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        絕經(jīng)后女性膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎與脛骨軟骨下骨骨密度的相關(guān)性研究

        2018-08-30 03:13:00艾尼瓦爾艾賽特迪里木拉提巴吾冬
        中國骨質(zhì)疏松雜志 2018年7期
        關(guān)鍵詞:下骨骨性股骨頸

        艾尼瓦爾·艾賽特 迪里木拉提·巴吾冬

        新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院影像中心,新疆 烏魯木齊 830054

        膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)是世界上最常見的運動系統(tǒng)退行性疾病,KOA患者所出現(xiàn)的疼痛、致殘嚴重影響生活質(zhì)量,給家庭和社會帶來了各種負擔。其所需要的醫(yī)療費用巨大,在發(fā)達國家占GDP的1%~2%[1]。KOA是在機械性和生物性因素的作用下破壞了關(guān)節(jié)軟骨細胞,軟骨下骨內(nèi)發(fā)生異常改變的結(jié)果,甚至累積關(guān)節(jié)全部組織。遺傳、發(fā)育、新陳代謝、創(chuàng)傷及生物力學等危險因素導致關(guān)節(jié)軟骨的軟化、潰瘍、缺失、軟骨下骨終板的硬化和骨質(zhì)象牙化、骨贅形成和軟骨下骨囊變。當臨床癥狀明顯時KOA的變異以膝關(guān)節(jié)疼痛、壓痛、關(guān)節(jié)活動受限為特征[2]。

        在研究KOA時大多數(shù)報道將主要注意力集中在關(guān)節(jié)軟骨的變化,但實際上軟骨下骨也發(fā)生了顯著變化。自1986年Radin[3]等首次提出軟骨下骨可能在骨性關(guān)節(jié)炎的開始和進展中起作用后,目前對軟骨下骨的研究已成為焦點之一。本文通過對絕經(jīng)后女性膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎分級、年齡、股骨頸及腰椎骨密度與脛骨軟骨下骨骨密度進行相關(guān)性分析,進一步了解脛骨軟骨下骨在KOA進展中的變化規(guī)律。

        1 材料和方法

        1.1 研究對象

        選取2017年7月至10月新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院就診的絕經(jīng)后女性KOA患者,共80例,45~92歲,平均65.0±11.1歲。納入的對象均為年齡≥45歲,連續(xù)閉經(jīng)12個月,同時沒有明顯的病理改變和生理原因的女性;排除因外傷、感染、腫瘤及代謝性疾病等引起的關(guān)節(jié)病變。

        診斷標準:①1個月內(nèi)膝關(guān)節(jié)經(jīng)常疼痛;②X線關(guān)節(jié)邊緣有骨贅形成和關(guān)節(jié)間隙明顯變窄;③骨性關(guān)節(jié)炎性滑液(透明、黏性、WBC<2000/mL);④年齡≥40歲;⑤晨僵≤30 min;⑥關(guān)節(jié)活動時彈響聲;最少存在①、②或①、③、⑤、⑥或①、④、⑥,即可診斷為KOA[4]。

        1.2 方法與測量

        對所有研究對象行左膝關(guān)節(jié)X線攝片檢查,由2名經(jīng)驗豐富影像學醫(yī)師分別對左膝關(guān)節(jié)X線圖像進行分析分組。根據(jù)Kellgren & Lawrence診斷標準(0級為正常;Ⅰ級為可出現(xiàn)唇樣骨贅;Ⅱ級為明顯骨贅,可出現(xiàn)關(guān)節(jié)間隙變窄;Ⅲ級為中度多發(fā)骨贅,關(guān)節(jié)間隙明顯變窄,有些骨質(zhì)硬化,可有骨質(zhì)磨損;Ⅳ級為巨大骨贅,關(guān)節(jié)間隙明顯變窄,骨質(zhì)嚴重硬化,明顯骨質(zhì)磨損)將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級KOA分為A、B、C、D等4個組,每組各20例患者。采用GE Lunar Prodigy型DXA儀測量左膝關(guān)節(jié)、左側(cè)股骨頸、腰椎的骨密度,將g/cm2作為計量單位進行詳細記錄。

