肥胖者影像学KL分级与膝关节骨性关节炎的临床研究

蔡跃波 李克 李欣 李晋莹 吴春辉 陈小磊 单志斌 暨南大学附属顺德医院脊柱外科 （广东 佛山 528300）

内容提要：目的：本研究旨在了解肥胖者影像学KL分级与KOA患者的关系。方法：从本院的骨科门诊患者中分别选取10例体重指数（BMI）在18.5～24.9kg/m2、25～29.9kg/m2、30～34.9kg/m2、＞35kg/m2范围内共40例进行研究。进行分析对比。结果：在40例患有KOA的参与者中，针对不同的BMI指数，参与者的影像学KL等级表现出临床相关差异。结论：通过与不同BMI的KOA个体进行比较发现，BMI指数高的患者的影像学KL等级更严重。

膝关节骨性关节炎（Knee osteoarthritis，KOA）是临床骨科常见疾病，患者膝关节因多种原因造成局部损伤或慢性劳损后，关节面软骨变性，软骨下骨板反应性骨损，其病程较长，属于膝关节的慢性退行性骨关节疾病，多发于老年群体，严重影响其身体健康及生活质量[1]。患者临床表现主要为：膝关节红肿疼痛、晨僵、活动受限，部分患者治疗不及时，致使病情严重甚或引起关节畸形[2]。肥胖是一种机体脂肪组织总含量过多和局部含量增多及分布异常的慢性代谢性疾病，有研究表明，肥胖可诱导包括KOA在内多种疾病[3]。本研究以40例老年KOA患者为研究对象，分析肥胖者影像学KL分级与KOA患者的关系，现将研究资料报道如下。

1.资料与方法

1.1 临床资料

选取2011年4月～2021年4月本院招募的40例老年KOA患者，均符合《骨关节炎诊疗指南（2018年版）》[4]内相关诊断标准：①近期膝关节反复疼痛；②影像学检查结果显示负重位或站立位软骨下骨硬化和/或囊性变、关节间隙变窄、关节边缘形成骨赘；③活动时有骨摩擦感（音）。按照身体质量指数（Body mass index，BMI）高低分为4组正常组、超重组、中度肥胖组，重度/病态肥胖组。正常组患者10例，BMI值18.5～24.9kg/m2，年龄＞45岁；超重组患者10例，BMI值25～29.9kg/m2，年龄＞45岁；中度肥胖组患者10例，BMI值30～34.9kg/m2，年龄＞45岁；重度/病态肥胖组患者10例，BMI值＞35kg/m2，年龄＞45岁。排除合并中风、痛风、骨质疏松、类风湿性关节炎、关节感染、关节结核、肝肾功能障碍、精神疾病、血液系统疾病等。所有受试对象均对本研究内容知情同意，并签署知情同意书，本研究经医院医学伦理委员会批准。

1.2 方法

使用CT、DR或MRI对患者膝关节进行检查与评估。CT检查具体方法为：患者取仰卧位，脚先进入，使下肢可以最大程度伸展，把双脚固定在指定的木质框架内，脚尖向上。使用飞利浦64排螺旋CT进行扫描，扫描过程中，患者双腿需固定不动，对患者股骨远端、胫骨近端以及踝关节等部位进行扫描，每个位置大约扫描15～20层，显示野大约为204mm，扫描管电压值为120kV，扫描管电流值为240mA。

DR检查具体方法为：患者分别取仰卧位及侧卧位，或采取站立位，使用飞利浦DR影像系统对患者进行常规患侧膝关节正侧位DR检查。

MRI检查具体方法为：患者取仰卧位，平脚先进，采用飞利浦4.0T超导型MRI扫描仪对所有患者进行检查，T1WI自旋回波序列TR、TE分别为680ms及20ms，T2WI快速自旋回波序列TR、TE分别为5000ms及100ms，MRI扫描层厚为3mm，扫描层距为0mm。

参与者采用一对一、面对面的方式收集数据。使用研究者设计的人口统计数据表（表1）纳入了每个参与者的年龄、BMI、性别、教育水平、婚姻状况、工作状态、目前的治疗，接下来通过影像学评估KOA严重程度（Kellgren-Lawrence，KL级）（图1）。

表1.纳入研究的KOA患者一般资料

图1.各组患者的KL4级比例

1.3 观察指标与判定标准

负重下患膝影像学检查评估每个膝的KL评分。KL0级：关节间隙正常，没有骨赘，没有畸形；KL1级：关节间隙疑似变窄，有骨赘；KL2级：关节间隙疑似变窄，有明显骨赘；KL3级：关节间隙变窄，中等量骨赘，有硬化改变；KL4级：节间隙明显变窄，大量骨赘，关严重硬化性改变及明显畸形，关节半脱位或脱位改变。

1.4 统计学分析

每个参与者的数据被现场完整记录。使用SPSS/PC for Window 23.0统计软件对参与者的数据进行统计（频率、百分比、平均值和标准差）分析，并表示为平均标准偏差（SD），仔细分析实验数据的统计显著性。P＜0.05表示具有统计学显著性。

