膝骨关节炎患者基于MRI下渗出性滑膜炎体积与WOMAC亚域评分的相关性

王轶稀，丁全茂，程炳瑞

(中国中医科学院广安门医院推拿科，北京 100053)

膝骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是涉及骨、关节软骨、骨赘、韧带、滑膜组织等多种结构改变的综合性疾病。近年来，研究鉴于KOA的生理病理机制开发了不同的治疗靶点以针对膝关节内的结构异常[1]，每种结构异常根据影像学表现应用了特别相关的指标加以评价，其中渗出性滑膜炎是伴随KOA患者的一种炎性表型，其概念由磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)评分系统引出，是针对滑膜积液和滑膜增厚联合评估的指标，可以反映疾病的炎性动态活跃程度，而MRI下的渗出性滑膜炎这一结构特征在某些患者中可能早于软骨及软骨下骨的改变[2]，对KOA的发生有较强的预测作用[3]。研究表明，滑膜炎症可能通过产生大量的促炎介质而导致软骨病变的进展和其他关节结构的恶化[4]；然而，也有学者支持滑膜炎并不能预示软骨或膝关节其他结构的变化，仅能作为继发的结果[5]。此类相关性研究虽然较多，但滑膜炎症与膝关节退化性改变之间的因果关系及具体机制仍尚未明确，且涉及渗出性滑膜炎变化的纵断面研究[6-7]多以口服药物治疗为主，随访周期较长，而使用外治法治疗并在短期内进行随访的相关研究极少。由于内服与外治的治疗通路不一致，所得出的渗出性滑膜炎与症状间的相关性结果可能存在差异。本研究旨在分析KOA患者基于MRI下渗出性滑膜炎体积与西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index，WOMAC)亚域评分的相关性。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年12月至2020年12月中国中医科学院广安门医院、北京中医药大学东方医院、首都医科大学宣武医院、北京市中医院推拿科或骨科门诊收治的伴渗出性滑膜炎表型中老年KOA患者作为研究对象。诊断标准参照1995年美国风湿病学会骨关节炎诊断标准[8]：①近1个月来反复的膝关节疼痛；②X线片站立位显示膝关节关节间隙变窄、软骨下骨硬化或囊性改变、关节缘骨赘形成；③中老年患者，年龄>40岁；④晨僵≤30 min；⑤活动时有骨摩擦感。同时满足诊断标准①②或①④⑤或①③④⑤即可诊断为KOA。

1.2纳入与排除标准 纳入标准：①符合KOA诊断标准；②放射学K-L(Kellgren-Lawrence)分级1～3级；③WOMAC总分≥25分；④年龄40～80岁；⑤同意接受中医推拿手法或涂抹双氯芬酸二乙胺乳胶剂两种外治法中任意一种，并签署知情同意书；⑥经MRI检查证实伴有膝关节髌上区域渗出性滑膜炎(符合WORMS渗出性滑膜炎评分1～3分)[9]。在MRI矢状位T2-fs序列上，渗出性滑膜炎评分按滑膜腔最大膨胀度计算，总分0～3分：0分为正常或生理量；1分指最大潜在膨胀度<33%；2分指最大潜在膨胀度为33%～66%；3分指最大潜在膨胀度>66%。见图1。

排除标准：①继发性骨关节炎患者；②Ⅲ度半月板损伤者；③3个月内接受关节腔内注射治疗；④合并严重骨质疏松、糖尿病、下肢血管疾病、肢体畸形、神经系统疾病的患者；⑤合并严重精神疾病患者；⑥妊娠、准备妊娠或哺乳期妇女；⑦合并心、肺、脑、肝、肾和造血系统等严重疾病者；⑧有MRI检查禁忌证的患者；⑨有试验药物过敏史，过敏体质的患者。

剔除标准：①不能遵医嘱按时接受治疗者；②在入组观察期间接受了其他相关治疗者。

WORMS：西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数；a：0级，液体等效信号极少，未超过髌骨，为生理量；b：1级，高等信号沿内侧间沟向上走行，但膨胀程度较轻，呈锐利长条状；c：2级，膨胀部分已经十分明显，往往在内外间沟均有涵盖；d：3级，膨大如圆，囊扩张已明显压迫其他组织

1.3观察指标 分别获取患者入组时(基线期)和治疗10周后(随访期)的渗出性滑膜炎体积和WOMAC评分，分别对基线期的渗出性滑膜炎体积与基线期各WOMAC亚域评分、随访期的渗出性滑膜炎体积与随访期各WOMAC亚域评分、基线期渗出性滑膜炎体积与随访时各WOMAC亚域评分变化值、随访时渗出性滑膜炎体积变化值与随访时各WOMAC亚域评分变化值进行相关性分析。

1.3.1渗出性滑膜炎体积 渗出性滑膜炎体积的测量基于MRI矢状位T2-fs序列图像，MRI的获取参照2015年国际骨关节炎研究学会推荐的方法[10]，通过德国西门子3.0 T超导型MRI仪和膝关节表面线圈进行扫描。患者取仰卧位，足先进，膝关节伸直，此时髌骨下缘为扫描中心，扫描范围包括股骨髁及胫骨平台。

矢状位T2-fs序列参数：回波时间32 ms，重复时间2 400 ms，视野160 mm，矩阵320×240，层厚4 mm，层间距0.4 mm，激励次数1次。渗出性滑膜炎体积测量原理：每个薄层间的渗出性滑膜炎体素=前后两个MRI薄层所勾画的高信号区面积的均值×两薄层间距，各薄层间的体素相加获得最终体积，该过程通过syngo飞云20.0软件中的磁共振半自动分割系统及手动修订后的体素模型自动计算得出[11]。

