Röntgendiagnose der Arthrose der Kniegelenke (Gonarthrose)

Kniegelenke gehören aufgrund ihrer strukturellen Komplexität und ihres großen Bewegungsumfangs zu den Gelenken, die radiologisch am schwierigsten zu untersuchen sind. Eine Gonarthrose kann nur in einem bestimmten Gelenkabschnitt lokalisiert werden, was die Diagnose von Gelenkveränderungen bei einer Arthrose der Kniegelenke (Gonarthrose) zusätzlich erschwert.

Die anatomischen und biomechanischen Merkmale des Kniegelenks deuten zunächst auf eine signifikante Häufigkeit von Schäden nicht nur an Knochenstrukturen, sondern auch am Band-Meniskus-Komplex (LMC) hin. Der hohe Prozentsatz primärer Diagnosefehler bei der Analyse von Röntgenbildern lässt sich daher dadurch erklären, dass das Hauptaugenmerk ausschließlich auf Veränderungen der Knochenstrukturen gerichtet ist. Zahlreiche Funktionstests und Positionen ermöglichen es uns, das Vorhandensein einer Schädigung des LMC während der Röntgenaufnahme zu analysieren und anhand bestimmter Anzeichen mit hoher Wahrscheinlichkeit anzunehmen. Unter Berücksichtigung der festgestellten Veränderungen kann die Röntgenuntersuchung durch andere Visualisierungsmethoden – Ultraschall, MRT usw. – ergänzt werden.

Die Hauptregel bei der Röntgenuntersuchung des Kniegelenks ist die Polyposition.

Zu den Standardprojektionen in der Kniegelenkradiographie gehören direkte (anteroposteriore) und laterale Projektionen. Bei Bedarf werden sie durch rechts- oder linksschräge sowie axiale und andere Projektionen ergänzt.

Die Effektivität der Röntgendiagnostik von Kniegelenksverletzungen hängt maßgeblich von der Qualität der Röntgenbilder ab.

Bei der direkten Projektion weisen die inneren und äußeren Konturen des Gelenkspalts eine unterschiedliche Krümmung und Ausrichtung auf, weshalb sie nicht als ideale einzelne Linie auf demselben Bild dargestellt werden können. Der innere Teil ist besser zu sehen, wenn der zentrale Röntgenstrahl senkrecht zur Tischoberfläche steht, und der äußere Teil – bei einer kaudokranialen Verschiebung des Strahls um 5 – 7°. Je nach Interessenbereich wird ein Kompromiss erzielt. Die Rotationsachse des Knies verläuft durch die mediale Region des Gelenks, die daher häufiger Veränderungen unterliegt als die äußere. Deshalb ist bei der Aufnahme eines Kniebildes in einer direkten Projektion die Position zu bevorzugen, wenn sich das Gelenk in einem Zustand maximaler Streckung befindet, der zentrale Strahl senkrecht zum Untersuchungsobjekt steht und sein Mittelpunkt auf dem leicht nach innen verschobenen Mittelpunkt des Knies liegt.

Qualitätskriterien für Röntgenaufnahmen

In direkter Projektion	Symmetrie der axialen Seiten beider Kondylen des Femurs Die Lage der Tuberculum intercondylaris im Zentrum der Fossa intercondylaris Teilweise Verdeckung des Wadenbeinkopfes durch die Metaepiphyse der Tibia (ca. 1/3 seiner Querausdehnung) Überlagerung der Patellakonturen auf dem zentralen Bereich der Femurmetaphyse
In seitlicher Projektion	Möglichkeit zur Untersuchung des PFO-Gelenks und der Tibiatuberositas
In allen Projektionen	Lage des Gelenkspalts in der Mitte des Röntgenbildes Klares Bild der schwammartigen Knochenstruktur

Das in der Position der maximalen Kniestreckung aufgenommene Bild stellt die standardmäßige anterior-posteriore Projektion dar. Es ermöglicht die Untersuchung des vorderen Teils des Röntgengelenkspalts.

Mittels direkter Aufnahmen bei einer Beugung des Knies um 30° (Schuss-Stellung) bzw. 45° (Fick-Stellung) wird der Zustand der hinteren Gelenkspaltabschnitte beurteilt, in deren Höhe sich am häufigsten Schädigungen der subchondralen Knochenanteile (Osteonekrose) und Knorpelstrukturen (Osteochondritis) zeigen.

Diese Positionen eignen sich gut zum Studium des Interkondylärraums, der in dieser Position maximal zugänglich ist, und ermöglichen außerdem das Aufspüren von freien Fremdkörpern in der Gelenkhöhle, die durch eine Schädigung des Gelenkknorpels entstanden sind.

Eine direkte Projektionsaufnahme des Kniegelenks kann im Liegen oder Stehen des Patienten durchgeführt werden. Bei mechanischer Pathologie und Verdacht auf eine Schädigung des Bandapparates empfiehlt sich eine Röntgenaufnahme im Stehen, sowohl unter Belastung als auch im entspannten Zustand, um den Gelenkspalt und die Gelenkachse zu untersuchen.

