影像技術(shù)對于膝骨性關(guān)節(jié)炎的臨床研究

申曌，肖迎聰*，姚秀芬，王佩璐

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，陜西 咸陽)

0 引言

骨性關(guān)節(jié)炎是一種慢性關(guān)節(jié)退行性疾病，特征性改變是關(guān)節(jié)軟骨退化和軟骨下骨反應(yīng)性增生，通常見于較大的負(fù)重關(guān)節(jié)中，包括膝蓋、脊柱、遠(yuǎn)端指間關(guān)節(jié)等，以膝骨關(guān)節(jié)炎(Knee Osteoarthritis，KOA)最為常見。膝骨性關(guān)節(jié)炎是一種常見的多發(fā)生于中老年人的退行性下肢關(guān)節(jié)疾病[1]，目前缺乏明確的發(fā)病機(jī)制，認(rèn)為可能與年齡，肥胖，創(chuàng)傷及其他因素有關(guān)[2]。膝骨性關(guān)節(jié)炎主要病理變化在軟骨，表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨退變、軟骨下硬化，其次為滑膜的纖維化、骨贅形成，疾病進(jìn)展時(shí)一般伴有非破壞性滑膜增生，關(guān)節(jié)積液和腘窩囊腫[3-5]。

美國風(fēng)濕病學(xué)會(American college of rheumatology，ACR)1995年頒布的膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)近1個月大多數(shù)時(shí)間有膝痛；(2)X線片有關(guān)節(jié)間隙變窄，關(guān)節(jié)端骨贅形成；(3)關(guān)節(jié)液檢查符合骨性關(guān)節(jié)炎；(4)年齡大于等于40歲；(5)晨僵小于等于30mm；(6)活動時(shí)有骨摩擦音。滿足(1)+(2)條或(1)+(3)+(5)+(6)，或(1)+(4)+(5)+(6)者可診斷膝骨性關(guān)節(jié)炎。

X線對于早期膝骨性關(guān)節(jié)炎難以診斷，因?yàn)閄線不能直接顯示滑膜的改變，只能間接通過顯示骨關(guān)節(jié)間隙的改變估測滑膜改變，而超聲及核磁共振對于滑膜改變的顯像較為清晰，尤其對于早期滑膜的改變有較高的敏感性及特異性。尤以超聲造影對于膝骨性關(guān)節(jié)炎的診斷在最近的研究中表現(xiàn)出的作用及效果越來明顯，對于關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)周圍組織的顯像更加清晰，對于滑膜改變的測量較為敏感，而且能夠定量分析改變的程度[6-7]。

1 膝骨性關(guān)節(jié)炎影像技術(shù)

1.1 X線攝影

1.1.1 診斷標(biāo)準(zhǔn)

X線對于膝骨性關(guān)節(jié)炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)為KLgren-Lawrence(K-L分級)評分系統(tǒng)：0級(正常的膝關(guān)節(jié))，膝關(guān)節(jié)在X線上變現(xiàn)完全正常，無任何骨性結(jié)構(gòu)的改變；1級(可疑骨質(zhì)增生)，有可疑的關(guān)節(jié)間隙狹窄表現(xiàn)(間接表現(xiàn)為軟骨磨損)，有骨贅形成(膝關(guān)節(jié)邊緣出現(xiàn)骨性凸起)，改變較輕微；2級(明確骨質(zhì)增生)，站立位X線片上出現(xiàn)小的骨贅，關(guān)節(jié)間隙正常或可疑變窄；3級(中度骨質(zhì)增生)大量中等程度的骨贅，明確的關(guān)節(jié)間隙變窄，軟骨下骨質(zhì)輕度硬化；4級(重度骨質(zhì)增生)，大量大的骨贅形成，嚴(yán)重的關(guān)節(jié)間隙狹窄，關(guān)節(jié)硬化改變較為明顯，可出現(xiàn)關(guān)節(jié)畸形。

