肌骨超聲聯合磁共振成像在膝骨關節炎診斷及預后中的意義

徐晶 陳玲 謝麗君 徐榮全 黃小花 陳樹強

（福建醫科大學附屬第一醫院超聲醫學科,福建 福州 350000）

膝骨性關節炎是一種復雜、多因素、多組織病變的關節疾病〔1～3〕。據估計，10%～30%膝骨關節炎者會出現疼痛等癥狀，這種疼痛已經成為限制功能、進行任何形式的體育或娛樂活動，腿部肌肉無力和肌肉力量喪失會導致疼痛增加，進而導致殘疾，還會導致膝蓋骨關節炎等更多的疾病〔3，4〕。目前臨床主要通過肌骨超聲、磁共振成像（MRI）等方式對膝骨關節炎進行診斷、預后監測，不同的影像學手段可有效區分不同部位退行性疾病的程度〔5～8〕。MRI 分辨率高，可三維成像，可以獨立、特異性預測隨著時間推移的軟骨缺損、骨髓水腫樣改變和軟骨體積減少及膝關節疼痛的加重〔9，10〕。但MRI 在臨床使用中也存在一定限制，如無法監測動態骨骼及軟組織運動，對骨質改變的顯示效果不強等。MRI 由于其可靠的臨床計量學特性，已成為研究界最廣泛使用的評估骨關節炎危險因素、確定疾病進展的預測因素和評估治療變化的手段〔1〕。近年來，超聲也因為其相對較低的成本和易獲得的優勢，在骨性關節炎的評估中變得越來越受歡迎。其可以提供可靠的膝骨關節炎相關特征的評估，包括炎癥和結構異常，有助于評估炎性關節炎的皮質糜爛和滑膜炎。超聲檢查的主要優勢在于能夠發現滑膜病變〔6，11，12〕。然而，臨床上仍然缺乏對膝骨關節炎診斷和預后評估的量化指標。本研究旨探索肌骨超聲聯合MRI 在膝骨關節炎診斷及預后中的意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2015 年1 月至2018 年1 月福建醫科大學附屬第一醫院就診的膝骨關節炎患者43 例（左膝36 例，右膝43 例，共79 例）為觀察組，無膝關節癥狀健康受試者30 例（左右膝各30 例，共60 例）為對照組。入組標準:①所有患者行關節鏡檢查，確診為膝骨關節炎；②年齡60～75 歲；③所有患者為單側膝骨關節炎；④患者同意參與本研究并簽署知情同意書。排除標注:①合并其他骨關節損傷的疾病；②合并患有惡性腫瘤；③患者3 個月內參與其他臨床試驗。

1.2 肌骨超聲檢查 使用LOGIQ E9 彩色多普勒超聲儀（美國，通用電氣公司）進行檢查，使用5～17 MHz 頻率的探頭。患者取半臥位，屈膝約30°，超聲探頭緊貼膝關節，掃描關節內側、外側、髕骨兩側緣及髕骨上方。測量髕上囊滑膜厚度、髕上囊積液深度、股骨內髁軟骨厚度、股骨外髁軟骨厚度。

1.3 MRI 檢查 使用uMR 780 3.0T MRI 儀器（中國，聯影醫療公司）進行檢查，患者取仰臥位，雙膝伸直。掃描序列為自旋回波（SE）序列T1WI（TR=450～550 ms，TE=11 ms），梯度回波序列T2WI（TR=4 000～4 200 ms，TE=32 ms）。本研究根據MRI 檢查結果計算全膝關節磁共振成像積分（WORMS）。

1.4 隨訪 對患者進行隨訪，隨訪終點事件為行全膝關節置換術，隨訪截止日期為2021 年1 月31 日。

1.5 統計學方法 使用R 軟件（V3.5.1）和相關R包進行t檢驗、χ2檢驗及Logistic 回歸分析。使用受試者工作特征（ROC）曲線檢驗獨立危險因素以及聯合指標的診斷效能。使用Kaplan-meier 曲線進行預后分析，采用Log-rank 檢驗。