Eine Röntgenuntersuchung des Kniegelenks in direkter Projektion wird zwingend durch eine Aufnahme in seitlicher Projektion ergänzt.

Bei der lateralen Röntgenaufnahme verläuft der Zentralstrahl mit einer Neigung von 10° nach kaudokranial entlang des Gelenkspalts. Dabei überlappen sich die Ränder der Femurkondylen, und ihre Gelenkflächen sind im hinteren unteren Bereich verschoben. Dadurch lassen sich ihre Konturen deutlich erkennen und der Zustand des PFO des Gelenks beurteilen.

Eine laterale Aufnahme des Kniegelenks erfolgt entweder in Seitenlage mit völlig entspanntem Gelenk oder im Stehen ohne Belastung des zu untersuchenden Gelenks. Eine leichte Kniebeugung (30° oder 15°) ermöglicht die Beurteilung des Zustands des PFO des Gelenks. Die Beugung dient der Visualisierung der Patella im Moment ihres Eintritts in die Interkondylärregion.

Durch die Durchführung einer Röntgenaufnahme in seitlicher Projektion können wir eine vorübergehende Instabilität (Verzögerung beim Eintritt der Patella in die Fossa intercondylaris) erkennen, die bei einer Beugung von 30° verschwinden kann oder auf einem axialen Bild nicht erkennbar ist, wenn die Mindestbeugung 30° beträgt. Darüber hinaus können wir die Höhe der Patella und den Zustand ihrer Gelenkfläche beurteilen.

Die verschiedenen Bereiche der Kniegelenkfläche im lateralen Bild weisen charakteristische Merkmale auf. Diese Unterschiede hängen mit den funktionellen Merkmalen der einzelnen Bereiche zusammen. Die Form der Femurkondylen ist ein Spiegelbild des vorderen Teils der entsprechenden Tibiaplatte, mit der bei extremer Kniestreckung Kontakt hergestellt wird.

Bei einer vorübergehenden Patellainstabilität oder dem Verdacht auf eine Kreuzbandverletzung sind zusätzliche Belastungstests erforderlich.

Das seitliche Bild ist besonders wichtig für die Untersuchung des PFO-Gelenks.

Zur Beurteilung der Patellatopographie werden verschiedene Messkoeffizienten herangezogen, von denen der Cato-Index der gebräuchlichste ist. Zur Ermittlung dieses Indexes ist eine Aufnahme des Kniegelenks in einer Beugung von 30° erforderlich.

Der Cato-Index ist das Verhältnis des Abstands von der Unterkante der Kniescheibe zum vorderen oberen Tibiawinkel (a) zur Länge der Gelenkfläche der Kniescheibe (b). Normalerweise beträgt dieses Verhältnis 1,0 ± 0,3.

Eine zu hohe Position der Patella (Patella alta) führt zu einem verzögerten Einführen in die Trochleaöffnung, was eine patellofemorale Instabilität verursachen kann. Zur Diagnose einer solchen Instabilität wird der Patellaindex verwendet.

Auf dem lateralen Bild weist das Patellaprofil zwei hintere Linien auf, von denen eine dem Patellakamm und die andere, dichtere, seinem äußeren Rand entspricht. Der Abstand zwischen diesen beiden Linien (aa) ist der Patellaindex (normalerweise 5 mm). Werte <2 mm weisen auf eine Instabilität hin, die jedoch vorübergehend sein kann und bei einer Beugung über 15–30° verschwindet.

Der Trochlea-Index wird vom Boden der Fossa intercondylaris bis zur Gelenkfläche der Patella, genauer gesagt bis zu ihrem Kamm, gemessen und in einem Abstand von 1 cm vom oberen Rand der Interkondylärfläche bestimmt, was der Einführungszone der Patella zu Beginn der Beugung entspricht. Normalerweise sollte er 1 cm betragen. Werte < 1 cm weisen auf eine Patelladysplasie hin, die oft mit einer Unterentwicklung der Gelenkfläche der Patella einhergeht. Bei hohen Indexwerten sollte man an eine übermäßige Tiefe der Fossa intercondylaris denken, die das Risiko einer Patellachondropathie erhöht.

Eine gewisse Rolle bei der Diagnose von Kniegelenksverletzungen kommt den patellofemoralen axialen Projektionen zu.

Eine Röntgenaufnahme bei 30° Beugung ist am aussagekräftigsten für die Untersuchung des Gelenkspalts des PFO. Bei geringerer Beugung ist die Dicke der vom Strahl durchdrungenen Weichteile groß, was die Bildqualität negativ beeinflusst. Diese axiale Projektion unterscheidet sich von anderen mit großem Beugewinkel in der Darstellung der Ränder der Trochlearinne. Der innere Rand der Fossa intercondylaris ist sehr kurz, die inneren und äußeren Ränder wirken kantig und deutlich schärfer als im unteren und mittleren Abschnitt der Trochlea. Der äußere Teil des PFO des Gelenks ist größeren Belastungen ausgesetzt als der innere. Deshalb ist der subchondrale Knochen im äußeren Bereich dichter und die Knochentrabekel sind nach außen gerichtet.

