超声半定量评分和剪切波弹性成像参数诊断重度膝骨关节炎的临床价值

摘" " 要" " 目的" " 分析膝骨关节炎患者超声半定量评分和剪切波弹性成像（SWE）参数与西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎（WOMAC OA）指数的关系，探讨二者诊断重度膝骨关节炎的临床价值。方法" " 选取我院收治的膝骨关节炎患者90例，根据Kellgren-Lawrence分级标准分为轻度组（Ⅰ～Ⅱ级，26例）和重度组（Ⅲ～Ⅳ级，64例），均行超声、SWE检查获得超声半定量评分、股四头肌（股直肌、股中间肌、股内侧肌、股外侧肌）及其肌腱剪切波速度（SWV）；评估患者WOMAC OA指数。比较两组上述参数的差异；分析超声半定量评分和SWE参数与WOMAC OA指数的相关性；绘制受试者工作特征（ROC）曲线评估超声半定量评分和SWE参数对重度膝骨关节炎的诊断效能。结果" " 轻度组超声半定量评分、股外侧肌SWV、WOMAC OA指数均低于重度组，差异均有统计学意义（均Plt;0.05）。相关性分析显示，超声半定量评分、股外侧肌SWV与WOMAC OA指数均呈正相关（r=0.550、0.553，均Plt;0.001）。ROC曲线分析显示，超声半定量评分和股外侧肌SWV诊断重度膝骨关节炎的曲线下面积分别为0.984、0.789（均Plt;0.05），对应的截断值分别为6分和4.9 m/s。结论" " 超声半定量评分和股外侧肌SWV均与WOMAC OA指数呈正相关，二者可较准确地评估膝骨关节炎患者的关节损伤程度，在诊断重度膝骨关节炎中有较好的临床价值。

关键词" " 超声检查；剪切波弹性成像；超声半定量评分；膝骨关节炎；骨关节炎指数；相关性

［中图法分类号］R445.1；R684.3" " " ［文献标识码］A

Clinical value of ultrasound semi-quantitative score and shear wave elastography in the diagnosis of severe knee osteoarthritis

LIN Yun1，KOU Jinli2，ZHANG Lan3，LI Xinna1，WANG Wei1，LI Guangling1

1.Electrocardiography of Medical Technology Support Department，2.Department of General Surgery，3.Outpatient Department，Jingzhong Medical District of Chinese PLA General Hospital，Beijing 100120，China

ABSTRACT" " Objective" " To analyze the relationship between ultrasound semi-quantitative score，shear wave elastography（SWE） parameters and the osteoarthritis index of Western Ontario and McMaster Universities（WOMAC OA） in patients with knee osteoarthritis，and to explore the clinical value of them in the diagnosis of severe knee osteoarthritis.Methods" " A total of 90 patients with knee osteoarthritis admitted to our hospital were enrolled.According to Kellgren-Lawrence grading，they were divided into mild group（grade Ⅰ～Ⅱ，26 cases） and severe group（grade Ⅲ～Ⅳ，64 cases）.All underwent ultrasonography and SWE to obtain ultrasound semi-quantitative score and shear wave velocity（SWV） of quadriceps（rectus femoris，vastus intermedius，vastus medialis，vastus lateralis and quadriceps tendon）.The index of the WOMAC OA was evaluated，and differences of the above parameters between the two groups were compared.The correlation between ultrasound semi-quantitative score，SWE parameters and WOMAC OA index were analyzed.Receiver operating characteristic（ROC） curve was drawn to evaluate the diagnostic efficiency of ultrasound semi-quantitative score and SWE parameters in severe knee osteoarthritis.Results" " The ultrasound semi-quantitative score，SWV of vastus lateralis and WOMAC OA index in mild group were lower than those in severe group，and the differences were statistically significant（all Plt;0.05）.Correlation analysis showed that ultrasound semi-quantitative score and SWV of vastus lateralis were positively correlated with WOMAC OA index（r=0.550，0.553，both Plt;0.001）.ROC curve analysis showed that the area under the curve of ultrasound semi-quantitative score and vastus lateralis SWV in the diagnosis of severe knee osteoarthritis were 0.984 and 0.789（both Plt;0.05），and their cut-off values were 6 points and 4.9 m/s.Conclusion" " Ultrasound semi-quantitative score and SWV of vastus lateralis are positively correlated with WOMAC OA index，which can better reflect the severity of joint injury and have good diagnostic value in patients with severe knee arthritis.

