background image

 

 

 

 

 

 

 

          

 

 

 

 

 

 

RadioLoGY 

lecture 

14

 

 جامعة بغداد

 

كلية الطب

 

Bone trauma  

Joint disaease 

ؤيد
م بتكم

 

MUSTAFA laith 

 

Dr Laith 


background image

 

 

 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

  Aim of the plain film  

1.  confirm the presence of fracture 
2.  decide if the bone is normal or abnormal 
3.  assess  the  position  of  the  bone  ends  at  the  site  of  fracture, 

displacement , impaction  

4.  assess healing & complications 

  points to be considered 

1.  at least two views are needed  
2.  some fractures can produce injuries at two sites at the same time 

e.g. tibial fracture associated with fibula fracture , so should be 
looked for carefully 

3.  comparison  with  the  other  side  may  be  required  in  equivocal 

cases  

4.  re-evaluation after 1 week is needed in some cases as suspected 

scaphoid fracture 

  signs of fracture 

1.  fracture  line  :  thin  lucent  line  sometimes  appear  as  dense  line 

from overlapping fragments 

2.  step in the cortex  
3.  interruption  of  the  trabecular  pattern  .this  sign  is  useful  in 

impacted fractures where there is no visible lucent line  

4.  buckling of the cortex important in children 
5.  soft tissue swelling 
6.  joint  effusion:  in  the  elbow  joint  effusion  indicates  underlying 

fracture  the  fat  pad  lying  adjacent    to  the  joint  capsule  will  be 
displaced away from the shaft of the humerus on the lateral view 

  further plain film views needed: 

1.  different projection as the oblique view 
2.  stress  view:  important  in  the  assessment  of  ligament  injury 

around the join e.g. eversion & inversion movements may show 
movement of the talus in ankle joint injury  

3.  flexion-extension  views  of  particular  help  in  assessment  of 

cervical  spine  to  show  alteration  of  the  alignment  of  the 
posterior  border  of  the  vertebral  body  which  is  more  obvious 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

when the  neck  is  flexed  .This  test  should  not  be  carried  out  on 
unconscious patient  

 
Radionuclide bone scan in bone trauma 

  shows  increase  activity  within  2-3  days  of  injury  as  long  as  bone 

healing continues(many months) 

  multiple  rib  fractures  give  picture  similar  to  metastases  but  the 

distribution usually gives clue to the diagnosis 

 
 
CT scan in bone trauma 

  useful  in  the  assessment  of  complex  bones  as  the  spine  ,  pelvis  to 

show fracture & displacement of the fragment into the joint 

  useful in the assessment of the extent of  soft tissue injury & internal 

organ injury  

  less manipulation of the pt. required  

 
MRI in bone trauma 

  the  fracture  line  appear  as  low  signal  within  the  high  signal  of  the 

bone marrow on T1 image 

  alteration  in  the  signal  of  bone  marrow  in  case  of  bone  bruise  & 

hemorrhage 

  useful in soft tissue injuries 

 
Specific types of fracture  

  Stress fracture: results from minor repeated trauma as March fracture 

that  affect  the  shaft  of  the  metatarsals  &  tibia  &  fibula.  Initially  no 
fracture  line,  later  on  fracture  line  appears  with  periosteal  reaction 
then  a  band  of  sclerosis  around  the  bone  will  develop.  Radionuclide 
scanning  is  useful  to  distinguish  stress  fracture  from  other  causes  of 
pain shown as area of increased uptake before changes are visible on 
plain radiograph.  

  Insufficiency  fractures:  results  from  normal  activity  or  minor  trauma 

in  weakened  bone  commonly  from  osteoporosis  or  osteomalacia. 
Compression fracture of the vertebra are commonest examples 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

  Salter-Harris fractures: fractures of the growth plate & metaphysis of 

long bones often occur in children & may lead to subsequent growth 
deformities because of damage to growth plate.  

