X线平片是膝关节骨关节炎的常规检查技术，有的学者还认为它是追踪监测骨关节炎病情变化的金标准。拍膝关节X线平片时，一般让患者采用卧位。如患者采取单足站立位拍前后位和侧位片，能更好地反映出患膝的功能状态，并发现关节间隙和下肢力线改变。髌骨轴位（切线位）主要用来查看髌骨的问题。正常膝关节的正侧位、髌骨轴位X线片所见如图3－3所示。

图3－3　膝关节正、侧位X线片

1．髌骨；2．股骨；3．股骨内上髁；4．股骨内侧髁；5．股骨外上髁；6．股骨外侧髁；7．髁间隆起；8．胫骨内髁；9．胫骨外髁；10．腓骨头；11．腓骨颈；12．胫骨粗隆

骨关节炎病变早期X线片多为正常，中后期可见明显改变，主要表现为：非对称性关节间隙变窄、软骨下骨骨质硬化和（或）囊性变、关节边缘骨赘形成、关节内游离体、关节变形或半脱位等。

骨性关节炎有多个征象联合出现，X线片结合临床资料一般都能确诊，不必再行其他影像学检查。但是在典型征象出现前，特别是病变尚处于软骨退变阶段，骨质增生轻微或者尚未出现时，X线片往往就无能为力了。所以，在早期诊断骨性关节炎中，X线片检查的临床意义不大。

（一）膝关节的X线测量

1．股胫关节的测量（图3－4）

图3－4　股胫关节正位的X线测量

a．胫骨干上段轴线；b．股骨干下段轴线；c．股骨两髁的连线；d．股骨平台的连线；e．股骨两髁关节面低点的连线；f．胫骨两平台关节面的连线；股胫角：线a与线b的夹角；股骨角：线b与线c的夹角；胫骨角：线a与线d的夹角；关节面夹角：线e与线f的夹角

（1）股胫角：股骨干下段轴线与胫骨干上段轴线在膝关节所形成的夹角，称之为股胫角（femoral tibial angle，FTA），正常的为10°。

（2）股骨角：股骨干下段轴线与股骨两髁连线在膝关节外侧所形成的夹角（femoral angle，FA）。正常的为80°。

（3）胫骨角：胫骨上段轴线与胫骨平台在膝关节外侧所形成的角（tibi－al angle，TA）。正常的为90°。

（4）关节面夹角：股骨内外髁关节面低点连线与胫骨内外侧平台关节面低点连线之间的夹角（joint space angle，JSA）（图3－4）。关节面夹角可以反映骨关节炎严重程度和软组织平衡情况。负重位X线片测量值更能反映骨关节炎的病情。国人的参考值：男性的为0．8°，女性的为0．7°。

（5）关节间隙的高度：在立位或卧位前后位X线片上，分别找出股骨内、外髁的最低点，此点至胫骨平台关节面的垂直距离，即为股胫关节间隙的高度。内侧关节间隙的高度稍小于外侧。

2．髌股关节的测量（图3－5）

（1）Insall指数：侧位屈膝30°时，髌韧带长度与髌骨上下极最长距离的比值。

（2）髌骨指数：在屈膝30°轴位片上，取髌骨关节面中央嵴最低点R，分别连接髌股外侧缘E和内侧缘F。线段RE与RF长度的比值即为髌骨指数。

（3）髌股的厚度：在屈膝30°轴位片上，髌骨最大宽度处连线EF长度与髌骨关节面中央嵴最低点R到EF垂直距离的比值。

图3－5　髌股关节的正、侧位X线测量

左图：Insall指数＝LT／LP。右图：髌骨指数＝RE／RF，髌股的厚度EF／HR，髌骨关节角＝∠ERF，股骨滑车沟深度＝AB／TP，股骨滑车沟角＝∠ATB，髌股指数＝ab／cd