1.3.2WOMAC评分 症状评分参照WOMAC[8]，WOMAC量表包含3个亚域，分别为关节疼痛(5项)、关节僵硬(2项)及关节功能障碍(17项)，每项按临床症状的严重程度分为无(0分)、轻微(1分)、中等(2分)、严重(3分)、非常严重(4分)。即疼痛症状共计20分、僵硬症状共计8分、功能障碍症状68分。在确保患者已经充分理解各条目意义后自行填写。

2 结 果

2.1患者一般情况 153例患者中，接近1/3的参与者未表现出渗出性滑膜炎这一表型(即在MRI上WORMS渗出性滑膜炎评分为0)，而在随访时又有接近1/3参与者未做MRI。最终纳入67例患者(中医推拿手法治疗39例，涂抹双氯芬酸二乙胺乳胶剂治疗28例)，其中男17例、女50例，年龄40～79岁，平均(59±9)岁，体质指数22.1～34.6 kg/m2，平均(28.9±4.9) kg/m2，接受治疗的患膝左右侧别比例相近，主要观察指标见表1，渗出性滑膜炎体积、疼痛评分、僵硬评分、功能评分、WOMAC总分的变化值分别为(5.5±6.6) mL、(3.8±2.0)分、(1.2±1.1)分、(14.4±5.4)分、(19.4±6.7)分。

表1 基线期与随访期观察指标变化

2.2横向基础值相关分析 无论是否调整性别、年龄、体质指数、入组侧别和干预方式等因素，基线期渗出性滑膜炎体积与基线期各WOMAC亚域评分均无明显相关性，随访期渗出性滑膜炎体积与随访期各WOMAC亚域评分均无明显相关性(P>0.05)。见表2、表3。

表2 基线期渗出性滑膜炎体积对WOMAC亚域评分的影响

表3 随访期渗出性滑膜炎体积对WOMAC亚域评分的影响

2.3纵向变化值相关分析 在调整了性别、年龄、体质指数、入组侧别和干预方式等因素的影响后，发现基线期渗出性滑膜炎体积与治疗前后功能亚域评分的变化值存在相关性(P<0.01)。再次分析时，将基线期渗出性滑膜炎体积也加入到需调整因素，发现渗出性滑膜炎体积变化值与治疗前后功能亚域评分的变化值存在相关性(P<0.05)。见表4、表5。

表4 基线渗出性滑膜炎体积对各WOMAC亚域评分变化值的影响

表5 渗出性滑膜炎体积变化值对WOMAC亚域评分变化值的影响

3 讨 论

KOA症状产生的原因尚不明确，目前认为是多种因素共同作用的结果，而滑膜炎症是其因素之一。既往有研究显示，KOA患者渗出性滑膜炎与WOMAC评分之间存在直接联系[7,12]，也有试验证据否认这一观点[13-14]。短期内外治法治疗KOA症状存在优势，在治疗通路上可能与改善局部炎症和痛觉致敏有关，同样这两者也能对症状造成影响。对于治疗后炎症和致敏获得明显改善的患者，再次分析可在一定程度上规避基线期两种因素对症状的干扰。

渗出性滑膜炎的动态变化值更具有临床意义，多项临床试验显示，无论是否调整控制变量，治疗后功能评分变化值与基线期的渗出性滑膜炎体积均表现出一定的相关性[15-17]，但并未做进一步论证。本研究结果显示，针对接受两种外治法的患者，随着基线期渗出性滑膜炎体积的增加，基础功能评分虽然没有增加，但接受外治法治疗后功能评分的变化值增加。这提示，存在中重度渗出性滑膜炎表型的KOA患者治疗后功能改善的效果可能更明显(基线期渗出性滑膜炎体积是一个单独的KOA患者活动功能疗效的预测因子)。此外，本研究结果显示，存在渗出性滑膜炎表型的KOA患者渗出性滑膜炎体积变化值与WOMAC各亚域评分的变化值均存在相关性，通过观察渗出性滑膜炎体积的变化可以提示症状疗效收益。而纵向分析结果显示，疼痛症状、僵硬症状、活动功能的改善情况均与渗出性滑膜炎的变化有关，与Wang等[5]的研究结果不完全一致，这可能由于前期已经发现了基线期的渗出性滑膜炎体积是影响治疗后症状评分的重要因素，在控制变量时排除了其干扰，也可能与样本量较小有关。

近年来，以渗出性滑膜炎体积作为结果指标的KOA临床研究逐渐增多[5，12，14]，国际骨关节炎研究学会指南[10]提供了该指标的测量方法，但并没有明确推荐其为结局指标，因为多项研究证实渗出性滑膜炎受多种因素干扰，如高糖饮食[18]、运动侧重[19]、性激素[20]、体脂[21]以及膝关节内其他结构改变[5]等。如果前后两次随访周期过长，饮食习惯、运动习惯、女性绝经前后期等因素对渗出性滑膜炎产生影响的风险将增加，结果的真实性可能受到影响。相对而言，该指标在临床应用中可能在短周期试验上表现更佳。现有的KOA疗效指标大多建立在患者的主观判断上，临床急需客观指标作为参照，一些物理治疗方法的作用原理大多针对局部位置，起效迅速，治疗周期也相对较短，渗出性滑膜炎的变化在该类治疗方法的疗效预测上表现出巨大潜力。其能在一定程度上为具备炎性表型的KOA人群的治疗提供客观依据，提示疗效收益。

综上所述，渗出性滑膜炎体积与KOA患者临床症状无直接关联，但可在一定程度上预测患者接受外治法治疗后活动功能改善的结果。存在渗出性滑膜炎表型的KOA患者中，渗出性滑膜炎体积变化值与WOMAC亚域评分变化值存在相关性，且渗出性滑膜炎体积的变化值能为KOA患者短期治疗收益提供客观参考。