골관절염의 방사선학적 진단

최근 MRI, X선 컴퓨터 단층촬영 등 현대 의료 영상 기술의 급속한 발전과 초음파 진단 기능의 확장에도 불구하고, 골관절염의 X선 진단은 여전히 골관절염 치료의 진단 및 효과 모니터링에 가장 보편적인 객관적인 방법으로 남아 있습니다. 이는 이 방법의 가용성, 연구의 용이성, 비용 효율성, 그리고 충분한 정보량 때문입니다.

일반적으로 골관절염의 방사선학적 진단은 관절 간격 협착, 연골하 골경화증, 그리고 골극(OF)의 검출을 기반으로 하며, 방사선학적 관절 간격 협착 정도가 진단에 가장 중요합니다. 관절 방사선 사진에서 관절낭의 골화 부위(후기 골관절염)가 보일 수 있습니다. 결절성 골관절염의 경우, 가장 중요한 진단적 중요성은 골극의 검출이며, 때로는 관절 표면의 심각한 파괴(소위 미란성 관절염)를 동반하기도 합니다.

X선 관절 공간은 연골과 활액층으로 채워져 있어 X선 촬영에서 이미지가 나타나지 않으며, 관절 표면 사이에 더 투명한 띠처럼 보입니다.

방사선 사진에서 관절 연골의 총 두께는 골단의 관절면 사이의 방사선 관절 공간의 폭을 측정하여 결정합니다. 방사선 관절 공간의 폭은 여전히 골관절염 진단의 주요 지표로 사용되고 있으며, WHO와 ILAR은 약물 임상 시험 중 관절 연골 변화의 역학을 평가하기 위한 선택 방법으로 직접 및 측면 투영에서 무릎 관절의 표준 방사선 촬영을 권장합니다. 방사선 관절 공간이 좁아지면 관절 연골의 양이 감소하고, 대부분의 연구자들은 관절면 가장자리의 연골하 골경화증과 골극이 관절의 기계적 부하 증가에 대한 골 조직의 반응으로 간주하며, 이는 결국 퇴행성 변화와 관절 연골의 양 감소의 결과입니다. 위의 내용은 골관절염 진단뿐만 아니라, 질병의 진행과 치료를 평가하는 데에도 중요합니다.

표시된 방사선학적 증상은 골관절염에 특이적인 것으로 간주되며 임상적 증상과 함께 이 질병을 진단하기 위한 방사선학적 기준 목록에 포함됩니다.

골관절염의 방사선 진단을 최적화하는 방법

이미 언급했듯이, 골관절염 진행을 평가하는 방법은 관절의 방사선학적 역동성을 파악하는 데 기반합니다. 골관절염의 방사선학적 변화 역동성은 느린 속도를 특징으로 한다는 점을 고려해야 합니다. 즉, 골관절염 환자의 방사선학적 관절 간격이 좁아지는 속도는 연간 약 0.3mm입니다. 비호르몬 항염증 치료를 받은 무릎 관절의 골관절염 환자의 방사선학적 변화에 대한 장기 연구 결과는 2년 관찰 후 질병의 방사선학적 진행이 없었고 치료를 받은 환자군과 대조군 간의 차이가 미미했음을 보여주었습니다. 장기 연구에서 신뢰할 수 있는 변화가 없다는 것은 관절의 표준 방사선 촬영에서 골관절염의 방사선학적 증상이 장기간 비교적 안정적으로 유지된다고 가정할 수 있는 근거를 제공합니다. 따라서 변화의 역동성을 평가하기 위해서는 더 민감한 X선 기술을 사용하는 것이 바람직하며, 그중 하나는 관절의 미세초점 방사선 촬영입니다.

