徐黎 李凱 過哲 王超 程曉光

骨關(guān)節(jié)炎是臨床十分多見的一類疾病，在全球范圍內(nèi)形成了巨大的社會和經(jīng)濟負擔(dān)，估計60歲以上人群中13%患有膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎并有癥狀[1]。目前，臨床研究主要集中于膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎，原因在于膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率和致殘率均較高，而且膝關(guān)節(jié)軟骨厚度最大、易于進行X線平片和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)評估。傳統(tǒng)X線平片是評估膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎最簡單經(jīng)濟的影像學(xué)方法，能夠直接觀察骨結(jié)構(gòu)特征，包括邊緣骨贅、軟骨下硬化和軟骨下囊腫，并能通過關(guān)節(jié)間隙寬度間接評估軟骨厚度和半月板完整性。作為斷層成像技術(shù)，MRI可直接觀察關(guān)節(jié)軟骨、滑膜、半月板及其他關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)。更重要的是，運用軟骨體積定量評估和全關(guān)節(jié)半定量評估等方法，MRI技術(shù)能夠更敏感更可靠地評價各關(guān)節(jié)特征，這一優(yōu)勢對于多中心或縱向臨床研究是其他影像學(xué)方法無法替代的。MRI半定量評分將關(guān)節(jié)視為一個整體器官進行評估，除關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)外，還可對其他重要的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及其病變進行評價，如半月板、骨贅、軟骨下骨磨損、軟骨下骨髓水腫及囊腫、交叉韌帶及側(cè)副韌帶、滑膜、關(guān)節(jié)積液和其他關(guān)節(jié)旁結(jié)構(gòu)。

目前， 4個MRI半定量評分系統(tǒng)可用于膝關(guān)節(jié)炎評估，分別是全關(guān)節(jié)磁共振成像評分(Whole-Organ Magnetic Resonance Imaging Score，WORMS)，膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎評分系統(tǒng)(Knee Osteoarthritis Scoring System，KOSS)，Boston Leeds膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎評分(Boston Leeds Osteoarthritis Knee Score,BLOKS) 和磁共振成像膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎評分(MRI Osteoarthritis Knee Score,MOAKS)[2-5]。與KOSS、BLOKS和MOAKS相比，WORMS評分系統(tǒng)涵蓋關(guān)節(jié)內(nèi)及關(guān)節(jié)旁結(jié)構(gòu)最全面、關(guān)節(jié)分區(qū)最多、評分分級最細，是目前臨床研究項目應(yīng)用最廣泛的膝關(guān)節(jié)炎MRI半定量評估體系。MRI半定量評分系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)的MR成像技術(shù)，對影響膝關(guān)節(jié)功能、參與骨關(guān)節(jié)炎病生理過程的多個關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)進行半定量人工評分，其結(jié)果的可靠性不僅受圖像質(zhì)量的影響，更與評分者經(jīng)驗密切相關(guān)[6]。在進行MRI半定量評分之前，閱片者必須經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)并通過考核[7]。作為臨床研究運用最廣泛的評分系統(tǒng)，WORMS關(guān)節(jié)內(nèi)分區(qū)相對復(fù)雜、對關(guān)節(jié)軟骨及骨贅分級細，其評分結(jié)果的可靠性是否受到評分者臨床閱片經(jīng)驗的影響是值得探討的問題。目前大部分研究僅限于探討MRI半定量評分系統(tǒng)的觀察者內(nèi)和觀察者間一致性，對觀察者閱片經(jīng)驗的差異對閱片效果的影響報道較少。

本研究旨在評價具備不同閱片經(jīng)驗的醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)生經(jīng)過統(tǒng)一的WORMS評分系統(tǒng)標準化培訓(xùn)后對不同嚴重程度膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎樣本進行WORMS半定量評分的觀察者間差異，分析WORMS評分系統(tǒng)對膝關(guān)節(jié)各結(jié)構(gòu)特征評價的觀察者間一致性及觀察者臨床閱片經(jīng)驗對評分結(jié)果的影響。