        1.3 圖像分析

        膝關(guān)節(jié)并非常規(guī)測量骨密度的部位,在檢查技術(shù)方面尚缺乏測量規(guī)范的數(shù)據(jù)庫,國外的研究也處于探索階段。為測量脛骨軟骨下骨骨密度,在左側(cè)脛骨近端內(nèi)、外側(cè)分別設(shè)定感興趣區(qū)(ROI)。因脛骨軟骨下骨缺乏明確的解剖定位標準。本研究中ROI的劃分方法參考國內(nèi)外文獻[5-7],通過手工分別劃分在脛骨近端內(nèi)側(cè)和外側(cè),分別標記為ROI 1和ROI 2。ROI為長方形,以腓骨頭最高點作為參考點,其上緣緊貼脛骨近端關(guān)節(jié)骨面,高度為7 mm,寬度為15 mm。按照研究需求,分別測量每個感興趣區(qū)的骨密度。所有測量者均接受統(tǒng)一培訓后,按照統(tǒng)一的標準完成測量。

        圖1 脛骨軟骨下骨感興趣區(qū)(ROI1~ROI2)Fig.1 Regions of interest on the subchondral bone of the tibia

        1.4 統(tǒng)計學處理

        統(tǒng)計分析用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學處理。膝關(guān)節(jié)感興趣區(qū)骨密度與KOA分級、年齡、腰椎骨密度、股骨頸骨密度行Pearson相關(guān)分析法進行相關(guān)性分析,組間比較用成組t檢驗分析,P<0.05為有統(tǒng)計學意義。

        2 結(jié)果

        2.1 80例受檢者基本情況

        本研究共納入80例患者,平均年齡 65.0±11.1歲,平均體重(62.80±13.34)kg,平均身高158.1±8.1 cm,見表1。

        表1 80例受檢者基本情況Table 1 General information of the 80 subjects

        2.2 脛骨軟骨下骨骨密度與KOA分級、年齡、腰椎骨密度、股骨頸骨密度的相關(guān)性分析

        根據(jù)測量結(jié)果,脛骨軟骨下骨骨密度與KOA分級、年齡、股骨頸骨密度、腰椎骨密度進行相關(guān)性分析,結(jié)果見表2。結(jié)果發(fā)現(xiàn),軟骨下骨骨密度(ROI 1、ROI 2 骨密度)與KOA分級、年齡呈負相關(guān),與腰椎及股骨頸骨密度呈正相關(guān)。

        表2 脛骨軟骨下骨骨密度與KOA分級、年齡、腰椎骨密度、股骨頸骨密度的相關(guān)性分析Table 2 Correlation among degree of KOA, age, BMD of the lumber spine, femoral neck, and subchondral bone of the tibia

        2.3 四組患者股骨頸、腰椎及脛骨軟骨下骨骨密度BMD比較

        根據(jù)研究方案,4組的股骨頸、腰椎、ROI 1、ROI 2骨密度值比較,結(jié)果見表3。結(jié)果發(fā)現(xiàn),4組在股骨頸、ROI1、ROI2骨密度上差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),并ROI 1骨密度值比ROI 2骨密度值高,換言之隨KOA分級的增加,KOA病情加重,脛骨軟骨下骨骨密度減低。4組在腰椎骨密度上差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

        表3 ROI 1、ROI 2、股骨頸、腰椎骨密度值與KOA分級比較Table 3 Comparison between BMD of ROI 1, ROI 2, femoral neck, lumber spine and degree of KOA

        3 討論

        軟骨和其下方的軟骨下骨是關(guān)節(jié)的重要組成部分。軟骨下骨由皮質(zhì)終板以及其下方的骨小梁、血管和小梁間的腔隙組成。軟骨下骨含有大量的動脈、靜脈和神經(jīng)。它們通過皮質(zhì)終板的小通道給軟骨提供營養(yǎng)。目前大量國內(nèi)外研究證實軟骨下骨和關(guān)節(jié)軟骨是一個相互作用功能單位。軟骨下骨通過吸收應力,緩沖震蕩等生物力學作用保護其上方的關(guān)節(jié)軟骨并維持關(guān)節(jié)的形狀。軟骨下骨的數(shù)量比關(guān)節(jié)軟骨多,并彈性模量相對較低。在正常情況下軟骨下骨可將緩沖30%左右的應力,則關(guān)節(jié)軟骨僅能緩沖所受應力的1%~3%,因此,軟骨下骨在緩沖震蕩中起了主要的襯墊作用。

