骨關(guān)節(jié)炎髕下脂肪墊與軟骨缺損的相關(guān)性研究

蔡靜玉，王　康，徐建華，丁長(zhǎng)海

骨關(guān)節(jié)炎髕下脂肪墊與軟骨缺損的相關(guān)性研究

蔡靜玉，王康，徐建華，丁長(zhǎng)海

摘要目的探討膝骨關(guān)節(jié)炎（OA）患者髕骨下脂肪墊（IPFP）大小與軟骨缺損之間的關(guān)系。方法收集174例膝OA患者，對(duì)患者一般情況行問(wèn)卷調(diào)查，在核磁共振3D脂肪抑制T1加權(quán)回波序列上利用Osirix軟件測(cè)量IPFP容積，在核磁共振T2加權(quán)質(zhì)子密度加權(quán)快速自旋回波序列上對(duì)軟骨缺損進(jìn)行評(píng)級(jí)（0～4級(jí)），分析IPFP容積與軟骨缺損之間的關(guān)系。結(jié)果放射性O(shè)A與非放射性O(shè)A患者IPFP體積差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；不同嚴(yán)重程度OA患者的IPFP體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）；OA患者IPFP體積與性別呈負(fù)相關(guān)性，與身高、體重呈正相關(guān)性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）；IPFP體積與膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)股骨、外側(cè)脛骨以及髕骨軟骨缺損呈負(fù)相關(guān)性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）。結(jié)論IPFP體積與軟骨缺損及OA的病情嚴(yán)重程度相關(guān)，IPFP在OA發(fā)生發(fā)展中可能起保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞骨關(guān)節(jié)炎；髕骨下脂肪墊；軟骨缺損；核磁共振

骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）是世界上最常見的慢性疾病之一，隨著人口老齡化和肥胖化，其發(fā)病率和患病率均呈逐年增加的趨勢(shì)，其主要病理改變是關(guān)節(jié)軟骨缺損。OA可以影響多個(gè)關(guān)節(jié)，以膝關(guān)節(jié)受累最常見。OA的危險(xiǎn)因素包括：年齡、肥胖、遺傳、外傷、關(guān)節(jié)承重等，但 OA的發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，所以深入研究OA的影響因素及發(fā)病機(jī)制尤為重要。髕骨下脂肪墊（infrapatella fat pad，IPFP）也稱Hoffa’s脂肪墊，是由德國(guó)外科醫(yī)師Albert Hoffa于1904年首次描述的。IPFP是膝關(guān)節(jié)內(nèi)滑膜外的一團(tuán)功能特殊的脂肪組織，填充于髕骨、股骨髁下方、脛骨髁上方和髕韌帶之間的區(qū)域［1］，上方為髕下皺襞，前界為髕韌帶，后界為脛骨關(guān)節(jié)間隙，IPFP含有豐富的血管神經(jīng)叢，含有脂肪細(xì)胞可以分泌脂肪細(xì)胞因子及炎癥因子。IPFP在OA中的作用目前還不清楚，國(guó)外關(guān)于IPFP在OA中的作用尚存在爭(zhēng)議，而國(guó)內(nèi)尚無(wú)這方面的研究報(bào)道。該研究擬對(duì)我國(guó)OA患者的IPFP與軟骨缺損之間的關(guān)系進(jìn)行研究。

1　材料與方法

1．1病例資料

收集2013年9月～2014年9月于安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院門診就診的膝OA患者206例，患者知情同意，按照美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)的膝OA診斷標(biāo)準(zhǔn)明確診斷膝OA，排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其它免疫性疾病：如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、銀屑病關(guān)節(jié)炎、反應(yīng)性關(guān)節(jié)炎、急性外傷等；②嚴(yán)重的OA患者，近1年內(nèi)擬行膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；③核磁共振（MRI）檢查禁忌癥者：如裝有心臟起搏器、人工金屬瓣膜、幽閉恐懼癥等。最終納入患者174例，女149例，男25例，詳細(xì)記錄患者的一般情況，如性別、年齡、病程、身高、體重、職業(yè)、外傷史等，同時(shí)行受累關(guān)節(jié)MRI檢查。

1．2指標(biāo)測(cè)量

1．2．1身高與體重測(cè)量

身高及體重均在去除帽子和鞋子的情況下按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，身高以0．1 cm、體重以0．1 kg記錄，并計(jì)算體重指數(shù)（body mass index，BMI），即體重（kg）／身高（m2）。