1.1.2 X線對于膝骨性關(guān)節(jié)炎診斷的臨床應(yīng)用

潘志偉[8]研究了120位膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(男性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者31例，女性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者89例)，其中左側(cè)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者66例，右側(cè)膝骨性關(guān)節(jié)炎患者54例，行X線檢查，研究結(jié)果表明40-49歲男性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(4例)膝關(guān)節(jié)髕骨區(qū)及中間區(qū)增生，關(guān)節(jié)間隙未發(fā)生變窄，女性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(28例)髕骨區(qū)、中間區(qū)增生，其中2例存在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)區(qū)變窄；50-59歲，男性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(7例)髕骨區(qū)、內(nèi)側(cè)區(qū)和中間區(qū)增生，關(guān)節(jié)間隙未發(fā)生變窄，女性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(37例)髕骨區(qū)、中間區(qū)增生，其中16例存在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)區(qū)變窄情況；60-69歲，男性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(13例)髕骨區(qū)、中間區(qū)和外側(cè)區(qū)增生，其中11例存在關(guān)節(jié)間隙變窄，女性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(21例)髕骨區(qū)、中間區(qū)及內(nèi)側(cè)區(qū)增生，其中7例存在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)區(qū)變窄;70歲以上，男性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(7例)髕骨區(qū)、外側(cè)區(qū)中間區(qū)增生，關(guān)節(jié)間隙未發(fā)生變窄，女性膝骨性關(guān)節(jié)炎患者(3例)髕骨區(qū)增生，其中3例膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)區(qū)變窄。

丁彥華[9]研究了77例膝骨性關(guān)節(jié)炎患者，行X線檢查，檢查方法為：患者屈膝30°，拍攝正、側(cè)面膝關(guān)節(jié)照片，觀察指標(biāo)為關(guān)節(jié)間隙、骨質(zhì)增生、關(guān)節(jié)積液等，研究結(jié)果檢出關(guān)節(jié)腔積液40個，關(guān)節(jié)間隙狹窄28個，關(guān)節(jié)邊緣骨質(zhì)增生48個，研究未診斷出滑膜增生、軟組織退行性病變等非骨質(zhì)結(jié)構(gòu)改變。

X線能夠顯示膝關(guān)節(jié)骨贅和關(guān)節(jié)間隙變窄，及膝骨性關(guān)節(jié)炎病變時(shí)骨質(zhì)的改變，優(yōu)點(diǎn)是檢查成本低，病人花錢比較少及臨床應(yīng)用比較廣，成像速度比較快，缺點(diǎn)是有輻射，不涉及評估膝部軟組織，不能顯示滑膜的改變，韌帶改變及半月板損傷。

2 核磁共振技術(shù)

2.1 診斷標(biāo)準(zhǔn)

MRI對于膝骨性關(guān)節(jié)炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)：0級，軟骨正常；Ⅰ級，軟骨表面光滑，其內(nèi)部可出現(xiàn)低信號區(qū)；Ⅱ級，軟骨表面輕、中度不規(guī)則，表面缺損小于全層50%；Ⅲ級，軟骨表面重度不規(guī)則，表面缺損大于全層50%但小于全層100%；Ⅳ級，全層軟骨級軟骨下缺損，伴或不伴信號變化。

2.2 MRI對于膝骨性關(guān)節(jié)炎診斷的臨床應(yīng)用

蔡泳儀[10]研究MRI對于膝骨性關(guān)節(jié)炎的診斷價(jià)值，研究對象符合膝骨性關(guān)節(jié)炎臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)的58例膝骨性關(guān)節(jié)炎患者，行MRI檢查，研究結(jié)果為滑膜增厚及關(guān)節(jié)腔積液55例，軟骨破壞24例，半月板病變13例及11例肌腱韌帶損傷。

董進(jìn)[11]研究MRI對于膝骨性關(guān)節(jié)炎的顯像，研究對象包括72例膝骨性關(guān)節(jié)炎患者，及20例健康體檢者作為對照組，行MRI檢查，研究結(jié)果為膝關(guān)節(jié)炎患者組股骨外側(cè)區(qū)、股骨內(nèi)側(cè)區(qū)、脛骨外側(cè)區(qū)、脛骨內(nèi)側(cè)區(qū)、髕骨區(qū)軟骨T2值高于健康志愿者組，研究表明膝骨性關(guān)節(jié)炎患者的軟骨存在損傷。

