探讨老年人行膝关节超声检查的意义

蒋岚，毛军，刘艳华，王元利，卢艳丽，牛琳琳，薛利芳

1.北京市隆福医院 超声科，北京 100010；2.北京大学人民医院 超声科，北京 100044

探讨老年人行膝关节超声检查的意义

蒋岚1，毛军1，刘艳华1，王元利1，卢艳丽1，牛琳琳1，薛利芳2

1.北京市隆福医院 超声科，北京 100010；2.北京大学人民医院 超声科，北京 100044

目的 探讨应用超声检查评价老年人膝关节软骨退行性变（退变）的临床意义。方法对北京市和平里街道安德路社区60岁以上的老年人，随机抽取233例（男102例，女131例）行膝关节超声检查，观察436个膝关节股骨髁间沟内侧斜面、髁间沟外侧斜面及髁间沟关节面软骨并分析、总结受检者软骨状况。结果436个膝关节中，发生软骨退变381个（临床原发性膝骨关节炎（KOA）组205个，临床非KOA组176个），软骨退变率87.39%。临床KOA组，股骨髁间沟内侧斜面、外侧斜面及髁间沟软骨厚度测量值分别为（0.98±0.44） mm、（1.16±0.51）mm、（1.71±0.55） mm；临床非KOA组分别为（1.53±0.40） mm、（1.64±0.40） mm、（2.05±0.42） mm。结论超声检查对评价老年膝关节软骨退变状况具有一定的临床意义。

超声检查；老年膝关节；关节软骨退变；原发性膝骨关节炎；彩色超声诊断仪

0 前言

原发性膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）是国人最常见的骨关节炎，其最初的病理变化为关节软骨退变，是导致老年人疼痛和残疾的重要病因[1]。随着中国人口老龄化的加剧，KOA患病率逐年上升，膝关节软骨退变的早发现、早诊断就显得更加重要。近年来，超声检查对膝关节软骨病变的诊断价值已经逐渐被大家认同[2-3]。本研究于2013年3月～2013年8月抽样调查了北京市和平里街道安德路社区60岁以上老年人的膝关节软骨状况，探讨超声检查评价老年人膝关节软骨退变的临床意义。

1 材料与方法

1.1 一般资料

目标人群为北京市东城区和平里街道安德路社区60岁以上本市户口老年人共1463人（该人群数占该社区总人数42.73%，为本社区第一大人口构成），随机抽样233例进行膝关节超声检查，共计436个膝关节。对严重行动不便者及接受过手术的膝关节除外。其中男102例，女131例，年龄60～90岁，平均年龄（69.61±7.55）岁。根据1995年美国风湿病学会对KOA临床诊断标准[4]：① 前月大多数时间内有膝痛；② 有骨摩擦音；③ 晨僵＜30min；④ 年龄≥38岁；⑤ 膝检查示骨性肥大。满足①②③④或①②⑤或①④⑤可诊断为KOA。

本研究将符合KOA临床诊断标准者归为临床KOA组，不符合者归为临床非KOA组。其中临床KOA组有111例，205个膝关节（满足①②③④⑤的22个，满足①②③④的109个，满足①②④⑤的21个，满足①③④⑤的25个，满足①④⑤的28个），其中：单膝关节者17例，双膝关节者94例。临床非KOA组有122例，231个膝关节（有①表现的82个，有②表现的46个，有③表现的45个，有⑤表现的11个），其中：单膝关节者13例，双膝关节者109例。

1.2 检查仪器

采用GE- Logic7和PHILIPS-IU22彩色超声诊断仪，利用仪器内置肌肉骨骼条件，探头频率均为9～12 MHz线阵探头。

1.3 方法

挑选4名经统一标准化培训合格的超声科医师，参加本课题研究。受检者卧位，尽量屈膝至最大角度（90°～135°），探头置于膝关节上方，做系列纵断和横断观察股骨髁间沟内侧斜面（内侧髁）、髁间沟外侧斜面（外侧髁）及髁间沟软骨状况，并统一在横断面标准切面上测量股骨内侧髁、外侧髁及髁间沟软骨厚度，如软骨有变薄或丧失，要同时测量最薄处。

1.4 图像分析

参照任杰等人[5]文献报道的软骨退变分类结合我们的实际经验，本文采用以下指标评判股骨远端软骨退变：①软骨表面毛糙或欠光滑；② 软骨内部回声增高或不均匀；③ 软骨局部变薄或完全丧失；④ 软骨局部隆起。凡符合以上条件之一者，均被视为软骨退变。否则，判断为软骨正常。

1.5 统计学处理

所有计量资料均输入SPSS 20.0统计软件进行分析，行t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