（4）髌骨关节角：在屈膝30°轴位片上，髌骨内外侧关节面组成的钝角（∠ERF），即为髌骨关节角。

（5）股骨滑车沟深度：在屈膝30°轴位片上，连接股骨内、外髁最高点连线AB的长度，与滑车沟最低点T到线AB的距离TP的比值，即为股骨滑车沟深度。

（6）股骨滑车沟角：在屈膝30°轴位片上，股骨内、外髁最高点B、A，分别与滑车沟最低点T的连线组成的夹角（∠ATB），即为股骨滑车沟角。

（7）髌股指数：在屈膝30°轴位片上，髌股关节内侧关节间隙最窄距离ab与外侧关节间隙最窄距离cd的比值，即为髌股指数。

（二）膝关节骨关节炎X线片表现

1．骨赘　在膝关节骨关节炎X线平片上，最常见、敏感的表现是骨赘形成。骨赘是被几乎所有的骨关节炎诊断标准纳入的一项X线特征。骨赘的形成与关节软骨缺失具有很高的相关性，骨赘的大小不能影响骨关节的结构退变的进展，但与关节对线不良有很强的相关性。对膝关节骨关节炎而言，骨赘是否会导致关节疼痛和功能受限，目前尚无确切的结论。目前有研究认为，骨赘的存在并不等于骨关节炎的存在，也不能预测将来病情的发展。

林禾等对447例膝关节骨关节炎的X线片进行分析，结果显示：胫骨上端和髌骨是骨赘的好发部位，出现率分别是91．4%和56．6%。国外学者的研究更加详细，发现症状性膝关节骨关节炎的髌骨上极、胫骨内髁、髌骨下极骨赘出现率分别为84．7%、83．7%、77%；而无症状膝关节骨关节炎骨赘以髌骨上极出现骨赘最多，约为50．9%，其次为胫骨内髁、髌骨下极、胫骨外髁、股骨内髁、股骨外髁等处。年龄与骨赘出现率关系的相关性调查显示，所有部位随着年龄的增长，骨赘出现率上升。

国外学者在对股胫关节边缘骨赘、关节间隙狭窄、软骨下骨硬化和软骨下囊边与关节软骨退变的相关性研究中发现，关节内侧边缘骨赘、关节间隙、狭窄等四项X线征的出现率分别为67%、46%、16%、10%，关节外侧分别为49%、7%、6%、3%。一项关于中间骨赘与关节软骨缺损的相关性研究发现，中间骨赘形成不仅与全层或邻近层关节软骨缺损有很高的相关性，而且与边缘骨赘和半月板撕裂的发生也相关。

2．关节间隙狭窄　膝关节间隙包括胫骨关节间隙和髌股关节间隙。伸膝单足站立位的正位X线片测量股胫关节内、外侧间隙高度，X线侧位片测量髌骨关节面与股骨髁关节面的宽度。X线片上所表现出的膝关节间隙是股骨远端、胫骨近端的关节软骨、半月板、少量滑液和潜在的解剖间隙总和。站立位时，在身体负荷的压力作用下，关节软骨、半月板产生变形，关节面之间接触更为密切。从理论上讲，站立位X线片上所表现的膝关节间隙高度较卧位时小。

关节间隙狭窄被认为是骨关节炎软骨缺损在X线平片上最主要的间接指征，它可以部分反映出软骨损伤的程度。国外有研究提示，关节间隙狭窄与骨关节炎程度明显相关。膝关节骨关节炎关节间隙改变多发生在股胫关节，内侧间隙比外侧间隙更为狭窄，这反映内侧股胫关节软骨破坏较外侧明显。这种软骨损害进一步导致下肢力线向内翻发展，从而加快软骨退变，形成恶性循环。

在膝关节骨关节炎X线量化分析中，可采用关节间隙高度指数，即内外侧关节间隙高度之和与同一关节内外髁间隆突之和的比值，以避免个体发育差异对膝关节间隙高度测量值的影响。

3．软骨下骨的改变　软骨下骨的形态改变是骨关节炎病理过程的重要组成部分。软骨下骨的改变主要包括软骨下骨硬化和软骨下囊变，主要表现为骨性关节面下单发或多发，圆形或类圆形透光区，边界清楚，常伴有硬化缘或硬化条带。

4．膝关节对线不良　下肢力线改变和下肢稳定性异常、关节面负荷增加或应力减退等生物力学改变是膝关节骨关节炎发生发展的重要原因，骨关节炎病情的进展又可反过来加重上述生物力学的变化。用来描述下肢力线的指标有：股骨角、胫骨角、关节间隙角、股胫角等。

褚立希等的研究显示，膝关节骨关节炎人群的股骨角、关节间隙角的大小与正常人群的差异有显著性意义（股骨角：82．7°，80．9°，关节间隙角：0．88°，1．75°）；而胫骨角和股胫角的差异不明显。国外的研究发现，膝内、外翻成角是膝关节骨关节炎放射学特征性表现，如关节间隙、骨赘等的一个重要影响因素。