MRI能夠顯示關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)周圍病變，優(yōu)點(diǎn)是核磁共振對于軟組織成像較好，尤其結(jié)構(gòu)復(fù)雜的關(guān)節(jié)部位，對于膝關(guān)節(jié)的軟骨，半月板，韌帶，骨贅，滑膜炎，積液都具有較好的顯像，增強(qiáng)核磁對于滑膜炎有更加清晰的成像，可以評估滑膜的早期改變，而且病人不需要接受射線，缺點(diǎn)是核磁共振的檢查比較耗時(shí)，病人需要長時(shí)間保持一個固定的姿勢，也因?yàn)檫@個原因，在病人比較多的醫(yī)院，病人需要提前預(yù)約，檢查的花費(fèi)比較高昂，有禁忌癥的病人也禁止做核磁共振檢查。

3 超聲

隨著超聲分辨率的提高，肌肉骨骼的診斷越來越受到人們廣泛的認(rèn)可[12]。能夠顯示淺表器官滑膜，軟骨等的病變，如滑膜炎，關(guān)節(jié)積液，軟骨鈣化等，優(yōu)點(diǎn)是能夠快速、動態(tài)、多切面、實(shí)時(shí)顯示成像，病人不需要接受射線，較核磁共振的費(fèi)用低，超聲造影不僅能夠定性(即判斷滑膜內(nèi)的血流信號有無)及半定量(即滑膜內(nèi)血流信號的分級)的評估血流，即還可作定量評估[13]。還可觀察關(guān)節(jié)軟骨表面是否光滑，缺點(diǎn)是無法對深部關(guān)節(jié)進(jìn)行成像，解剖學(xué)的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)沒有核磁共振更清晰及敏感[14-15]。

3.1 彩色多普勒高頻超聲

3.1.1 超聲檢查方法

選取高頻探頭，雙膝關(guān)節(jié)對照，涂抹耦合劑，直接接觸檢查，受檢者取坐位，膝關(guān)節(jié)屈曲30°至60°，檢查髕上囊、半月板前角，觀察囊腔內(nèi)有無液體；屈膝90°至135°，顯示關(guān)節(jié)軟骨厚度、形態(tài)；左、右側(cè)臥位，檢查內(nèi)、外側(cè)副韌帶；俯臥位，檢查半月板及腘窩等。對于膝骨性關(guān)節(jié)炎，目前學(xué)者有眾多的測量辦法，劉敏[16]檢查內(nèi)容為：髕上囊、滑膜、半月板、關(guān)節(jié)邊緣骨贅、腘窩囊腫等，jtassak Jr J[17]在形態(tài)和生理兩個方面對膝骨性關(guān)節(jié)炎患者進(jìn)行測量，病理形態(tài)學(xué)特征方面在垂直于膝蓋長軸上進(jìn)行膝關(guān)節(jié)邊緣的骨贅的測量，病理生理學(xué)特征方面有膝關(guān)節(jié)的前、后積液高度的測量，膝關(guān)節(jié)的前部測量髕上隱窩及后部測量Baker’s囊腫，定量記錄了積液高度的最大值，并定性地記錄了積液的特征。

3.1.2 超聲診斷標(biāo)準(zhǔn)

軟骨表面的線狀高回聲毛糙、連續(xù)中斷，病變區(qū)高回聲、軟骨輕質(zhì)變薄或局部隆起；關(guān)節(jié)滑膜輕度增厚；關(guān)節(jié)腔少量積液。

軟骨破壞診斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)軟骨表面粗糙；(2)軟骨表面回聲增高；(3)軟骨部分變薄或消失；(4)軟骨部分隆起，滿足以上任何一條即可診斷為軟骨破壞。

滑膜血流信號分級：0級，未見血流信號；1級，1-2個點(diǎn)狀血流信號；2級，3-4個點(diǎn)狀或線狀血流信號，且血流信號總面積不可超過滑膜面積的一半；3級，網(wǎng)狀或樹狀血流信號，且總面積超過滑膜面積的一半[12]。

