基于能譜CT物質(zhì)分離成像的膝骨關(guān)節(jié)炎中醫(yī)證型的相關(guān)參數(shù)研究

翟冰瑩 賈永軍 康武林 李曉偉 姚潔 劉芳

［摘要］ 目的：探討不同中醫(yī)證型膝骨關(guān)節(jié)炎（KOA）能譜CT成像的髕下脂肪墊（IPFP）脂基物質(zhì)含量、關(guān)節(jié)間隙面積和骨贅評級的差異。方法：回顧性分析發(fā)作期KOA患者118例，其中寒濕痹阻證51例（A組），氣滯血瘀證40例（B組），肝腎虧虛證16例和氣血虛弱證11例（C組），使用能譜CT檢查后行基物質(zhì)分離圖像后處理及分析，探討不同中醫(yī)證型KOA能譜CT成像IPFP脂基物質(zhì)含量、關(guān)節(jié)間隙面積及骨贅評級的差異。結(jié)果：各證型間脂肪/肌肉物質(zhì)分離圖像IPFP最大面積和CT值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P>0.05）。A組IPFP脂基物質(zhì)含量最低，C組IPFP脂基物質(zhì)含量最高（P<0.05），B組膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間隙面積小（P<0.05）。各證型間膝關(guān)節(jié)外側(cè)間隙面積和骨贅評級差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P>0.05）。結(jié)論：IPFP脂基物質(zhì)含量和關(guān)節(jié)間隙面積均與發(fā)作期KOA中醫(yī)證型間存在一定相關(guān)性，能譜CT基物質(zhì)分離成像在中醫(yī)辨證施治KOA中具有一定的臨床應(yīng)用價值。

［關(guān)鍵詞］ 骨性關(guān)節(jié)炎，膝；體層攝影術(shù)，X線計算機(jī)；中醫(yī)證型；辨證分型

Correlation between TCM syndrome of knee osteoarthritis and energy spectrum CT material separation images

［Abstract］ Objective：To investigate the differences of the fat content in the infrapatellar fat pad （IPFP），the joint space area and osteophyte grading of knee osteoarthritis （KOA） in different TCM syndromes by energy spectrum CT. Methods：A total of 118 patients with acute painful KOA were retrospectively analyzed，among whom 51 case were cold-dampness stagnation syndrome （Group A），40 were qi stagnation and blood stasis syndrome （Group B），16 were liver-kidney deficiency syndrome and 11 were qi-blood deficiency syndrome （Group C）. All patients underwent energy spectrum CT，and the base material separation images were obtained and analyzed. The differences in the IPFP fat content，the joint space area and osteophyte grading in KOA patients with different TCM syndromes were compared. Results：There were no significant differences in the IPFP maximum area and CT value of the fat/muscle substance separation images among the three groups （both P>0.05）. Group A had the least IPFP fat content and Group C the most （P<0.05），Group B had the least medial joint space area （P<0.05）. While there were no significant differences in the lateral joint space area and osteophyte grading among the three groups （both P>0.05）. Conclusion：There are certain correlations between the IPFP fat content，the joint space area and the TCM syndrome of acute painful KOA. The material separation images of energy spectrum CT has a clinical application value in TCM syndrome differentiation and treatment of KOA.

［Key words］ Osteoarthritis，knee；Tomography，X-ray computed；Traditional Chinese medicine syndrome；Syndrome differentiation

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）是影響中老年人生活質(zhì)量的常見關(guān)節(jié)退行性疾病，屬中醫(yī)骨傷科優(yōu)勢病種之一［1-2］。患者就診的主要原因是病情急性發(fā)作加重，疼痛劇烈，功能嚴(yán)重受限［3］。臨床診療強(qiáng)調(diào)“三辨論治”，即辨證論治、辨病施治與辨位施法相結(jié)合［4］，但目前存在缺乏定量指標(biāo)、療效評價滯后等問題，制約辨證客觀化及規(guī)范化［5］。可視化、定量化影像圖像及參數(shù)可從解剖層面反映病理變化與證候的關(guān)系，可作為證候分類的參考指標(biāo)，拓展望診的深度和廣度，有助于中醫(yī)證型客觀化［6-7］。因此，本研究回顧性收集發(fā)作期KOA住院患者118例，探討不同中醫(yī)證型KOA能譜CT成像脂基物質(zhì)圖的差異，為KOA的中醫(yī)辨證分型尋找客觀化依據(jù)。

1? 資料與方法

1.1? 一般資料

回顧性收集2019年1月至2021年12月陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院收治的在診療前行雙膝能譜CT檢查的KOA患者118例，其中男38例，女80例；年齡40～74歲，平均（58.03±8.03）歲。依據(jù)《膝骨關(guān)節(jié)炎中醫(yī)診療指南（2020年版）》［1］將118例分為：A組寒濕痹阻證51例（43.22%），B組氣滯血瘀證40例（33.90%），C組肝腎虧虛證16例和氣血虛弱證11例（22.88%）。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審批（SZFYIEC-PJ-2019年第［31號］）。

