无症状软骨缺损与相关因素的临床分析

张杰锋　张　鹏　陈梦婷

骨关节炎（Osteoarthritis，OA）是缓慢而连续变化的病理生理过程，没有正常和病变间截然的界限［1］。因此可以推断，在无症状的“正常”人群中应存在可被发现的关节软骨异常。但在临床工作中，很少有无症状的病例前来就诊，因此国内尚缺乏较为完整的临床前期OA软骨缺损资料。本次研究主要通过分析较大样本的汉族无症状志愿者膝关节软骨磁共振（Magnetic Resonance，MR），来讨论无症状青年关节软骨缺损的出现规律和相关临床因素与OA软骨间的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料自2007年12月至2008年1月间，研究者在医学院内招募20~40周岁志愿者参加实验。入选条件如下：（1）无膝关节外伤史。（2）无OA临床表现。（3）体检结果符合以下标准：无膝关节内外翻，双踝间距在4～6 cm之间；浮髌征阴性；髌骨内移≤1/2宽度；膝关节无压痛。（4）家族中无免疫性关节炎或其他相关病史。（5）汉族。（6）X线片显示膝关节解剖轴线外翻角度在正常范围内。由三位伤骨科主治医师完成临床和体检评估，由两位影像专业博士研究生完成X线评估。

对入选者分别记录年龄、身高、体重并计算体重指数（Body Mass Index, BMI）。公式如下： BMI＝身高/体重平方。BMI值在15~25之间为正常，超过30为超重，低于12为瘦弱。

1.2 仪器及成像方法 采用 1.5T MR（GE Signa HD，Milwaukee，USA）设备进行成像。随机选择志愿者行左侧或右侧膝关节成像。受试者检查前静止平卧30 min，下肢与心脏处于同一高度。MR成像序列：（1）三维脂肪抑制扰相梯度回波序列（Fat－suppressed Spoiled Gradient Echo Sequence， 3D－FS－SPGR。成像参数：TR 50ms，TE4ms，翻转角60°，FOV 16 cm，矩阵256×192，2次激励，层厚1.5 mm，无间隔扫描50层），并对图像进行最大信号强度投影法（MIP）重建。（2）脂肪抑制质子加权序列（Fat－suppressed Proton DensitySequence，FS-PD。成像参数：TR 2500ms，TE 10ms，FOV 16 cm，矩阵256×224，4次激励，层厚4 mm， 层距1 mm）。

1.3 图像分析 胫股角（Femur tibial angle, FTA）测量：采用站立位双侧膝关节X线正位摄片。由三位影像专业博士研究生采用PACS图像终端（EBM，UNIRISC 2.0）取股骨远端和胫骨近段中轴线，然后测量两线夹角。以三人测得的平均值作为最后数值。

1.4 统计学分析 以EXCEL2003软件进行数据录入，采用SPSS13.0软件进行统计学分析。由于本组数据为计数资料，故采用Pearsonχ 2检验分析不同关节面间软骨缺损出现率有无差异。采用Pearsonχ 2检验和Nemiyi两两比较法分析不同年龄组间软骨缺损出现率差异；采用Sperman法分析年龄，体重指数，性别与软骨缺损出现率的相关性。以P<0.05为差异有统计学意义, P<0.01为差异有显著统计学意义。

2 结果

2.1 无症状性软骨缺损的MR表现 本组志愿者中，共有47例出现不同程度的软骨缺损（23.5%，47/200）。按照关节面来分，共有123个关节面出现软骨缺损（12.3%，123/1000）。软骨缺损最好发部位是胫骨内侧平台（17.5%，35/200）和髌软骨（14％，28/200），不同部位软骨缺损出现率无差异（χ 2＝8.770，P＝0.068）。软骨缺损主要MR表现为软骨内局部异常信号（70.73%，87/123）和小凹状裂隙（26.83%，33/123），3例为片状不规则缺损（2.44%，3/123）。所有缺损深度均为Noyes IIA级以下（NOYES I级76.42%，94/123；IIA级23.58%，29/123），未见累及软骨全层的缺损或伴发软骨下骨质水肿。

2.2 软骨缺损与临床因素相关性分析 不同年龄组志愿者的软骨缺损出现率存在显著性差异（χ 2＝29.428， P<0.001）。组间比较显示，在30岁以上两组间存在差异。30岁以下组间软骨缺损出现率无显著性差异，但呈逐渐上升趋势；35～40岁组与其他各组间均存在差异；以30岁为界线，不同组间软骨缺损出现率存在显著差异（χ 2＝24.654，P =0.002）。性别和身高/体重比对无症状性软骨缺损的出现率无显著影响（χ 2＝5.248，P =0.095；χ 2＝8.223，P =0.071）。

