Abstrakt
Wycinki kolan dwóch pacjentów z osteoporozą, u których wykonano jednostronną artroplastykę stawu kolanowego z powodu podejrzenia osteonekrozy stawu kolanowego, zostały zbadane histologicznie. Przedoperacyjne wyniki badań rezonansu magnetycznego u obu pacjentów były zgodne z rozpoznaniem osteonekrozy kłykci przyśrodkowych kości udowej, chociaż zwykłe zdjęcia rentgenowskie wykazały minimalne zmiany zwyrodnieniowe. U obu pacjentów przedoperacyjne gęstości mineralne kości kłykci udowych i bliższej kości piszczelowej po stronie dotkniętej chorobą były niższe niż po stronie nie dotkniętej chorobą. Badanie patologiczne resekowanych kłykci kości udowej i bliższej kości piszczelowej wykazało prawie nienaruszoną chrząstkę stawową, wygojenie zapadniętej kości podchrzęstnej i znaczny ubytek kości trabekularnej. Histologicznie nie zaobserwowano dowodów osteonekrozy, w tym pustych ubytków kości beleczkowej. Wyniki te wskazują, że zapadanie się kości podchrzęstnej spowodowane osteoporozą, ale nie osteonekrozą, zapoczątkowało zmiany zwyrodnieniowe w dotkniętym chorobą kolanie. Raport ten podkreśla, że mogą istnieć przypadki postępującej miejscowej choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego spowodowanej pęknięciem kości podchrzęstnej z powodu osteoporozy.
1. Wstęp
Istnieje wiele teorii na temat przyczyny choroby zwyrodnieniowej stawów. Ponieważ jednak istnieją dwa główne doniesienia na temat związku między osteoporozą a chorobą zwyrodnieniową stawów, pozostaje on kontrowersyjny. Pierwsze z nich mówi, że zmniejszona gęstość mineralna kości (BMD) kości podchrzęstnej jest obserwowana we wczesnym stadium choroby zwyrodnieniowej stawów, chociaż stwardnienie kości podchrzęstnej i wyższa BMD są widoczne radiologicznie, co może rzeczywiście przewidywać rozwój ubytku chrząstki. Po drugie, kobiety z wysokim BMD mają wysoką częstość występowania choroby zwyrodnieniowej stawów, podczas gdy progresja choroby zwyrodnieniowej stawów jest stosunkowo wolna w porównaniu z tą obserwowaną w przypadku niskiego BMD. Ponadto, istnieje wiele teorii w odniesieniu do następującej niezgodności: ryzyko choroby zwyrodnieniowej stawów rośnie proporcjonalnie do wzrostu BMD, podczas gdy zmniejsza się wraz z akumulacją BMD. Chociaż istnieje wiele wieloczynnikowych patogenów spontanicznej osteonekrozy kolana (SONK), jedna z teorii postulowała, że SONK jest wywołana przez złamanie podchrzęstnej niewydolności, które może być związane z osteoporozą, a częstość występowania zakładano na około 10% w chorobie zwyrodnieniowej stawu kolanowego w początkowej fazie, zwłaszcza w połączeniu z SONK. W niniejszej pracy przedstawiamy dwa przypadki choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego, u których początkowo rozpoznano SONK. Na podstawie naszych doświadczeń z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego i badania patologicznego, wydaje się, że nasze przypadki są niezgodne z hipotezą, że niska BMD jest czynnikiem ryzyka w przypadku mikrozłamań, które mogą prowadzić do trwałej osteonekrozy. W istocie, przedstawione przypadki sugerują, że początkowa radiologiczna faza SONK może być uleczalna, ale wynikająca z niej nieregularność powierzchni stawowych wywołała chorobę zwyrodnieniową stawów.