1.2? 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1? 納入標(biāo)準(zhǔn)? ①符合改良版美國風(fēng)濕病學(xué)聯(lián)盟（American College of Rheumatology，ACR）及KOA的放射學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)，且Kellgren-Lawrence（K-L）評分<4分［8］；②治療前均行雙膝能譜CT檢查并簽署知情同意書；③符合KOA發(fā)作期診斷標(biāo)準(zhǔn)［8］，即膝關(guān)節(jié)中度以上疼痛，或呈持續(xù)性，重者疼痛難以入眠；膝關(guān)節(jié)腫脹，功能受限，跛行甚至無法行走。

1.2.2? 排除標(biāo)準(zhǔn)? ①膝關(guān)節(jié)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；②膝關(guān)節(jié)腫瘤；③結(jié)核、感染及創(chuàng)傷等引起的繼發(fā)性關(guān)節(jié)炎。

1.3? 儀器與方法

采用GE Discovery CT750 HDCT機(jī)掃描。掃描參數(shù)：140、80 kV瞬時（0.5 ms）切換，260 mA，探測器寬度40 mm，球管轉(zhuǎn)速0.8 s/r，層厚及層距均為5 mm，螺距0.984，自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重建強(qiáng)度為40%。

1.4? 圖像分析

將重建的1.25 mm單能量圖像上傳至AW4.6工作站并采用GSI General MD分析軟件行常規(guī)CT三維重建和基物質(zhì)分離后處理，重建得到脂肪/肌肉和骨/脂肪基物質(zhì)對圖像、常規(guī)CT圖像。由2位高年資骨肌系統(tǒng)影像科醫(yī)師對能譜CT圖像進(jìn)行評價：在矢狀位髕下脂肪墊（infrapatellar fat pad，IPFP）最大層面勾畫邊界，獲得脂肪（肌肉）基物質(zhì)圖像及其脂基物質(zhì)含量和常規(guī)CT圖像及其平均值（圖1），根據(jù)脛股內(nèi)側(cè)區(qū)（股骨內(nèi)髁與脛骨髁間隆突內(nèi)側(cè)的脛骨平臺形成的關(guān)節(jié)區(qū)域）和脛股外側(cè)區(qū)（股骨外髁與脛骨髁間隆突外側(cè)的脛骨平臺形成的關(guān)節(jié)區(qū)域）分區(qū)，在骨（脂肪）基物質(zhì)圖像獲得冠狀位內(nèi)外關(guān)節(jié)間隙最大面積（圖2），并依據(jù)K-L評分對骨贅進(jìn)行分級；以上數(shù)據(jù)取2位醫(yī)師測量的平均值，主觀分級由2位醫(yī)師商議后確定。

1.5? 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 26.0軟件分析數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計量資料以x±s表示，3組間比較采用單因素ANOVA檢驗(yàn)，當(dāng)差異有統(tǒng)計學(xué)意義時，進(jìn)一步采用LSD-t檢驗(yàn)行組間兩兩比較。計數(shù)資料以例表示，組間比較行χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1? 3組一般資料比較（表1）

3組性別、年齡、身高、體質(zhì)量、BMI、患病時間和病變部位差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P>0.05）。

2.2? 不同中醫(yī)證型KOA的能譜CT定量參數(shù)比較（表2；圖3，4）

3組中醫(yī)證型間矢狀位IPFP最大面積及其常規(guī)CT值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P>0.05）；IPFP脂基物質(zhì)含量A組0.05）。內(nèi)側(cè)間隙面積A組和C組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但均大于B組（均P<0.05）。3組骨贅評級差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P>0.05）。