3 讨论

OA发病率与年龄存在明显的正相关性。Hattori K等［2］发现，小于70岁年龄组中27%有OA的X线表现，大于80岁组的比例达到44%。70岁以上老年女性随访显示膝关节OA影像学阳性率以每年2%的比例增加。年龄相关的软骨生理功能下降集中表现为关节软骨细胞活性降低。有人认为［3］自15岁开始，膝关节软骨就会出现关节承重部位软骨表层退变。由于软骨细胞凋亡增多，老年人的软骨细胞质减少至年轻人的30%，其以表层带最明显。软骨基质氨基葡聚糖积累过多导致蛋白多糖合成下降，限制水分外流能力受到影响。胶原总数无明显减少，但是胶原交联增加，胶原纤维网变硬，容易产生疲劳性损伤。原来集中在软骨表层带的II型胶原损伤向深层发展。由于蛋白多糖的含量减少，软骨基质内细胞外水流失，软骨承重功能减退。另外，老年人的软骨钙化和骨赘形成更为明显。这主要是由于软骨内促生物矿化的转氨基葡糖酶活性和软骨细胞分泌产生焦磷酸盐反应增加，促进了焦磷酸钙骨赘和软骨钙化形成。

国内研究显示［4］，30岁以下的成年人关节软骨主要以组织成分变化为主，其中以软骨基质内水含量变化较为显著，一般不出现较为明显的主观症状。自30岁开始，成年人的膝、髋等大关节较易出现疼痛等症状。30周岁以上人群与30周岁以下人群的大关节疼痛发生率有显著差异。本次研究结果显示，随着年龄增大，膝关节MR图像上的软骨厚度会有较为明显的降低，其中以股骨内侧髁和胫骨内侧平台软骨厚度下降最为明显，胫骨平台和股骨内侧髁软骨厚度的下降与年龄还具有负相关性。这与以前的研究结果类似。但是，不同区域之间软骨厚度随年龄变化的趋势并不一致。虽然不同年龄组的志愿者膝关节股骨外侧髁和髌软骨厚度存在差异，且呈下降趋势。但其与年龄之间不表现负相关。其可能原因是：（1）膝关节不同区域软骨应力不一致，内侧间隙关节面软骨应力和剪切力作用更为明显，软骨退变破坏作用加强。（2）软骨组织自我修复行为受软骨组分相关基因表达调控。现有研究证实，生物力学环境会影响关节软骨II型胶原和蛋白多糖相关基因的表达和蛋白质修饰调控。因此在关节不同区域软骨修复上存在差异。（3）本次无症状志愿者研究年龄分布为20~40周岁，未涉及更年长人群。

本次研究还显示不同年龄组的膝关节软骨缺损出现率存在差异，且呈逐渐上升趋势。由于病例数的限制，本次研究未进行两者的相关分析。但以上结果也从另一方面证实了年龄对OA发生发展的影响。

综上所述，OA 的临床致病因素繁多，比较重要的就是年龄、性别、体重、种族和运动状态，其在一定程度上影响了MR上软骨的形态表现。无症状膝关节软骨缺损在青年人群中分布较为普遍。其主要特点为仅累及软骨表层的表浅缺损，且具随年龄增加的趋势，与性别和体重无相关性。

参考文献：

［1］Jakobsen RB，Engebretsen L，Slauterbeck JR. An analysis of the quality of cartilage repair studies［J］.J Bone Joint Surg Am，2005,87(10):2232-2239.

［2］Hattori K，Takakura Y，Ishimura M，et al. Differential acoustic properties of early cartilage lesions in living human knee and ankle joints［J］.Arthritis Rheum，2005,52(10):3125-3131.

［3］Amin S，LaValley MP，Guermazi A，et al. The relationship between cartilage loss on magnetic resonance imaging and radiographic progression in men and women with knee osteoarthritis［J］.Arthritis Rheum，2005,52(10):3152-3159.

［4］徐建强，张伟滨，丁晓毅等.CT引导下经皮关节周围骨样骨瘤旋切术11例临床报告［J］.中华外科杂志，2005，43（16）：1063-1065.

（收稿日期：2009-03-11）