2. Opis przypadku
2.1. Przypadek 1
73-letnia kobieta skarżyła się na ból lewego kolana bez wywiadu dotyczącego urazu lub jakichkolwiek zaburzeń ogólnoustrojowych, które mogłyby być przyczyną bólu stawu. W badaniu fizykalnym stwierdzono tkliwość w stawie kolanowym przyśrodkowym. Ponadto w badaniu radiologicznym nie stwierdzono zmian zwyrodnieniowych, sugerując 1 stopień zaawansowania choroby Kellgrena-Lawrence’a (ryc. 1). Kąt udowo-piszczelowy w pozycji stojącej wynosił 173°. Wyniki badań laboratoryjnych były w granicach normy. Wykonano pomiar powierzchniowej BMD w bliższym odcinku kości udowej za pomocą absorpcjometrii promieniowania rentgenowskiego o podwójnej energii (DXA) (Hologic QDR Discovery W type, Toyo Medic., Tokio, Japonia) i zasugerowano rozpoznanie osteoporozy, ze wskaźnikiem T-score wynoszącym 59%. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) wykazało niską intensywność sygnału w obrazowaniu T1-zależnym (Figura 2(a)), podczas gdy intensywność była wysoka w centrum i niska w otaczającym obszarze kłykcia przyśrodkowego kości udowej w obrazowaniu T2-zależnym, sugerując osteonekrozę (Figura 2(b)).
Przypadek 1. Przedoperacyjne zdjęcie radiologiczne nie wykazuje zmian zwyrodnieniowych, sugerując stopień 1 w skali Kellgrena-Lawrence’a.
(a)
(b)
(b)
(a)
(b)
Przypadek 1. Przedoperacyjne obrazy rezonansu magnetycznego chorego kolana. Obraz T1-ważony wykazuje niską intensywność sygnału kłykcia przyśrodkowego kości udowej i plateau kości piszczelowej (a). Obraz T2-ważony pokazuje wysoką intensywność w centralnym obszarze zmiany w kości udowej i otaczającym obszarze o niskiej intensywności (b).
Aby zbadać przyczynę związku między osteoporozą a chorobą zwyrodnieniową stawów, wykonano dalsze badania przy użyciu DXA kłykcia kości udowej i proksymalnej części kości piszczelowej. Zlokalizowane pomiary BMD kłykci kolanowych wykonywano u pacjenta w pozycji leżącej na stole skaningowym. W kłykciach kości piszczelowej, w widoku od przodu, zaznaczono trzy kwadratowe obszary zainteresowania (Ryc. 3). Linia rozciągająca się do bocznych i przyśrodkowych krawędzi bliższej nasady kości piszczelowej została podzielona na trzy równe długości, a pod nią zaznaczono regiony zainteresowania (ROI). W ten sposób obliczono trzy BMD kłykci piszczelowych dla kości piszczelowej. Ponadto, przy użyciu tych samych metod obliczono również BMD kłykcia przyśrodkowego i bocznego kości udowej w kwadratowych regionach zainteresowania o tej samej wielkości.
(a)
(b)
(a)
(b)
Przykładowe obszary pomiarowe gęstości mineralnej kości kłykci kolanowych.
BMD kłykci kości udowej i plateau kości piszczelowej były niższe po stronie dotkniętej chorobą niż po stronie zdrowej (Tabela 1), co wskazuje, że BMD stawu kolanowego dotkniętego chorobą było niższe niż stawu kolanowego nie dotkniętego chorobą.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Wykonano jednostronną artroplastykę stawu kolanowego. Zbadano zmiany patologiczne komponentu udowego, podejrzanego obszaru osteonekrotycznego. W badaniu patologicznym powierzchowna warstwa chrząstki była nienaruszona, a w niektórych miejscach po złamaniu kości podchrzęstnej znajdowały się naprawione obszary z towarzyszącą migracją tkanki włóknistej (Ryc. 4(a)). Kość podchrzęstna przylegająca do obszaru zapadniętego wykazywała ścieńczenie kości beleczkowej i mniejszą łączność beleczkową (Rycina 4(b)).