資料與方法

一、資料

1.病例納入與排除標準：(1)病例納入標準：①年齡≥40歲；②經(jīng)X線檢查確定膝關(guān)節(jié)Kellgren-Lawrence評分為1～3級；③膝關(guān)節(jié)疼痛視覺模擬評分(visual analogue scale,VAS)≥4分。(2)病例排除標準：①合并痛風(fēng)或類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等其他風(fēng)濕免疫及代謝性疾??；②合并嚴重心、肝、腎等重要器官病變；③合并化膿性或非特異性感染性關(guān)節(jié)炎；④合并創(chuàng)傷性或絨毛結(jié)節(jié)色素沉著性膝關(guān)節(jié)滑膜炎等病變；⑤存在晚期關(guān)節(jié)畸形或功能殘障與嚴重骨質(zhì)疏松；⑥妊娠、準備妊娠或哺乳期婦女；⑦有既往膝關(guān)節(jié)手術(shù)史。

2.一般臨床資料：利用“祛風(fēng)止痛膠囊對膝骨關(guān)節(jié)炎的臨床作用及機制研究”臨床研究項目(獲得四川大學(xué)華西醫(yī)院倫理委員會批準；所有受試對象簽署知情同意書)數(shù)據(jù)庫，隨機抽取2018年5至10月進行的單側(cè)膝關(guān)節(jié)MRI 10例，其中男4例，女6例，年齡為53～69歲。

3.設(shè)備：3T磁振掃描儀(Ingenia,Philips Healthcare,荷蘭)，8通道膝關(guān)節(jié)線圈。

二、方法

1.膝關(guān)節(jié)MRI掃描：對所有受試者采用以下掃描序列：①軸位T1加權(quán)像(T1 weight imaging,T1W1)快速自旋回波(turbo spin echo,TSE)[重復(fù)時間(repetition time,TR)=600～650 ms，回波時間(echo time,TE)=12 ms，頻率編碼(requency encoding,FE)]；②冠狀位T1WI TSE (TR=650 ms，TE=9 ms，F(xiàn)E)；③矢狀位T1WI TSE(TR=500 ms，TE=12 ms，F(xiàn)E)；④軸位質(zhì)子密度脂肪抑制(protein density with fat suppression, PD FS)(TR=3 110 ms，TE=43 ms，F(xiàn)E)；⑤冠狀位PD FS(TR=2 390 ms，TE=36 ms，F(xiàn)E)；⑥矢狀位PD FS(TR=2 400 ms，TE=32 ms，F(xiàn)E)。軸位序列視野(field of view,FOV) =160 mm×160 mm，體素尺寸(voxel size)=0.55 mm×0.68 mm×3.00 mm。冠狀位及矢狀位序列FOV=160 mm×160 mm，voxel size=0.42 mm×0.50 mm×3.00 mm。所有序列層厚(slice thickness)=4.0 mm，層間隔(interslice gap)=0.4 mm。

2.膝關(guān)節(jié)MRI評估：評估人員包括3位放射科醫(yī)生，分別為副主任醫(yī)師1名(觀察者1，具備波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院關(guān)節(jié)炎MRI定量評估實驗室認證資質(zhì))，高年資主治醫(yī)師1名(觀察者2，具備10年臨床閱片經(jīng)驗)，低年資主治醫(yī)師1名(觀察者3，具備5年臨床閱片經(jīng)驗)。在讀片開始前，由觀察者1按照標準培訓(xùn)流程對觀察者2和觀察者3進行膝關(guān)節(jié)WORMS評分系統(tǒng)培訓(xùn)，觀察者內(nèi)及觀察者間一致性各項評分指標達到較好(kappa值>0.6)時為合格。培訓(xùn)合格后從研究項目數(shù)據(jù)庫中隨機抽取10例樣本，由3名讀片者分別進行WORMS評分，并進行觀察者間一致性評價。對3位讀片者屏蔽評分樣本的臨床信息。