  pathological  fracture:  the  causative  pathology  is  usually  apparent  as 

Paget`s disease , primary or secondary bone tumors  

 
Non-accidental injury (Battered baby syndrome) 

  if child abuse is suspected the whole skeleton should be surveyed  

1.  multiplicity of the fracture this is an important sign particularly 

if seen in different stages of healing  

2.  metaphyseal  fractures  seen  as  small  chips  of  bone    from  the 

metaphysis of the long bone  

3.  epiphyseal separation  
4.  Fractures of the ribs. 
5.  metaphyseal sclerosis from repeated trauma & repair 
6.  periosteal reaction due to bleeding under the periosteum  

  radionuclide bone scan is used to detect the site of bone & joint injury 

  CT & US  used in suspected brain injury  

 

Imaging Modalities  
 
1-plain x ray

2-MRI:  gaining  increasing  importance  in  the  assessment  of  joint  diseases 
particularly in ligament injury , meniscal tear & AVN 
3-Arthrography:  injection  of  contrast  medium  in  the  joint  space  ,  it  has 
been largely replaced by MRI 
 
Plain film signs of  joint disease  

 articular  cartilage,  synovium  ,  synovial  fluid  &  capsule  are  of  the  same 

radiodensity as the soft tissues therefore can not be appreciated as discrete 
structures 

 
 
 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

 signs pointing to the  presence of arthritis 

 

1.  joint space narrowing: due to destruction of the articular cartilage .It 

occurs in all types of arthritis excerpt AVN 

2.  Soft tissue swelling seen when there is periarticular inflammation & 

joint effusion. Discrete soft tissue swelling occur in gout 

3.  osteoporosis  due  to  hyperemia  &  disuse.  It  is  particularly  severe  in 

RA & TB arthritis 

 

 signs pointing to the cause of arthritis  

 
1-articular  erosions
:  destruction  of  the  articular  cortex  &  adjacent 
trabecular bone usually associated with destruction of the articular cartilage 
 
Causes of erosions

(a)  inflammatory  overgrowth  of  synovium  (pannus)  that  occur  in  RA  , 
juvenile  RA  ,  psoriasis  ,  Reiter's  disease  ,  ankylosing  spondylitis  ,  TB 
arthritis  
(b) response to deposition of urate crystals in gout 
(c) destruction caused by infection 
(d) synovial overgrowth due to repeated hemorrhage as in hemophilia 
(e) neoplastic overgrowth of synovium as in synovial sarcoma 
 
2-osteophytes,  subchondral  sclerosis  &  cysts
:  these  are  features  of  OA 
.Increased density of subchondral bone seen also in AVN 
 
3-alteration  in  the  shape  of  the  joint
  seen  in  slipped  capital  epiphysis, 
CDH, osteochondritis dissecans & AVN  
 
 
Approach to the Diagnosis of arthritis 
1-multiplicity  of  joint  affection:  solitary  joint  involvement  points  to 
infection or  synovial  tumor  while  multiple  involvement  indicates  systemic 
condition as RA & psoriasis  
 
2-site of arthritis: certain arthropathies tend to have predilection for specific 
joints 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

(a) RA almost invariably affect the hands & feet principally the metacarpo- 
& metatarsophalangeal joints , the proximal IPJ & the wrist joint 
(b) psoriatic arthropathy: affect distal IPJ 
(c) gout: characteristically involves the metatarsophalangeal joint of the big 
toe 
(d) OA: affect knee & hip joints & rarely the shoulder , ankle , wrist joints 
.When  affecting  the  hands  it  is  almost  always  affecting  the  distal  IPJ  & 
often the CMJ of the big toe. In the feet it is almost always in the MPJ of 
the big toe 
(e) neuropathic arthropathy: distribution depends on the pathology, in DM 
it affect feet , in syringomyelia it affect shoulders , elbow & wrist joints  
 
3-presence of systemic  disease: arthritis may  be part of  other diseases  e.g. 
DM & hemophilia  
 
RHEUMATOID ARTHRITIS  

 The  commonest  erosive  arthropathy.  the  detection  of  widespread  erosive 

arthritis is almost diagnostic of RA 

 the role of X ray is to assist in the diagnosis in doubtful cases , assess the 

extent of the disease & to monitor the response to treatment  

 early findings in RA: 

