膝關(guān)節(jié)OA軟骨形態(tài)改變和BML與臨床表現(xiàn)相關(guān)性研究

陳展航　宋亭　劉祎

摘要：目的 探討膝關(guān)節(jié)MRI檢查膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎（knee joint osteoarthritis，KOA）患者膝關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)改變和骨髓水腫樣病變（Bone marrow edema lesions ， BML）程度與臨床表現(xiàn)評(píng)分（Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index ，WOMAC）之間相關(guān)性。方法 收集膝關(guān)節(jié)炎患者47例。采用 Philips公司Achieva 3.0T TX磁共振檢查設(shè)備，8通道膝關(guān)節(jié)線圈。掃描序列包括：矢狀位T2-TSE-SPAIR、冠狀位T2-TSE-SPIR 、矢狀位3D-FFE-WATs。圖像傳入Extended MR Work Space R 2.6.3.1 后處理工作站，使用全器官M(fèi)R評(píng)分方法（ Whole-Organ Magnetic Resonance Imaging Score ，WORMS），對(duì)膝關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)學(xué)改變及BML病變進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果 軟骨形態(tài)改變WORMS評(píng)分與WOMAC正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.41，P<0.05；BML WORMS評(píng)分與WOMAC正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.693，P<0.05；BML 與軟骨 WORMS正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.456，P<0.05。結(jié)論 膝關(guān)節(jié)OA 患者M(jìn)RI檢查結(jié)果顯示，軟骨缺損程度、BML程度與臨床表現(xiàn)程度呈正相關(guān)，并且BML程度與軟骨缺損程度之間存在正相關(guān)。提示，軟骨的缺損、BML有可能是引起KOA患者疼痛的原因，并且，兩者在KOA進(jìn)程中相互影響對(duì)方的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：骨性關(guān)節(jié)炎；膝；MRI；軟骨缺損；BML

Abstract：Objective To investigate the MRI examination of knee joint osteoarthritis of the knee（knee joint osteoarthritis，KOA） in patients with knee joint cartilage morphology and bone marrow edema like lesions （Bone marrow edema lesions，BML）and the degree of clinical symptoms score （Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index，WOMAC）.Methods The correlation between patients with osteoarthritis of the knee 47 cases by Philips company.Achieva 3.0T TX MRI equipment，8 channel knee coil.The scanning sequences included sagittal T2-TSE-SPAIR，coronal T2-TSE-SPIR，sagittal 3D-FFE-WATs.MR Work Space R 2.6.3.1 introduced Extended postprocessing workstation， using whole organ MR scoring method （Whole-Organ Magnetic Resonance Imaging Score，WORMS），to evaluate the articular cartilage morphology and BML lesions.Results The cartilage morphology change of WORMS score and WOMAC positive，the correlation coefficient r=0.41，P<0.05；BML WORMS score and WOMAC positive correlation，correlation coefficient r=0.693，P<0.05；BML and WORMS cartilage positive correlation，correlation coefficient r=0.456，P<0.05.Conclusion The results of knee joint OA patients with MRI showed cartilage defect degree，degree and clinical manifestation of BML was positively related to the degree.And between BML and degree of cartilage defect degree has a positive correlation.The results indicated that the cartilage defect，BML may be the cause of pain in patients with KOA，and the two influence each other's development in the KOA process.