临床KOA组205个膝关节，发生软骨退变的205个，软骨退变率100%。临床非KOA组231个膝关节，发生软骨退变的176个，软骨退变率76.19%。两组膝关节不同部位软骨声像图特征，见表1；软骨退变情况，见表2；软骨厚度测值及统计学处理结果，见表3。

表1 临床KOA组与临床非KOA组膝关节股骨内、外侧髁及髁间沟软骨声像图特征 （单位：个）

表2 临床KOA组与临床非KOA组膝关节股骨内、外侧髁及髁间沟软骨退变情况 （单位：个）

表3 临床KOA组与临床非KOA组膝关节股骨内、外侧髁及髁间沟软骨厚度测值表 单位：（±s）mm

表3 临床KOA组与临床非KOA组膝关节股骨内、外侧髁及髁间沟软骨厚度测值表 单位：（±s）mm

临床KOA组临床KOA组t值P值内侧髁男1．09±0．381．56±0．44-7．446＜0．001女0．93±0．451．50±0．34-11．329＜0．001外侧髁男1．31±0．491．67±0．40-5．604＜0．001女1．09±0．511．60±0．40-8．787＜0．001髁间沟男1．73±0．682．15±0．42-4．669＜0．001女1．69±0．471．96±0．40-4．727＜0．001

3 讨论

关节软骨由软骨细胞和细胞外基质组成，水、大分子胶原及蛋白多糖等是细胞外基质为主要构成成分。软骨胶原主要为Ⅱ型，呈三维网状结构，把软骨细胞包埋在其中，它主要提供向内的拉力，与总是维持膨胀状态的软骨保持平衡。蛋白多糖聚合体具有亲水性，它能够结合水并与胶原相互作用，稳定细胞外基质。软骨自由水受机械应力作用在基质内横向流动，而蛋白多糖使水流动受阻并产生强大液压的抗应力。基质内水还有恢复受损软骨的正常形态以及保持润滑的重要作用。

本研究显示，超声能够对软骨特点进行描述和测量，为临床提供更多有效诊断依据。超声下正常膝关节软骨呈“高、低、高”3层。超声波在穿过密度不同的滑膜腔、软骨和软骨下骨时，发生界面反射，分别形成了软骨表面与深层的线样高回声，两条高回声线之间回声均匀的带状低回声则为软骨本身。老年人退变软骨的超声表现多样，往往是多种超声征象出现在同一关节面上。本研究发现，当软骨表面滑液腔有少许积液时[6]，滑膜层与软骨表面分离，这时可以清楚看到软骨表面的不光滑、毛糙，甚至是软骨局灶性轻微变薄（图1）；如果软骨内部回声发生变化、软骨变薄或局部隆起时，在超声下都会有相应表现（图2～4）。

图1 滑液腔有少许积液，软骨表面毛糙

图2 软骨局部回声增强

图3 软骨局部变薄

图4 软骨局部隆起

本研究依据1995年美国风湿病学会对KOA临床诊断标准将受检者（436个膝关节）分为临床KOA组和临床非KOA组，按照此标准计算KOA患病率为47.02%，与文献报道60岁以上老年人骨关节炎患病率40%～60%基本一致[7-8]。软骨退变率为87.39%，显然软骨病变发生于临床诊断之前，说明临床诊断标准已经不能满足临床早期诊断KOA，同时也说明超声检查膝关节软骨的重要性。

临床KOA组软骨退变率为100%，所有膝关节均有不同程度的软骨表面毛糙、不光滑，并有70.73%的主要承重关节面软骨存在不同程度的变薄或丧失，为软骨晚期退变表现。由于软骨本身不含血管、神经和淋巴管，且易受损，在出现软骨损害后并无症状表现，一般临床检查不能发现软骨病变。KOA是膝关节各组织的一系列退变，产生疼痛可能与软骨下骨退变、骨内压增高、大量积液及关节畸形刺激滑膜、骨膜或周围肌腱痛觉感受器等有关。反复出现疼痛且病程较长，说明退变已经不仅仅局限于软骨，关节内除软骨外的其他组织也产生退变，周围组织的病变会加重软骨退变，相应的软骨退变程度也会更严重。在本研究过程中发现，临床KOA组人群膝关节检查，除了软骨病变以外，常伴有一种或多种其他病变，如：滑膜增厚、关节腔积液、腘窝囊肿、关节腔内游离体等。

