剥脱性骨软骨炎(osteochondritis dissecans,OCD)是一种由多个因素导致的区域性关节软骨及软骨下骨缺血性坏死,可伴有坏死骨与母骨分离、脱落的关节疾病。OCD与外伤及运动损伤关系密切,可发生于全身任何承重关节,是引起青少年膝关节疼痛和功能障碍的常见原因之一。

  病因 

     1840年Pare首先报道了骨软骨片从关节表面移位现象。1887年Konig提出炎症反应是导致骨软骨界面分离的主要因素,故将其命名为剥脱性骨软骨炎。但后来的系列研究推翻了该理论,认为OCD实际上是一种软骨下的边缘性骨坏死改变,而并非真正的炎症。基本病理改变为在各种病因的作用下,关节内软骨下骨产生微裂隙,引起区域性软骨及其深层的骨质缺血坏死。随后损伤区血管芽和间充质细胞形成的纤维组织长入并包绕剥脱的骨软骨片,导致病变部位不均匀的浅表纤维化、软骨下骨骨小梁减少及骨质分离等。当骨软骨块未完全剥离时,形成骨桥与母骨相连,在滑液侵蚀与机械受力下最终导致关节软骨及其下骨质与周围正常骨质分离,形成关节腔内游离体。目前该病病因尚不明确,可能与损伤、缺血坏死、骨骺发育异常、遗传、代谢和低度感染等多因素有关,而反复的轻微创伤被认为是OCD的首要原因。

【临床表现】

      OCD的发病率为0.01%~0.06%,青壮年多见,高发年龄集中在10~20岁,随着青少年运动的普及呈增长趋势。男性发病率约为女性的2倍,多为单侧发病。膝关节最常受累,占全身关节的75%,其次是踝、肘、肩与髋等关节。膝关节中股骨内侧髁的后外侧部被认为是膝关节OCD的经典发病部位,约占85%,股骨外侧髁占15%,单独累及股骨滑车或髌骨的少见,并且绝大多数髌骨病变位于髌骨的内下1/4象限。OCD早期一般无症状或仅有关节轻微肿胀不适,随着病变进展,患者关节疼痛加剧,以钝痛为主,部分患者出现关节肿胀和积液,后期关节内骨软骨与周围正常骨质分离,分离的碎块可造成的机械症状如关节交锁、关节僵硬、血肿等。有时伴有局限性压痛及肌肉萎缩。查体患者对于病变部位表现敏感,儿童和青少年患者,以及不稳定型OCD,可表现为轻微的防痛步态,膝关节捻发音,Wilson征阳性。膝关节屈曲时可触及股骨髁的局限性触痛,部分患者可直接触到关节鼠和缺损。不能早期诊断及合适治疗可导致膝关节过早发生骨性关节病,影响预后。

Cahil将OCD的病理改变分为Ⅳ级:

Ⅰ级:关节软骨软化,软骨下骨水肿,但关节面尚完整

Ⅱ级:骨软骨部分分离,部分与周围骨相连。

Ⅲ级:骨软骨分离,但还位于母骨缺损区内。

级:骨软骨分离脱落合并游离体形成。

影像学表现

     X线摄片是临床最常用的膝关节剥脱性骨软骨炎影像学诊断方法,可为医师提供病变的定位和整体损害特征,起到初步的鉴别诊断作用。特征性表现为软骨下骨与母骨之间有一边界清楚的新月形线状影;骨端或关节面边缘不规则缺损;剥脱骨片密度较高,边缘硬化,周围环绕透亮线,其下为容纳骨片的骨窝完全剥脱并移位者可见关节面透亮缺损区,关节腔内可见游离体。但OCD早期X线片多无明显异常或表现不典型,部分隐匿性病灶不能被显示,无法判断软骨是否有缺损,也不能评估病变稳定性,对于OCD的诊断价值有限。

 上图,红箭示剥脱的小骨片,密度与正常骨相仿,绿箭示骨片周围环绕的透亮带,蓝箭示凹陷的骨床及明显的硬化边。

      CT可以清晰地显示关节内骨化组织,发现病变部位的骨缺损,边缘硬化呈“火山口”状关节内游离体为单一或呈2~3块网状碎片。传统CT组织分辨率差,无法成像软骨,也无法判断病变稳定性。

上图为同一患者的膝关节CT冠状位和矢状位,可见关键软骨下的条状小骨片(红箭),骨片周围环绕透亮带(绿箭),周围见明显的骨质硬化和塌陷的骨床(蓝箭)。

      MRI识别OCD的灵敏性为78%~91%,特性为95%~97%。MRI具有非侵入性、无辐射和软骨成像等优点,具有上述检查方法不可比拟的优势。对疑似膝关节剥脱性骨软骨炎患者给予MRI检查可准确显示损害部位、形状、范围、软骨及软骨下骨情况,骨髓水肿程度,是否存在游离体等,特别是应用在早期诊断OCD和准确分型。

     MR:Cahill将OCD的病理改变分为Ⅰ~Ⅳ级:

     Ⅰ级:关节软骨软化,软骨下骨水肿,但关节面尚完整;MRI表现为关节软骨连续,但边缘毛糙不光滑,压脂序列示软骨下骨见片状高信号影。      Ⅱ级:骨软骨部分分离,部分与周围骨相连;MRI表现为关节软骨边缘凹凸不平,软骨及软骨下骨与母骨间可见断续线条样长T1信号影,压脂序列示母骨缺损边缘见片状高信号影。