2 結果

2.1 肌骨超聲檢查結果與WORMS 對比 觀察組髕上囊滑膜厚度顯著高于對照組（P＜0.001）；兩組髕上囊積液深度、股骨內髁軟骨厚度、股骨外髁軟骨厚度差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。觀察組WORMS〔（67.74±14.06）分〕顯著高于對照組〔（43.53±18.75）分；P＜0.001〕。

表1 兩組肌骨超聲檢查結果對比(,mm)

表1 兩組肌骨超聲檢查結果對比(,mm)

2.2 膝骨關節炎獨立危險因素篩選 Logistic 回歸分析表明，WORMS〔OR=1.10，95%CI（1.05～1.14）〕和髕上囊滑膜厚度〔OR=1.87，95%CI（1.32～2.66）〕是膝骨關節炎獨立危險因素（P＜0.001）。聯合指標風險值計算公式為:風險值=-7.14+（0.63 ×WORMS）+（0.09 ×髕上囊滑膜厚度）。

2.3 WORMS、髕上囊滑膜厚度及風險值診斷效能評價 ROC 曲線表明，WORMS、髕上囊滑膜厚度及聯合指標風險值曲線下面積（AUC）分別為0.849、0.809、0.888。聯合指標診斷效能優于WORMS 和髕上囊滑膜厚度診斷效能。

2.4 聯合指標預后分析 根據聯合指標中位值將患者膝關節分為高風險組和低風險組，以行全膝關節置換術為隨訪終點時間進行預后分析。低風險組與高風 險組相 比，HR（95%CI）為 0.076 2（0.037 6～0.154 3），即低風險組患者預后轉歸明顯優于高風險組（P＜0.05）。

3 討論

膝骨性關節炎涉及多組織病變，因此需要對整個關節結構進行全面評估，以提高對個人水平和局部危險因素的認識，顯示病理變化，并澄清其與癥狀和結構進展的關系。雖然X 線平片仍是骨關節炎診斷的主要影像工具，但X 線平片無法準確評估膝關節軟組織、軟骨、滑膜病損。MRI 和肌骨超聲彌補了這一缺陷，可以敏感且準確評估軟骨、滑膜的病變情況。兩者應用與膝骨關節炎早期診斷的優勢更加明顯。

MRI 可以更加敏感地觀察滑膜炎病變，且可以因此預測骨關節炎的發生。在一項為期4 年的縱向病例對照研究中發現，基于MRI 觀察的滑膜炎會導致膝骨關節炎的患病風險增加3.6 倍〔13〕。除此之外，一項為期6.2 年的縱向研究證實，WORMS 評分是膝關節置換術后的獨立預測因子〔14〕。肌骨超聲因為可以準確反映滑膜的厚度，近年來被廣泛應用于膝關節炎治療效果和疾病預后的評估〔6，7，12，14〕。

張麗〔15〕研究證實，膝骨關節炎患者髕上囊滑膜厚度高于無膝關節癥狀者，且認為肌骨超聲可以用于膝骨關節炎早期診斷，其在評估滑膜增生情況方面具有獨特優勢。王學宗等〔16〕研究認為，WORMS對膝骨關節炎的診斷有較高的參考價值，其與膝骨關節炎X 線分級及臨床癥狀嚴重程度呈正相關。該研究還認為，膝骨關節炎患者病情主要受WORMS 影響。還有研究認為，WORMS 是可以用于膝骨關節炎診斷的定量指標，其在軟骨病理改變、滑膜炎癥、半月板損傷等方面的判別敏感性和特異性較高〔15〕。在一項為期84 個月的縱向病例對照多中心骨關節炎研究中發現，滑膜炎是發生膝關節骨性關節炎的獨立危險因素，在調整了其他結構障礙后，滑膜炎評分越高，風險越高〔17〕。本研究結果表明，WORMS、髕上囊滑膜厚度及聯合指標風險值對于膝骨關節炎的診斷效能均較好，而聯合指標風險值的診斷效能優于WORMS 和髕上囊滑膜厚度。本研究還表明，相同的隨訪時間內，高風險值患者需要行全膝關節置換術的患者比例高于低風險值患者比例。

綜上，基于肌骨超聲和MRI 檢查，通過滑膜厚度和WORMS 構建的聯合指標應用于膝骨關節炎的診斷和預后評估效能良好，可以為臨床決策提供依據。