3.1.3 超聲對于膝骨性關(guān)節(jié)炎診斷的臨床應(yīng)用

朱映紅[18]探討超聲檢查在膝骨性關(guān)節(jié)炎的診斷價(jià)值，以關(guān)節(jié)鏡檢查結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，研究樣本為70例早期膝骨性關(guān)節(jié)炎患者，研究髕上囊、髕腱、滑膜、股四頭肌肌腱等，結(jié)果顯示超聲檢查的敏感性為88.89%，特異性為87.5%。分析結(jié)果表明超聲檢查的優(yōu)勢在于軟骨及滑膜的改變。

超聲對于滑膜是否增厚，關(guān)節(jié)腔是否存在積液，關(guān)節(jié)軟骨是否存在變形及腘窩囊腫等的檢查敏感，超聲的優(yōu)勢在于無創(chuàng)、重復(fù)性好、無射線損害等，適應(yīng)人群廣，檢查費(fèi)用較低，能夠清晰顯示膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，但需要高水平、有經(jīng)驗(yàn)的操作者，人為因素重要，而且易受骨質(zhì)及氣體的干擾。

3.2 超聲造影的檢查

3.2.1 超聲造影劑

血液對超聲的反射體主要是紅細(xì)胞，但是常規(guī)血液中紅細(xì)胞對超聲的反射非常微弱，因而無法利用二維灰階成像的原理觀察到血流狀況，只能利用紅細(xì)胞運(yùn)動時(shí)對超聲產(chǎn)生的多普勒現(xiàn)象，因此，造影劑作為血池示蹤劑對組織內(nèi)部的毛細(xì)血管回波信號的增強(qiáng)，為臨床提供了新的方法。

超聲造影技術(shù)是一種將超聲微泡造影劑注入人體內(nèi)，由于對于肌骨超聲的造影劑用量目前沒有定論，具體應(yīng)用劑量尚未達(dá)成一致，需要在臨床實(shí)驗(yàn)中結(jié)合實(shí)際情況使用適合的劑量。造影劑隨血液循環(huán)進(jìn)入靶組織器官，然后使得靶器官增強(qiáng)顯影，這種利用造影劑產(chǎn)生散射回聲的增強(qiáng)效應(yīng)，能夠提高診斷的敏感性及特異性的技術(shù)，使得正常組織顯像更明顯，也能夠顯示病變組織器官的血流灌注情況。Sonovue是目前對于肌骨最常用的超聲造影劑，主要成分是一種包裹在磷脂殼中的柔軟的惰性氣體-六氟化硫，氣泡直徑一般在2-5um左右，穩(wěn)定時(shí)間長，微泡破壞較少，能夠提供足夠的諧波信號，該造影劑為氣體的另一大優(yōu)勢為可由呼吸道排出，沒有肝腎毒性。

3.2.2 超聲造影對于膝骨性關(guān)節(jié)炎診斷的臨床應(yīng)用

施楊[12]研究超聲及超聲造影對于輕度滑膜炎的診斷，選擇輕度活動期滑膜炎患者127例，行超聲及超聲造影檢查并完成DAS28分級，臨床分級為：0級病例5例;Ⅰ級病例30例;Ⅱ級病例24例; Ⅲ級病例68例。超聲檢查發(fā)現(xiàn)0級病例42例;Ⅰ級病例26例; Ⅱ級病例27例; Ⅲ級病例32例。超聲造影檢查并完成分級。0級病例3例;Ⅰ級病例33例;Ⅱ級病例38例; Ⅲ級病例53例。分析結(jié)果表明超聲造影在Ⅰ級滑膜炎的患者中敏感性較高，檢出率高。

超聲造影可以實(shí)時(shí)顯像，并且分辨力高，組織間的對比度也高。其對低速、低流量血流信號的組織器官有較好的顯像[19]，能夠動態(tài)的、連續(xù)的觀察器官及病灶的微循環(huán)灌注，能定性及定量地評價(jià)滑膜的血流情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測疾病的活動程度，對于臨床有較好的幫助。有研究表明，超聲造影對于滑膜增厚的客觀反映甚至敏感性比MRI更高。

