骨髓水腫面積影響自發(fā)性膝關(guān)節(jié)骨壞死保守治療結(jié)果的研究

賀強(qiáng)，黃小強(qiáng)，孫彩虹

(1.西安市第五醫(yī)院骨科，陜西 西安 710082；2.空軍第九八六醫(yī)院信息科，陜西 西安 710054)

自發(fā)性膝關(guān)節(jié)骨壞死(spontaneous osteonecrosis of the knee，SONK)是中老年人群的一種常見病，據(jù)統(tǒng)計(jì)在50歲以上人群發(fā)病率為3.4%，在65歲以上人群發(fā)病率達(dá)9.4%。絕大多數(shù)發(fā)生于股骨內(nèi)側(cè)髁，少部分也可發(fā)生于股骨外側(cè)髁、脛骨平臺(tái)、髕骨。臨床特點(diǎn)為：急性膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)劇烈疼痛，夜間疼痛加重，無創(chuàng)傷史或服用激素藥物病史[1]。患者初次就診時(shí)大部分給予保守治療，但該病保守治療效果個(gè)體差異較大：有的患者病情進(jìn)展很快，常常在幾個(gè)月內(nèi)進(jìn)展至關(guān)節(jié)面塌陷和骨關(guān)節(jié)炎，不得不做關(guān)節(jié)置換手術(shù)；而有的患者經(jīng)過保守治療后預(yù)后較好，隨訪多年后病情穩(wěn)定[2]。SONK保守治療后臨床效果不佳的因素目前尚不清楚。SONK常并發(fā)骨髓水腫(bone marrow edema，BME)，BME為水腫液在骨髓中聚集而導(dǎo)致骨髓發(fā)生腫脹的現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn)，BME可能是SONK的早期階段軟骨下微骨折(subchondral insuffciency fracture，SIF)的繼發(fā)改變，與SONK發(fā)病和預(yù)后有密切的關(guān)系。本研究回顧性分析2020年5月至2020年10月在西安市第五醫(yī)院門診就診的連續(xù)的SONK患者90例，探討骨髓水腫是否是膝關(guān)節(jié)自發(fā)性骨壞死的保守治療失敗的影響因素，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 SONK診斷標(biāo)準(zhǔn)：突發(fā)膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)劇烈疼痛，負(fù)重可加重，休息后緩解；MRI提示：T1加權(quán)像中軟骨下骨區(qū)域局部低信號(hào)，T2加權(quán)像壞死區(qū)域被高信號(hào)包繞；X線片示受累側(cè)股骨髁負(fù)重區(qū)稍變扁平，軟骨下骨有壞死透亮帶，周圍有硬化帶包繞。SONK分期標(biāo)準(zhǔn)(Aglietti分級(jí)標(biāo)準(zhǔn))，Ⅰ期：X線片示正常，診斷必須通過核磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)或骨掃描確定；Ⅱ期：X線片示負(fù)重區(qū)域扁平；Ⅲ期：X線片示壞死區(qū)域周圍的透亮帶；Ⅳ期：X線片示更明顯的透亮帶，軟骨下骨塌陷形成鈣化帶和死骨；Ⅴ期：關(guān)節(jié)間隙狹窄，骨贅形成，和/或股骨脛骨下骨硬化。

納入標(biāo)準(zhǔn)：初次發(fā)病時(shí)間在3個(gè)月內(nèi)急性SONK患者；SONK分期Ⅰ～Ⅱ期；SONK局限于內(nèi)側(cè)股骨髁。排除標(biāo)準(zhǔn)：SONK分期Ⅲ期以上患者；不愿參與研究的患者；服用雙磷酸鹽患者；服用激素藥物病史患者；曾行關(guān)節(jié)鏡手術(shù)患者。共納入患者90例，其中男11例，女79例；年齡45～76歲，平均(64.0±7.8)歲。

1.2 研究分組 依據(jù)患者初次就診時(shí)膝關(guān)節(jié)骨髓水腫的MRI分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將患者分為兩組，低BME組：骨髓水腫0級(jí)和1級(jí)；高BME組：骨髓水腫2級(jí)、3級(jí)和4級(jí)(見圖1)。膝關(guān)節(jié)骨髓水腫的MRI分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，0級(jí)：無骨髓水腫；1級(jí)：骨髓水腫的面積小于髁部50%；2級(jí)：骨髓水腫的面積大于髁部50%；3級(jí)：骨髓水腫包括骨干垢端；4級(jí)：骨髓水腫包括骨干部。骨髓水腫面積的測量方法：SONK周圍的BME在MRI冠狀位片中選取骨髓水腫最大直徑的層面進(jìn)行測量，以股骨髁的一側(cè)髁為中心畫一個(gè)圓，圓內(nèi)股骨髁的面積為股骨髁的面積，BME的面積占股骨髁面積的百分比為骨髓水腫面積占比。采用Photoshop 2019計(jì)算股骨髁和骨髓水腫的面積(見圖2)。

圖1 膝關(guān)節(jié)MRI片示低BME組為骨髓水腫1級(jí)(左)，高BME組為骨髓水腫2級(jí)(右)