Eine axiale Aufnahme bei 30° eignet sich am besten zum Erkennen einer Patellainstabilität (äußere vorübergehende Subluxationen der Patella treten nur ganz am Anfang der Beugung auf) und einer frühen Osteoarthrose des lateralen PFO-Gelenks.

Traditionell wird die Klassifikation von I. Kellgren und I. Lawrence (1957), die 1982 von M. Lequesne verbessert wurde, zur Bestimmung des radiologischen Stadiums der Kniearthrose verwendet. Sie basiert auf der Beurteilung des Ausmaßes der Verengung des radiologischen Gelenkspalts, der subchondralen Osteosklerose und der Größe marginaler Knochenwucherungen; sie unterscheidet vier Stadien.

Stadien der Osteoarthritis (nach Kellgren I. und Lawrence L, 1957)

• 0 – Keine radiologischen Anzeichen
• Ich - Zweifelhaft
• II - Mindestens
• III - Durchschnitt
• IV - Ausgedrückt

Trotz der gewissen Konventionalität dieser radiologischen Stadieneinteilung der Osteoarthrose wird diese Methode in der modernen Radiologie unter bestimmten Voraussetzungen erfolgreich eingesetzt. Insbesondere zur rechtzeitigen Erkennung einer Gonarthrose ist es notwendig, das Gelenk in drei Projektionen zu untersuchen: anterior, lateral und axial. Dies ermöglicht die Beurteilung der medialen, lateralen, PFO- und TFO-Ebene des Gelenks.

Zur genaueren Beurteilung radiologischer Veränderungen bei Osteoarthritis schlug A. Larsen (1987) eine komplexere Technik vor, die eine quantitative Beurteilung des Schweregrads der Osteoarthritis ermöglicht.

Kriterien für Osteoarthritis (Larsen A., 1987)

• 0 – Keine radiologischen Anzeichen
• I - Verengung des röntgenologischen Gelenkspalts um weniger als 50 %
• II - Verengung des röntgenologischen Gelenkspalts um mehr als 50 %
• III - Schwache Remodulation
• IV - Durchschnittliche Remodulation
• V - Ausgedrückte Remodulation

Frühe radiologische Zeichen (entsprechen den Stadien I-II der Arthrose nach Kellgren):

• Dehnen und Schärfen der Ränder der Eminentia intercondylaris der Tibia (an der Befestigungsstelle des Kreuzbandes);
• leichte Verengung des Gelenkspalts (normalerweise im medialen Teil des Gelenks);
• Schärfung der Kanten der Gelenkflächen der Kondylen von Femur und Tibia, häufiger im medialen Teil des Gelenks (verbunden mit einer stärkeren Belastung dieses Teils des Gelenks), insbesondere bei Vorliegen einer Varusdeformität; seltener - im lateralen Teil oder gleichzeitig in beiden Hälften der Gelenkfläche.

Radiologische Zeichen des Fortschreitens einer Arthrose der Kniegelenke (entsprechen dem Stadium III-IV der Arthrose nach Kellgren):

• Zunahme der Verengung des röntgenologischen Gelenkspalts;
• Entwicklung einer subchondralen Osteosklerose im am stärksten belasteten Teil des Gelenks;
• das Auftreten mehrerer großer Osteophyten an den seitlichen, vorderen und hinteren Rändern der Gelenkflächen;
• subchondrale Zysten (selten gefunden);
• sekundäre Synovitis mit Entwicklung einer subpatellaren oder poplitealen Baker-Zyste;
• Abflachung und Unebenheit der Gelenkflächen von Femur und Tibia, Verlust ihrer anatomischen und funktionellen Differenzierung;
• polyedrische unregelmäßige Form des Sesambeins (Fabella);
• es ist möglich, verkalkte Chondrome nachzuweisen;
• Die Entwicklung einer aseptischen Nekrose der Knochenkondylen ist möglich (selten).

Häufig äußert sich eine Arthrose der Kniegelenke in Form einer Arthrose

PFO (fast immer extern, manchmal extern und intern, selten nur intern).

Eine externe Osteoarthrose des Kniegelenks manifestiert sich normalerweise zu Beginn ihrer Entwicklung auf Höhe des oberen Knorpelsektors der Interkondylärfurche und des unteren Knorpelsektors der Patella, entsprechend dem Teil des Kniegelenks, der in dieser Projektion visualisiert wird. Die größte Belastung der subchondralen Knochenabschnitte wird gleich zu Beginn der Kniebeugung festgestellt, wenn die Patella beginnt, in die Interkondylärfossa einzudringen. Daher sind Veränderungen der PFO des Gelenks recht häufig, werden aber in der Regel selten rechtzeitig diagnostiziert. Der Hauptgrund für die verspätete Diagnose ist, dass radiologische Axialprojektionen in der Praxis nicht ausreichend genutzt werden. Daher muss die direkte Röntgenaufnahme der Kniegelenke durch eine gezielte Aufnahme der Patella in der lateralen oder axialen Projektion ergänzt werden.

