膝骨关节炎患者MRI骨髓病变的影响因素分析

黄淑婷，徐建华，丁长海，何 凡，张 辉

膝骨关节炎患者MRI骨髓病变的影响因素分析

黄淑婷1，徐建华1，丁长海1，何 凡1，张 辉2

目的 探讨膝骨关节炎（OA）患者磁共振成像（MRI）骨髓病变（BML）的发生率及其危险因素。方法 104例膝OA患者，详细记录患者一般情况，测量身高、体重、骨密度等，并行受累膝关节MRI，对各部位（股、胫骨内外侧）分别进行BML评级（0～3级）。分析膝OA患者BML的发生情况及相关影响因素。结果 63例膝OA患者发生BML（BML组），发生率60.6%;41例未发生BML（无BML组）;各部位（股、胫骨内外侧）BML的发生率比较差异无统计学意义（P＞0.05）。BML组与无BML组之间年龄、病程、体重指数（BMI）比较差异有统计学意义（P＜0.05）。单因素Logistic回归分析显示:年龄、病程及BMI与BML相关;进一步多因素Logistic回归分析显示BMI（OR=2.019，95%CI=1.077～3.784）、年龄（OR=1.063，95%CI=1.006～1.122）为发生BML的危险因素。结论 膝OA患者MRI中BML的发生率达60.6%，BMI、年龄可视为BML发生的危险因素，且BMI作为可调节的因素，在膝OA的预防和治疗中可能有着重要的意义。

骨关节炎;膝;骨髓病变;磁共振

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种由多种因素导致的以关节软骨逐渐损失为特点的常见关节病变，膝关节是最常见的受累部位之一。X线片是检测膝关节结构改变的传统方法，但其不能观测到早期病变，且容易受体位改变而导致测量误差。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）应用于早期膝OA患者中即可发现骨髓病变（bone marrow lesion，BML）及软骨缺损等，具有足够的敏感性、特异性及可靠性［1］，对评价和了解膝OA关节结构改变具有重要意义，但相关研究国内尚未见报道。该研究拟对OA患者进行膝MRI检测，探讨OA患者BML发生情况及其影响因素，对OA的关节结构改变评估及预防可能具有一定临床意义。

1 材料与方法

1.1 病例资料 收集2012年1月～2013年3月在安徽医科大学第一附属医院门诊就诊的OA患者，入选标准:符合1986年美国风湿病学会（American college of rheumatology，ACR）症状性膝OA的诊断标准。排除标准:①合并其他类型关节炎及严重疾病者，如:类风湿关节炎、银屑病关节炎、反应性关节炎、急性外伤、严重糖尿病、高脂血症、心血管和肾脏疾病等;②近1年内拟进行关节置换手术的严重膝OA患者;③MRI禁忌者，如装有心脏起搏器、幽闭恐惧症等。最终纳入患者104例，其中男11例，女93例，年龄34～79（55.21±8.74）岁，病程0.5～30年，中位病程3年。对104例膝OA患者进行受累膝关节MRI扫描，同时详细记录患者一般情况如民族、职业、疼痛、僵硬感及关节功能、外伤史、既往史等，并测量身高、体重、血脂、骨密度等。

1.2 观测指标及评定方法

1.2.1 一般情况、身高、体重、体重指数（body mass index，BMI）测定及血脂水平测定 记录患者一般情况，如性别、年龄、病程、身高、体重、疼痛、僵硬感及关节功能等。BMI的测定方法为:去除鞋袜及厚重衣物后测量，体重精确到0.1 kg，身高精确到0.01 m，计算BMI=体重（kg）/身高2（m2），精确到0.01 kg/m2。根据中国成人组对中国成人肥胖、超重的界定［2］，将 BMI定义为 4级，即 ＜18.50为体重过低，18.50～23.90为体重正常，24.00～27.90为超重，≥28.00为肥胖，因该研究中，无BMI＜18.50的患者，故将 BMI在18.50～23.90间定义为0级，24.00～27.90为1级，≥28.00为2级。疼痛、僵硬感及关节功能采用西安大略和麦克玛斯特大学OA指数（Western Ontario and Mcmaster Universities Osteoarthritis Index，WOMAC）评分法，共 24 项内容，其中5项疼痛评分，2项僵硬感评分，17项关节功能评分。血脂水平测定方法为:所有患者于清晨空腹抽取5 ml静脉血，进行总胆固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triglycerides，TG）、高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）等水平测定。