關(guān)節(jié)鏡檢作為有創(chuàng)檢查，可以直觀清晰看到膝骨關(guān)節(jié)炎患者滑膜、軟骨、半月板的形態(tài)結(jié)構(gòu)及是否與周圍組織黏連或者黏連程度，比較直觀可靠，在臨床上中應(yīng)用的頻率較高[20]，但是盡管創(chuàng)口較小，卻無法否定其為有創(chuàng)檢查的事實(shí)，對患者會有一定的生理及心理影響，隨著病情的復(fù)雜化及患者因疾病加重改變機(jī)體正常結(jié)構(gòu)的影響，通過關(guān)節(jié)鏡的診斷準(zhǔn)確率會降低，漏診率相對增高，對于患者有一定程度的傷害，也會影響患者對醫(yī)生及檢查的依從性，核磁共振與之相比，成像參數(shù)較多，可以多個角度觀察患者的病變部位，核磁共振對于圖像的處理軟件也比較豐富，可以有更多選擇使得病灶的位置呈現(xiàn)出來，掃描速度較人工的關(guān)節(jié)鏡檢查快，組織分辨率高，對與關(guān)節(jié)軟骨、滑膜、半月板、內(nèi)、外側(cè)副韌帶、肌腱等都有良好的密度分辨率，能夠?qū)④浗M織系統(tǒng)、全面的呈現(xiàn)出來，對于發(fā)現(xiàn)軟組織的病灶有良好的顯示效果，最重要一點(diǎn)是無創(chuàng)性，患者不需要穿刺及手術(shù)，對于患者的身體機(jī)能損傷較小，既能夠提高診斷的效率及病灶檢出的結(jié)果，也能夠使得患者滿意，減低了醫(yī)患之間的矛盾，改善醫(yī)患之間的關(guān)系[21]。

核磁共振與X線比較，其優(yōu)勢更為突出，X線對骨的顯示比較清楚，因此可以顯示膝關(guān)節(jié)邊緣骨贅的形成，對于膝骨性關(guān)節(jié)炎的分期有著重要的作用，但是X線不能夠顯示滑膜，對以滑膜病變?yōu)橹鞯南ス切躁P(guān)節(jié)炎幾乎沒有直接作用，只能夠通過關(guān)節(jié)間隙的改變來間接為我們呈現(xiàn)出滑膜或軟骨的改變，X線對于軟組織也沒有較好的顯像能力，而且由于X線的成像原理，對人體有一定的輻射，會讓別人接收到輻射，使得病人可能會對醫(yī)療工作的開展產(chǎn)生一定的抵觸，影響醫(yī)患關(guān)系，也讓病人產(chǎn)生不必要的恐慌，核磁共振的是不同原子核的自旋運(yùn)動，體內(nèi)氫質(zhì)子成像，沒有電離輻射[22-23]，因此，孕婦或者小孩都可以做這項(xiàng)檢查。

核磁共振的禁忌癥較多，如體內(nèi)安裝心臟起搏器、支架、人工瓣膜等，由于檢查時(shí)間長，空間小，幽閉恐懼癥患者禁入，而且一般做核磁共振檢查需要預(yù)約，不能夠?qū)崟r(shí)、動態(tài)檢查疾病，超聲可以多切面、實(shí)時(shí)監(jiān)測病變，尤其對于早期及中期膝骨性關(guān)節(jié)炎，超聲具有比較特征的表現(xiàn)，可發(fā)現(xiàn)周圍軟組織的病變，而且隨著高頻超聲的出現(xiàn)，高頻超聲在診斷滑膜增厚、膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)腔積液及軟骨破壞等方面于核磁共振幾乎沒有差異，而超聲的便攜、簡單的優(yōu)勢更加顯現(xiàn)出來，配合超聲造影技術(shù)能夠顯示滑膜血流的改變，初期滑膜血流改變較小時(shí)滑膜形態(tài)并沒有多大改變，甚至可以顯示與正?；け憩F(xiàn)相等，當(dāng)滑膜增生時(shí)，超聲對于滑膜和積液的分辨不夠清晰，積液為邊界清晰的無回聲區(qū)，滑膜的顯示也為無回聲區(qū)，但是可以通過擠壓探頭，積液可以被擠壓變形，但是滑膜不會改變，而且，造影下也能夠清晰分辨滑膜與積液，積液不會出現(xiàn)血流信號，因此，超聲造影比起核磁共振及超聲探查更加敏感、直觀，對于早期膝骨性關(guān)節(jié)炎的的診斷更加準(zhǔn)確[24]。