1．2．2MRI測(cè)量方法

對(duì)受試者膝關(guān)節(jié)進(jìn)行3．0T全身 MRI掃描（GE Signa 3．0T HDXT），圖像序列包括：①三維脂肪抑制T1加權(quán)梯度回波序列，翻轉(zhuǎn)角30°，重復(fù)時(shí)間（repetition，TR）31 ms，回波時(shí)間（echo time，TE）6．71 ms，視野（field of view，F(xiàn)OV）16 cm，矩陣512×512，層厚1．5 mm，無(wú)間隔掃描60層，采集時(shí)間5 min 58 s；②T2加權(quán)快速自旋回波序列，翻轉(zhuǎn)角90°，TR 3 067 ms，TE 112 ms，F(xiàn)OV 16 cm，矩陣228×256，層厚2 mm，層間隔0．5～1．0 mm，掃描15層，所有圖像信息導(dǎo)入Osirix軟件進(jìn)行測(cè)量評(píng)定。軟骨缺損在T2加權(quán)MRI上進(jìn)行評(píng)定（0～4級(jí)），主要測(cè)量部位為髕骨軟骨、內(nèi)側(cè)及外側(cè)股骨軟骨、內(nèi)側(cè)及外側(cè)脛骨軟骨，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：0級(jí)（正常軟骨）；1級(jí)（僅有軟骨內(nèi)局灶性低信號(hào)改變或點(diǎn)狀缺損，軟骨面完整）；2級(jí)（軟骨表面或基底層缺損，缺損厚度＜50%）；3級(jí)（較深的缺損，厚度＞50%）；4級(jí)（軟骨全層缺損，暴露軟骨下骨）。IPFP在三維T1

2015－06－03接收

1．3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2　結(jié)果

2．1一般情況

174例患者年齡38～74（55．5± 8．2）歲，身高（159．0±6．9）cm，體重（64．8±10．6）kg，BMI（25．6±3．8），病程37．5（14．8，92．3）個(gè)月，IPFP體積19．1（17．3，22．5）cm3。

2.2ROA與非 ROA組IPFP體積的比較

根據(jù)K-L分級(jí)將OA分為 ROA組和非ROA組，兩組IPFP體積差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝1．040，P＞0．05）。

2.3不同程度OA組之間IPFP體積的比較

根據(jù)關(guān)節(jié)軟骨缺損程度將OA分為輕度（27例）、中度（78例）、重度（53例）3組，3組IPFP體積（21．61± 1．25）cm3vs（20．68±0．51）cm3vs（19．03±0．57）cm3，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F＝3．087，P＝0．048）。

2.4IPFP體積與患者一般情況的相關(guān)性分析

IPFP體積與病程、ROA呈負(fù)相關(guān)性，與年齡呈正相關(guān)性，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；與性別呈負(fù)相關(guān)性，與身高、體重呈正相關(guān)性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），見表1。

表1　IPFP與患者一般情況的相關(guān)性

2.5IPFP體積與軟骨缺損的相關(guān)性分析

以關(guān)節(jié)軟骨缺損、性別、年齡、身高、體重為自變量，IPFP體積為應(yīng)變量，利用線性回歸分析，結(jié)果顯示IPFP體積與除內(nèi)側(cè)脛骨軟骨缺損外其他各部位的軟骨缺損均呈負(fù)相關(guān)性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05），見表2。

表2　IPFP與軟骨缺損的多元分析

3　討論

多個(gè)流行病學(xué)橫斷面和縱向研究［2］均表明肥胖與OA的患病率密切相關(guān)，體脂含量與OA患者膝關(guān)節(jié)疼痛及關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)改變呈正相關(guān)性。IPFP是膝關(guān)節(jié)中的局部脂肪組織，盡管體脂在OA的發(fā)生發(fā)展中起促進(jìn)作用，但目前IPFP作為局部脂肪組織在OA中發(fā)揮的作用不完全清楚，尚且存在爭(zhēng)議。

OA的病理改變主要為關(guān)節(jié)軟骨缺損，關(guān)節(jié)周圍骨贅形成，從而導(dǎo)致患者關(guān)節(jié)疼痛，影響生活質(zhì)量，而IPFP是位于關(guān)節(jié)腔內(nèi)髕骨下的局部脂肪組織，從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)可以起到襯墊作用，減緩關(guān)節(jié)的磨損，同時(shí)IPFP可以增加關(guān)節(jié)滑液的分布面積，在膝關(guān)節(jié)中起潤(rùn)滑和緩沖作用［3］。本研究結(jié)果顯示嚴(yán)重程度不同的OA患者中，IPFP體積的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明IPFP在OA的發(fā)病進(jìn)程中扮演重要的角色。

研究［4］顯示IPFP可以分泌炎癥因子和脂肪細(xì)胞因子，如白介素-6和瘦素等，在OA中，IPFP可以分泌比皮下脂肪組織更多的炎癥因子［5］，這表明IPFP在OA中起有害作用。Cowan et al［6］進(jìn)行一項(xiàng)病例對(duì)照研究，35例有癥狀且放射性髕股骨OA患者和11例正常對(duì)照者，發(fā)現(xiàn)OA組IPFP體積比對(duì)照組高，且IPFP體積與OA患者的關(guān)節(jié)疼痛直接相關(guān)，這表明IPFP對(duì)OA具有促進(jìn)作用。