3.WORMS評分標準：WORMS評分系統(tǒng)將膝關(guān)節(jié)分為15個區(qū)域,分別為髕骨2區(qū)(內(nèi)側(cè)、外側(cè))、股骨6區(qū)(內(nèi)前、內(nèi)中、內(nèi)后、外前、外中、外后)、脛骨7區(qū)(內(nèi)前、內(nèi)中、內(nèi)后、外前、外中、外后、髁間棘)[2]。對除脛骨髁間棘外的14個區(qū)進行以下3方面評分：①關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)及信號[0～6分：0分=正常；1分=厚度正常、有高信號，2分=小面積(最大徑<1 cm)部分層厚缺損，2.5分=小面積(最大徑<1 cm)全層厚缺損，3分=多灶性部分層厚缺損(2級)或大面積(最大徑>1 cm但區(qū)域面積<75%總面積)部分層厚缺損，4分=彌漫性部分層厚缺損(區(qū)域面積≥75%總面積)，5分=多灶性全層厚缺損(2.5級)或大面積全層厚缺損(最大徑>1 cm但區(qū)域面積<75%總面積)，6分=彌漫性全層厚缺損(區(qū)域面積≥75%總面積)]；②關(guān)節(jié)面下骨磨損(0～3分：0分=正常，1分=輕度，2分=中度，3分=重度)；③邊緣骨贅(0～7分：0分=無，1分=可疑，2分=小，3分=小到中等，4分=中等，5分=中到大，6分=大，7分=巨大)[2]。對全部15個關(guān)節(jié)分區(qū)進行軟骨下骨髓水腫和囊腫評分(0～3分：0分=正常；1分=區(qū)域面積<25%總面積；2分=區(qū)域面積為25%～50%總面積；3分=區(qū)域面積>50%總面積)。其他結(jié)構(gòu)評分標準分別為：韌帶0～1分(0分=完整，1分=撕裂)；半月板0～4分(0分=完整，1分=小的放射狀或鳥嘴樣撕裂，2分=無移位的撕裂或術(shù)后修復(fù)改變，3分=移位性撕裂或部分切除，4分=完全磨損或全部切除)；滑膜增厚及關(guān)節(jié)積液0～3分(0分=正常，1分=積液體積<33%關(guān)節(jié)腔體積，2分=積液體積為33%～66%關(guān)節(jié)腔體積，3分=積液體積>66%關(guān)節(jié)腔體積)；關(guān)節(jié)腔游離體0～3分(0分=無，1分=1個游離體，2分=2個游離體，3分=3個以上游離體)；滑囊囊腫或積液0～3分(0分=無，有囊腫或積液則依據(jù)囊腫或積液體積大小評為1～3分)[2]。

4.統(tǒng)計學(xué)處理：使用SPSS 22.0(IBM SPSS statistics Inc,美國)軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。分別對觀察者1與觀察者2和觀察者3進行觀察者間一致性評價。觀察者間一致性通過kappa值計算獲得，kappa值≥0.75表示兩者一致性高，0.75>kappa值≥0.40表示一致性一般，kappa值<0.40表示一致性較差。P< 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

每位評分者獲得膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎征象評分數(shù)量如下：關(guān)節(jié)軟骨評分140個(14區(qū)×10例)、軟骨下骨髓水腫及囊腫評分150個(15區(qū)×10例)、骨磨損評分140個(14區(qū)×10例)、骨贅評分140個(14區(qū)×10例)、半月板評分60個(6區(qū)×10例)、韌帶評分40個(4個×10例)、關(guān)節(jié)積液及滑膜炎評分10個、關(guān)節(jié)內(nèi)游離體評分10個、滑囊炎評分10個。

觀察者1對各征象評分結(jié)果見表1。140個關(guān)節(jié)軟骨評分中0分75個(53.6%)，6分9個(6.4%)，1～5分者數(shù)量分布較均勻(7～20個，5%～14.3%)；150個軟骨下骨髓水腫及軟骨下囊腫評分中0分分別為111個(74%)和127個(84.7%)，骨髓水腫3分5個(3.3%)，囊腫最高評分為2分(6個，4%)；140個骨磨損評分中0分101個(72.1%)，最高評分為2分(6個，4.3%)；140個骨贅評分中0分僅12個(8.6%)，2～3分占比例最高(24個，17.1%)，7分7個(5%)；60個半月板評分中，0分46個(76.7%)，2分、3分和4分分別為7個(11.7%)、4個(6.7%)和2個(3.3%)；40個韌帶評分中，1分僅1個(2.5%)；10例樣本均出現(xiàn)關(guān)節(jié)積液及滑膜炎，其中8例(80%)評分為1分,2例(20%)評分為2分；5例(50%)樣本出現(xiàn)關(guān)節(jié)內(nèi)游離體，其中1例(10%)評分為2分,4例(40%)評分為3分；10例樣本中5例(50%)無關(guān)節(jié)周圍滑囊炎，其余5例(50%)滑囊炎評分為1分。