KEY WORDS" " Ultrasonography；Shear wave elastography；Ultrasound semi-quantitative score；Knee osteoarthritis；Osteoarthritis index；Correlation

膝关节是最易罹患骨关节炎的部位，膝骨关节炎以骨质增生、软骨钙化、关节积液、滑膜增厚的软骨性病变和周围软组织退行性病变为主要特征［1-2］，主要临床症状为关节疼痛、僵硬、肿胀、活动受限，对患者的日常生活具有较大影响。既往治疗仅以缓解患者临床症状为主，并不能满足患者需求。近年来随着分子生物和软骨修复学的不断深入研究，有望逆转膝骨关节炎患者的疾病进程，故准确评估关节病变程度尤为重要。超声是目前临床诊断关节性疾病的主要辅助手段，其半定量评分系统可对关节软组织和骨质病变情况进行评价，具有较好的临床价值。既往研究［3-4］已证实超声评估类风湿性关节炎的临床价值，但对膝骨关节炎病情的诊断价值仍需进一步验证。随着膝骨关节炎的疾病进展，股四头肌性质可出现不同程度改变，但既往临床对股四头肌张力和肌肉力量关注颇多，对其弹性变化关注尚少。而研究［5］指出骨骼肌作为关节组成的重要部分，其弹性变化与关节病变密切相关。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）通过对组织施压检测其形变程度，从而较好地反映组织弹性［6］。西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎（WOMAC OA）指数可有效评估膝关节结构和功能状态，是临床评估骨关节炎疾病进展、治疗效果的常用指标［7］。基于此，本研究通过分析膝骨关节炎患者超声半定量评分和SWE参数与WOMAC OA指数的关系，探讨二者诊断重度膝骨关节炎的临床价值，以期为临床诊疗提供循证依据。

资料与方法

一、研究对象

选取2021年7月至2023年7月我院收治的膝骨关节炎患者90例，根据Kellgren-Lawrence分级标准［8］分为轻度组（Ⅰ～Ⅱ级，26例）和重度组（Ⅲ～Ⅳ级，64例）。其中轻度组男12例，女14例，平均年龄（58.67±3.54）岁，平均体质量指数（22.34±1.65）kg/m2，病变位于左侧10例，右侧16例；重度组男28例，女36例，平均年龄（59.12±4.13）岁，平均体质量指数（22.14±1.57）kg/m2，病变位于左侧24例，右侧40例。两组性别、年龄、体质量指数、病变部位比较差异均无统计学意义。纳入标准：①符合膝骨关节炎诊断标准［9］；②均为单膝病变。排除标准：①既往膝关节外伤史；②合并其他膝关节疾病或继发性膝骨关节炎；③既往关节手术史；④1个月内有膝关节药物治疗史或检查前1天服用止疼药；⑤局部皮肤破损、溃烂、感染或患肢无法平放至检查床等，不宜进行超声检查或影响超声检查结果。本研究经我院医学伦理委员会批准（批准号：2023KY138-KS001），入选者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.超声检查及半定量评分：使用西门子Acuson S2000、Acuson Sequoia彩色多普勒超声诊断仪，9L4探头。患者取仰卧位，平放膝关节，不能平放者膝窝下垫软垫使膝盖保持稳定，检查时调整探头频率为10～12 MHz，采用骨骼肌肉检查模式对患侧膝关节进行多方位扫描，观察膝关节特征，包括骨质侵蚀、关节积液、滑膜增生、半月板形态及信号，并采用超声半定量评分系统［10］（表1）进行评分，每一特征评分0～3分，总分0～12分，分值越高提示症状越重。

2.SWE检查：嘱患者安静放松，体位保持不变，调整探头频率为9 MHz，启动SWE模式，设置取样框大小为0.15 cm×0.15 cm，分别对患侧股四头肌（股直肌、股中间肌、股内侧肌、股外侧肌）及其肌腱进行扫描，至少测得5个剪切波片段，重复测量3次取平均值，获取相应部位的剪切波速度（SWV）。以上超声检查（肌骨超声、SWE）均由2名具有5年以上工作经验的超声医师共同完成，意见不一时请上级医师进行最终判断。

3.WOMAC OA指数［11］评估：由2名具有5年以上工作经验的综合外科医师共同对患侧膝关节功能及症状进行评估，意见不一时请上级医师作出最终判断。包含疼痛（5项）、僵硬（2项）、功能障碍（17项）3个方面，共24项，每项评分0～10分，总分0～240分，分值越高提示膝关节症状越重，功能越差。

三、统计学处理

应用SPSS 21.0统计软件，正态分布的计量资料以x±s表示，采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示，采用非参数检验。计数资料以例或率表示，采用χ2检验。超声半定量评分和SWE参数与WOMAC OA指数的相关性分析采用Pearson相关分析法。绘制受试者工作特征（ROC）曲线评估超声半定量评分和SWE参数对重度膝骨关节炎的诊断效能。Plt;0.05为差异有统计学意义。

结" 果

一、轻度组与重度组超声半定量评分比较

轻度组骨质侵蚀、关节积液、滑膜增生、半月板形态及信号评分及总分均低于重度组，差异均有统计学意义（均Plt;0.001）。见表2和图1，2。

二、轻度组与重度组SWE参数比较

轻度组股外侧肌SWV低于重度组，差异有统计学意义（Plt;0.001）；两组股直肌、股中间肌、股内侧肌和股四头肌肌腱SWV比较差异均无统计学意义。见表3和图1，2。