Zu den radiologischen Anzeichen einer Arthrose des Kniegelenks in lateralen und axialen Projektionen gehören:

• Verengung des Röntgenraums zwischen Kniescheibe und Oberschenkelknochen;
• OF auf den hinteren Winkeln der Patella und der Femurkondylen;
• subchondrale Osteosklerose der Patella;
• einzelne subchondrale Zysten mit sklerotischem Rand. Es ist zu beachten, dass radiologisch drei Stadien der Arthrose unterschieden werden

Subchondrale Osteokondensation und ein verstärktes trabekuläres Muster am äußeren Rand der Patella, der den größten äußeren Belastungen ausgesetzt ist („Hyperdrucksyndrom“), entsprechen einer Arthrose im Stadium I. Im Stadium II liegt eine Verletzung (lokale Verengung) des Gelenkspalts vor, auch wenn keine Anzeichen einer Patellasubluxation vorliegen. Eine Arthrose im Stadium III des Kniegelenks ist gekennzeichnet durch ein fast vollständiges Verschwinden des röntgenologisch sichtbaren Gelenkspalts, eine Verdichtung der subchondralen Kortikalisschicht, in deren Dicke sich Verdünnungsbereiche bilden - Kortikaliszysten - und das Auftreten schnabelförmiger perichondraler Osteophyten. Der Nachweis marginaler Osteophyten der Patella lässt mit hoher Sicherheit eine Schädigung des Gelenkknorpels vermuten. Ihr Vorhandensein entlang der Konturen der äußeren und inneren Kondylen von Femur und Tibia weist auf eine Meniskusschädigung der entsprechenden Seite hin. Eine schwere Arthrose tritt am häufigsten auf, wenn die Achse der Patella aufgrund ihrer externen Subluxation verschoben ist, was als Folge einer Dysplasie oder Störung der Gelenkbeziehungen des PFO-Gelenks auftritt.

Mithilfe einer axialen Aufnahme bei 30° lässt sich zudem der Bernageau-Index berechnen – der Abstand zwischen der vorderen Tibiatuberosität und der Fossa intercondylaris, der normalerweise zwischen 10 und 15 mm liegt. Eine Verringerung oder Vergrößerung dieses Abstands deutet in der Regel auf eine Dysplasie der Femurkondylen oder der Patella hin, die sich in einer Instabilität des PFO-Gelenks äußert.

Die Röntgenuntersuchung des Gelenkspalts der PFO bei 60°- und 90°-Beugung des Knies ermöglicht eine detaillierte Untersuchung des mittleren und unteren Interkondylärraums sowie des oberen Patellaanteils. Pathologische Veränderungen in diesen Bereichen werden in der Regel später beobachtet als in den oberen Anteilen der Fossa intercondylaris.

Die Standardbeurteilung von Gelenkröntgenbildern nach Kellgren und Lawrence eignet sich vor allem für den klinischen Alltag. Klinische und epidemiologische Studien erfordern häufig eine detailliertere Einstufung des Schweregrads der Arthrose. Dazu wird die Höhe des Gelenkspalts im Kniegelenk mit einem dünnen Kunststofflineal mit 0,5-mm-Skalierung oder einem Messschieber gemessen. Eine solche quantitative Beurteilung wird durch den Einsatz spezieller Computerprogramme zur Röntgenbildverarbeitung genauer.

JC Buckland-Wright et al. (1995) schlugen vor, die Höhe des röntgenologischen Gelenkspalts (in mm) auf Makroröntgenbildern der Kniegelenke im äußeren, mittleren und inneren Drittel der TFO medial und lateral zu messen.

Es liegt auf der Hand, dass man sich bei der Beurteilung von Röntgenaufnahmen der Gelenke von Patienten mit Osteoarthrose nicht auf die Untersuchung der Gelenkspalthöhe beschränken kann. Daher sind semiquantitative Bewertungsmethoden, die in groß angelegten klinischen und epidemiologischen Studien weit verbreitet sind, vorzuziehen. Allen diesen Methoden ist ein gemeinsames Prinzip gemeinsam: Die wichtigsten radiologischen Symptome der Osteoarthrose (Gelenkspalthöhe, Osteophytose, subchondrale Sklerose, subchondrale Zysten) werden in Punkten oder Graden (normalerweise von 0 bis 3) bewertet.