2.结果

2.1 纳入研究的KOA患者一般情况描述

40例纳入研究的KOA患者，具体请参见表1。

2.2 不同BMI的KOA患者的影像学KL分级差异

本研究突出了不同BMI的老年KOA患者的X射线片KL分级的临床意义差异。如图1所示，与BMI正常的老年KOA患者相比，BMI在30～34.9kg/m2（中度肥胖）以及＞35kg/m2（重度/病态肥胖）之间的老年KOA患者KOA影像学KL分级明显更高，特别是KL4级的个体比例差距最明显。BMI在25～29.9kg/m2（超重）的老年KOA患者KOA影像学KL分级比BMI正常的老年KOA患者稍高。以上说明肥胖可能是引发和进展老年KOA的危险因素。

3.讨论

膝关节骨性关节炎是骨伤科极为常见疾病，以退行性病理改变为基础，关节软骨进行性磨损。该病多发病于中老年人，随着人口老龄化进程加快，在我国，膝关节骨性关节炎发病率不断提升，患者已达到1亿人，50岁以上老年人发病率可达50%，60岁以上老年人发病率高达80%[5]。该病临床症状主要体现为膝盖红肿剧痛、坐起立行时膝盖酸痛难忍[6]。若治疗不及时或者治疗方法不当，容易导致患者关节畸形，甚至残废。

肥胖是骨性关节炎的易感因素之一，肥胖与老年患者的KOA发病风险增加，进展更快以及严重残疾密切相关[7]。肥胖患者多为内分泌紊乱体质，体内激素及瘦素等指标多呈异常水平，继而造成软骨代谢功能失调，引发并加重骨性关节炎[8]。有研究表明[9]，肥胖患者体重增加后，膝关节负荷随之加重，膝关节表面受力不均衡，加速软骨丢失、骨质增生等病理进程，最终引发骨性关节炎等疾病。欧美女性体质指数与骨性关节炎进展呈比例关系，体质指数减轻2个单位，骨性关节炎发病率降低50%，体质量增加5kg，骨性关节炎发病率上升35%[10,11]。本研究中，通过对各组患者的X影像学KL分级和客观身体机能测试分析，发现肥胖与KL分级升高显著相关，并且对老年KOA患者的客观身体机能产生严重的负面影响，各组之间统计学差异显著。本院磁共振拥有先进的全身梯度系统，视野大、智能化平台扫描、拥有齐全的多通道专用线圈，拥有扫描时间短、成像速度快、覆盖范围广、功能齐全、图像清晰、绿色无辐射等众多优点，该机是全身应用的核磁共振机。利用核磁共振进行诊断，具备了以下几种优势[12-14]：①核磁共振安全性较高，对机体造成电离辐射的损伤以及刺激较轻微；②核磁共振克得到原生组织扫描三维立体断面成像，并可多方位多角度显示图像信息，可清晰显示出具体病变部位，有助于病症的早期诊断；③核磁共振能够将周边再生骨组织、纤维层、软骨组织结构清晰显现出来，相较于CT扫描有更高价值；④核磁共振检查具有无创性的特点，无需取组织进行活检，能够避免患者发生切口感染，避免患者出现疼痛感，能够快速确定病理位置以及具体发病情况。MRI检查对于骨质增生的检查效果不如DR、CT检查，但对于查软骨破坏、滑膜病变、关节腔积液以及半月板退变情况具有更为理想的诊断价值。

CT为飞利浦64排128层螺旋CT，是目前世界上最高端的高速无创采集图像设备之一，临床应用效果良好。该设备具有扫描速度快、图像高度清晰、计算机后处理功能强大、低辐射、临床应用领域广泛等优势，在获得高质量图像的同时可利用其强大的图像后处理软件，重建出清晰、逼真的近似于解剖的三维图像[15,16]。该设备在全身各部位的无创成像方面开创了多层CT应用的新纪元。

DR检查又称为数字X射线摄影，属于放射影像科的检查项目，通过数字系统化，经过计算机进行处理后使图片更加清晰，在目前广泛地应用于临床，特别是在基层医院被广泛的普及应用。DR检查可以对呼吸系统、循环系统、骨骼、腹腔、盆腔等脏器以及结石、泌尿系统等进行检查。DR检查具有操作简单、诊断比较快速、价格相对较低的优势。有研究表明，DR检查能够良好地显示关节整体变化、骨质增生和是否存在游离体情况，但在早期骨性关节炎、骨膜、半月板和关节腔积液方面显示效果不太理想[17,18]。为更好地了解患者的病情情况，单纯采用DR检查无法满足临床诊疗需要。

本研究结果表明，BMI与年龄、影像学KOA严重程度和客观身体机能之间存在潜在联系，为帮助患者重视体重、接受减肥治疗提供了有力的依据，并引导临床医生和研究人员更好地进行体重控制干预计划。