Abstract
I campioni di ginocchio di due pazienti osteoporotici che sono stati sottoposti ad artroplastica unilaterale del ginocchio per sospetta osteonecrosi del ginocchio sono stati esaminati istologicamente. I risultati preoperatori delle immagini di risonanza magnetica in entrambi i pazienti erano coerenti con la diagnosi di osteonecrosi dei condili femorali mediali, anche se le radiografie semplici hanno mostrato cambiamenti degenerativi minimi. In entrambi i pazienti, le densità minerali ossee preoperatorie del condilo femorale e della tibia prossimale del lato interessato erano inferiori a quelle del lato non interessato. L’esame patologico del condilo femorale resecato e della tibia prossimale ha mostrato una cartilagine articolare quasi intatta, la guarigione dell’osso subcondrale collassato e una significativa perdita di osso trabecolare. Istologicamente, non è stata osservata alcuna prova di osteonecrosi, comprese le lacune vuote dell’osso trabecolare. Questi risultati hanno indicato che il collasso dell’osso subcondrale causato dall’osteoporosi, ma non l’osteonecrosi, ha iniziato il cambiamento osteoartritico del ginocchio interessato. Questo rapporto sottolinea che ci possono essere casi di osteoartrite locale progressiva causata dalla rottura dell’osso subcondrale a causa dell’osteoporosi.
1. Introduzione
Ci sono molte teorie sulla causa dell’osteoartrite. Tuttavia, poiché ci sono due relazioni principali sulla relazione tra osteoporosi e osteoartrite, essa rimane controversa. Il primo è che la ridotta densità minerale ossea (BMD) dell’osso subcondrale si osserva nella fase iniziale dell’osteoartrite, anche se la sclerosi dell’osso subcondrale e la BMD più alta sono viste radiologicamente, il che potrebbe effettivamente predire lo sviluppo di un difetto della cartilagine. Il secondo è che le femmine con un alto BMD hanno una elevata incidenza di osteoartrite, mentre la progressione di osteoartrite è relativamente lento rispetto a quello visto con un basso BMD. Inoltre, ci sono numerose teorie in relazione alle seguenti incongruenze: il rischio di osteoartrite aumenta in proporzione all’aumento della BMD, mentre diminuisce con l’accumulo di BMD . Anche se ci sono molti patogeni multifattoriali di osteonecrosi spontanea del ginocchio (SONK), una teoria ha sostenuto che SONK è stato indotto da frattura insufficienza subcondrale che può essere associato con l’osteoporosi , e il tasso di incidenza è stato assunto per essere circa il 10% in osteoartrite del ginocchio nella fase iniziale, soprattutto in associazione con SONK . In questo articolo, presentiamo due casi di osteoartrite del ginocchio inizialmente diagnosticati come SONK. Sulla base della nostra esperienza utilizzando la risonanza magnetica e l’esame patologico, sembra che i nostri casi non siano coerenti con l’ipotesi che la bassa BMD sia un fattore di rischio con la microfrattura che potrebbe portare all’osteonecrosi permanente. Infatti, i casi presenti suggeriscono che la fase radiologica iniziale di SONK può essere curabile, ma l’irregolarità risultante della superficie articolare induce l’osteoartrite.
2. Case Report
2.1. Caso 1
Una donna di 73 anni lamentava un dolore al ginocchio sinistro senza un’anamnesi di trauma o di qualsiasi disturbo sistemico che avrebbe potuto causare il dolore all’articolazione. L’esame fisico ha rivelato tenerezza nell’articolazione mediale del ginocchio. Inoltre, le radiografie semplici non hanno rivelato cambiamenti degenerativi, suggerendo il grado 1 di Kellgren-Lawrence (Figura 1). L’angolo femorotibiale era di 173° in piedi. I risultati di laboratorio erano nei limiti della norma. La misurazione della BMD areale è stata eseguita al femore prossimale utilizzando l’assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA) (Hologic QDR Discovery W type, Toyo Medic., Tokyo, Giappone) e ha suggerito una diagnosi di osteoporosi, con un T-score del 59%. La risonanza magnetica (MRI) ha mostrato una bassa intensità di segnale sull’imaging ponderato T1 (Figura 2(a)), mentre l’intensità era alta al centro e bassa nell’area circostante del condilo femorale mediale sull’imaging ponderato T2, suggerendo osteonecrosi (Figura 2(b)).
Caso 1. La radiografia piana preoperatoria non rivela cambiamenti degenerativi, suggerendo il grado 1 di Kellgren-Lawrence.
