加敏感和精确，而且CT能够对X线由于位置限制而产生的盲区进行显影。另外，CT成像技术可以辅助下肢扭转角度测量，是客观评价KOA患者膝关节活动度的一种有效方法。但是到目前为止，CT成像在KOA诊断的研究与应用报道比较少，可能与其费用较高，辐射量较大有关。

二、MRI

MRI对软组织的分辨能力强，可以在临床症状出现前显示软组织改变，如软骨丢失、半月板变性、韧带损伤等，从而能对早期KOA进行诊断评估，其在KOA的诊断评价上的独特作用已经被广泛认识和接受。与X线成像相比，MRI能够对软骨丢失、骨髓肿胀以及