三、轻度组与重度组WOMAC OA指数比较

轻度组疼痛、僵硬、功能障碍评分及总分均低于重度组，差异均有统计学意义（均Plt;0.05）。见表4。

四、相关性分析

超声半定量评分、股外侧肌SWV与WOMAC OA指数均呈正相关（r=0.550、0.553，均Plt;0.001）。见图3。

五、ROC曲线分析

超声半定量评分、股外侧肌SWV诊断重度膝骨关节炎的曲线下面积（AUC）分别为0.984（95%可信区间：0.957～1.000）、0.789（95%可信区间：0.691～0.868），其截断值分别为6分、4.9 m/s，对应的灵敏度和特异度分别为98.44%、62.50%和100%、88.46%。见图4。

讨" 论

膝骨关节炎是以疼痛、肿胀、僵硬、活动障碍为主要临床症状的关节炎性疾病，对患者的日常生活影响较大。积极干预可有效缓解患者临床症状，延缓疾病进展，故准确评估膝骨关节炎的疾病程度对临床治疗具有较好的指导意义。WOMAC OA指数是评估骨关节炎疾病转归及进展的有效指标，本研究对膝骨关节炎患者的超声半定量评分和SWE参数与WOMAC OA指数的关系进行分析，探讨二者诊断重度膝骨关节炎的临床价值，旨在为临床诊疗提供循证依据。

应用超声可对关节滑膜、血流信号和关节积液等进行评估，了解关节病变情况，已成为诊断多种关节性疾病的首选辅助手段，可间接反映膝骨关节炎的炎性改变和周围组织变化情况［12-13］。本研究对不同病情严重程度的膝骨关节炎患者进行超声检查，结果显示轻度组骨质侵蚀、关节积液、滑膜增生、半月板形态及信号评分及总分均低于重度组，差异均有统计学意义（均Plt;0.001），表明随着膝骨关节炎疾病进展，其超声半定量评分呈逐步上升趋势，提示膝关节周围软组织损伤逐渐加重。炎性因子对关节的侵袭程度越重，则对关节腔内及其周围软组织的损害越大［14］，超声可清晰显示关节腔内及其周围软组织的炎症侵袭情况，包括关节软组织、关节间隙、滑膜、软骨病变及血管翳形成等。本研究相关性分析显示，超声半定量评分与WOMAC OA指数呈正相关（r=0.550，Plt;0.001），与既往研究［15］结果相似，且ROC曲线分析显示超声半定量评分诊断重度膝关节炎的AUC为0.984，灵敏度和特异度分别为98.44%、100%，提示超声半定量评分在膝骨关节炎的病情评估方面有一定的临床价值，可为临床治疗提供指导。

股四头肌是膝关节的稳定器，具有固定和防震的作用，其性质改变与膝骨关节炎的发生发展息息相关［16-17］。《中国二维剪切波弹性成像检查肌骨组织操作规范指南》［18］提出SWV是评估肌肉软组织弹性的有效参数。本研究中轻度组股外侧肌SWV低于重度组，差异有统计学意义（Plt;0.001），且相关性分析显示股外侧肌SWV与WOMAC OA指数呈正相关（r=0.553，Plt;0.001），提示股外侧肌弹性改变可能是膝骨关节炎的特征性表现之一。分析其原因可能与股外侧肌激活程度增高有关。当出现关节病变时，股外侧肌作为股四头肌中最重要和肌力最强的部分，在活动时为保证平衡性其代偿活动增多，从而肌肉激活，尤其在关节负荷增加如进行爬楼梯等活动时，股四头肌共激活程度增高［19-20］，刺激股外侧肌结缔组织和胶原纤维生成，导致肌肉弹性发生改变，硬度增加。研究［21］显示膝骨关节炎患者股直肌、股内侧肌、股外侧肌弹性模量值在治疗前后均有不同程度变化，但本研究结果显示两组股直肌、股中间肌、股内侧肌和股四头肌肌腱SWV比较差异均无统计学意义。分析本研究结果与其部分不一致的原因可能与观察对象和检测指标具有差异有关。本研究ROC曲线分析显示，股外侧肌SWV诊断重度膝骨关节炎的AUC达0.789，灵敏度和特异度分别为62.50%、88.46%，表明该参数亦有较好的诊断效能。

综上所述，超声半定量评分和股外侧肌SWV均与WOMAC OA指数呈正相关，二者可较好地反映膝骨关节炎患者的关节损伤程度，在诊断重度膝骨关节炎中有较好的临床价值。但由于本研究为单中心、回顾性研究，且样本量较小，结果可能存在一定的偏倚，有待今后开展多中心、大样本的前瞻性研究进一步探讨。

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（收稿日期：2024-07-09）

作者单位：1.中国人民解放军总医院京中医疗区医技保障科心电超声，2.综合外科，3.门诊部，北京 100120

通讯作者：李光玲，Email：13522769282@139.com