1.2.2 MRI检测及BML评定方法 对纳入的104例受试者均进行受累膝关节MRI（GE Signa 3.0T HDXT），检测图像序列包括:① T1加权的三维脂肪抑制梯度回波序列，翻转角 30°，TR 31 ms，TE 6.71 ms，FOV 16 cm，矩阵512 ×512，层厚 1.5 mm，无间隔扫描60层。②T2加权的三维脂肪抑制快速自旋回波序列，翻转角 90°，TR 3 067 ms，TE 112 ms，FOV 16 cm，矩阵 228 ×256，层厚 2 mm，层间隔0.5～1.0 mm扫描15层，所有图像信息均导入Osris软件进行观察评定。BML被定义为股骨远端或胫骨近端T2加权像MRI中的信号强度增高的区域;BML评分参照全膝关节MRI积分（whole-organ magnetic resonance imaging score，WORMS）进行评估［3］，由2位有经验的MRI医师以双盲法在T2像MRI中测定，2位医师评分不一致时请更高年资MRI医师进行最终评定。测定部位为外侧股骨（lateral femoral，LF）、外侧胫骨（lateral tibial，LT）、内侧股骨（medial femoral，MF）、内侧胫骨（and medial tibial，MT）4个部位，每一部位被划分为前侧、中侧、后侧3个区域，每个区域评级标准如下，0级:未见BML;1级:BML面积＜25%;2级:BML面积介于25% ～50%;3级:BML面积＞50%;每个部位取其前、中、后侧3个区域评级最高者为该部位最终评级，将4个部位均为0级者定义为无BML组，任一部位＞0级者即定义为BML组，见图1。

图1 膝OA患者MRI表现

1.2.3 骨密度测定 应用双能X线吸收式（dualenergy X-ray absorptiometry，DXA）骨密度测量仪对所有受试者进行全身骨密度测定，根据WHO骨质疏松症专题工作小组及中华健康管理学杂志制定的标准［4］，将 T值 ＞－1定义为骨量正常，T值在－2.5～－1定义为骨量减少，T值＜－2.5定义为骨质疏松。

1.3 统计学处理 应用SPSS 13.0软件进行分析。两组间计量数据的比较使用t检验，分类资料间的比较使用χ2检验;最后Logistic回归用于分析BML发生的影响因素;取检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 BML的发生率 104例膝OA患者中63例发生BML，发生率为 60.6%。其中，LF发生 BML 33例（31.73%）、LT 27 例 （25.96%）、MF 32 例（30.77%）、MT 31例（29.81%），4个部位 BML的发生率比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 BML组与无BML组各项指标的比较 BML组与无BML组之间的年龄、病程及BMI比较差异有统计学意义（P＜0.05）。性别、骨质疏松情况、WOMAC评分、TC、TG、HDL水平等差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 症状性膝OA患者BML组与无BML组相关指标的比较

2.3 影响BML发生的单因素分析 以BML是否发生作为因变量，以年龄、病程、BMI分级、骨质疏松情况、TC、TG、HDL作为自变量，进行单因素Logistic回归分析，结果显示:年龄、病程、BMI分级与症状性膝OA患者BML发生相关，见表2。

表2 影响BML发生的单因素Logistic回归分析

2.4 多因素Logistic回归分析 将BML是否发生作为因变量，将单因素Logistic回归分析结果中差异有统计学意义（P＜0.05）的因素作为自变量，进行多因素Logistic回归分析显示:年龄、BMI仍然为膝OA患者BML发生的危险因素，见表3。

表3 影响BML多因素Logistic回归分析

3 讨论

MRI是评价膝关节结构改变较敏感、可靠的影像学技术，其中BML是膝OA患者MRI中常见的改变，其在组织病理上反映的是骨破坏及微小骨折。由于目前暂无药物能逆转OA软骨结构的逆转，但是越来越多的研究［5］提示骨破坏及BML的进展是可以逆转的，所以，若将能否改善或延缓BML的进展视为药物治疗OA是否有效的评价之一，可能对临床OA的进一步治疗及疗效评价具有重大的参考价值及指导意义。