미세초점 X선 촬영기는 점선원을 사용하는 특수 X선관을 사용합니다. 이미지를 직접 확대하는 정량 미세초점 방사선 촬영은 골 구조의 작은 변화도 감지하는 데 충분한 민감도를 보입니다. 이 방법을 사용하면 골관절염의 진행과 치료 효과를 검사 사이에 비교적 짧은 시간 안에 기록하고 정확하게 측정할 수 있습니다. 이는 검사 표준화와 방사선 측정 절차를 통해 달성되며, 이미지를 직접 확대하여 얻은 관절 방사선 사진의 품질을 향상시켜 표준 방사선 사진에서는 볼 수 없는 구조적 골 세부 정보를 기록할 수 있습니다. WHO/ILAR은 확대 렌즈를 사용하는 Lequesne 방법을 사용하여 방사선 관절강 폭을 수동으로 측정하고 여러 지점에서 방사선 관절강 폭을 계산할 것을 권장합니다. 이러한 측정 결과는 반복 측정 시 변동 계수가 3.8%임을 보여줍니다. 마이크로컴퓨터 및 이미지 분석 기술의 발전은 수동 방법보다 관절 해부학적 변화를 더 정확하게 평가할 수 있도록 합니다. 관절 X선 이미지를 디지털로 처리하면 컴퓨터를 사용하여 관절강 폭을 자동으로 측정할 수 있습니다. 연구자의 오류는 실질적으로 배제되는데, 반복 측정의 정확도는 시스템 자체에 의해 설정되기 때문입니다.

진단 효율성, 간편성, 그리고 사용 편의성 측면에서, 전 세계적으로 널리 사용되는 다중 위치 C-암 스탠드를 갖춘 이동식 X선 진단 장치는 특히 주목을 받고 있습니다. 이 등급의 장치는 환자의 자세를 바꾸지 않고도 어떤 위치에서든 검사할 수 있도록 합니다.

주목할 만한 것은 무릎 관절의 기능적 방사선 촬영 방법으로, 환자가 검사하는 팔다리에 주로 지지를 두고 직접 전방 투영으로 선 상태에서 무릎 관절의 2개 연속 X선 이미지를 수행하는 것으로 구성됩니다(첫 번째 이미지 - 무릎 관절이 완전히 펴진 상태, 두 번째 이미지 - 30° 각도로 굴곡된 상태).1번째 및 2번째 방사선 사진에서 X선-관절 간격을 형성하는 뼈 요소의 윤곽을 종이로 옮기고 스캐너를 사용하여 순차적으로 컴퓨터에 입력한 후, 1번째 및 2번째 방사선 사진 사이의 측면 및 중앙 영역의 비율 차이로 무릎 관절의 유리 연골 손상 정도를 결정했습니다(골관절증의 단계는 Hellgen에 따라 평가). 일반적으로 0.05 ± 0.007이었고, 1단계의 경우 0.13 ± 0.006이었고, 2단계의 경우 0.18 ± 0.011이었습니다. 3기의 경우 - 0.3±0.03. 정상 수치와 1기의 수치 사이에 유의한 차이가 있습니다(p<0.001). 1기와 2기 사이의 차이는 신뢰할 만하며(p<0.05), 골관절염 2기와 3기 사이에는 유의한 차이가 있습니다(p<0.001).

획득된 자료에 따르면 기능적 방사선 촬영 시 무릎 관절의 X선 평면 측정은 무릎 관절의 골관절염 단계를 객관적으로 표시한다는 것을 보여줍니다.

부하를 이용한 기능적 방사선 촬영법을 통해, 기존 방사선 촬영에서 병리학적 변화가 발견되지 않았던 8명의 환자에서 방사선학적 관절강 높이가 초기에 감소하는 것을 확인했습니다. 7명의 환자에서는 더 심각한 손상이 확인되었습니다. 따라서 15명(12.9±3.1%)의 환자에서 진단이 변경되었습니다.