注：A-骨壞死的寬度；B-骨壞死的深度；C-股骨內(nèi)髁的寬度；A/C-骨壞死面積比；BME-骨髓水腫，白色圓圈內(nèi)為股骨髁的面積

1.3 骨壞死面積比的計(jì)算和骨壞死深度的測量 骨壞死面積比即膝關(guān)節(jié)冠狀面MRI中骨壞死的寬度/內(nèi)側(cè)股骨髁的寬度。骨壞死面積比>50%則為大面積骨壞死。骨壞死深度的測量為膝關(guān)節(jié)冠狀面MRI中骨壞死高度的最大值。

1.4 骨密度(bone mineral density，BMD)的測量 患者股骨頸的骨密度采用QDR-4500骨密度掃描儀(Hologic公司，美國)進(jìn)行測量。檢測時(shí)采用機(jī)器所用的軟件計(jì)算骨密度值，單位為g/cm2。

1.5 下肢力線的測量 所有患者攝雙下肢全長X線片，在全長X線片中股骨頭中心與踝關(guān)節(jié)中心的連線在膝關(guān)節(jié)中心的內(nèi)側(cè)即為內(nèi)翻力線，股骨頭中心與踝關(guān)節(jié)中心的連線在膝關(guān)節(jié)中心的外側(cè)即為外翻力線(見圖3)。

圖3 SONK的雙下肢全長X線片示下肢力線在膝關(guān)節(jié)中心內(nèi)側(cè)，該患者為內(nèi)翻對(duì)線

1.6 保守治療方法 所有患者初次就診時(shí)都經(jīng)過SONK最常用的保守治療方法：囑患者扶雙拐限制負(fù)重，同時(shí)口服非災(zāi)體消炎藥物(依托考昔片，60 mg/d)，連續(xù)治療3個(gè)月。

1.7 臨床結(jié)果隨訪 隨訪周期：治療后每3個(gè)月隨訪1次(即1、3、6、9、12個(gè)月)。按照患者隨訪1年內(nèi)是否接收手術(shù)將患者臨床結(jié)果分為手術(shù)和未手術(shù)，手術(shù)包括單髁膝關(guān)節(jié)置換或全膝關(guān)節(jié)置換或脛骨高位截骨術(shù)?；颊呓邮苁中g(shù)的標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)行走10 min之內(nèi)出現(xiàn)疼痛；爬樓梯或下樓梯時(shí)疼痛嚴(yán)重；SONK發(fā)展為Ⅲ期以上。臨床終點(diǎn)是癥狀出現(xiàn)后1年內(nèi)是否因膝關(guān)節(jié)疼痛而接受手術(shù)治療，接受手術(shù)治療即證明保守治療失敗。

2 結(jié) 果

低BME組患者共54例，年齡中位數(shù)65歲，治療前下肢力線內(nèi)翻的占比為81%，骨壞死面積占內(nèi)側(cè)股骨髁面積比大于50%的比例為28%，MRI片中骨壞死深度平均為(13.9±6.4)mm，治療前美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)評(píng)分(knee society score，KSS)平均(54.0±14.0)分。

高BME組患者共36例，年齡中位數(shù)62歲，治療前下肢力線內(nèi)翻的占比為83%，骨壞死面積占內(nèi)側(cè)股骨髁面積比大于50%的比例為50%，MRI片中骨壞死深度平均為(15.4±7.5)mm，治療前KSS評(píng)分平均(51.0±6.4)分。兩組患者具體情況見表1。

表1 患者基本情況

本研究結(jié)果提示，在經(jīng)過保守治療后的一年隨訪期間，骨壞死深度、骨髓水腫面積、骨密度是SONK保守治療結(jié)果的影響因素，內(nèi)翻角、年齡與SONK保守治療結(jié)果無相關(guān)性(見表2)。骨壞死深度、內(nèi)翻角、BME的OR值小于1，提示骨壞死深度、內(nèi)翻角、BME值越大越不利于保守治療的成功。骨密度的OR值大于1，提示骨密度值越大越有利于保守治療的成功。高BME組的保守治療失敗率為75%，明顯高于低BME組的19%(χ2=28.46，P<0.001)。

表2 SONK保守治療結(jié)果logistic回歸分析

3 討 論

本研究發(fā)現(xiàn)高BME組比低BME組的SONK患者中骨壞死面積大于50%的占比更高，高BME組較低BME組保守治療的失敗率高。而且，SONK保守治療結(jié)果還與骨壞死深度和骨密度有相關(guān)性，骨壞死深度越深，骨密度值越小，SONK保守治療結(jié)果預(yù)后越差。