膝OA患者MRI中的BML是常见的表现，Tanamas et al［6］研究了109例膝 OA患者有66例可观察到BML，发生率为66%，与该研究60.6%大致相同。Baranyay et al［7］研究发现，健康受试者 MRI也可出现BML，发生率约为13%，明显较膝OA患者的低，年龄、性别、身高等是健康人群中BML发生的危险因素。而有关OA患者发生BML的危险因素，不同学者研究的侧重点各不相同。Dore et al［8］发现能量、碳水化合物、糖分摄入均可能是BML发生发展的危险因素，脂肪酸摄入过多与BML的发生及进展相关［9］，Felson et al［10］研究发现膝内翻患者更易发生膝关节内侧BML，而膝外翻患者更易发生膝外侧BML，提示骨结构机械负荷的改变可能是MRI中BML发生的危险因素之一，而该研究中104例膝OA患者无相关膝内外翻畸形，故各部位BML发生率差异无统计学意义。

肥胖是OA发生发展的独立危险因素，与承重关节如膝关节的OA影像学改变存在相关性。而BMI作为肥胖、超重的衡量指标，已受到了国内外很多学者的重视，Ding et al［11］研究发现脂肪重量及BMI的增加与老年人群软骨损失之间呈正相关。Nicholls et al［12］研究发现基线水平的 BMI每增加1 kg/m2，患者全膝关节置换术的风险可增加10.5%;但对于BMI对膝OA患者影像学如MRI表现的影响一直存在差异，Brennan et al［13］研究发现随着BMI的增加，BML及软骨损害等关节结构改变的风险会增加。但Laberge et al［14］发现基础研究水平的BMI仅与局灶性BML的发生及严重程度相关，但与3年后的BML进展不相关。

年龄与膝OA发生的关系也极为密切，具体的发生机制尚不明确，这可能与年龄增长后，细胞线粒体DNA发生突变，细胞氧化磷酸化过程障碍，影响细胞呼吸及能量生成有关。该研究发现无BML组与BML组间年龄比较差异有统计学意义，年龄高者较年龄低者更易发生BML，年龄是BML发生的危险因素。

由于膝OA的危险因素有很多，如女性、年龄、既往外伤史、肥胖及基因等都被认为是发生膝OA的危险因素。对膝OA患者结构改变的评价标准同样分很多方面。而关于这些传统的危险因素与影像学进展间的关系，各学者的研究结果各异。该研究将BML是否发生作为因变量，分析年龄与BMI是BML发生的危险因素。其中，年龄增长虽然作为不可干预的指标，但对年龄作为BML发生的危险因素的进一步认识，有助于提高临床工作者对膝OA患者病情的进一步关注及随访，从而改善膝OA患者日常生活质量。而BMI作为可通过干预而改变的指标，在膝OA的预防治疗中，具有更长远的研究意义。

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Influencing factors analysis of bone marrow lesions on MRI in patients with knee osteoarthritis

Huang Shuting，Xu Jianhua，Ding Changhai，et al
（Dept of Rheumatology，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei230022）

ObjectiveTo analyze the incidence and impact factors of bone marrow lesions on MRI in patients with knee osteoarthritis.MethodsOne hundred and four patients of symptomatic OA were recruited.General information was recorded，body heights，weights，bone densitometry and MRI of the involved knee were completed，BMLs（0～3）were measured at four sites（lateral and medial sites of femoral and tibial）.Analysis of the incidence rate and risk factors of BML in OA patients were carried out.ResultsThere were 63 cases with BMLs（BML group），the incidence rate was 60.6%，41 cases without BMLs（non-BML group）.The incidence at all these four sites were not significant（P＞0.05）.The mean age，duration and BMI score of BML group were different between the two groups（P＜0.05）.A univariate Logistic regression analysis showed that the age，duration and BMI were associated with BML.A multivariate unconditional Logistic regression analysis showed the BMI（OR=2.019，95%CI=1.077～3.784）and age（OR=1.063，95%CI=1.006～1.122）were the risk factors of BML.ConclusionThe incidence rate of BMLs on MRI in OA patients is 60.6%.The age and BMI can be regarded as the risk factors for BML.As an adjustable factor，BMI may have important significance in the prevention and treatment of knee OA.

osteoarthritis;knee;bone marrow lesion;MRI

R 684.3;R 814;R 814.46

A

1000－1492（2014）05－0641－04

2013－12－10接收

国家自然科学基金（编号:81172865）

安徽医科大学第一附属医院1风湿免疫科、2放射科，合肥230022

黄淑婷，女，硕士研究生;

徐建华，女，教授，主任医师，硕士生导师，责任作者，E-mail:xujianhua86@yahoo.cn;

丁长海，男，副教授，硕士生导师，责任作者，E-mail:changhai.Ding@utas.edu.au