3? 討論

3.1? 影像學(xué)在KOA中的應(yīng)用價值

中醫(yī)學(xué)將KOA歸屬于“骨痹”“痹證”范疇，根據(jù)中華中醫(yī)藥學(xué)會骨傷科分會制訂的臨床診療指南將KOA稱為“膝痹”［9］。辨證論治是KOA臨床與基礎(chǔ)研究中的核心內(nèi)容，借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，尋找辨證的客觀化依據(jù)，指導(dǎo)臨床辨證施治，是KOA中醫(yī)診治中需要解決的問題［5，10］。近期研究表明，KOA是一種累及軟骨、軟骨下骨、滑膜、韌帶、關(guān)節(jié)囊、半月板、關(guān)節(jié)周圍肌肉，包括IPFP等多種組織的全關(guān)節(jié)疾病［11］。影像學(xué)能為中醫(yī)可視化、精準(zhǔn)化辨證和治療KOA提供理論基礎(chǔ)［1，12］。IPFP作為一種關(guān)節(jié)組織參與KOA的發(fā)生及發(fā)展是目前的研究熱點(diǎn)之一［13-14］。MRI顯示IPFP具有獨(dú)特優(yōu)勢，可對其進(jìn)行定量檢測，利用IPFP的高信號強(qiáng)度改變來診斷滑膜炎已得到廣泛認(rèn)可，其可作為診斷KOA滑膜炎的替代指標(biāo)之一［15］。但由于MRI存在的禁忌證和檢查時間較長，部分發(fā)作期KOA患者不能很好配合MRI檢查。X線平片可對關(guān)節(jié)間隙的寬度進(jìn)行較為精確測量，從而作為K-L分級和關(guān)節(jié)間隙寬度的依據(jù)，但其測量脛股關(guān)節(jié)外側(cè)間隙的準(zhǔn)確性較低，另外關(guān)節(jié)間隙寬度的測量還受體位、X線投照技術(shù)及半月板半脫位等情況的影響［16-18］。CT對骨性結(jié)構(gòu)（含骨贅）分辨率高，能清楚分辨骨性結(jié)構(gòu)輪廓，對于KOA關(guān)節(jié)間隙狹窄、脛股關(guān)節(jié)和髕股關(guān)節(jié)邊緣骨贅的顯示明顯優(yōu)于X線平片。

3.2? 能譜CT基物質(zhì)分離與KOA中醫(yī)證型的關(guān)系

本研究采用能譜CT多參數(shù)成像在提高CT空間分辨率的同時，還可提供基物質(zhì)分離圖像［19］。能譜CT可根據(jù)診斷目的選擇合適的基物質(zhì)對［20］。脂基物質(zhì)圖可定量評價IPFP脂肪含量，骨基物質(zhì)圖可更清晰顯示關(guān)節(jié)間隙和骨贅、關(guān)節(jié)面下囊變。目前，能譜CT在KOA的早期診斷價值已取得進(jìn)展，但將能譜CT基物質(zhì)分離應(yīng)用于KOA中醫(yī)證候的相關(guān)性研究較少［21］。采用脂肪（肌肉）基物質(zhì)圖像測量IPFP脂肪含量，所測得脂肪基物質(zhì)含量是一種相對含量，可反映髕下脂肪墊水腫的程度，即IPFP脂肪含量降低提示炎癥加重，如有小葉間隔增厚、血管化增加和炎性浸潤的存在［22-24］。由于IPFP與滑膜炎癥之間存在明顯相關(guān)性，IPFP的最大面積或體積與膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)改變有關(guān)，因此可通過能譜CT測量IPFP最大面積和脂肪含量反映KOA炎性反應(yīng)的程度［25］。寒濕痹阻證KOA患者脂肪含量最低，提示關(guān)節(jié)周圍炎性反應(yīng)可能較其他證型明顯。能譜CT骨基物圖能更清晰顯示骨皮質(zhì)邊緣，有利于關(guān)節(jié)間隙輪廓的勾畫。本研究發(fā)現(xiàn)氣滯血瘀證患者膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間隙面積小于其他證型，由于膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間隙面積變小代表了關(guān)節(jié)軟骨和半月板的變薄，提示氣滯血瘀證KOA患者軟骨和半月板損傷程度較重，與陸佳［26］采用MRI觀察到的結(jié)果相同。

本研究尚存在一定局限性：①作為回顧性探索中醫(yī)證型依據(jù)的有效可視化、定量化影像學(xué)指標(biāo)，各組證型例數(shù)較少；②僅對發(fā)作期KOA住院患者能譜CT參數(shù)和中醫(yī)證型進(jìn)行評估分析，而患者就診意愿和疼痛敏感性具有主觀性，需進(jìn)一步嚴(yán)格規(guī)范研究分組、患者實(shí)時中醫(yī)證型轉(zhuǎn)變和動態(tài)復(fù)查能譜CT，為KOA中醫(yī)辨證分型提供更客觀的依據(jù)。

總之，IPFP脂基物質(zhì)含量和關(guān)節(jié)間隙定量與發(fā)作期KOA中醫(yī)證型間存在一定相關(guān)性，寒濕痹阻證KOA患者脂肪含量最低，提示關(guān)節(jié)周圍炎性反應(yīng)明顯；通過能譜CT脂基物質(zhì)圖觀察IPFP脂肪含量和輪廓變化，為評價KOA病變的程度和療效提供了更多定量依據(jù)，拓展了KOA中醫(yī)辨證治療望診視野。氣滯血瘀證KOA患者內(nèi)側(cè)間隙面積較小，提示軟骨和半月板損傷程度較重。需要注意的是，本研究各組存在少數(shù)疼痛較重，但能譜CT IPFP脂肪含量較高、內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙不狹窄（K-L 1級）的KOA患者。因此，CT能譜定量影像作為一種輔助鑒別KOA中醫(yī)證型依據(jù)也具有一定偏倚，但總體而言能譜CT基物質(zhì)分離成像在中醫(yī)辨證施治KOA中有一定臨床應(yīng)用價值。

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