無(wú)癥狀軟骨缺損與相關(guān)因素的臨床分析

張杰鋒　張　鵬　陳夢(mèng)婷

骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis，OA）是緩慢而連續(xù)變化的病理生理過(guò)程，沒(méi)有正常和病變間截然的界限［1］。因此可以推斷，在無(wú)癥狀的“正?！比巳褐袘?yīng)存在可被發(fā)現(xiàn)的關(guān)節(jié)軟骨異常。但在臨床工作中，很少有無(wú)癥狀的病例前來(lái)就診，因此國(guó)內(nèi)尚缺乏較為完整的臨床前期OA軟骨缺損資料。本次研究主要通過(guò)分析較大樣本的漢族無(wú)癥狀志愿者膝關(guān)節(jié)軟骨磁共振（Magnetic Resonance，MR），來(lái)討論無(wú)癥狀青年關(guān)節(jié)軟骨缺損的出現(xiàn)規(guī)律和相關(guān)臨床因素與OA軟骨間的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料自2007年12月至2008年1月間，研究者在醫(yī)學(xué)院內(nèi)招募20~40周歲志愿者參加實(shí)驗(yàn)。入選條件如下：（1）無(wú)膝關(guān)節(jié)外傷史。（2）無(wú)OA臨床表現(xiàn)。（3）體檢結(jié)果符合以下標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻，雙踝間距在4～6 cm之間；浮髕征陰性；髕骨內(nèi)移≤1/2寬度；膝關(guān)節(jié)無(wú)壓痛。（4）家族中無(wú)免疫性關(guān)節(jié)炎或其他相關(guān)病史。（5）漢族。（6）X線(xiàn)片顯示膝關(guān)節(jié)解剖軸線(xiàn)外翻角度在正常范圍內(nèi)。由三位傷骨科主治醫(yī)師完成臨床和體檢評(píng)估，由兩位影像專(zhuān)業(yè)博士研究生完成X線(xiàn)評(píng)估。

對(duì)入選者分別記錄年齡、身高、體重并計(jì)算體重指數(shù)（Body Mass Index, BMI）。公式如下： BMI＝身高/體重平方。BMI值在15~25之間為正常，超過(guò)30為超重，低于12為瘦弱。

1.2 儀器及成像方法 采用 1.5T MR（GE Signa HD，Milwaukee，USA）設(shè)備進(jìn)行成像。隨機(jī)選擇志愿者行左側(cè)或右側(cè)膝關(guān)節(jié)成像。受試者檢查前靜止平臥30 min，下肢與心臟處于同一高度。MR成像序列：（1）三維脂肪抑制擾相梯度回波序列（Fat－suppressed Spoiled Gradient Echo Sequence， 3D－FS－SPGR。成像參數(shù)：TR 50ms，TE4ms，翻轉(zhuǎn)角60°，F(xiàn)OV 16 cm，矩陣256×192，2次激勵(lì)，層厚1.5 mm，無(wú)間隔掃描50層），并對(duì)圖像進(jìn)行最大信號(hào)強(qiáng)度投影法（MIP）重建。（2）脂肪抑制質(zhì)子加權(quán)序列（Fat－suppressed Proton DensitySequence，F(xiàn)S-PD。成像參數(shù)：TR 2500ms，TE 10ms，F(xiàn)OV 16 cm，矩陣256×224，4次激勵(lì)，層厚4 mm， 層距1 mm）。

1.3 圖像分析 脛股角（Femur tibial angle, FTA）測(cè)量：采用站立位雙側(cè)膝關(guān)節(jié)X線(xiàn)正位攝片。由三位影像專(zhuān)業(yè)博士研究生采用PACS圖像終端（EBM，UNIRISC 2.0）取股骨遠(yuǎn)端和脛骨近段中軸線(xiàn)，然后測(cè)量?jī)删€(xiàn)夾角。以三人測(cè)得的平均值作為最后數(shù)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 以EXCEL2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，采用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。由于本組數(shù)據(jù)為計(jì)數(shù)資料，故采用Pearsonχ 2檢驗(yàn)分析不同關(guān)節(jié)面間軟骨缺損出現(xiàn)率有無(wú)差異。采用Pearsonχ 2檢驗(yàn)和Nemiyi兩兩比較法分析不同年齡組間軟骨缺損出現(xiàn)率差異；采用Sperman法分析年齡，體重指數(shù)，性別與軟骨缺損出現(xiàn)率的相關(guān)性。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義, P<0.01為差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 無(wú)癥狀性軟骨缺損的MR表現(xiàn) 本組志愿者中，共有47例出現(xiàn)不同程度的軟骨缺損（23.5%，47/200）。按照關(guān)節(jié)面來(lái)分，共有123個(gè)關(guān)節(jié)面出現(xiàn)軟骨缺損（12.3%，123/1000）。軟骨缺損最好發(fā)部位是脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)（17.5%，35/200）和髕軟骨（14％，28/200），不同部位軟骨缺損出現(xiàn)率無(wú)差異（χ 2＝8.770，P＝0.068）。軟骨缺損主要MR表現(xiàn)為軟骨內(nèi)局部異常信號(hào)（70.73%，87/123）和小凹狀裂隙（26.83%，33/123），3例為片狀不規(guī)則缺損（2.44%，3/123）。所有缺損深度均為Noyes IIA級(jí)以下（NOYES I級(jí)76.42%，94/123；IIA級(jí)23.58%，29/123），未見(jiàn)累及軟骨全層的缺損或伴發(fā)軟骨下骨質(zhì)水腫。

