膝骨關節炎患者骨髓水腫MRI特征及其與VAS評分的相關性

陳真，許超，馮天保

1.延安市人民醫院放射科，陜西 延安 716000；

2.延安大學附屬醫院心腦血管醫院放射科，陜西 延安 716000

骨關節炎為骨骼系統常見疾病，主要病理表現為關節僵硬、疼痛，甚至可造成關節功能障礙等，而膝關節是人體的主要承重關節，同時也是骨關節炎最常發生部位[1-2]。骨髓水腫是膝骨關節炎患者通過MRI所檢測出的一種病理改變，其并不具備特異性，在退行性關節炎等在內的多種疾病發展過程中均可發生[3]。膝骨關節炎主要與患者體質量指數過高、運動不當、血供異常等內部負荷過重或生物機械力分配異常等原因相關，可導致關節軟骨的磨損，進而導致骨髓水腫的發生發展，而骨髓水腫可進一步加重膝骨關節炎的病情發展[4]。有研究表示骨髓水腫可導致膝骨關節炎患者的關節疼痛發生率增高，但由于對骨髓水腫造成關節疼痛的具體機制和過程尚不明確，同時缺乏客觀的指標對膝骨關節炎患者疼痛與骨髓水腫之間的聯系進行評估，故臨床無法明確有效地控制膝骨關節炎疼痛程度以及骨髓水腫病情的發展[5]。本研究通過對不同疼痛程度的膝骨關節炎患者在MRI 上的骨髓水腫特征進行研究，以分析骨髓水腫與患者疼痛程度的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2021 年2 月至2022年5月期間于延安市人民醫院診治的85例膝骨關節炎患者的病歷資料。納入標準：(1)經影像學等檢查結果診斷為膝骨關節炎[6]；(2)同意接受膝關節MRI檢查；(3)病歷資料完整。排除標準：(1)近3 個月內存在膝關節外傷史或手術史；(2)同時合并免疫相關性關節炎以及免疫性疾病等；(3)同時存在感染、骨結核等其他膝關節疾病；(4)近3 個月內存在非甾體抗炎鎮痛藥物或全身性皮質類固醇藥物服用史；(5)合并活動性惡性腫瘤；(6)存在MRI檢查禁忌證者。根據患者膝關節MRI檢查中的骨髓征象[7]分為對照組、Ⅰ組和Ⅱ組，對照組患者骨髓水腫征象評估為0 級，表現為MRI 檢查無骨髓水腫征象，共21 例；Ⅰ組患者骨髓水腫征象評估為1級，表現為患者膝關節軟骨下連續2層或累計3層及以下的MRI 檢查圖像中存在骨髓水腫征象，共32 例；Ⅱ組患者骨髓水腫征象評估為2 級，表現為患者膝關節軟骨連續3層或累計4層及以上MRI檢查圖像中存在骨髓水腫征象，共32例。

1.2 檢查方法 所有患者均進行膝關節MRI 檢查，通過圖像評估患者的骨髓水腫特征。具體方法：患者姿勢取站立位，對患者膝關節拍攝正側位X 片，接著通過核磁共振成像儀對患者的膝關節進行伸直位掃描，姿勢改為仰臥位，獲取患者膝關節各組織層面的MRI圖像，其中主要是對膝關節矢狀位自旋回波序列進行骨髓水腫評估，而骨髓水腫在自旋回波序列-T2W1中主要表現為關節軟骨下方呈現邊界不清晰的低信號區域，而在快速小角度激發序列加脂肪抑制圖像中關節軟骨下方則呈現高信號區域。圖1、圖2為膝骨關節炎病例的MRI檢查圖像。同時采用視覺模擬評分量表(VAS)評估所有患者的膝關節疼痛程度。具體評估方法：在醫護人員指導下準備一張畫有10 cm短線的紙條，將短線一端標記為0，另一端標記為10，用數值大小表示患者的疼痛程度，數字越大代表疼痛程度越高，醫護人員指導患者根據自身疼痛感覺在橫線上作出相應標記。

圖1 患者女，74歲，左膝關節間斷疼痛五年余，加重一周Figure 1 A female patient,aged 74,had intermittent pain in left knee for more than five years and 1 week of exacerbation

圖2 患者女，56歲，左膝關節疼痛1個月余，加重一周Figure 2 A female patient, aged 56, had pain in left knee for more than 1 month and 1 week of exacerbation

1.3 觀察指標 (1)比較三組患者的一般資料；(2)比較不同等級骨髓水腫征象患者的疼痛程度；(3)分析患者骨髓水腫征象等級與VAS評分的相關性。

1.4 統計學方法 應用SPSS20.0 統計軟件分析數據。計數資料比較采用χ2檢驗；計量資料以均數±標準差(±s)表示，多組間比較行單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t 檢驗；采用Spearman 相關性分析患者骨髓水腫征象等級與VAS 評分的相關性。以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組患者的一般資料比較 三組患者的性別、年齡、體質量指數(BMI)、病程、Kekkgren-Lawrece(K-L)分級比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表1。

表1 三組患者的一般資料比較[例(%)，±s]Table 1 Comparison of general data of the three groups[n(%),±s]

表1 三組患者的一般資料比較[例(%)，±s]Table 1 Comparison of general data of the three groups[n(%),±s]

