Radiography and bone scintigraphy in osteoarthritis of the knee: comparison with MR imaging

Abstract

The aim was to compare radiography of the tibiofemoral joint (TFJ) and the patellofemoral joint (PFJ), as well as bone scinigraphy with MR imaging in middle-aged individuals with chronic knee pain in the format of a prospective study of knee osteoarthritis.



Individuals aged 35-54 years with chronic knee pain were identified. The prevalence of chronic knee pain was 15% (279/2000). Within this group of people, both knees in 61 randomly chosen persons, were examined with plain weight-bearing radiograms of the TFJ, standing axial radiograms of the PFJ and bone scintigraphy. One knee (the most painful at inclusion in the study) in each person was examined with MR imaging on a 1.0 T imager.



Assessment of the minimal joint space (MJS) width in the PA view of the TFJ in weight-bearing examinations should be performed with equal weight on both legs and in semiflexion. MJS of 3 mm in the TFJ and MJS of 5 mm in the PFJ are limits in diagnosing joint-space narrowing (JSN) in the TFJ and the PFJ, respectively. There is a high prevalence of meniscal abnormalities within the narrowed compartments of the TFJ in comparison with those that were narrowed.



With the presence of marginal osteophytes in the TFJ there is a high prevalence of MR-detected cartilage defects in the same joint whether JSN (MJS < 3 mm) is present or not. No such relationship, independent of MJS, was found between marginal osteophytes and cartilage defects in the PFJ. The agreement between increased bone uptake and MR-detected subchondral lesion was good. The agreement between increased bone uptake and MR-detected osteophytes or cartilage defects was in general poor.



With the increased knowledge about interpreting weight-bearing PA radiograms of the TFJ and axial radiograms of the PFJ, these examinations will even in the future be valuable when evaluating knee pain. Further studies have to be done to evaluate if MR imaging has the same ability as bone scintigraphy to predict the progression of the OA process.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Röntgen och isotopundersökning vid knäledsartros: en jämförelse med magnetkamera-undersökning



Denna avhandling utgör en del av ett större forskningsprojekt om tidig artros (s.k. broskförslitning) i knäleden. Studien omfattar nästan 200 personer med knäsmärta, som när projektet startade 1990 var mellan 35 och 54 år. Vår avsikt är att under minst 10 års tid regelbundet undersöka dessa individer, för att möjligen kunna finna tecken på sådana broskskador, som snabbt förvärras, så att dessa patienter skall få en ännu effektivare behandling.



<i>Kort om knät</i>



Knät är en av kroppens största leder. Den består egentligen av två leder; en mellan lårben och skenben (knäleden), och en mellan lårben och knäskål (patellarleden, patella=knäskål). Som i alla leder är glidytorna täckta av brosk. I knäleden finns två halvmånformiga menisker, en på utsidan och en på insidan, som fördelar belastningen i leden över en större yta, för att minska påfrestningarna på ledbrosket. I och kring knät finns också ledband och muskler som är viktiga för stabiliteten.



<i>Vad är artros?</i>



Artros är ett tillstånd där brosket blir uppmjukat, ojämnt och förtunnat. I svåra fall kan det försvinna och lämna benytan helt bar. Artros kallas i dagligt tal för ledbroskförslitning. Är det förslitning? Ja, i vissa fall. Mångårigt tungt kroppsarbete, t. ex. i lantbruk, ger en ökad risk för höftledsartros, medan övervikt ger ökad risk för knäledsartos. Skador vid sport och olyckshändelser kan också leda till artros liksom ärftliga faktorer och åldrandet i sig själv.



<i>Undersökningsmetoder och syfte</i>



Vid röntgen, som är förstahandsundersökning vid misstanke på artros, kan man se tecken på broskförtunning i leden (minskat avstånd mellan benytorna). Dessa förändringar syns emellertid ofta först efter en längre tids sjukdomsprocess.



Isotopundersökning innebär att en liten dos av ett radioaktivt märkt ämne injiceras i ett blodkärl på armen. Ämnet upptas i större omfattning i områden med nybildning av ben. Detta kan avbildas med en detektor. Om det ökade upptaget sker i anslutning till en led kan detta vara ett tecken på artros.



Magnetkameran (MR) utvecklades under 40-talet. Med hjälp av en mycket stark magnet och radiovågor kan föremål avbildas. Tekniken användes ursprungligen inom kemin för bestämning av bl. a. av molekylers struktur. Sedan ca. 15 år tillbaka har metoden också använts inom medicinen, för att få bilder i tunna snitt av olika delar av kroppen i skilda plan med god återgivning av olika strukturer. Inom knäleden, som jag studerat, kan brosk, menisker, ledband, ledhinna och kringliggande muskler och ben avbildas med stor noggrannhet och detaljrikedom, liksom skador och förändringar i dessa.



I min avhandling har jag lite noggrannare undersökt 60 personer av de knappt 200 som ingår i forskningsprojektet och jämfört resultaten av röntgen- och isotopundersökning, som är väl beprövade metoder, med fynd vid den nya och mer sofistikerade MR-undersökningen.