骨髓水腫是以骨基質(zhì)水腫、纖維組織增生為主要病理表現(xiàn)的一種征象。Kazakia等[3]收集了膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthtis，OA)患者行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty，TKA)的脛骨平臺(tái)標(biāo)本，脛骨平臺(tái)標(biāo)本行磁共振成像用于確定BME并量化軟骨成分，采用顯微CT和高分辨率外周定量CT量化軟骨下小梁骨的密度和顯微結(jié)構(gòu)，他們的研究發(fā)現(xiàn)骨髓水腫的骨小梁區(qū)比非骨髓水腫骨小梁區(qū)的骨小梁結(jié)構(gòu)更平更寬，骨髓水腫的骨小梁區(qū)磷酸鹽和碳酸鹽含量更低。組織學(xué)提示：骨髓水腫的骨小梁區(qū)被膠原纖維網(wǎng)填充，有骨重塑和新骨形成，結(jié)構(gòu)和成分的變化特別局限于軟骨退化的區(qū)域。然而，在骨髓水腫組織中，礦化計(jì)量和膠原成熟度的指標(biāo)保持不變。

骨髓水腫按照預(yù)后情況分為可逆的和不可逆的兩種?？赡娴墓撬杷[包括區(qū)域性移行性骨質(zhì)疏松癥，暫時(shí)性骨質(zhì)疏松癥，復(fù)雜局部疼痛綜合征。另一種是不可逆的骨髓水腫，以骨壞死和SONK為代表[4]。

骨髓水腫與骨壞死有相關(guān)性，但骨髓水腫是否是骨壞死的前期表現(xiàn)目前尚不明確。Meier等[5]報(bào)道骨髓水腫是股骨頭壞死進(jìn)展過程中的一種現(xiàn)象。骨髓水腫表明股骨頭微觀結(jié)構(gòu)的破壞導(dǎo)致微骨折的發(fā)生。Kubo等[6]報(bào)道57例腎移植患者接受激素和環(huán)孢霉素A 1年后，12例患者發(fā)展為典型的骨壞死條帶樣改變，但57例患者沒有1例在骨壞死前出現(xiàn)骨髓水腫的表現(xiàn)。Hackney等[7]回顧了51例股骨頭骨壞死的病例，發(fā)現(xiàn)骨壞死和軟骨缺損有相關(guān)性。以上研究提示，股骨頭部位的骨髓水腫不一定會(huì)發(fā)展為股骨頭壞死。

膝關(guān)節(jié)部位的骨髓水腫與骨壞死的關(guān)系目前不清楚。Flury等分析了2002—2018年間接受全膝置換或單髁置換(uincomparmental knee arthroplasty，UKA)治療的核磁共振證實(shí)的SONK患者，兩個(gè)治療組(34個(gè)TKAs，37個(gè)UKAs)在年齡、身體質(zhì)量指數(shù)以及壞死病變體積占股骨髁體積的比例方面沒有差異，研究發(fā)現(xiàn)骨髓水腫面積與假體失敗率和患者術(shù)后功能不相關(guān)[8]。Jacobs等[9]前瞻性確定了71例患者(72膝)在接受內(nèi)側(cè)UKA或TKA前所拍攝的磁共振圖像，并記錄脛骨骨髓水腫的存在。比較UKA和TKA之間是否合并BME患者的術(shù)前和術(shù)后膝關(guān)節(jié)疼痛評(píng)分、患者滿意度和翻修率。術(shù)前脛骨骨髓水腫對(duì)TKA結(jié)果無影響，但術(shù)前合并脛骨BME患者行UKA術(shù)前評(píng)分和術(shù)后評(píng)分均較差，術(shù)前合并脛骨BME行UKA的患者較少對(duì)手術(shù)滿意。本研究也發(fā)現(xiàn)高BME組比低BME組的SONK患者經(jīng)過保守治療的失敗率更高，KSS評(píng)分也較差。

SONK可進(jìn)展為膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎，導(dǎo)致嚴(yán)重的關(guān)節(jié)功能障礙，使患者不得不行關(guān)節(jié)置換手術(shù)。Aglietti等[10]提出在冠狀位片上測量面積5 cm2的軟骨下骨壞死病變作為預(yù)測膝關(guān)節(jié)不良預(yù)后和高風(fēng)險(xiǎn)的臨界值。Juréus等[11]報(bào)告1982年至1988年間接受治療的連續(xù)40例SONK患者的長期結(jié)果，在他們的研究中，早期有OA癥狀的患者或冠狀位片上有較大SONK病變的患者，在以后表現(xiàn)出很高的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，病變面積大于40%的患者發(fā)展為OA，病變面積小于20%的患者不接受手術(shù)。其次，骨壞死的深度也是影響SONK病情進(jìn)展的影響因素，以往研究發(fā)現(xiàn)在MRI片中SONK的骨壞死深度大于20 mm的患者經(jīng)過保守治療后預(yù)后不良。另外，下肢力線也對(duì)SONK的預(yù)后有一定影響，經(jīng)過保守治療失敗的SONK患者比保守治療成功的SONK患者下肢力線內(nèi)翻的比例更高。本研究中，骨壞死深度、骨髓水腫面積、骨密度是影響SONK病情進(jìn)展的影響因素。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)骨髓水腫面積對(duì)于自發(fā)性膝關(guān)節(jié)骨壞死的保守治療結(jié)果有影響，骨髓水腫面積較大的自發(fā)性膝關(guān)節(jié)骨壞死的保守治療失敗率較高。這項(xiàng)研究結(jié)果將有助于醫(yī)生對(duì)自發(fā)性膝關(guān)節(jié)骨壞死患者作預(yù)后判斷。