Key words：Osteoarthritis；Knee；MRI；Cartilage defect；BML

骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA），也稱退行性關(guān)節(jié)病、骨關(guān)節(jié)病，是由于關(guān)節(jié)軟骨完整性破壞以及關(guān)節(jié)邊緣軟骨下骨病變，導(dǎo)致關(guān)節(jié)癥狀和體征的一組異質(zhì)性疾病。并且，伴隨著年齡的增長(zhǎng)，其患病率明顯增加。關(guān)節(jié)疼痛是OA重要的臨床表現(xiàn)，長(zhǎng)期以來人們對(duì)于引起膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀的原因爭(zhēng)論不休。MRI以其對(duì)軟組織顯示良好的優(yōu)勢(shì)，可以作為KOA退行性改變的敏感監(jiān)測(cè)方法。找尋KOA患者M(jìn)RI特征改變與臨床癥狀之間的關(guān)系，為臨床對(duì)KOA實(shí)施針對(duì)性治療并減輕患者癥狀提供了良好的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料 按照中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨科分會(huì)定義的2007年制定的《骨關(guān)節(jié)炎診治指南》KOA診斷標(biāo)準(zhǔn)，收集2012年8月～2013年1月KOA患者47例，男性12例，女性35例，年齡36～68歲。另選取同年齡段無OA表現(xiàn)，無外傷史、手術(shù)史，膝關(guān)節(jié)體察無異常，直系親屬中無免疫性關(guān)節(jié)炎或其他相關(guān)病史，且平片檢查無異常的正常人群30例，作為對(duì)照組。

1.2檢查設(shè)備及參數(shù) 采用Philips公司Achieva 3.0T TX磁共振檢查設(shè)備進(jìn)行掃描。采用8通道膝關(guān)節(jié)線圈。掃描序列包括：矢狀位T2-TSE-SPAIR（TR=6309 ms，TE=100 ms，層厚3.5mm，層間距0.4 mm，層數(shù) 18，F(xiàn)OV=160×160 mm，矩陣 292×214，激勵(lì)次數(shù) 2，反轉(zhuǎn)角度90°，掃描時(shí)間2分50秒）；冠狀位T2-TSE-SPIR （TR=2306， TE=100，層厚=4 mm，層間距0.4 mm，層數(shù)18，反轉(zhuǎn)角度90°，F(xiàn)OV=160×160，矩陣356×285，激勵(lì)2，掃描時(shí)間2分27秒）；矢狀位3D-FFE-WATs（TR=20 ms，TE=4.7 ms，層厚 3.5 mm，F(xiàn)OV=160×160 mm，矩陣 232×232，激勵(lì)次數(shù) 2，重建層數(shù) 18，掃描時(shí)間7分30秒）。圖像傳入Extended MR Work Space R 2.6.3.1 后處理工作站進(jìn)行圖像分析。

1.3臨床評(píng)分 采用西安大略和麥克馬斯特大學(xué)骨關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分（Western Ontario and McMaster University Osteoarthritis Index，WOMAC）：該表中包含了5個(gè)僵硬項(xiàng)目和17個(gè)涉及日?；顒?dòng)完成困難的功能項(xiàng)目共24個(gè)評(píng)分項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目有5點(diǎn)評(píng)分制（0：正常，1：輕度，2：中度，3：嚴(yán)重，4：極端嚴(yán)重）。

1.4軟骨形態(tài)改變及BML 的WORMS評(píng)分 軟骨形態(tài)改變劃分為0～6分：0=正常；1=軟骨厚度正常但信號(hào)增高，見圖1；2=軟骨部分缺損（最大寬度<1 cm），見圖2；2.5=全層軟骨缺損（最大寬度<1 cm），見圖3；3=多區(qū)域軟骨部分缺損（2分的標(biāo)準(zhǔn)）混雜有正常厚度軟骨區(qū)域，或者2分的標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)寬度>1cm，但<75%的亞區(qū)面積，見圖4；4=彌漫性部分軟骨缺損（大于75%的亞區(qū)面積），見圖5；5=多個(gè)區(qū)域全層軟骨缺損（2.5分標(biāo)準(zhǔn)），或具有2.5分的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)寬度>1 cm，但是<75的亞區(qū)域面積，見圖6；6=彌漫性全層軟骨缺損（≥75%的亞區(qū)域面積），見圖7。

1～2分的MRI評(píng)分在很多文獻(xiàn)中報(bào)道發(fā)現(xiàn)在研究人群中很少見[1]。某些正常軟骨形態(tài)改變也會(huì)出現(xiàn)1分的改變。然而，2～3級(jí)代表了同一類未累及全層的局限性病灶。我們將0～6分重新劃分為3個(gè)等級(jí)。WORMS中的0～1為第一組，2～3為第二組，4～6劃分為第三組[2]。各個(gè)區(qū)域軟骨形態(tài)改變?cè)谛碌膭澐謽?biāo)準(zhǔn)下分為0～2等級(jí)。