무릎 관절의 전통적인 X선 검사 방법(환자를 수평 자세로 하여 표준 투사법으로 무릎 관절을 검사하는 것) 외에도 수직 자세에서 이 관절을 검사하는 방법이 있습니다. VA Popov(1986)에 따르면, 수평 자세에서 촬영한 무릎 관절 사진은 체중 부하를 받는 관절의 실제 기계적 상태를 반영하지 못합니다. 그는 검사 대상 팔다리에 주로 지지되는 기립 자세에서 무릎 관절을 검사할 것을 제안했습니다. SS Messich 외. (1990)은 골관절염을 진단하는 가장 좋은 자세는 환자를 똑바로 세운 자세에서 무릎을 28° 굽히는 것이며, 검사하는 팔다리에 주된 지지력을 가하는 자세라고 제안했습니다. 생체역학적 연구에 따르면 무릎 관절의 유리 연골의 초기 병변은 시상면에서 28° 각도에 위치한 대퇴과 후방 부분에서 발견되기 때문입니다. 이 위치에서 연골에 주요 기계적 부하가 작용하기 때문입니다(무릎 관절의 생리학적 위치). H. Petterson 등(1995)은 다리의 아랫부분이 필름 평면에 대해 5~10° 각도를 이루고 관절이 10~15° 각도로 추가적으로 굽혀진 부하가 있는 무릎 관절의 방사선 촬영 기술을 제안했습니다. 저자에 따르면, 이 위치에서 중앙 광선은 경골 과립 평면에 접선으로 향하고 관절 공간은 이미지에서 올바르게 표현됩니다.

따라서 임상적 증상을 고려한 고전적 방사선 촬영 기술을 목표에 맞게 사용하면 많은 경우 무릎 관절의 인대-반월판 복합체의 특정 구조에 손상이 있는지 확인하거나 적어도 의심할 수 있으며 다른 의료 영상 수단을 사용하여 환자를 추가로 검사해야 할 필요성을 결정할 수 있습니다.

원발성 골관절염 진단을 위해 필요한 방사선학적 증상

방사선학적 관절 간격의 협착은 가장 중요한 방사선학적 증상 중 하나이며, 관절 연골에서 발생하는 병리학적 변화와 직접적인 관련이 있습니다. 관절 부위별 방사선학적 관절 간격은 너비가 다른데, 이는 관절면의 각 부위에서 관절 연골의 부피가 고르지 않게 감소하기 때문입니다. WHO/ILAR 권고에 따르면, 방사선학적 관절 간격의 너비는 가장 좁은 부위에서 측정해야 합니다. 병리학적으로 변화된 관절에서 이 부위가 최대 기계적 부하를 받는 것으로 알려져 있습니다(무릎 관절의 경우 내측 부위가 가장 흔하며, 고관절의 경우 상내측 부위가, 드물게는 상외측 부위가 이러한 부위입니다). 큰 관절의 방사선학적 사진에서 관절 간격을 측정하는 데 사용되는 해부학적 지표는 다음과 같습니다.

• 볼록한 표면(대퇴골의 머리와 관절구)의 경우 - 뼈의 관절면 종판의 피질층
• 오목한 표면(관절와 끝, 경골 근위과절)의 경우 - 관절강 바닥에 있는 관절면의 가장자리.

연골하 골경화증은 관절 연골 바로 아래에 위치한 골 조직의 압축입니다. 일반적으로 이 방사선학적 증상은 노출된 관절면의 불균일한 관절골 표면이 서로 마찰되어 발생합니다. 골관절염 후기에 관절 간격이 급격히 좁아졌을 때 발견됩니다. 이 증상은 관절 연골의 심각한 퇴행성 파괴 과정 또는 심지어 연골의 소실을 나타냅니다. 관절 연골의 양적 감소에 앞서 관절 연골의 완전성이 손상되는 것은 연골 바로 아래에 위치한 피질골과 해면골 조직의 압축으로 인해 발생할 수 있습니다. 뼈의 관절면 영역에서 연골하 골 조직의 압축은 관절 연골 가장자리를 따라 등간격으로 위치한 세 지점에서 측정하며, 측정 결과는 평균화할 수 있습니다.