Einer der ersten, der eine semiquantitative Bewertung von Röntgenaufnahmen des Kniegelenks vorschlug, war S. Abak (1968). Nach dieser Methode werden die vier oben genannten radiologischen Kriterien der Osteoarthritis mit Punkten von 0 bis 3 im PFO und TFO bewertet. Die Hauptnachteile dieser Skala sind: die fehlende Bewertung des PFO des Kniegelenks und die hohe Wahrscheinlichkeit einer mehrdeutigen Interpretation der Röntgensymptome durch verschiedene Spezialisten. Ein ähnliches System wurde von RD Altaian et al. (1987) entwickelt. Unter Berücksichtigung des Hauptnachteils dieser beiden Systeme (Bewertung nur des TFO des Kniegelenks) schlugen TD. Spector et al. (1992) eine Methode zur semiquantitativen Bewertung von Röntgenaufnahmen des Kniegelenks in der „Sonnenaufgangs“-Projektion vor, die eine optimale Untersuchung des PFO ermöglicht. Im „Radiographic Atlas of Osteoarthritis“ von S. Barnett et al. (1994) wurde zur Beurteilung des PFO des Gelenks in der „Sunrise“-Projektion eine Beurteilung in der Standard-Lateralprojektion hinzugefügt.

Wir schlagen eine eigene Methode zur semiquantitativen Beurteilung des Gonarthroseverlaufs vor:

1. Verringerung der Gelenkspalthöhe:

• 0 - abwesend,
• 1 - Moll,
• 2 - mäßig,
• 3 – vollständige Obliteration des Interosseusraums;

2. Osteophyten:

• 0 - abwesend,
• 1 - 1-2 kleine Osteophyten,
• 2 - ein großer oder 3 kleine Osteophyten oder mehr,
• 3 – 2 große Osteophyten oder mehr;

3. Subchondrale Zysten:

• 0 - abwesend,
• 1 - 1-2 kleine Zysten,
• 2-1 große oder 3 kleine Zysten oder mehr, 3-2 große Zysten oder mehr;

4. Subchondrale Sklerose:

• 0 - abwesend,
• 1 - geringfügig, lokal (im medialen oder lateralen Teil des TFO- oder PFO-Gelenks),
• 2 - mäßig,
• 3 - deutlich ausgeprägt, weit verbreitet.

RD Altman et al. (1995) kombinierten eine semiquantitative Bewertung beider Teile des Kniegelenks in einem einzigen System und veröffentlichten den „Atlas der individuellen radiologischen Symptome der Osteoarthritis“, auch „ORS-Atlas“ genannt. Zu den Vorteilen dieses Systems gehört auch die Tatsache, dass es reale Röntgenbilder von Kniegelenken mit Osteoarthritis enthält. Darüber hinaus weist der „ORS-Atlas“ eine Reihe von Nachteilen auf. Unter diesen sind die folgenden hervorzuheben:

• Die Abstufungen der Verengung des Gelenkspalts und der Vergrößerung der Osteophyten weisen ungleichmäßige Abstände auf.
• Einige Röntgenaufnahmen des Knies zeigen seltene Arten von Osteophyten,
• Die Qualität der Röntgenaufnahmen variiert, was einen Vergleich erschwert.
• das Vorhandensein mehrerer radiologischer Symptome (Verengung des Gelenkspalts, Osteophytose usw.) auf einem Röntgenbild, was die Arbeit mit dem Atlas erschwert und zu einer verzerrten Beurteilung realer Röntgenbilder führen kann,
• Das große Volumen des Atlas erschwert die Handhabung.

Y Nagaosa et al. (2000) berücksichtigten die Mängel früherer Systeme zur semiquantitativen Beurteilung von Kniegelenkröntgenbildern und entwickelten ihren Atlas, dessen illustratives Material eine grafische Darstellung der Konturen der Kniegelenkkomponenten in der direkten Projektion (TFO-Gelenk) und in der „Sunrise“-Projektion (PFO-Gelenk) ist. Ein wichtiger Vorteil des Systems von Y Nagaosa et al. besteht nicht nur darin, dass sie die medialen und lateralen Teile des TFO und PFO des Kniegelenks getrennt betrachten, sondern auch darin, dass die radiologischen Symptome der Arthrose getrennt für Männer und Frauen dargestellt werden.

In einer Studie mit 104 Patienten mit bestätigter Arthrose der Kniegelenke (gemäß den ACR-Kriterien, 1990) untersuchten wir die Größe und Richtung des Osteophytenwachstums und bewerteten mögliche Zusammenhänge zwischen ihrer Größe und anderen mit dem Osteophytenwachstum verbundenen radiologischen Daten.

Standardröntgenaufnahmen beider Kniegelenke wurden ausgewertet (mit Ausnahme von Patienten mit Patellektomie oder Arthroplastik). Radiologisch wurde Gonarthrose als das Vorhandensein einer gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Verengung des Radioartikularraums und marginaler Osteophyten definiert (ACR-Kriterien, 1990). Die Röntgenaufnahmen der Kniegelenke erfolgten in Standardprojektionen: anteriorposterior mit voller Streckung der unteren Extremitäten und axial.