表1 觀察者1膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎各征象評分結(jié)果分布[n(%)]

各征象評分觀察者間一致性kappa值見表2。結(jié)果顯示，軟骨下骨髓水腫、軟骨下囊腫、骨磨損、關(guān)節(jié)內(nèi)游離體的WORMS評分在不同觀察者之間有很高的一致性(kappa值≥0.75)，關(guān)節(jié)軟骨、骨贅、半月板、關(guān)節(jié)積液及滑膜炎、滑囊炎的WORMS評分在不同觀察者之間的一致性稍低，但全部kappa值≥0.6。由于韌帶評分為0和1分，無法計算kappa值，40個韌帶評分中的39個在3位觀察者間一致。高年資醫(yī)生對骨磨損和關(guān)節(jié)內(nèi)游離體的評分一致性比低年資醫(yī)生略高；而對關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨髓水腫及囊腫、骨贅、半月板、滑囊炎，低年資醫(yī)生評分一致性高于高年資醫(yī)生。

表2 膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎WORMS評分系統(tǒng)觀察者間一致性評估kappa值(95%CI,P值)

討 論

自2004年WORMS評分系統(tǒng)發(fā)表以來，KOSS、BLOKS和MOAKS等多個膝關(guān)節(jié)全器官MRI半定量評分系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，并被大量應(yīng)用于關(guān)節(jié)炎的橫向和縱向臨床研究中[3-5]。在骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生和發(fā)展過程中，雖然關(guān)節(jié)軟骨的狀態(tài)是反映疾病嚴重程度最為穩(wěn)定和重要的指標，但除關(guān)節(jié)軟骨外其他關(guān)節(jié)內(nèi)結(jié)構(gòu)與疾病的進展、病生理過程、相關(guān)臨床癥狀和預(yù)后之間的密切聯(lián)系也越來越受到重視[8-10]。WORMS評分系統(tǒng)是以關(guān)節(jié)內(nèi)分區(qū)而非病灶為單位進行評分，對關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨髓水腫及囊腫征象也進行評分[7]。同時WORMS也是唯一將軟骨下骨磨損納入評分的系統(tǒng)。

本研究結(jié)果顯示，軟骨下骨髓病變(軟骨下骨髓水腫和軟骨下囊腫)、骨磨損和關(guān)節(jié)內(nèi)游離體的WORMS評分觀察者間一致性高，而關(guān)節(jié)軟骨、骨贅、半月板、關(guān)節(jié)積液和滑膜炎以及滑囊炎的WORMS評分觀察者間一致性稍低。通過接受標準化培訓(xùn)并通過考核，擁有不同臨床閱片經(jīng)驗的放射科醫(yī)生均能夠掌握WORMS評分系統(tǒng)。臨床閱片經(jīng)驗對評分效果未造成顯著影響。

在WORMS評分系統(tǒng)中，關(guān)節(jié)軟骨和骨贅的評分級別分別為0～6分和0～7分，不同級別之間差異小，不同閱片者對于同一級別征象的理解和判斷出現(xiàn)差異的可能性更高，因此對關(guān)節(jié)軟骨和骨贅評分的觀察者間一致性較低是必然的。國外文獻報道膝關(guān)節(jié)軟骨形態(tài)的半定量MRI評分的觀察者間一致性相關(guān)系數(shù)和kappa值分別為0.77～0.94和0.44～0.88，與本研究結(jié)果(kappa值=0.725和0.881)一致[2-4,11-17]。文獻報道中骨贅評分觀察者間一致性相關(guān)性系數(shù)和kappa值為0.66～1.00和0.735～0.916，而本研究中骨贅評分的kappa值分別為0.605和0.704，與文獻報道結(jié)果接近[2-4,13-14,16-17]。