골극은 다양한 모양과 크기의 제한적인 병적인 골 성장으로, 뼈 관절면 가장자리의 골막에 생산적인 염증이 발생하며, 이는 골관절염의 특징적인 방사선학적 증상입니다. 골관절염 초기에는 관절면 가장자리와 관절 자체 인대 부착 지점(무릎 관절 - 경골 과간 결절 가장자리, 십자 인대 부착 지점; 고관절 - 대퇴골두 오목 가장자리, 내측 표면, 대퇴골두 자체 인대 부착 지점)에 날카로운 돌기나 작은(최대 1~2mm) 골 형성처럼 보입니다.

골관절염의 중증도가 증가하고 관절 간격이 좁아짐에 따라 골극의 크기가 증가하고, "입술" 또는 "능선", 넓거나 좁은 기저부에서 직선형 또는 "무성한" 뼈 성장 등 다양한 형태를 보입니다. 이 경우, 관절두와 관절소켓의 직경이 크게 증가하고, 더 커지고 "평평해질" 수 있습니다. 양쪽 관절에서 골극의 수는 개별적으로 또는 전체적으로 측정할 수 있으며, 기저부의 너비와 길이로 크기를 결정할 수 있습니다. 골극의 수와 크기의 변화는 골관절염의 진행을 나타내는 중요한 지표이며, 치료 효과를 모니터링하는 데 도움이 됩니다.

원발성 골관절염 진단에 방사선학적 소견은 필요하지 않음

관절주위 변연골 결손. 골관절염에서 관찰될 수 있는 이 방사선 소견은 RD Altman 등(1990)에 의해 "관절면의 미란"으로 정의되었지만, 방사선학적으로 검출 가능한 이러한 변화에 대한 정확한 조직학적 특성이 없기 때문에 "관절주위 변연골 결손"이라는 용어가 더 선호됩니다. 변연골 결손은 골관절염 초기 단계에서도 관찰될 수 있으며, 활막의 염증성 변화로 인해 발생할 수 있습니다. 큰 관절과 손 관절에서도 유사한 변화가 보고되었습니다. 일반적으로 골관절염에서 이러한 결손은 크기가 작으며, 기저부에 골경화 부위가 있습니다. 류마티스 관절염에서 발견되는 진짜 침식과는 달리, 진짜 침식은 기저부에 경화성 변화가 없고 종종 관절 주위 골다공증을 배경으로 결정되지만, 관절 주위 변연 결손을 둘러싼 뼈 조직은 골관절염에서는 드물지 않습니다.

연골하낭종은 관절 내 압력이 높은 부위(관절면에 가장 큰 부하가 걸리는 부위)에서 골 조직이 흡수되어 발생합니다. 방사선 사진에서 연골하낭종은 연골하골의 해면골 조직에 고리 모양의 결손이 있는 것처럼 보이며, 경화된 테두리가 뚜렷하게 나타납니다. 연골하낭종은 대부분 관절 공간의 가장 좁은 부분에 위치하며 질환이 악화될 때 발생합니다. 연골하낭종은 고관절 골관절염의 특징이며, 대퇴골두와 비구 천장 모두에서 발견될 수 있습니다. 연골하낭종 변화의 역학은 낭종의 개수와 크기로 판단합니다.

관절 내 석회화 연골종은 괴사된 관절 연골 부위에서 형성되며, 골조직(골극)의 파편이거나 활막에 의해 생성될 수도 있습니다. 석회화 연골종은 대개 크기가 작고, 뼈의 관절면 사이 또는 골단 측면에 위치하며, 다양한 모양(원형, 타원형, 길쭉한 모양)을 가지고 있으며, 연골 조직에 칼슘 함유 물질이 침착되어 불규칙한 반점 구조를 보입니다. 일반적으로 관절에는 1~2개 이하의 연골종이 발견됩니다.

무릎 관절에서 슬와와(슬와)의 종자골(fabella)은 석회화된 연골종으로 오인될 수 있으며, 무릎 관절 골관절염에서는 모양, 위치, 크기가 변합니다. Fabella 변형은 무릎 관절 골관절염의 증상 중 하나입니다.