(a)
(b)
(a)
(b)
Fotomikrografy kłykcia kości udowej uzyskane z miejsca operacyjnego w Przypadku 1. Próbka uzyskana z centralnego obszaru zmiany wykazuje mniejszą destrukcję chrząstki stawowej, gojenie kości podchrzęstnej i migrację tkanki włóknistej do obszaru podchrzęstnego (a). Próbka z obszaru otaczającego zmianę wykazuje prawidłową chrząstkę stawową, ścieńczenie kości beleczkowej i mniejszą łączność beleczkową, co sugeruje osteoporozę obszaru podchrzęstnego (b). Barwienie hematoksyliną i eozyną. Oryginalne powiększenie ×40.
2.2. Przypadek 2
U 70-letniej kobiety rok wcześniej rozpoznano chorobę zwyrodnieniową stawu kolanowego lewego. Była poddawana fizykoterapii, ale skarżyła się na nagły, ostry ból. Badanie fizykalne wykazało tkliwość przyśrodkowej części stawu kolanowego, bez wysięku, a zdjęcie radiologiczne wykazało zmiany zwyrodnieniowe, co sugerowało stopień 2 w skali Kellgrena-Lawrence’a (Ryc. 5). Kąt udowo-piszczelowy w pozycji stojącej wynosił 178°. Wyniki badań laboratoryjnych były w granicach normy. BMD bliższego końca kości udowej wynosiła 67%, co wskazuje na osteoporozę. MRI wykazał zmiany intensywności podobne do tych w przypadku 1 (ryc. 6(a) i 6(b)).
Przedoperacyjny prosty radiogram przypadku 2 wykazuje niewielkie zmiany zwyrodnieniowe, sugerujące stopień 2 w skali Kellgrena-Lawrence’a.
(a)
(b)
(b)
Przypadek 2.
(a)(a)
(b)
Przedoperacyjne obrazy rezonansu magnetycznego chorego kolana w Przypadku 2. Obraz T1-ważony wykazuje niską intensywność sygnału na kłykciu przyśrodkowym kości udowej i plateau kości piszczelowej (a). Obraz T2-zależny pokazuje wysoką intensywność w centralnym obszarze zmiany udowej i otaczającym obszarze o niskiej intensywności (b).
BMD kłykcia udowego i plateau kości piszczelowej zostały zmierzone przy użyciu wyżej wymienionej techniki, a BMD były niższe po stronie dotkniętej chorobą niż po stronie zdrowej (Tabela 1).
Ten pacjent przeszedł również jednostronną artroplastykę kolana. Wyniki badań patologicznych kłykcia kości udowej w tym przypadku były zgodne z wynikami z przypadku 1. Nie zaobserwowano histologicznych dowodów osteonekrozy, ale zaobserwowano wygojone zapadanie się kości podchrzęstnej i osteoporozę.
Podczas ostatniej kontroli pooperacyjnej, po 2 latach, obaj pacjenci nie skarżyli się na ból kolana, a badania radiograficzne nie wykazały żadnych nieprawidłowości.
3. Dyskusja
W chwili obecnej wielu dostrzega silny związek pomiędzy BMD a chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego, podczas gdy inni uważają je za odrębne. Dotychczasowe doniesienia badawcze są sprzeczne i niejednoznaczne. Niektóre z nich wykazały, że ryzyko wystąpienia choroby zwyrodnieniowej kolan wzrasta proporcjonalnie do wzrostu BMD kręgosłupa lędźwiowego. I odwrotnie, inne doniesienia wykazały, że ryzyko choroby zwyrodnieniowej stawów wzrasta proporcjonalnie do spadku BMD szyjki kości udowej. Pierwsza z nich postulowała, że wysoka BMD przeciąża powierzchnię stawową kolana, powodując uszkodzenie chrząstki stawowej, które wywołuje zwężenie przestrzeni stawowej jak w przypadku ciężkiego zwyrodnienia. Drudzy sugerowali, że kość podchrzęstna pacjentów z osteoporozą jest narażona na bezpośrednie naprężenia mechaniczne poprzez chrząstkę stawową, powodując zmiany w kości komórkowej otaczającej kość podchrzęstną, sugerując mikrozłamania i osteonekrozę oraz prowadząc do promowania deformacji koślawej kolana, np. poprzez dekompresję powierzchni stawowej . Ponadto uważa się również, że SONK jest wadliwym zjednoczeniem kości w wyniku zmian niedokrwiennych. Mimo, że nie osiągnięto jeszcze jednoznacznego konsensusu w tej sprawie, obecne przypadki miały niskie BMD i mogły mieć mikrozłamania. Dlatego w naszych przypadkach skupiliśmy się na niskim BMD oraz wynikach radiologicznych i patologicznych. Te dwa przypadki zostały zdiagnozowane jako osteonekroza kłykcia przyśrodkowego kości udowej na podstawie przedoperacyjnych badań obrazowych i wyników klinicznych. Jednak wyniki badań histologicznych próbek operacyjnych wykazały, że zmiany te były podchrzęstnym zapadnięciem kości w kłykciu przyśrodkowym kości udowej spowodowanym ciężką osteoporozą, a zmiany były histologicznie wygojone z nieregularnością powierzchni stawowej. Oznacza to, że kruchość kości podchrzęstnej w kłykciu przyśrodkowym kości udowej może mieć ścisły związek z diagnostyką obrazową SONK.