Bei der Auswertung der Röntgenbilder wurde das Kniegelenk herkömmlicherweise gemäß modernen Empfehlungen in Abschnitte unterteilt: laterales und mediales TFO, laterales und mediales PFO. Die Verengung des Radioartikularraums in jedem dieser Abschnitte sowie die Größe der Osteophyten in jedem der sechs Bereiche: laterale und mediale Gelenkflächen des Femurs (LB bzw. MB), Tibia (LBB und MBB), Patella (LN und MN) sowie Osteophyten der lateralen und medialen Kondylen des Femurs (LM und MM) wurden gemäß dem Zertifizierungssystem „Logisch abgeleiteter Strichzeichnungsatlas zur Einstufung von Kniearthrose“ auf einer Skala von 0 bis 3 bewertet. Die Wachstumsrichtung der Osteophyten wurde optisch in 5 Kategorien unterteilt – nach oben (aufsteigendes Wachstum), seitlich nach oben, seitlich, seitlich nach unten oder nach unten (absteigendes Wachstum).

Kortikale Knochendeformitäten (lokale Knochendeformitäten oder „Verschleiß“) und Chondrokalzinose in der TFO und PFO wurden anhand eines 2-Punkte-Systems (0 = nicht vorhanden, 1 = vorhanden) bewertet. Der Tibiofemoralwinkel, ein Indikator für Varusdeformitäten, wurde in der anterior-posterioren Projektion bewertet. Patellasubluxationen auf axialen Knieaufnahmen wurden medial mit 0–1 und lateral mit 0–3 bewertet. Gelenkspaltverengung in jeder untersuchten Region und laterale Patellasubluxationen wurden ebenfalls mit 0–3 bewertet.

Bei 92 Patienten wurde eine enge Korrelation zwischen den Röntgendaten des rechten und linken Kniegelenks festgestellt.

In allen untersuchten Bereichen wurden Osteophyten gefunden und es wurden verschiedene Formen und Richtungen ihres Wachstums festgestellt.

Korrelationskoeffizient (r) einiger radiologischer Parameter zwischen dem rechten und linken Kniegelenk

Der analysierte Indikator	Korrelationskoeffizient (r)
	Minimum	Maximal
Einengung des RSCh	0,64	0,78
Vorhandensein von Osteophyten	0,50	0,72
Lokalisierte Knochendeformation	0,40	0,63
Chondrokalzinose	0,79	0,88

Einige Zusammenhänge zwischen dem Vorhandensein von Osteophyten und ihrer Größe sowie anderen Röntgendaten

Lokalisierung von OF	Gesamtzahl der OF	Richtung des OF-Wachstums (Unterschied zwischen 0-1 und 2-3 Grad OF-Größe)	Wachstumsrichtung des OF (Unterschied zwischen 0-1 und 2-3 Grad lokaler Einengung des RSH)
Pfund	42	P = 0,011	P = 0,006
LBB	48	P>0,1	P < 0,001
MB	53	P = 0,003	P = 0,001
MBB	49	P < 0,05	P < 0,05
LN	28	P = 0,002	P>0,1
LM	30	P>0,1	P < 0,001
MN	28	P>0,1	P>0,1
MM	34	P = 0,019	P>0,1

Ähnliche Muster wurden bei der Analyse der Osteophytenwachstumsrichtung in Abhängigkeit vom Grad der lokalen Verengung des Gelenkspalts beobachtet. Bei LB, MB, MBB und LM war der Schweregrad der lokalen Verengung des Spalts mit der Wachstumsrichtung großer Osteophyten assoziiert. Die Wachstumsrichtung der Osteophyten bei LBB war nicht mit der Größe der Osteophyten, sondern mit der lokalen Verengung des Gelenkspalts des lateralen und medialen TFO assoziiert, während sie bei MN weder mit der Größe der Osteophyten noch mit dem Grad der lokalen Verengung korrelierte.

In allen Regionen mit Ausnahme des medialen PFO wurde eine positive Korrelation zwischen der Größe der Osteophyten und dem Grad der lokalen Gelenkspaltverengung festgestellt. Im medialen PFO korrelierte die Größe der Osteophyten in Patella und MM positiv mit der Verengung des medialen TFO-Raums. Die Größe der Osteophyten im LB und LBB des lateralen TFO korrelierte positiv mit dem Grad der Verengung des lateralen PFO.

Um die Beziehungen zwischen einigen radiologischen und allgemeinen klinischen Daten und der Osteophytengröße zu klären, wurden letztere mittels multivarianter Analyse untersucht.

Eine lokale Raumverengung war an den meisten untersuchten Stellen mit dem Vorhandensein von Osteophyten assoziiert. Osteophyten im unteren Schenkelbeinbereich waren mit einer medialen TFO- und lateralen PFO-Raumverengung assoziiert. Osteophyten im linken Schenkelbein und linken Schenkelbeinbereich korrelierten eher mit einer lateralen Patellasubluxation als mit einer lokalen Verengung. Mediale PFO-Osteophyten Grad 2–3 waren nicht mit einer lokalen Verengung assoziiert, sondern mit einer Varusdeformität und einer medialen TFO-Raumverengung. Der Grad der lokalen TFO-Deformität war mit dem Vorhandensein von Osteophyten Grad 2–3 sowohl in lateralen als auch in medialen TFOs assoziiert.