一般資料性別分類F/χ2值2.910男 女 Ⅰ級對照組(n=21)5(23.81)16(76.19)58.16±5.63 22.81±1.32 3.28±1.25 4(19.05)8(38.10)7(33.33)2(9.52)Ⅰ組(n=32)13(40.63)19(59.38)57.68±5.21 23.05±1.23 3.05±1.33 7(21.88)12(37.50)9(28.13)4(12.50)Ⅱ組(n=32)15(46.88)17(53.13)58.03±5.49 23.11±1.19 3.42±1.47 6(18.75)12(37.50)11(34.38)3(9.38)P值0.233年齡(歲)BMⅠ(kg/m2)病程(年)K-L分級Ⅱ級Ⅲ級0.058 0.395 0.595 0.488 0.943 0.675 0.554 0.998Ⅳ級

2.2 三組患者的VAS 評分比較 三組患者的VAS評分有差異，其中Ⅱ組VAS評分高于Ⅰ組和對照組，Ⅰ組高于對照組，差異均有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 三組患者的VAS評分比較(±s，分)Table 2 Comparison of VAS scores of the three groups(±s,points)

表2 三組患者的VAS評分比較(±s，分)Table 2 Comparison of VAS scores of the three groups(±s,points)

注：與對照組比較，aP＜0.05；同Ⅰ組比較，bP＜0.05。Note: Compared with the control group,aP＜0.05; Compared with groupⅠ,bP＜0.05.

組別對照組Ⅰ組Ⅱ組F值P值VAS評分4.13±1.18 5.46±1.03a 7.21±1.27ab 46.606 0.001例數21 32 32

2.3 患者骨髓水腫征象等級與VAS 評分的相關性 經Spearman 相關性分析結果顯示，骨髓水腫征象等級與VAS評分呈正相關(r=0.673，P＜0.05)。

3 討論

膝骨關節炎屬于關節退變性疾病，隨著病情加重，患者關節軟骨組織會隨之出現軟化變性等病理改變；而軟骨膜則會出現過度增生，形成骨贅，其可對膝關節的關節囊、正常肌肉組織形成損傷，從而導致膝關節解剖結構被破壞，最后可對患者肢關節功能形成不良影響[8-9]。膝骨關節炎受遺傳、環境、激素等多個因素影響，既往臨床認為其主要發生于老年群體，但近年來其發病年齡逐漸延伸至40歲左右[10-11]。而骨髓水腫是膝骨關節炎的一種重要病變表現，主要通過MRI檢查發現，但其不具備特異性[12-13]。而隨著臨床影像技術的不斷進步和發展，膝骨關節炎患者的病變疼痛程度與骨髓水腫的病變發展的相關性逐漸受到重視[14]。本研究主要對膝骨關節炎患者骨髓水腫MRI 特征及與VAS評分的關系進行分析。

研究結果顯示，三組患者的VAS評分差異有統計學意義，Ⅱ組VAS 評分高于Ⅰ組和對照組，Ⅰ組高于對照組；經Spearman 相關性分析顯示，骨髓水腫征象等級與VAS 評分呈正相關。研究結果提示膝骨關節炎患者隨著骨髓水腫病變加重，其膝關節疼痛程度也逐漸加重。分析其原因可能為骨髓水腫可導致病灶處發生細胞外液積聚，促使骨髓內壓增大，從而可對關節內的感受器形成疼痛刺激，并通過骨髓和骨關節中的痛覺神經纖維傳導疼痛刺激，最終導致患者出現疼痛感。而患者骨髓水腫累及范圍越大，其骨髓內壓也隨之越高，從而對患者骨髓及骨關節產生的疼痛刺激也越強烈，故導致患者的疼痛程度也越高[15-16]。鄧凱文等[17]的研究也表示患者的骨髓水腫面積越大，骨關節炎患者的疼痛評分越高。同時也有陶勇等[18]的研究表示，通過對膝骨關節炎患者的骨髓水腫進行有效的治療和控制，可以有效幫助緩解患者的疼痛程度。進一步提示骨髓水腫為膝骨關節炎患者產生疼痛的重要原因之一，且具有正性相關性。MRI相較于其他影像學檢查，具有較強的組織對比性以及較高的空間分辨率，其可對患者膝關節組織進行多序列、多方位以及多參數的采樣檢查，從而可對膝關節各組織的厚度、形態、邊界以及信號變化進行更全面的顯示，且具有無創的優點，因此是關節病變類疾病的首選檢查手段之一，也是目前骨性關節炎公認最可靠的檢查方法。MRI可對關節軟骨的微小變化進行顯示，其可顯示關節軟骨結構和層次，同時MRI對骨髓病變也較為敏感，其可顯示骨髓水腫病變范圍、程度以及具體病理改變。骨髓水腫主要病理改變為病灶內出現血管異常增生、水分子外滲等變化，而其在MRI 影像圖像中主要表現為關節軟骨下骨小梁內高亮度區，或表現為關節面下數厘米處邊界較模糊、范圍較大的中度增強信號區。但膝骨關節炎患者疼痛的具體發生機制尚未明確，目前臨床認為其主要為滑膜炎、軟骨下囊腫或關節積液等多種因素互相作用所造成的結果。而通過分析膝骨關節炎患者疼痛程度與其骨髓水腫病變程度的關系，可幫助臨床控制和改善骨髓水腫，使患者疼痛得到緩解。

綜上，本研究通過對不同程度骨髓水腫的膝骨關節炎患者進行疼痛程度分析，提示患者疼痛程度與骨髓水腫病變程度存在相關性，患者骨髓水腫越嚴重，其疼痛程度也相應越高。