WORMS系統(tǒng)中的半月板評分較為復(fù)雜，需要對前角、體部及后角分別進行評分(0～4分)，其中2分(無移位的撕裂或術(shù)后修復(fù)改變)和3分(移位性撕裂或部分切除)區(qū)分較為困難，并且需要將各分區(qū)評分加權(quán)轉(zhuǎn)化為內(nèi)、外側(cè)半月板的總分(0～6分)[2]。文獻報道，半月板MRI半定量評分觀察者間一致性相關(guān)系數(shù)和kappa值分別為0.82～1.00和0.63～0.84，與本研究結(jié)果(0.672和0.866)無差異[2-4,12,14,16-18]。

關(guān)節(jié)積液及滑膜炎、滑囊炎的WORMS評分分值雖然為0～3分，但是評分標準以關(guān)節(jié)腔體積和滑囊體積大小為依據(jù)，無客觀數(shù)值標準或示意圖顯示，因此評分易受主觀因素影響。文獻報道的關(guān)節(jié)積液和滑膜炎觀察者間一致性kappa值為0.892，略高于本研究結(jié)果(kappa值=0.737)，可能與評分者閱片經(jīng)驗差異有關(guān)[16]。

軟骨下骨髓病變(軟骨下骨髓水腫和軟骨下囊腫)的WORMS評分分值為0～3分，以病灶面積占關(guān)節(jié)面面積比例為標準，評分標準客觀且不同級別之間差異較明確，因此不同閱片者之間評分差異較小。國外文獻報道軟骨下骨髓病變觀察者間一致性相關(guān)系數(shù)和kappa值分別為0.54～1.00和0.79～0.97，與本研究結(jié)果(kappa值=0.793～0.921)一致[2-4,12-14]。

WORMS評估系統(tǒng)對膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的評價效果同樣受到MRI圖像質(zhì)量的影響。標準化的掃描方案是獲得準確評分結(jié)果的基礎(chǔ)。掃描要求在1.5T以上MR掃描儀上完成，通過3個角度(軸位、矢狀位、冠狀位)對液體敏感的FSE FS序列能夠準確評估關(guān)節(jié)軟骨、軟骨下骨髓水腫、囊腫、滑膜炎及關(guān)節(jié)積液、韌帶以及半月板等結(jié)構(gòu)，通過矢狀位及冠狀位T1WI SE序列能夠?qū)吘壒琴?、關(guān)節(jié)內(nèi)游離體和骨磨損進行準確評估[6]。

本研究的主要不足在于樣本數(shù)量有限，未計算各膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎評分征象的總分以及評價總分的觀察者間一致性。雖然多數(shù)膝關(guān)節(jié)臨床研究采用的觀察指標是膝關(guān)節(jié)炎各WORMS評分征象的總分，但各征象總分是由該征象在各個關(guān)節(jié)分區(qū)內(nèi)的評分加權(quán)獲得，因此本研究中各關(guān)節(jié)分區(qū)內(nèi)征象評分結(jié)果能夠更直接反映WORMS評分系統(tǒng)的觀察者間一致性。本研究的另一個不足在于3位閱片者對骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)MRI均有較豐富的閱片經(jīng)驗，因此該結(jié)果的代表性有一定局限性。

總之，擁有不同臨床閱片經(jīng)驗的閱片者經(jīng)過標準化培訓(xùn)和測試后均能掌握WORMS評分方法，其中軟骨下骨髓病變、骨磨損和關(guān)節(jié)內(nèi)游離體的觀察者間一致性很高，而臨床閱片經(jīng)驗不會顯著提高評分效果。

志謝感謝山東步長制藥有限公司為本研究提供的影像學(xué)圖像資料。

利益沖突聲明：本研究及本文內(nèi)容不存在與醫(yī)療工作職責(zé)相沖突的任何經(jīng)濟利益或非經(jīng)濟利益以及任何直接或間接的義務(wù)和責(zé)任。