(a)
(b)
(a)
Caso 1. Immagini preoperatorie di risonanza magnetica del ginocchio interessato. L’immagine T1 pesata mostra una bassa intensità di segnale del condilo femorale mediale e del piatto tibiale (a). L’immagine T2 pesata mostra un’alta intensità nell’area centrale della lesione femorale e l’area circostante a bassa intensità (b).
Per indagare la causa della relazione tra osteoporosi e osteoartrite, sono stati eseguiti ulteriori esami con DXA del condilo femorale e della parte prossimale della tibia. Le misurazioni BMD localizzate dei condili del ginocchio sono state eseguite con il paziente in posizione supina sul tavolo di scansione. Nei condili tibiali, tre regioni quadrate di interesse sono state marcate sulla vista frontale (Figura 3). Una linea che si estende ai bordi laterali e mediali della tibia prossimale è stata divisa in tre lunghezze uguali, e le regioni di interesse (ROI) sono state segnate sotto. Così, sono state calcolate tre BMD del condilo tibiale per la tibia. Inoltre, le BMD del condilo femorale mediale e laterale nelle regioni di interesse quadrate della stessa dimensione sono state calcolate con gli stessi metodi.
(a)(a)
(b)(b)
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Un esempio delle aree di misurazione della densità minerale ossea dei condili del ginocchio.
Le BMD del condilo femorale e del piatto tibiale erano inferiori sul lato affetto rispetto al lato sano (Tabella 1), dimostrando che la BMD dell’articolazione del ginocchio affetto era inferiore a quella dell’articolazione del ginocchio non affetto.
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È stata eseguita un’artroplastica unilaterale del ginocchio. Sono stati esaminati i cambiamenti patologici della componente femorale, l’area osteonecrotica sospetta. All’esame patologico, lo strato cartilagineo superficiale era intatto, e c’erano alcune aree riparate dopo la frattura dell’osso subcondrale con l’accompagnamento della migrazione del tessuto fibroso (Figura 4(a)). L’osso subcondrale adiacente all’area collassata mostrava un assottigliamento dell’osso trabecolare e una minore connettività trabecolare (Figura 4(b)).
(a)(a)
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(a)(a)
(b)
Potomicrografie del condilo femorale ottenuto dal sito chirurgico nel caso 1. Un campione ottenuto dall’area centrale della lesione mostra una cartilagine articolare meno distruttiva, la guarigione dell’osso subcondrale e la migrazione del tessuto fibroso nell’area subcondrale (a). Un campione proveniente dall’area circostante la lesione mostra cartilagine articolare normale, assottigliamento dell’osso trabecolare e minore connettività trabecolare, suggerendo un’osteoporosi dell’area subcondrale (b). Macchia di ematossilina ed eosina. Ingrandimento originale ×40.
2.2. Caso 2
Una donna di 70 anni è stata diagnosticata con osteoartrite del ginocchio sinistro un anno prima. Ha ricevuto una terapia fisica, ma ha lamentato un dolore acuto improvviso. L’esame fisico ha rivelato tenerezza dell’articolazione mediale del ginocchio e nessun versamento, e le radiografie semplici hanno dimostrato cambiamenti degenerativi, che implicano il grado 2 di Kellgren-Lawrence (Figura 5). L’angolo femorotibiale era di 178° in piedi. I risultati di laboratorio erano nei limiti della norma. La BMD del femore prossimale era del 67%, indicando osteoporosi. La risonanza magnetica ha mostrato cambiamenti di intensità simili a quelli del caso 1 (figure 6(a) e 6(b)).
La radiografia preoperatoria del caso 2 mostra lievi cambiamenti degenerativi, suggerendo il grado 2 di Kellgren-Lawrence.
(a)
(b)
(a)
Risonanza magnetica preoperatoria del ginocchio colpito nel caso 2. L’immagine T1 pesata mostra una bassa intensità di segnale sul condilo femorale mediale e sul plateau tibiale (a). L’immagine T2 pesata mostra un’alta intensità nell’area centrale della lesione femorale e nell’area circostante a bassa intensità (b).
Le BMD del condilo femorale e del piatto tibiale sono state misurate con la tecnica sopra menzionata, e le BMD erano più basse sul lato affetto che sul lato sano (Tabella 1).
Questo paziente è stato anche sottoposto ad artroplastica unilaterale del ginocchio. I risultati patologici del condilo femorale di questo caso erano coerenti con quelli del caso 1. Nessuna prova istologica di osteonecrosi è stata vista, ma sono stati osservati collasso dell’osso subcondrale guarito e osteoporosi.
All’ultimo follow-up postoperatorio a 2 anni, entrambi i pazienti non avevano lamentele di dolore al ginocchio, e gli esami radiografici non hanno mostrato risultati anormali.