1-fusiform  periarticular  soft  tissue  swelling  &  osteoporosis:  these  are  the 
earliest changes 
2-joint space narrowing resulting from destruction of the articular cartilage 
by the pannus 
3-small  bony  erosions  at  the  margin  of  the  joint  seen  at  the  metatarso  & 
metacarpophalangeal joints, proximal IPJ & styloid process of ulna  
4-advanced  changes  are  the  wide  spread  erosions  with  disruption  of  the 
joint  surface,  may  progress  to  very  severe  destruction  resulting  in  arthritis 
mutilans 
5-ulnar deviation  
6-subluxation  at  the  atlantoaxial  joint(>  2.5  mm  between  odontoid  peg  & 
anterior arch of atlas ) due to laxity of the ligaments ,lateral  X ray with the 
neck  flexed  may  be  required  to  demonstrate  the  lesion  ,  however  it's  well 
seen on MRI  
7-resorption of distal ends of the clavicle  
8-erosion of the superior margins of the posterior portions of 3-5

th

 ribs  


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

9-destruction  &  narrowing  of  the  disc  spaces,  irregular  vertebral  body 
outlines without osteophytosis   
 
Other Erosive Arthropathies 
 
Juvenile RA: 
(a)  the  erosions  are  less  extensive  than  in  RA.  Erosions  affect  the  hips,  
knee , wrist & ankle joints.  
(b)  periostitis  &  bone  ankylosis  of  the  carpal  bones,  sacroiliac  joints  & 
cervical spines 
(c) subluxation of atlantoaxial joint  
(d)  Epiphyseal  enlargement  with  premature  fusion  result  in  growth 
disparity & deformity  
 
Reiter's arthropathy: 
(a)  knee  ,  ankle  &  feet  joints  are  commonly  affected  by  joint  space 
narrowing 
(b) calcaneal spur 
(c)  fluffy  periosteal  reaction  at  the  metatarsal  neck  ,  proximal  phalanges  , 
tibia , fibula  
(d) osteoporosis develop late in the course of the disease  
(e) bilateral sacroiliac joints involvement (erosion & ankylosis ) 
 
Psoriatic arthropathy : 
(a) Sausage like swelling of the entire digit 
(b) Asymmetrical destruction of the DIPJ 
(c)  Destruction  of  the  interphalangeal  joint  of  the  big  toe  with  extensive 
periosteal reaction at the base of the distal phalynx (pathognomonic) 
(d) Ivory phalynx: sclerosis of terminal phalynx 
(e) Squaring of the vertebrae with apophyseal joint narrowing & sclerosis 
(f) Atlantoaxial subluxation  
(g) Unilateral asymmetrical sacroiliitis ( widening , sclerosis , fusion ) 
 
 
 
 
 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

GOUT 

1.  soft tissue swelling occur early 
2.  Bony  erosions  occurring  some  distance  from  the  articular  cortex. 

These  erosions  are  well  defined  with  sclerotic  margins  &  frequently 
have overhanging edge  

3.  no osteoporosis 
4.  tophi  are  soft  tissue  swelling  due  to  deposition  of  urate  crystals  in 

periarticular  position , they may show calcification  

   
PYOGENIC ARTHRITIS 
1-caused by staph.  Aureus by hematogenous spread or from adjacent OM. 
Hip &knee joints frequently affected 
2-early radiograph is normal 
3-soft tissue swelling is the first sign to appear  
4-destruction of the articular cartilage with narrowing of joint space  
5-articular cortex erosion with destruction of the subchondral bone 
6-reactive bone sclerosis may occur  
7-poor healing resulting in ankylosis 
 
TUBERCLOUS ARTHRITIS    
1-spred from adjacent OM, Hip & knee joints  commonly affected 
2-extensive juxta articular osteoporosis 
3-marginal erosion with very slow loss of joint space 
4-soft tissue in the acute stage is normal  
5-healing by varying sclerosis & extensive soft tissue calcification  
 
HEMOPHILIA  
1-repeated hemorrhage into the joint results in soft tissue swelling , erosion 
, & subchondral cyst formation  
2-in the knee joint deep intercondylar notch is characteristic   
 
OSTEOARTHRITIS 

 commonest type of arthritis encountered  

 affect  weight  bearing  joints  as  the  hip  &  knee.  Other  joints  frequently 

affected are the wrist & the first  metatarsophalangeal joint. Ankle joint is 
rarely affected  

 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

 findings: 