BML壓脂序列上的低信號(hào)骨髓內(nèi)出現(xiàn)邊界欠清的高信號(hào)區(qū)。根據(jù)病灶所占區(qū)域范圍劃分為0～3分，包括：0=無；1<25%的區(qū)域，見圖8；2=25～50%區(qū)域，見

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有數(shù)據(jù)采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件包處理，計(jì)量資料以（x±s）表示，計(jì)數(shù)資料以例數(shù)/總數(shù)（%）表示，運(yùn)用？字2 檢驗(yàn)（計(jì)數(shù)資料）和兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（計(jì)量資料）對(duì)患者和正常人一般資料比較。利用兩個(gè)獨(dú)立樣本比較的Wilcoxon分析正常與KOA患者軟骨形態(tài)、BML WORMS評(píng)分比較。利用雙變量回歸中spearman秩相關(guān)對(duì)三個(gè)MRI特征與WOMAC評(píng)分進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，r>0，認(rèn)為呈正性相關(guān)。

2 結(jié)果

47例患者平均年齡（52.3±2.4）歲，男性12例（占25%），女性35例（占75%），BMI為（24.8±4.2；30）例正常人平均年齡（49.7±4.3）歲，男性11例（占37%），女性19例（占63%），BMI為22.4±5.6；患者與正常人在年齡、性別、BMI比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1；軟骨形態(tài)改變WORMS評(píng)分與WOMAC正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.41，P<0.05，見表2；BML WORMS評(píng)分與WOMAC正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)r=0.693，P<0.05，見表3；BML 與軟骨 WORMS正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.456，P<0.05，見表4。

3 討論

OA是老年人群中最常見的關(guān)節(jié)疾病，而且發(fā)病率逐年上升。骨關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致致殘的幾率也不斷增加，部分患者采取了關(guān)節(jié)的置換，這嚴(yán)重影響老年人生活的質(zhì)量。影像診斷在KOA診斷和評(píng)估上起到關(guān)鍵的作用。雖然，傳統(tǒng)平片一直被廣泛用于對(duì)KOA的檢查，K-L分級(jí)也一直被作為臨床和研究評(píng)估的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。但是，隨著研究的不斷深入，人們漸漸認(rèn)識(shí)到KOA是一個(gè)多因素導(dǎo)致的疾病。KOA結(jié)構(gòu)的改變包括：局部或彌漫性透明軟骨的改變、軟骨下骨的改變、邊緣或中心性骨贅的形成、半月板損傷、韌帶松弛、滑膜炎以及整個(gè)關(guān)節(jié)周圍肌肉強(qiáng)度的減弱[3]。這些結(jié)構(gòu)的病理特征不是單獨(dú)存在的，而是在整個(gè)疾病發(fā)展過程中都相互起到影響作用，因此，很難單獨(dú)區(qū)分是哪一種因素引起了KOA的癥狀。