        KOA的發(fā)生發(fā)展過程中在生物力學作用下脛骨軟骨下骨的微結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列改變。Intema等[8]通過動物KOA模型后的研究發(fā)現(xiàn),早期關(guān)節(jié)軟骨蛋白聚糖增多,軟骨下骨及骨小梁厚度降低,發(fā)生骨吸收導致骨重塑加快。在晚期骨轉(zhuǎn)換率增加,軟骨下骨內(nèi)發(fā)生微骨折,骨形成增加,骨贅和游離體形成,軟骨下骨皮質(zhì)終板硬化,但其下方的松質(zhì)骨丟失嚴重,骨小梁進一步變薄。本研究結(jié)果顯示,隨KOA分級的增加,KOA病情加重,脛骨軟骨下骨骨密度減低,并有顯著差異(P<0.05),并且脛骨軟骨下骨骨密度與KOA分級及年齡呈負相關(guān),換言之,隨年齡和骨性關(guān)節(jié)炎病情的加重軟骨下骨骨密度減低。這可能新生骨礦化不全和軟骨下骨囊增多有關(guān)。在KOA的進展中由于關(guān)節(jié)負荷未減輕,為了保持力學性能,引起骨形成活躍。但新生骨組織礦化不全,故表現(xiàn)軟骨下骨皮質(zhì)終板硬化而單位體積骨密度下降。另外,關(guān)節(jié)退變后除了滑液通過皮質(zhì)終板的小通道滲入下方的骨小梁內(nèi)并形成軟骨下骨囊以外,軟骨下骨發(fā)生微骨折后損傷的血管未及時修復形成軟骨下骨囊。本研究中發(fā)現(xiàn)脛骨軟骨下骨骨密度均有下降,而脛骨軟骨下骨不同部位的骨密度上有差異,脛骨平臺內(nèi)側(cè)骨密度明顯高于脛骨平臺外側(cè)(P<0.05)。馬海濤等[9]通過Micro-CT掃描膝關(guān)節(jié)后發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)脛骨平臺軟骨下骨出現(xiàn)硬化,骨小梁體積分數(shù)、骨小梁厚度、骨小梁數(shù)目較外側(cè)脛骨平臺增多。秦迪等[10]通過QCT掃描膝關(guān)節(jié)后發(fā)現(xiàn),內(nèi)側(cè)脛骨平臺骨密度較外側(cè)脛骨平臺骨密度高。由于膝關(guān)節(jié)承受的重量為人體體質(zhì)量的2~4倍,而內(nèi)側(cè)間室承擔其中2/3的負重。另外,由于脛骨外側(cè)有腓骨的支撐,而脛骨內(nèi)側(cè)所成所承受的應力明細增加,從而形成微骨折,進而發(fā)生骨重塑,進一步引起內(nèi)側(cè)沉降加劇,使加重膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形。

        骨質(zhì)疏松(osteoporosis,OP)是以多種因素作用下骨量減少、骨小梁變薄、間隙增寬、骨骼脆性增加為特征的全身性骨關(guān)節(jié)疾病,嚴重影響老年人尤其是絕經(jīng)后女性的生活質(zhì)量,并造成嚴重的經(jīng)濟負擔。國內(nèi)外研究中仍存在KOA與OP是否相關(guān)性的各種爭論。楊再英等[11]在研究中發(fā)現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎患者有不同程度的骨量減少,骨量減少患者患骨性關(guān)節(jié)炎的危險是骨量正?;颊叩?.726倍。曾展鵬等[12]研究中發(fā)現(xiàn)隨KOA分級的增加,KOA病情加重,患者超聲骨密度和DXA骨密度的T值均向負值方向逐漸增加,二者差異都有統(tǒng)計學意義。以上結(jié)果與本研究結(jié)果一致。本研究中發(fā)現(xiàn),隨KOA進展股骨頸骨密度有下降趨勢,并有明顯差異(P<0.05),另外,脛骨軟骨下骨骨密度與股骨頸及腰椎骨密度呈正相關(guān)。這主要由于骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)展過程中骨吸收活躍,新生骨組織骨礦化率低有關(guān)。

        綜上所述,盡管國內(nèi)外學者從不同角度研究軟骨下骨在KOA發(fā)病與進展中的作用,但其機制過于復雜,目前尚未完全明確。本研究發(fā)現(xiàn)隨KOA分級的增加,KOA病情加重,絕經(jīng)后女性脛骨軟骨下骨呈骨質(zhì)疏松表現(xiàn)。深入研究骨關(guān)節(jié)炎中軟骨下骨的變化規(guī)律,有望為KOA的治療和預防提供新的方法和思路。

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