Faktoren, die mit dem Vorhandensein von Osteophyten in Abhängigkeit von deren Größe (siehe oben) sowohl im lateralen TFO als auch (Osteophyten von 2–3 Grad) im lateralen PFO assoziiert sind. Chondrokalzinose wurde durch das Wachstum von Osteophyten in mehreren Bereichen verursacht. Das Vorhandensein einer lateralen Patellasubluxation korrelierte eng mit dem Wachstum von Osteophyten im lateralen PFO und eine Varusdeformität mit dem Vorhandensein von Osteophyten von 2–3 Grad im medialen TFO. Die Gesamtzahl der Osteophyten korrelierte mit der Anzahl der Osteophyten im MB und MM.

Region	Faktor
	Osteophyten 0-1 Grad	Osteophyten 2-3 Grad
Pfund	Lokale Deformation des PFO	Chondrokalzinose
	Chondrokalzinose	Lokale Deformation des TFO
	Verengung des Gelenkspalts des lateralen TFO
LBB	Chondrokalzinose	Weibliches Geschlecht
	Lokale Deformation des PFO	Chondrokalzinose
	Verengung des Gelenkspalts des lateralen PFO	Lokale Deformation des TFO
	Verengung des Gelenkspalts des medialen TFO
MB	Laterale Subluxation der Patella	Lokale Deformation des TFO
	Verengung des Gelenkspalts des medialen TFO	Gesamtzahl der Osteophyten
	Weibliches Geschlecht	Weibliches Geschlecht
		Varusdeformität
MBB	Lokale Deformation des TFO	Chondrokalzinose
	Verengung des Gelenkspalts des medialen TFO	Alter
		Varusdeformität
LN	Lokale Deformation des PFO	Lokale Deformation des PFO
	Laterale Subluxation der Patella	Laterale Subluxation der Patella
	Chondrokalzinose	BMI
	BMI
LM	Laterale Subluxation der Patella	Laterale Subluxation der Patella
	Lokalisierte Chondromalazie des PFO	Verengung des Gelenkspalts der lateralen FO
	Chondrokalzinose	Varusdeformität
	Mediale Subluxation der Patella
MN	Verengung des Gelenkspalts des medialen PFO	Varusdeformität
MM	Verengung des Gelenkspalts des medialen TFO	Verengung des Gelenkspalts des medialen TFO
		Gesamtzahl der OF
		BMI

Die Größen der aufeinander zuwachsenden Osteophyten im selben Abschnitt korrelierten in allen analysierten Abschnitten: Der Korrelationskoeffizient r betrug 0,64 für das laterale TFO, 0,72 für das mediale TFO, 0,49 für das laterale PFO und 0,42 für das mediale PFO.

Folglich ändert sich in allen Teilen des Kniegelenks, mit Ausnahme der LBB und MN, die Richtung des Osteophytenwachstums mit zunehmender Größe der Osteophyten und dem Grad der Verengung des Gelenkspalts. Die entdeckten Korrelationen stützen die Hypothese über den Einfluss sowohl allgemeiner als auch lokaler biomechanischer Faktoren auf die Osteophytenbildung. Der Einfluss letzterer wird durch die von uns entdeckte Korrelation zwischen Parametern wie:

• die Größe der Osteophyten im medialen PFO und die Verengung der medialen TFO-Lücke;
• die Größe der LBB-Osteophyten und die Verengung des Spalts sowohl des medialen TFO als auch des lateralen PFO;
• Größe der Osteophyten im lateralen PFO und laterale Subluxation der Patella;
• die Größe der Osteophyten des medialen TFO und PFO und das Vorhandensein einer Varusdeformität. Im Gegenteil, bei der Analyse der Beziehungen zwischen Chondrokalzinose und der Gesamtzahl der Osteophyten wurden multidirektionale Veränderungen festgestellt.

Es kann davon ausgegangen werden, dass lokale Instabilität ein wichtiger auslösender biomechanischer Mechanismus für die Osteophytenbildung ist. Experimentelle Osteoarthrosemodelle haben gezeigt, dass sich die Osteophytenbildung in instabilen Gelenken bei Bewegungen in diesem Gelenk beschleunigt und bei Ruhigstellung verlangsamt. Wie von L. A. Pottenger et al. (1990) festgestellt, führt die chirurgische Entfernung von Osteophyten während einer Kniearthroplastik bei Patienten mit Osteoarthrose zu einer Verschlimmerung der Gelenkinstabilität, was uns von der stabilisierenden Rolle der Osteophyten in dieser Pathologie sprechen lässt. Unsere Beobachtung, dass laterales Wachstum von Osteophyten eine Vergrößerung der belasteten Gelenkfläche fördert, wird durch die Daten von J. M. Williams und K. D. Brandt (1984) bestätigt. Bei kleinen Osteophyten ist die vorherrschende Wachstumsrichtung lateral (mit Ausnahme der LBB, wo Osteophyten überwiegend nach oben wachsen, sofern der Spalt der medialen TFO verengt ist und die laterale TFO nur minimal am Prozess beteiligt ist). L. A. Pottenger et al. (1990) zeigten, dass auch vertikale Osteophyten das Gelenk stabilisieren können, offenbar durch die Schaffung einer neu geformten Tibiaoberfläche und die Begrenzung übermäßiger Valgusbewegungen. Im Gegensatz zum kleinen Osteophyten wächst der große Osteophyt überwiegend nach oben oder unten. Dieses Phänomen könnte auf eine anatomische Begrenzung des lateralen Wachstums durch benachbarte periartikuläre Strukturen oder auf kompensatorische Prozesse der Expansion und mechanischen Verstärkung der Osteophytenbasis zur Verhinderung einer Luxation zurückzuführen sein.