本研究發(fā)現(xiàn)BML與臨床癥狀存在相關(guān)性，這與大多數(shù)報(bào)道相一致。KOA患者M(jìn)RI檢查經(jīng)常發(fā)現(xiàn)軟骨下BML表現(xiàn)。從組織結(jié)構(gòu)上來看，BML代表了該區(qū)域軟骨下骨損傷和修復(fù)，出現(xiàn)纖維增生、壞死和異常的骨小梁。一些導(dǎo)致軟骨下骨負(fù)重增加的因素例如，膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)、半月板病理性改變都會(huì)引起B(yǎng)ML的產(chǎn)生。BML產(chǎn)生也會(huì)伴隨局部骨密度的增加，這說明這些區(qū)域都是長(zhǎng)期超負(fù)荷承重的區(qū)域。OA引起的軟骨缺損實(shí)際上就是移走了保護(hù)軟骨下骨的軟骨，導(dǎo)致局部壓力過大，從而引起了BML。軟骨下骨改變是OA疾病發(fā)展的重要因素，在一段時(shí)間成為KOA疼痛影響因子研究的重要對(duì)象。軟骨下骨最早期出現(xiàn)的病理改變是骨質(zhì)微損傷和骨髓水腫。它們引起骨疼痛機(jī)制是骨髓水腫為細(xì)胞外液的積聚，導(dǎo)致骨內(nèi)壓力增高，激發(fā)疼痛感受器，產(chǎn)生痛覺。物理上的減低骨內(nèi)壓能減輕一些患者的疼痛。這種骨髓病理性水腫有可能是輕微的細(xì)胞損傷，由于承重壓力分布不均誘發(fā)。Arnoldi 等發(fā)現(xiàn)伴有關(guān)節(jié)疼痛的患者，無論是否患有OA，其關(guān)節(jié)骨內(nèi)壓力增大[4]。波士頓膝關(guān)節(jié)炎研究（BOKS）發(fā)現(xiàn)伴有BML的KOA患者同時(shí)伴隨有疼痛、僵硬的癥狀的更普遍，并且比沒有BML的患者伴有的疼痛程度更嚴(yán)重[5]。Sowers[6] 等發(fā)現(xiàn)大的BML病灶在膝關(guān)節(jié)疼痛患者比不疼痛的患者中更常見。在軟骨下缺損形成的骨潰瘍顯得尤為重要，他們的理論認(rèn)為BML可能需要伴隨著其他骨改變才能引起疼痛。

BML的出現(xiàn)預(yù)示著OA患者結(jié)構(gòu)上的發(fā)展和疼痛的出現(xiàn)。這些病灶往往伴隨著同一區(qū)域軟骨損傷的出現(xiàn)。BML的出現(xiàn)或者是BML范圍的增大都將預(yù)示著軟骨的丟失。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)BML與軟骨缺損之間存在著微弱的相關(guān)性（r=0.295，P<0.05），這可能印證了軟骨作為KOA始發(fā)改變，繼發(fā)一系列OA特征的產(chǎn)生，從而最終導(dǎo)致整個(gè)膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、功能的紊亂。正常情況下，由于軟骨內(nèi)不含血管，所以，軟骨由軟骨下骨和滑液提供營(yíng)養(yǎng)。軟骨下骨對(duì)于營(yíng)養(yǎng)深層軟骨擔(dān)當(dāng)了至關(guān)重要的角色。微血管的改變可能打破了平衡并引發(fā)軟骨損傷。病因?qū)W對(duì)這種OA中出現(xiàn)的微血管紊亂做出了解釋：一個(gè)是靜脈的淤血伴或不伴有高凝（微血栓形成），二是動(dòng)脈缺血（動(dòng)脈粥樣硬化）[7]。有認(rèn)為軟骨缺損的發(fā)展是特定區(qū)域BML發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[8]。同時(shí)，有大量研究證明，在嚴(yán)重BML的背景下，BML的進(jìn)一步發(fā)展或新的BML的產(chǎn)生，將預(yù)見著特定區(qū)域軟骨的缺損，不論是在OA患者痛或不痛的情況下[9]。 也有研究證明，與有BML存在相比，軟骨下骨沒有BML的發(fā)生軟骨缺損的幾率更小。此外，BML的大小也與軟骨丟失有關(guān)。Hunter等研究271名患有KOA的成年人，發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)有高級(jí)別評(píng)分的BML的區(qū)域伴隨著更嚴(yán)重的軟骨缺損，并且隨著BML的增加與更嚴(yán)重的軟骨缺損相關(guān)[10]。

軟骨缺損、BML程度與臨床表現(xiàn)呈正相關(guān)，并且BML與軟骨形態(tài)改變程度之間存在正相關(guān)?？赡芴崾荆浌堑娜睋p、骨髓水腫有可能是引起KOA患者疼痛的原因，并且，兩者在OA進(jìn)程中相互影響對(duì)方的發(fā)展。

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編輯/李樺