1.  narrowing  of  the  joint  space  which  is  maximum  at  the  weight  bearing 

portion of the joint , in the hip it’s the superior aspect of the joint & in 
the knee it’s the medial aspect of the joint  

2.  osteophytes seen as bony projections occurring at the articular margin  
3.  subchondral  sclerosis  occurring  on  both  sides  of  the  joint  but  worse  on 

one side  

4.  subchondral  cyst  :occurring  beneath  the  articular  cortex    often  in 

association  with    sclerosis.  The  cysts  are  easily  distinguished  from  as 
they  lie  beneath  the  intact  cortex  &  have  sclerotic  margin  erosions  , 
however  when  there  is  crumbling  of  the  articular  surface  the 
differentiation become difficult  

5.  loose bodies :these are discrete pieces of calcified cartilage or bone lying 

freely within the joint most frequently seen in the knee 

 
Neuropathic joint 

 sever form of degenerative bone disease  

 In syringomyelia the shoulder & elbow joints are commonly affected . In 

Tabes  dorsalis    the  knee  joint  is  affected  .There  is  complete 
disorganization with variable sclerosis of the bone  

 In DM pt  with  peripheral neuropathy  &  in  leprosy  the  feet  affected  with 

extensive  resorption  of  the  bone  ends,  with  disorganization  of  the  joint. 
Calcification of the arteries commonly  seen in diabetic pt..  

 
Comparison between OA & RA 
OA 

RA 

 Joint 

space 

narrowing 

maximum  at  weight  bearing 
sites 

 Erosion  do  not  occur  but 

crumbling  of  the  joint  surface 
mimic erosion 

 Subchondral  sclerosis  &  cysts 

seen 

 Sclerosis is prominent feature 

 

 No osteoporosis   

 Joint  space  narrowing  is 

uniform                                   

 Erosions  are  characteristic 

features 

 

 Not  a  feature  but  erosion  en 

face mimic cyst 

 Sclerosis  is  not  a  feature 

unless there is secondary OA 

 Osteoporosis often present  

 


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

 
Chondrocalcinosis 

  Definition : calcification of the articular cartilage  

  Knee  joint  frequently  affected  due  to  deposition  of  calcium 

pyrophosphate  crystals  in  the  cartilage  .The  condition  is  called 
pseudogout due to close clinical resemblance to gout. Sometimes it is 
asymptomatic  

  Feature of sever degenerative disease seen  

 
Synovial Sarcoma 

  Slowly  growing  expansile  malignant  tumor  arising  from  synovial 

lining , bursa , tendon sheet .Uncommon intra articular  

  Knee joint is most commonly affected  

  Well  defined  spherical  soft  tissue  mass  adjacent  to  the  joint  with 

peripheral calcification  

  Bone  involvement  in  the  form  of  periosteal  reaction,  remodeling, 

invasion  of  the  cortex  with  ill  defined  destruction  &  juxta  articular 
osteoporosis  

 
Avascular Necrosis  

  Commonly affects the intra articular portion of the bone 

  Causes : 

1-steriod therapy 
2-collagen vascular disease 
3-SCA 
4-exposure to high pressure environment as in deep sea divers  
5-fracture: results in interruption of the blood supply ,commonly seen in 
subcapital fractures of the femoral neck & scaphoid waist fractures .The 
femoral  head  &  proximal  pole  of  the  scaphoid  become  fragmented  & 
dense    

  MRI is the modality of choice to reach & confirm the diagnosis 

1-  early AVN (a) decrease contrast enhancement (b)low signal intensity 

band  on  T1  (c)  double  line  sign  on  T2    :inner  high  signal  intensity 
band surrounded by outer low signal band  

2-  late  AVN:  (a)  large  area  of  reduced  signal  on  T1  (b)variable 

appearance  on  T2  (c)contrast  enhancement  of  the  interface  & 
surrounding bone     


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

10 

  Radionuclide  scanning  using  radiocolloid  is  less  sensitive  than  MRI 

.In  early  stage  there  is  photopenic  are  ,  in  late  stage  Doughnut  sign 
seen  (peripheral  increased  uptake  due  to  capillary  revascularization  
with central photopenia )  

  X ray : 