     Ⅲ级:骨软骨分离,但还位于母骨缺损区内;MRI表现为剥脱骨及软骨与母骨略分离,位于母骨缺损区内,压脂序列示剥脱骨及软骨周围见高信号影环绕。

      Ⅳ级:骨软骨分离脱落合并游离体形成;MRI表现为剥脱骨及软骨与母骨分离移位,脱落至关节腔内,游离体形成,部分形成关节嵌顿。

剥脱性骨软骨炎的临床与影像

剥脱性骨软骨炎I级:股骨内侧髁后份非负重区软骨下线状裂隙影,周围骨水肿,未累及软骨面。

剥脱性骨软骨炎级:股骨关节面下异常信号,周围软骨连续性中断,见骨软骨片,周围骨水肿,未见明显移位。

上图,白箭头处骨软骨分离,但仍位于缺损区内,提示为Ⅲ级,a图可见小片状长T1WI信号,边缘模糊,b图示STIR压脂序列呈稍高信号。

上图,红箭示骨软骨与骨床分离,但还位于母骨缺损区内,剥脱骨及软骨周围见高信号影环绕(蓝箭),绿箭示骨髓水肿。依然为提示为Ⅲ级

剥脱性骨软骨炎IV级:股骨内侧髁后份骨软骨不连续、局部缺如,邻近软骨形态不规则、信号不均匀,邻近骨髓水肿;髁间窝及髌上囊见软骨游离体.

上图,剥脱性骨软骨炎Ⅳ级,冠状位白箭头处股骨外侧髁局部骨及软骨缺如,关节游离体形成,矢状位示游离体位于股骨滑车下方,相应部位见少量关节积液。

     剥脱的骨软骨碎片稳定性是影响OCD治疗及预后的一个重要因素,MRI检查的目的之一就是判断碎片的稳定性。判定骨软骨碎片不稳定的征象有:①病灶与母骨交界处出现充满液体的裂隙,呈环状T2WI/PDWI高信号;②)骨软骨片完全分离,伴或不伴关节内的游离体;③软骨下骨板的多发性断裂累及软骨全层;④未移位损伤的骨窝底部形成多发囊变影或出现大囊变区(直径大于5mm)。按上述标准分型I、Ⅱ型OCD为稳定性病变,Ⅲ、为不稳定性病变。

     MRI还能显示OCD伴随的关节积液、半月板损伤、韧带损伤和软组织挫伤等,鉴别引起膝关节疼痛的其他一些常见疾病。

      1.退行性骨关节病:是发生于老年的特发性、慢性进行性疾病。X线检查表现为关节间隙狭窄、关节面骨质硬化、软骨下囊肿和边缘性骨赘。

      2.邻关节囊肿:又称骨内腱鞘囊肿,是一种局限于邻近关节部位的骨内良性肿瘤样病变。X线平片表现为病灶多位于骨端的一侧,邻近关节面的边界清晰的圆形、类圆形或分叶状囊样透亮区,内缘光整锐利,外周有厚薄不一的高密度硬化环围绕。

     3.膝关节自发性骨坏死(SONK):常见于60~70岁的老年人,女性多于男性。常有膝关节急性剧烈疼痛的发作好发于股骨下端(股骨内侧髁负重面深层)。MRI典型表现为关节软骨与软骨下区病灶塌陷,形成“新月征”。晚期出现平行于关节面的线形稍长T、T信号,即软骨下骨折裂隙征。

     4.撕脱性骨折:有明确的外伤史。撕脱的骨片较小,骨片密度与正常骨相同,边缘锐利。另外,OCD临床上还需与关节结核、类风湿

关节炎、滑膜骨软骨瘤病、色素沉着绒毛结节性滑膜炎所形成的骨侵蚀相鉴别,但后者主要以关节软组织及滑膜改变为主要表现。

治疗

1.非手术治疗 发生在儿童及骺板尚未闭合的青少年,一般认为由于其稳定性较强,治疗上首先消除高负荷的外在撞击因素,加以管型石膏屈膝30位固定6周以减轻疼痛等症状,防止进行性加重。之后解

除固定,慢慢地恢复活动并辅助理疗以改善膝关节活动范围和股四头肌与腘绳肌肌力,直至承重状态下正常活动。如果非手术治疗失败或持续3个月症状不消失者,应考虑手术治疗。

2.手术治疗 发生在骺板已闭合的青少年及成人,稳定性较弱,需要进行手术治疗。首先选择在关节镜下手术,目的是促进软骨下骨的愈合,保持关节协调性,固定不稳定碎片,修复缺损。方法主要有:

1)病变已经松动但仍位于原位,可先将骨床刮擦或钻孔,去除病灶基底部的纤维组织和硬化骨,形成血管丰富的基床,再使用克氏针或内嵌型螺钉将剥脱骨块重新固定人母骨;

2)关节镜下微骨折术,利用骨髓间充质干细胞体内自我诱导分化形成纤维软骨,填补缺损区域

3)已经完全碎裂游离,软骨下骨剩余量不足时,可在关节镜下先摘除游离体,再采用自体骨软骨、同种异体骨软骨和自体软骨细胞移植,恢复缺损区的正常结构。术后膝关节屈曲30°,至少固定6周,制动期间进行股四头肌等肌肉的康复理疗,并密切随访。解除固定后尽早进行活动,保持膝关节活动范围,促进关节功能的恢复。