Karvonen i wsp. zasugerowali, że BMD kości podchrzęstnej w chorobie zwyrodnieniowej stawu kolanowego średniego stopnia jest niższa niż BMD otaczającej powierzchni stawowej w kolanach z chorobą zwyrodnieniową, co sugeruje, że obszar kości podchrzęstnej w początkowej fazie choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego jest kruchy przy obciążeniu mechanicznym, takim jak noszenie ciężaru ciała. Ponadto Goerres i wsp. zauważyli, że choroba zwyrodnieniowa stawu kolanowego może prowadzić do wykrycia SONK, czyli idiopatycznej martwicy kości w badaniu MRI w stadiach 1-2 wg Kellgrena-Lawrence’a. Kesemenli i wsp. zauważyli, że SONK jest traktowany jako mikrozłamanie. Karachalios i wsp. zauważyli również, że osteoporotyczna kość podchrzęstna stawu może prowadzić do kruchości kości, powodując powtarzające się mikrozłamania, a jej nagromadzenie w końcu prowadzi do osteonekrozy.
Rozważając te wyniki i teorie, zakładamy, że choroba zwyrodnieniowa stawu kolanowego o nagłym początku była spowodowana zapadaniem się kości podchrzęstnej z utratą BMD. Chociaż w świetle wyników badań radiologicznych istnieją doniesienia, że przyczyną choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego była osteonekroza, w rzeczywistości mogą istnieć przypadki postępującej miejscowej choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego, która była spowodowana złamaniem kości podchrzęstnej z powodu osteoporozy.
Innymi słowy, u pacjentów z osteoporozą, którzy skarżą się na ból kolana, mogą wystąpić mikrozłamania kłykcia przyśrodkowego kości udowej, które przyczyniają się do powstania SONK. Dlatego ważne jest, aby chirurdzy ortopedzi prowadzili badania przesiewowe w kierunku początkowych faz SONK i jak najszybciej podjęli odpowiednie leczenie. Przypuszczalnie powinny istnieć przypadki SONK w badaniu radiologicznym, które nie wykazują zmian martwiczych w badaniu histologicznym.
W podsumowaniu opisano dwóch pacjentów z osteoporozą, u których stwierdzono niską BMD kłykcia kości udowej i plateau kości piszczelowej oraz przedoperacyjne rozpoznanie SONK. Poddano ich leczeniu operacyjnemu, a w preparatach operacyjnych stwierdzono wygojone zapadanie się kości podchrzęstnej i znaczną osteoporozę. Dane BMD chorych kolan i badania histologiczne po operacji zdecydowanie potwierdziły pogląd, że miejscowa utrata kości ma pewien związek z obrazowym rozpoznaniem SONK.
Konflikt interesów
Autorzy deklarują brak konfliktu interesów w związku z publikacją tej pracy.
Autorzy deklarują brak konfliktu interesów w związku z publikacją tej pracy.