1-increased radiodensity of the subchondral bone  
2-irregularity of the articular contour or even fragmentation  
3-crescent  lucent  band  seen  just  beneath  the  articular  cortex 
(characteristic) affected bone 
4-joint space is usually preserved unless secondary OA changes develop   
 
Osteochondritis  

  Definition  :a  group  of  conditions  in  which  no  definite  cause  for 

Avascular necrosis is found 

  Perthe`s disease :AVN of the femoral head in children  

1-the  early  changes  are  increased  density  &  flattening  of  the  femoral 
epiphysis which progress later to collapse & fragmentation 
2-widening of the epiphysis & enlargement of the femoral neck that may 
show small cysts  
3-widening of the joint space 
with healing the femoral epiphysis reforms but may remain permanently 
flattened    

  Freiberg`s disease: AVN of metatarsal heads 

  Kohler`s disease: AVN of navicular bone of the foot 

  Osgood Schlatter`s disease : AVN of tibial tuberosity  

  Keinbock`s disease : AVN of the lunate bone  

  Osteochondritis dissecans :localized form of AVN, the knee joint is 

the  most  frequent  site  .A  small  fragment  of  bone  become  separated 
from  the  articular  surface  leaving  a  defect  &  the  fragment  can  often 
be  detected  lying  within  the  joint  space.  CT  &  MRI  are  excellent  in 
showing the loose fragment & the defect in the articular surface 

 
Slipped capital epiphysis 

  Age: 8-17 yrs overweight boys 

  Unilateral usually , 1/3 bilateral  

  Early signs: widening of the epiphysis with irregularity & blurring of 

the margin  


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

11 

  Later  signs  :  small  epiphysis  due  to  posterior  slipping  best 

appreciated  on  the  lateral  film  .When  slipping  is  severe  it  shows 
down ward displacement as well so can be seen of frontal projection 
.In chronic slip there is irregularity with sclerosis  

  Complications:  AVN  ,  OA,  limb  shortening  due  to  early  closure  of 

epiphysis 

 
Congenital dislocation of the hip 

  An abnormally lax joint capsule allows the femoral head to fall out of 

the acetabulum  .Predisposing  factors  are  abnormal  ligament  laxity  & 
acetabular  dysplasia  in  which  there  is  increased  acetabular  angle  & 
shallow acetabular fossa  

  MALE :FEMALE =1:6 

  Lt. hip commonly affected (70%), bilateral in 5% 

  US  findings:  commonly  used  nowadays  .Less  than  50%  of  the 

femoral head covered by the acetabulum (normally more than 50%) 

  Radiographic finding 

1-superolateral displacement of the femoral head 
2-increased acetabular angle 
3-small capital femoral epiphysis 
4-femoral head located lateral to the Perkin`s line (perpendicular line drawn 
through the center of femoral shaft on frontal projection) 
5-acetabular sclerosis 
6-shallow acetabulum 
7-delayed ossification  of the femoral epiphysis  
 
Scleroderma  

  Resorption of the tufts of the distal phalangeas (acrosteolysis) 

  Soft tissue calcification & atrophy   

 
Internal derangement of the Knee 

  MRI is excellent in showing the internal anatomy of the knee joint as 

the  meniscus  appear  of  low  signal  intensity  in  comparison  with  the 
articular cartilage. 

  MRI advantages over arthroscopy : 

1- MRI can show the joint as well as the adjacent structures 
2- Can show tear that are missed occasionally on arthroscopy  


background image

Bone Trauma and Joint Disease 

RADIOLOGY 14

 

Dr. Laith 

 

12 

3- Comfortable for the patient 

 
 
 
 
 
Shoulder rotator cuff degeneration 

  MRI  shows  increased  signal  within  the  low  signal  supraspinatus 

tendon 

  In  severe  or  total  tear  there  is  discontinuity  of  the  tendon  with 

retraction of the ends 

  US occasionally used  

  X  ray  may  show  extensive  calcification  on  the  frontal  projection 

adjacent to the greater tuberosity  

  Arthrography  used  in  some  centers  by  needling  the  joint  &  injecting 

contrast & monitor for extravasation   

   
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: AyA Abdulkareem
المشاهدات: لقد قام 90 عضواً و 312 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل