陆　川，刘海霞，张国秋，李得春

膝骨性关节炎疼痛与骨髓水肿MRI影像学改变的相关性

陆川，刘海霞，张国秋，李得春

目的：探讨膝骨性关节炎(KOA)疼痛程度与MRI软骨下骨髓水肿(BME)程度的相关性。方法：KOA 142例按疼痛程度分为无疼痛组31例、疼痛1级组86例、疼痛2级组25例，将其MRI骨髓水肿分为0级(无骨髓水肿)38例、1级(轻度骨髓水肿)69例、2级(较大骨髓水肿)35例，将疼痛程度与KOA骨髓水肿分级进行χ2检验，并将疼痛各组与水肿分级进行多个独立样本比较的秩和检验。结果：无疼痛组29.1%(9/31例)存在BME，疼痛1级组82.6%(71/86例)存在BME，疼痛2级组92%(24/25例)存在BME；无疼痛组与疼痛1级组、疼痛2级组相比差异有统计学意义(χ2=12.613，P＜0.001；χ2=14.535，P＜0.001)，多个独立样本比较的秩和检验显示，3组BME差异有统计学意义(P＜0.001)，随疼痛的加重，BME分级的平均秩次逐渐加大(0级、1级和2级分别为79.12、102.82和139.26)。结论：KOA疼痛与软骨下骨髓水肿相关，且存在疼痛越重、骨髓水肿越严重的趋势。

膝关节骨性关节炎；核磁共振成像；骨髓水肿；疼痛

膝关节骨性关节炎(knee osteoarthritis，KOA)以关节软骨的退行性变、关节边缘骨赘形成和不同程度的滑膜炎症为主要病理特征[1]。有的患者疼痛很重，但X线改变较轻；有的患者X线改变明显较重，但膝关节疼痛却较轻或无明显疼痛[2-3]。骨髓水肿(bone marrow edema，BME)[4]平片和关节镜都无法检测这种改变，只有MRI才使对BME的观察成为可能[5]。2013年1月—2014年6月，我们通过对KOA患者的疼痛程度及其MRI成像显示的BME进行分级并分析比较，探讨两者间的相关性。

1　资料与方法

1.1研究对象本组共142例，男51例，女91例；平均年龄（59±2）岁。入选条件：⑴临床及X线检查确诊为膝关节骨性关节炎。⑵患膝无外伤及手术史。⑶本次就诊期间患膝进行了MRI检查。

1.2BME分级使用飞利浦Achieva 3.0T TX核磁共振机，8通道膝关节线圈进行MRI检查。对骨髓水肿的评估主要在矢状位的自旋回波序列(spin echo，SE)图像，即SE-T1WI(TR=450 ms，TE=13 ms，层厚3 mm，层间距0.9 mm)和快速小角度激发序列(fast low angleshot，FLASH)加脂肪抑制(fat suppressiod，FS)图像，也即FS-2D-FLASH(TR 669 ms，TE 11 ms，层厚3 mm，层间距0.9 mm)上进行。骨髓水肿在SE-T1WI表现为关节软骨下方边界不清的低信号区，在FS-2D-FLASH则显示为高信号区。依据骨髓水肿的范围将其分为3级。0级：无BME，38例；1级：连续二层或累积三层及以下图像上有BME，69例；2级：连续三层或累积四层及以上图像上有BME，35例。

1.3膝关节疼痛分级根据美国风湿病学会确定的膝关节骨性关节炎诊断标准，参照主诉疼痛分级法(Virbal rating scale，VRs)[6]，将膝关节疼痛分为3级。0级：无疼痛或偶有轻度不适感；1级：轻度疼痛但可忍受，基本能正常生活但稍受限；2级：中重度疼痛较难忍受，影响正常生活。根据疼痛分级将患者分为三组：无疼痛组31例，疼痛1级组86例，疼痛2级组25例，见表1。

表1　142例KOA患者疼痛分级

1.4统计学处理采用SPSS 19.0软件包对所得数据进行统计学分析，计量资料以均值±标准差(±s)表示，采用t检验，多个独立样本率的比较采用独立样本R×C列联表资料的χ2检验，两组样本率的比较采用配对设计资料的χ2检验或者独立样本2×2列联表资料的χ2检验。将BME分级按程度由轻到重分别设为数值1、2和3，对3组疼痛病例进行以上两项多个独立样本比较的秩和检验。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

疼痛组和BME分级资料百分比组成见图1。MRI显示的BME图像如图2。无疼痛组29.1%(9/31例)存在BME，疼痛1级组82.6%(71/86例)存在BME，疼痛2级组92%(24/25例)存在BME。

图1 不同疼痛级别KOA患者中BME百分比

图2 膝关节骨性关节炎MRI显示的BME图像

疼痛分级与BME分级有关(χ2=34.543，P＜0.001，表2)。无疼痛组与疼痛1级组、疼痛2级组相比差异有统计学意义(χ2=12.613，P＜0.001，χ2=14.535，P＜0.001，表3)，疼痛1级组和疼痛2级组间差异无统计学意义(χ2=2.126，P=0.065，表3)。3组BME差异有统计学意义(P＜0.001)，随疼痛的加重，BME分级的平均秩次逐渐加大(0级、1级和2级分别为79.12、102.82和139.26，表3)。均提示BME与疼痛有关，且有随疼痛程度的加重BME也加重的趋势。

表2　142例KOA患者疼痛分级与BME分级的相关性（n，%）

表3　142例KOA患者不同疼痛分级与不同BME分级的相关性比较

3　讨论

KOA是影响人类健康最常见的关节疾患之一，以关节软骨的退行性变、关节边缘骨赘形成和不同程度的滑膜炎症为主要病理特征[7-8]。常见症状为受累关节疼痛，活动受限,休息后缓解,晨起有僵硬感等，是引起膝关节疼痛甚至病残的常见原因，使患者的生活质量严重下降。本研究通过分析比较KOA患者膝关节疼痛程度与KOA患者关节软骨下骨髓水肿程度的相关性，探讨其可能原因。

MRI具有组织对比性强，空间分辨率高，可进行多序列、多参数、多方位采样，全面显示关节软骨的厚度、轮廓形态和信号改变，以及检查无创伤性的优点，迅速成为关节疾病的主要检查方法之一，是目前公认诊断骨性关节炎最可靠的影像检查方法[9]。特别是对关节软骨疾病的诊断，MRI能清楚地显示软骨的细微变化，并在部分磁共振序列图像上显示软骨的多层结构。软骨序列的成像技术不仅能在早期X线和CT无法诊断出骨性关节炎的情况下发现关节软骨的损坏，而MRI对显示骨髓异常十分敏感，可以检出骨髓水肿的变化，并明确其范围和程度[10]。骨髓水肿是由病变组织血管过多、灌注过度、水的外渗作用等造成，它是一个基本的、共同的病理现象，是非特异性的，在许多疾病的骨髓位置上均可见到，如感染、应力性骨折、一过性骨质疏松等。关节软骨退变是骨性关节炎最根本的病理改变，但却不是骨性关节炎疼痛的直接原因。因为关节软骨内不含神经纤维，即使软骨严重破坏，也只是表现为关节活动障碍，而疼痛可能表现不明显。软骨下骨髓水肿是引起骨性关节炎患者疼痛的一个主要原因，骨髓水肿代表受累骨髓中细胞外液的积聚，并能导致骨内压力的增加。骨内压的增加则能刺激痛觉感受器，而骨和骨髓富含痛觉神经纤维，所以产生疼痛，并且骨髓水肿是另一个诊断骨性关节炎的重要征象[11]。Wilson等[12]在描述髋关节一过性骨质疏松症的骨髓信号改变时，首次使用了“骨髓水肿”。KOA骨髓水肿的MRI表现可以是位于紧靠软骨下区的小梁骨内的较小的高亮度病灶区，也可以是位于关节面下方数厘米深的较大、较模糊的中度增强信号区。Pessis等[13]对膝骨性关节炎1年前后的发展变化进行研究后指出，起初MR检查没有骨髓水肿和软骨下骨异常的病例，1年后其软骨病变程度将不会加重，而MR检查存在骨髓水肿和软骨下骨异常的病例中，1年后40%的患者软骨退变加重了。

本研究应用飞利浦Achieva 3.0T TX核磁共振机，8通道膝关节线圈对患膝进行扫描。将骨髓水肿程度分级，并与KOA患者膝关节疼痛程度进行相关性分析。我们发现，有膝关节疼痛的KOA患者中，存在BME的比例明显高于无膝

关节疼痛的患者。不同级别疼痛程度的KOA患者，BME之间具有差别，差异具有统计学意义。且疼痛程度与BME呈正相关，即疼痛的级别越高，BME的分级越高。最终证明，骨髓水肿与疼痛相关，疼痛可以反映骨髓水肿的严重程度，指示疾病的预后。这与Koo等[14]的研究具有相似性。其对股骨头坏死进行研究后发现，在有疼痛的患者中，50%存在骨髓水肿，而无症状者中仅4%存在骨髓水肿，在疼痛严重的患者中则有86%存在骨髓水肿。且疼痛的改善常与骨髓水肿的消退相平行。膝关节骨性关节炎疼痛的原因仍不明了，大多数学者认为是多种因素相互作用的结果[15]，如关节积液、滑膜炎、关节游离体、软骨下囊肿、边缘骨赘以及关节软骨、半月板、前后十字韧带的情况等，都会对疼痛程度造成影响，但最终结论仍待进一步的研究。

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（收稿：2014-12-08修回：2015-04-16）

（责任编辑孟庆才）

Correiation between Subchondral Bone Marrow Edema and Pain in Knee Osteoarthritis

LU Chuan，LIU Hai-xia，ZHANG Guo-qiu，et al.Department of Bone and Joint Diseases,Qinghai University Affiliated Hospital,Xining(810001),China.

ObjectiveTo evaluate whether the presence of subchondral bone marrow edema(BME),detect⁃ed by magnetic resonance imaging(MRI),are associated with different levels of pain among patients suffering os⁃teoarthritis of the knee.MethodsBased on rating scale of pain,142 patients with knee osteoarthritis(OA) were divided into three groups:no pain group,31;mild pain group,86；moderate or severe pain group,25.Con⁃tingency table analyses and rank sum tests were used to compare the difference among pain stages of OA and BME score in these groups.While BME was identified from MRI(0 grade，no BME，38；grade 1，small BME，69；grade 2，large BME，35).Results29.1%(9/31)of OA patients in no pain group had BME,while in mild pain group the percentage was 82.6%(71/86)，in severe pain gmup 92%(24/25).There was statistical signifi⁃cance between no pain group and mild pain group(χ2=12.613，P＜0.001)；so was it between no pajn group and severe pain group(χ2=14.535，P＜0.001).The results of rank sum tests for several independent samples showed significant differences of BME scoring among the three groups(P＜0.001).With the advance of pain scale，the mean rank of BME increased gradually(79.12、102.82 and 139.26 respectively).ConclusionThe finding on MRI of subchondral BME was associated with the presence or absence of knee pain．There seemed to be a ten⁃dency：the more heavier the pain was，the larger the BMEwould be.

Knee osteoarthritis;magnetic resonance imaging;bone marrow edema;pain

R684.3

A

1007-6948(2015)03-0242-04

10.3969/j.issn.1007-6948.2015.03.009

青海大学附属医院关节骨病科（西宁 810001）

张国秋，E-mail jiaoxin45@sina.com