研究［7］顯示，IPFP可以抑制基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP-1）、MMP-3的產(chǎn)生和II型膠原的表達(dá)，從而抑制軟骨分解代謝，減少軟骨缺損發(fā)生，同時(shí)IPFP與半月板有相同的減緩機(jī)械壓力和關(guān)節(jié)間摩擦的作用［3］，在膝關(guān)節(jié)屈曲＜20°和＞100°時(shí)，IPFP可以發(fā)揮生物力學(xué)作用，在膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)穩(wěn)定髕骨，防止髕骨軟骨損傷［8］。這充分證明IPFP在OA中有一定的保護(hù)作用。

Han et al［3］使用MRI測(cè)量IPFP最大面積，并報(bào)道了IPFP最大面積與年齡、性別、身高、體重均有關(guān)，但與BMI無(wú)關(guān)，本研究與之相符。

Chuckpaiwong et al［9］進(jìn)行病例對(duì)照研究，膝OA組和正常對(duì)照組各15例，發(fā)現(xiàn)兩組的IPFP無(wú)明顯差異。但Han et al［3］通過(guò)橫斷面分析發(fā)現(xiàn)IPFP的最大面積與關(guān)節(jié)軟骨容積以及內(nèi)外側(cè)脛骨軟骨缺損有關(guān)，與內(nèi)外側(cè)股骨軟骨缺損及髕骨軟骨缺損無(wú)關(guān)，IPFP最大面積越大，軟骨容積越大，內(nèi)外側(cè)脛骨軟骨缺損越小。Pan et al［10］通過(guò)縱向研究發(fā)現(xiàn)，基線IPFP最大面積與外側(cè)脛骨、外側(cè)股骨及髕骨軟骨缺損無(wú)關(guān)，而基線IPFP的最大面積越大，2．6年后女性患者內(nèi)側(cè)脛骨和內(nèi)側(cè)股骨軟骨缺損的增加越小。考慮到樣本含量以及IPFP最大面積代替其實(shí)際大小的可靠性，本研究增大樣本含量，并且使用MRI技術(shù)測(cè)量IPFP體積，排除混雜因素影響，結(jié)果顯示IPFP體積與膝關(guān)節(jié)外側(cè)脛骨、內(nèi)外側(cè)股骨以及髕骨軟骨缺損密切相關(guān)，IPFP體積越小，軟骨缺損程度越大。

通過(guò)本研究進(jìn)一步證實(shí)IPFP與OA關(guān)系密切，在OA中可能起保護(hù)作用，關(guān)注IPFP的存在及其作用，對(duì)于OA的預(yù)防和治療有積極的意義，在膝關(guān)節(jié)手術(shù)中保留IPFP也顯得尤為重要。

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中圖分類號(hào)R 684．3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1000－1492（2015）10－1483－04

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：81172865）

作者單位：安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，合肥230022

作者簡(jiǎn)介：蔡靜玉，女，碩士研究生；丁長(zhǎng)海，男，教授，博士生導(dǎo)師，責(zé)任作者，E-mail：changhai．ding＠utas．edu．a(chǎn)u加權(quán)MRI上測(cè)量，首先測(cè)量每個(gè)層面的IPFP面積，然后通過(guò)軟件計(jì)算IPFP體積，多次測(cè)量的可靠系數(shù)為95%。Kellgren-Lawrence分級(jí)（K-L分級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)為：0級(jí)（正常）；1級(jí)（關(guān)節(jié)間隙無(wú)狹窄，可疑骨贅）；2級(jí)（關(guān)節(jié)間隙正常或可疑狹窄，輕度骨贅）；3級(jí)（中度骨贅，關(guān)節(jié)間隙狹窄，軟骨下骨部分硬化）；4級(jí)（重度骨贅，關(guān)節(jié)間隙明顯狹窄，軟骨下骨嚴(yán)重硬化，明顯關(guān)節(jié)畸形）。K-L分級(jí)≥2定義為放射性O(shè)A（radiographic osteoarthritis，ROA）。

Association between infrapatellar fat pad and cartilage defects in patients with osteoarthritis

Cai Jingyu，Wang Kang，Xu Jianhua，et al
（Dept of Rheumatology and Immunology，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Heifei230022）

AbstractObjectiveTo examine the association between infrapatellar fat pad（IPFP）volume and cartilage defects in patients with knee osteoarthritis（OA）．Methods174 subjects participated in this study．The fat suppressed 3-dimensional T1-weighted spoiled gradient recall（SPGR）magnetic resonance imaging（MRI）was used to measure IPFP volume．T2-weighted fast spin echo MRIwas utilized to assess cartilage defects．ResultsTherewas no significant difference in IPFP volume between patients with radiographic osteoarthritis and those without radiographic osteoarthritis．There were significant differences in IPFP volume among groups with mild，moderate andsevere diseased groups（P＜0．05）．IPFP volume was significantly and positively associated with height and weight （P＜0．05），andmen had more IPFP volume than women（P＜0．05）．Therewere significantand negative associations between IPFP volume and cartilage defects at all sites except formedial tibial site（P＜0．05）．Conclusion IPFP volume is negatively associated with cartilage defects severity in knee OA，suggesting that infrapatellar fat pad may play a protective role in knee OA．

Key wordsosteoarthritis；infrapatellar fat pad；cartilage defect；magnetic resonance imaging