3. Discussione
Al momento, molti percepiscono una forte relazione tra BMD e osteoartrite del ginocchio, mentre altri li considerano come distinti. I rapporti di ricerca finora sono stati contrastanti e inconcludenti. Alcuni rapporti hanno dimostrato che il rischio di osteoartrite aumenta in proporzione all’aumento della BMD della colonna lombare. Al contrario, altri rapporti hanno mostrato che il rischio di osteoartrite aumenta in proporzione alla diminuzione della BMD del collo del femore. Il primo ha sostenuto che l’alta BMD ha sovraccaricato la superficie dell’articolazione del ginocchio, causando danni alla cartilagine articolare che induce il restringimento dello spazio articolare come se fosse una grave degenerazione. Il secondo ha suggerito che l’osso subcondrale dei pazienti osteoporotici è stato esposto a stress meccanico diretto attraverso la cartilagine articolare, causando il cambiamento dell’osso spugnoso che circonda l’osso subcondrale, implicando microfratture e osteonecrosi e portando alla promozione della deformità valgo del ginocchio, come attraverso la decompressione della superficie articolare . Inoltre, si pensa anche che SONK sia un’unione difettosa dell’osso dovuta al cambiamento ischemico. Se queste teorie siano corrette rimane poco chiaro.
Anche se un chiaro consenso deve ancora essere raggiunto, i casi presenti avevano BMD basse e potrebbero aver avuto microfratture. Pertanto, l’attenzione dei nostri casi si è concentrata sulla bassa BMD e sui risultati radiologici e patologici. Questi due casi sono stati diagnosticati come osteonecrosi del condilo femorale mediale sulla base dell’imaging preoperatorio e dei risultati clinici. Tuttavia, i risultati istologici dei campioni chirurgici hanno rivelato che queste lesioni erano collasso dell’osso subcondrale nel condilo femorale mediale causato da grave osteoporosi e le lesioni erano istologicamente guarite con irregolarità della superficie articolare. Ciò significa che la fragilità dell’osso subcondrale nel condilo femorale mediale potrebbe avere una stretta relazione con la diagnosi per immagini di SONK.
Karvonen et al. hanno suggerito che la BMD dell’osso subcondrale nell’osteoartrite di medio grado del ginocchio è inferiore a quella della superficie articolare circostante nelle ginocchia osteoartritiche, il che implica che l’area dell’osso subcondrale nella fase iniziale dell’osteoartrite del ginocchio è fragile con lo stress meccanico, come il portare il peso. Inoltre, Goerres et al. hanno notato che l’osteoartrite del ginocchio potrebbe portare al rilevamento di SONK, che significa necrosi ossea idiopatica su MRI nelle fasi 1-2 di Kellgren-Lawrence. Kesemenli et al. hanno notato che SONK è considerato come una microfrattura. Karachalios et al. hanno anche notato che l’osso subcondrale dell’articolazione osteoporotica può portare alla fragilità dell’osso, causando microfratture ripetute, e il suo accumulo porta infine all’osteonecrosi.
Considerando questi risultati e le teorie, si presume che l’osteoartrite del ginocchio con insorgenza improvvisa era dovuta al collasso dell’osso subcondrale con perdita di BMD. Anche se ci sono stati alcuni rapporti secondo cui l’osteonecrosi era la causa dell’osteoartrite alla luce dei risultati radiologici, di fatto, potrebbero esistere casi di osteoartrite locale progressiva che sono stati causati dalla frattura dell’osso subcondrale a causa dell’osteoporosi.
In altre parole, i pazienti osteoporotici che lamentano dolore al ginocchio potrebbero sviluppare microfratture del condilo femorale mediale che contribuiscono alla SONK. Pertanto, è importante che i chirurghi ortopedici facciano uno screening delle fasi iniziali della SONK e che la trattino in modo appropriato il prima possibile. Presumibilmente, ci dovrebbero essere casi di SONK all’esame radiologico che non mostrano lesioni necrotiche all’esame istologico.
In sintesi, sono stati descritti due pazienti osteoporotici che avevano una bassa BMD del condilo femorale e del piatto tibiale e una diagnosi preoperatoria di SONK. Sono stati sottoposti a intervento chirurgico e i campioni chirurgici hanno mostrato la guarigione del collasso dell’osso subcondrale e un’osteoporosi significativa. I dati di BMD delle ginocchia colpite e gli esami istologici dopo l’intervento hanno fortemente sostenuto l’opinione che la perdita ossea locale aveva qualche relazione con la diagnosi di imaging di SONK.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano che non c’è conflitto di interessi riguardo alla pubblicazione di questo articolo.