Zu diesen kompensatorischen Veränderungen zählen die sogenannten Gezeitenlinien, Verkalkungszonen, die den hyalinen Knorpel mit dem subchondralen Knochen verbinden. Normalerweise sind sie wellenförmig und wirken daher erheblichen Belastungen wirksam entgegen. Bei einer Osteoarthrose wird diese Zone durch die Zerstörung des Knorpels und die Bildung von neuem Knorpel in Form von Osteophyten wieder aufgebaut. Daher ist das Vorhandensein mehrerer Gezeitenlinien eine der Manifestationen der Osteoarthrose. Da die Gelenkfläche des Knochens freiliegt, besteht der Kompensationsmechanismus in der Bildung einer dichten Sklerose (Eburnation), oft verbunden mit der Bildung tiefer Rillen (Vertiefungen). Letztere kommen besonders häufig im Kniegelenk (PFO) vor, wo sie als Mittel zur Stabilisierung des Gelenks angesehen werden können und ihm „Schienen“ verleihen. Diese Rillen waren in axialen Bildern des PFO der von uns untersuchten Patienten gut sichtbar.

Es wurde eine enge Korrelation zwischen der Osteophytengröße und der lokalen Knorpelverdünnung beobachtet, insbesondere im medialen TFO und lateralen PFO. Allerdings korrelierte die Osteophytengröße im lateralen TFO eher mit der Verengung der Gelenkspalte des medialen TFO und lateralen PFO als mit dem Gelenkspalt selbst, und die Osteophytengröße im medialen PFO korrelierte nicht mit der lokalen Spaltverengung, sondern mit der Verengung im medialen TFO. Offenbar kann die Osteophytengröße sowohl durch benachbarte als auch durch lokale Veränderungen im Gelenk beeinflusst werden, die durch biochemische oder mechanische Wachstumsfaktoren vermittelt werden können. Letztere können am wahrscheinlichsten die Beziehung zwischen den Osteophytengrößen des medialen TFO und PFO und der Varusdeformität erklären. GI van Osch et al. (1996) schlugen vor, dass die Prozesse der Knorpelschädigung und der Osteophytenbildung nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern durch denselben Faktor verursacht werden und sich unabhängig voneinander entwickeln. Eine solche unabhängige Entwicklung ist im lateralen PFO und medialen TFO zu beobachten, und die Größe der Osteophyten ist eher mit einer lateralen Patellasubluxation und Varusdeformität verbunden als mit einer lokalen Verengung des Gelenkspalts.

Der Zusammenhang zwischen der Gesamtzahl der Osteophyten und ihrer Verteilung an verschiedenen Stellen unterstützt die Annahme einer konstitutionellen Determinierung der Osteophytenbildung und einer „hypertrophen“ Knochenreaktion. Die Reaktion auf bestimmte Wachstumsfaktoren wie TGF-beta oder das am Osteophytenwachstum beteiligte Knochenmorphogenetische Protein 2 kann individuell unterschiedlich sein. Eine interessante Beobachtung ist der Zusammenhang zwischen Chondrokalzinose und der Osteophytenzahl: Klinische Studien weisen auf eine spezifische Beziehung zwischen Calciumpyrophosphatkristallen (einer häufigen Ursache von Chondrokalzinose) und dem „hypertrophen“ Verlauf von Osteoarthritis hin. TGF-beta stimuliert nicht nur das Osteophytenwachstum, sondern erhöht auch die Produktion von extrazellulärem Pyrophosphat durch Chondrozyten, und die mechanische Stimulation von Chondrozyten erhöht die Produktion von ATP, einer wirksamen Quelle für extrazelluläres Pyrophosphat, und begünstigt so die Bildung von ATP-Kristallen.

Die von uns erhaltenen Daten weisen auf die Beteiligung einer Reihe von Faktoren an der Pathogenese der Osteoarthritis hin, darunter lokale biomechanische, konstitutionelle und andere Faktoren, die die Größe und Wachstumsrichtung der im Verlauf der Erkrankung gebildeten Osteophyten bestimmen.