临床非KOA组软骨退变率为76.19%，有疼痛症状的占临床非KOA组的35.50%，但均未达到KOA临床诊断标准。KOA的患病率随年龄增加而上升，关节软骨的退变也同样随年龄增加而增多，因为，软骨退变是骨性关节炎的早期表现。张余庆[9]、宋雄英[10]等分别于2001年和2008年调查了北京不同地区60岁以上老年人膝关节状况，影像学KOA患病率分别为34.08%[9]和38.1%[9],其研究采用X线平片进行膝关节检查，按照Kellgren & Lawrence （K&L）评分标准[11]≥2级为影像学KOA。由于X线并不能直接观察软骨表面和软骨内部病变，当软骨没有明显变薄时，X线显示为阴性。这是本研究的软骨退变率明显高于报道的北京老年人[9-10]影像学KOA患病率的最主要原因。再次说明超声可以诊断早期KOA，发现先于X线之前。临床非KOA组虽然软骨退变率与临床KOA组相近，但绝大多数关节软骨仅以表面毛糙为主要表现，尚属于早期软骨退变。另外，由于老年人膝关节软组织水分逐渐减少，还有部分肥胖者脂肪层比较厚，这些情况都会导致图像质量可能不如年轻人、正常体型者。这些都会影响对软骨表面光滑程度的判断，由于难以清晰观察到软骨表面那层高回声的轮廓线，有可能会误认为表面毛糙，造成假阳性病例，在检查过程中，需仔细全面观察。

根据研究我们发现：与临床非KOA组相比，临床KOA组股骨远端各部位的软骨均明显变薄（P＜0.001）。在所有病例中，内侧髁为软骨病变最好发的部位（临床KOA组100%，临床非KOA组74.89%），它的软骨磨损程度也是最重。分析其原因可能与内、外侧髁在膝关节运动过程中所起的作用和承重的负荷不同有关。内侧髁是下肢承重的最主要部位，在膝关节运动过程中，它的主要功能为旋转与屈伸；外侧髁是次要承重部位，其主要功能为屈伸。生理功能决定了，内侧髁比外侧髁的负荷更重。在长期承受巨大压力下，内侧髁软骨更容易受到磨损，是早期膝关节软骨病变易发部位。但是，在我们的研究中，也有部分关节是以外侧髁损失为主，这可能与受检者的习惯性动作或活动有关，外侧髁的受力更重。

综上所述，我们认为超声检查可以评价老年膝关节软骨退变状况，对膝关节腔积液、滑膜病变等都有较好显示；同时由于超声的无创、操作简便、成本低、可重复性强，对KOA的早期预防及诊治都有着重要的临床意义。

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[3] Yoon CH,KimHS,Ju JH,et a1．Validity of the sonographiclongitudinal sagittal image for assessment of the cartilage thickness in the knee osteoarthritis[J]．Clin Rheumatol,2008,27(12):1507-1516．

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Discussion on the Significance of Knee Joint Ultrasonography for Senior Citizens

JIANG Lan1, MAO Jun1, LIU Yan-hua1, WANG Yuan-li1, LU Yan-li1, NIU Lin-lin1, XUE Li-fang2
1．Department of Ultrasound, Beijing Longfu Hospital, Beijing 100010, China; 2．Department of Ultrasound, Peking University People’s Hospital, Beijing 100044, China

Objective To investigate the clinical significance of ultrasonography for senior citizens with degenerative knee cartilage problems.MethodsAmong senior patients who were ≥ 60years old and living in the Ande Road Community (Hepingli Street, Beijing), 233 cases were randomly selected (Male: 102 cases; Female: 131 cases) and underwent knee joint ultrasonography. Then, observation of ultrasonograms obtained from436 knee joints was made including the inner, outer sloping surfaces and the articular cartilage of the femoral intercondylar groove. Based on the observation results, analysis and summaries were further made concerning the patients’ cartilage conditions.ResultsIn this study, 381 degenerative knee cartilages out of 436 knee joints were found with the degeneration rate accounting for 87.39% and could be divided into two groups according to their clinical features: 205 cases in KOA (Knee Osteoarthritis) Group and 176 in Non-KOA Group. The inner, outer sloping surfaces and the articular cartilage of the femoral intercondylar groove were measured as (0.98±0.44) mm, (1.16±0.51) mm, (1.71±0.55) mmin KOA Group versus (1.53±0.40) mm, (1.64±0.40) mm, (2.05±0.42) mmin Non-KOA Group respectively.ConclusionUltrasonography is of certain clinical significance in evaluation of degenerative knee cartilage problems for senior citizens.

ultrasonography; senior citizens’ knee joints; articular cartilage degeneration; primary knee osteoarthritis; color ultrasonograph

R445.1；R684.3

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.01.059

1674-1633(2014)01-0160-03

2013-10-16

2013-11-17

北京市东城区科技计划项目（2013-3-006）。

本文作者：蒋岚，北京市隆福医院超声科主治医师。

薛利芳，北京大学人民医院超声科主治医师。

作者邮箱：yongyustudy@126.com