<i>Resultat och diskussion</i>



När ledavståndet i knäleden i stående, mätt på röntgenbilden, jämfördes med förekomst av broskskador i samma led på MR fann vi, att om avståndet var mindre än 3 mm fanns broskskador i praktiskt taget alla leder. Ett ledavstånd på 3 mm är därför en lämplig gräns för att indirekt upptäcka broskskada vid röntgen av knäleden. Vi gjorde i princip samma sak i patellarleden och fann att om ledavståndet på röntgen var mindre än 5 mm fanns broskskador i praktiskt taget samtliga leder. Ett ledavstånd på 5 mm är därför en lämplig gräns för att indirekt upptäcka broskskada vid röntgen av patellarleden.



För att undersöka tillförlitligheten av knäleds- och patellarleds-röntgen har båda lederna undersökts 2 gånger samma dag med flera timmars intervall på knappt hälften av patienterna. Vi fann då att de uppmätta ledavstånden var nästan identiska vid de båda undersökningarna, liksom även upprepade mätningar av ledavståndet på en och samma röntgenbild. Undersökningsmetoden har därför en hög tillförlitlighet.



Ett minskat ledavstånd, som tecken på artros i knäleden framställs bättre om patienten undersöks i stående, dvs med belastning, jämfört med undersökning i liggande, utan belastning. Man skulle därför kunna tro att om patienten bara stod på ett ben i stället för på båda benen skulle ett minskat ledavstånd framställas ännu bättre när belastningen ökade. Knappt hälften av patienterna har därför undersökts dels stående på ett ben och dels stående på båda benen. Vi fann att ledavståndet i den inre delen av knäleden var mindre när patienten stod på båda benen än om han/hon stod på ett ben. Däremot var förhållandet det motsatta i den yttre delen av leden. Eftersom artros är ca 10 gånger vanligare i den inre delen av knäleden jämfört med den yttre blir slutsatsen att undersöknings-resultatet blir säkrare om patienten står på båda benen.



På knäledsröntgen ser man ofta bennabbar på kanterna av ledytan utan att ledavståndet är reducerat. Det har under många år varit oklart om hur dessa bennabbar skall tolkas. Är det ett uttryck för artros eller något annat? Vi har därför jämfört närvaron av bennabbar på röntgen och broskskador på MR. Det finns ett helt klart samband mellan dessa bennabbar och broskskada i knäleden och det spelar ingen roll om ledavståndet är normalt eller reducerat (mindre än 3 mm). Detta betyder att inte bara reducerat ledavstånd på röntgen är ett tecken på artros i knäleden utan även bennabbar på ledytekanterna. I patellarleden fann vi bara ett samband mellan bennabbar och broskskada om ledavståndet var reducerat (mindre än 5 mm), men inte om ledavståndet var normalt.



Det är känt att många patienter, som vid röntgen har tecken på artros och ett ökat isotopupptag i knäleden, kommer att försämras inom 5 år och att de som har ett normalt isotopupptag, inte försämras under samma tid. En isotopundersökning har därför en prognostisk förmåga. Är det möjligt att en MR-undersökning har samma förmåga? För att börja undersöka detta har vi jämfört olika förändringar på MR med ökat isotopupptag. Vi fann en god överensstämmelse mellan förändringar på MR med en ökad signal i benet under brosket och ett ökat isotopupptag. Däremot fanns det ingen överensstämmelse mellan broskskador eller bennabbar och ökat isotopupptag. Framtiden får utvisa om denna signalökning på MR, som tecken på en process i benet under brosket, har ett prognostiskt värde.



<i>Sammanfattning och framtidsperspektiv</i>



Vanlig röntgen är en billig och lätt tillgänglig undersökningsmetod. Detta forskningsprojekt har ökat kunskaperna om hur knäröntgen skall utföras och hur ledavstånd skall uppmätas samt deras tillförlitlighet. Vi vet nu mer om förhållandet mellan minsta ledavstånd i knä- och patellarled och broskskador i resp. led vid MR-undersökning, samt om den starka relationen mellan bennabbar i knäleden och broskskador i samma led. Därför kommer röntgen av knät vid artrossjukdom också i framtiden att vara en värdefull undersökning i jämförelse med den mer sofistikerade och dyrare MR-undersökningen. Fortsatta studier måste utföras för att se om MR har samma förmåga som isotopundersökning att förutsäga artrosutveckling.

• author: Boegård, Torsten
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Assoc Prof Tallroth, Kaj
• organization: Diagnostic Radiology, (Lund)
• publishing date: 1998
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Radiology, Nuclear Medicine and Medical Imaging
• keywords: radiologi, Klinisk fysiologi, medical instrumentation, tomography, radiology, Clinical physics, MR imaging, bone scintigraphy, osteophyte, joint space width, weight-bearing, radiograms, Knee joint, osteoarthritis, tomografi, medicinsk instrumentering
• pages: 82 pages
• defense location: Bergaliden 20, Helsingborg
• defense date: 1998-09-24 09:00:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMED/(MEXL-1034)/1998; scopus:0031603776
• ISBN: 91-628-3054-6
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 6bb60356-f869-4080-bdba-186ef84afa02 (old id 38866)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:15:26
• date last changed: 2022-01-29 19:59:10