2.2 軟骨缺損與臨床因素相關(guān)性分析 不同年齡組志愿者的軟骨缺損出現(xiàn)率存在顯著性差異（χ 2＝29.428， P<0.001）。組間比較顯示，在30歲以上兩組間存在差異。30歲以下組間軟骨缺損出現(xiàn)率無(wú)顯著性差異，但呈逐漸上升趨勢(shì)；35～40歲組與其他各組間均存在差異；以30歲為界線(xiàn)，不同組間軟骨缺損出現(xiàn)率存在顯著差異（χ 2＝24.654，P =0.002）。性別和身高/體重比對(duì)無(wú)癥狀性軟骨缺損的出現(xiàn)率無(wú)顯著影響（χ 2＝5.248，P =0.095；χ 2＝8.223，P =0.071）。

3 討論

OA發(fā)病率與年齡存在明顯的正相關(guān)性。Hattori K等［2］發(fā)現(xiàn)，小于70歲年齡組中27%有OA的X線(xiàn)表現(xiàn)，大于80歲組的比例達(dá)到44%。70歲以上老年女性隨訪(fǎng)顯示膝關(guān)節(jié)OA影像學(xué)陽(yáng)性率以每年2%的比例增加。年齡相關(guān)的軟骨生理功能下降集中表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞活性降低。有人認(rèn)為［3］自15歲開(kāi)始，膝關(guān)節(jié)軟骨就會(huì)出現(xiàn)關(guān)節(jié)承重部位軟骨表層退變。由于軟骨細(xì)胞凋亡增多，老年人的軟骨細(xì)胞質(zhì)減少至年輕人的30%，其以表層帶最明顯。軟骨基質(zhì)氨基葡聚糖積累過(guò)多導(dǎo)致蛋白多糖合成下降，限制水分外流能力受到影響。膠原總數(shù)無(wú)明顯減少，但是膠原交聯(lián)增加，膠原纖維網(wǎng)變硬，容易產(chǎn)生疲勞性損傷。原來(lái)集中在軟骨表層帶的II型膠原損傷向深層發(fā)展。由于蛋白多糖的含量減少，軟骨基質(zhì)內(nèi)細(xì)胞外水流失，軟骨承重功能減退。另外，老年人的軟骨鈣化和骨贅形成更為明顯。這主要是由于軟骨內(nèi)促生物礦化的轉(zhuǎn)氨基葡糖酶活性和軟骨細(xì)胞分泌產(chǎn)生焦磷酸鹽反應(yīng)增加，促進(jìn)了焦磷酸鈣骨贅和軟骨鈣化形成。

國(guó)內(nèi)研究顯示［4］，30歲以下的成年人關(guān)節(jié)軟骨主要以組織成分變化為主，其中以軟骨基質(zhì)內(nèi)水含量變化較為顯著，一般不出現(xiàn)較為明顯的主觀癥狀。自30歲開(kāi)始，成年人的膝、髖等大關(guān)節(jié)較易出現(xiàn)疼痛等癥狀。30周歲以上人群與30周歲以下人群的大關(guān)節(jié)疼痛發(fā)生率有顯著差異。本次研究結(jié)果顯示，隨著年齡增大，膝關(guān)節(jié)MR圖像上的軟骨厚度會(huì)有較為明顯的降低，其中以股骨內(nèi)側(cè)髁和脛骨內(nèi)側(cè)平臺(tái)軟骨厚度下降最為明顯，脛骨平臺(tái)和股骨內(nèi)側(cè)髁軟骨厚度的下降與年齡還具有負(fù)相關(guān)性。這與以前的研究結(jié)果類(lèi)似。但是，不同區(qū)域之間軟骨厚度隨年齡變化的趨勢(shì)并不一致。雖然不同年齡組的志愿者膝關(guān)節(jié)股骨外側(cè)髁和髕軟骨厚度存在差異，且呈下降趨勢(shì)。但其與年齡之間不表現(xiàn)負(fù)相關(guān)。其可能原因是：（1）膝關(guān)節(jié)不同區(qū)域軟骨應(yīng)力不一致，內(nèi)側(cè)間隙關(guān)節(jié)面軟骨應(yīng)力和剪切力作用更為明顯，軟骨退變破壞作用加強(qiáng)。（2）軟骨組織自我修復(fù)行為受軟骨組分相關(guān)基因表達(dá)調(diào)控?，F(xiàn)有研究證實(shí)，生物力學(xué)環(huán)境會(huì)影響關(guān)節(jié)軟骨II型膠原和蛋白多糖相關(guān)基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)修飾調(diào)控。因此在關(guān)節(jié)不同區(qū)域軟骨修復(fù)上存在差異。（3）本次無(wú)癥狀志愿者研究年齡分布為20~40周歲，未涉及更年長(zhǎng)人群。

本次研究還顯示不同年齡組的膝關(guān)節(jié)軟骨缺損出現(xiàn)率存在差異，且呈逐漸上升趨勢(shì)。由于病例數(shù)的限制，本次研究未進(jìn)行兩者的相關(guān)分析。但以上結(jié)果也從另一方面證實(shí)了年齡對(duì)OA發(fā)生發(fā)展的影響。

綜上所述，OA 的臨床致病因素繁多，比較重要的就是年齡、性別、體重、種族和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其在一定程度上影響了MR上軟骨的形態(tài)表現(xiàn)。無(wú)癥狀膝關(guān)節(jié)軟骨缺損在青年人群中分布較為普遍。其主要特點(diǎn)為僅累及軟骨表層的表淺缺損，且具隨年齡增加的趨勢(shì)，與性別和體重?zé)o相關(guān)性。

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（收稿日期：2009-03-11）