超聲和MRI對膝骨關節炎診斷價值的Meta分析

[摘要]"目的"通過Meta分析評價超聲和磁共振成像（magnetic"resonance"imaging，MRI）診斷膝骨關節炎（knee"osteoarthritis，KOA）的價值。方法"對多個數據庫中關于KOA超聲和MRI診斷的文獻進行篩選、數據提取及研究質量評估，最終納入14篇文獻，涉及1613例患者。對數據進行Meta分析，全面評估超聲和MRI對KOA診斷的有效性。結果"納入研究均以關節鏡或手術病理結果作為診斷的金標準。超聲在診斷KOA方面的合并敏感度、特異性和診斷比值比分別為0.79、0.82和20.30，而受試者操作特征曲線下面積（area"under"the"curve，AUC）值為0.89。MRI診斷KOA的合并敏感度、特異性和診斷比值比分別為0.88、0.85和42.35，其AUC值為0.92。結論"超聲和MRI在KOA的診斷中均展現出較高的準確性，其中MRI準確性更高。

[關鍵詞]"膝骨關節炎；超聲；核磁共振成像；Meta分析

[中圖分類號]"R540.4""""""[文獻標識碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2025.08.001

Meta-analysis"of"the"diagnostic"value"of"ultrasound"and"MRI"in"knee"osteoarthritis

ZHANG"Miaomiao1，"ZHANG"Lijuan1，"ZHENG"Yulan1，"TIAN"Chen2，"GE"Long2，"QIANG"Qun1

1.Department"of"Ultrasound"Medical"Imaging，"Gansu"Provincial"Hospital"of"Traditional"Chinesenbsp;Medicine，"Lanzhou"730050，"Gansu，"China;"2.Department"of"Health"Policy"and"Management，"School"of"Public"Health，"Lanzhou"University，"Lanzhou"730000，"Gansu，"China

[Abstract]"Objective"To"evaluate"the"value"of"ultrasound"and"magnetic"resonance"imaging"（MRI）"in"the"diagnosis"of"knee"osteoarthritis"（KOA）"by"Meta-analysis."Methods"Multiple"databases"for"literature"on"KOA"ultrasound"and"MRI"diagnosis"were"screened."After"data"extraction"and"studynbsp;quality"assessment，14"articles"involving"1613"patients"were"finally"included."Meta-analysis"were"used"on"the"extracted"data"to"comprehensively"evaluate"the"effectiveness"of"ultrasound"and"MRI"in"the"diagnosis"of"KOA."Results"All"included"studies"used"arthroscopy"or"surgical"pathology"as"the"gold"standard"for"diagnosis."The"pooled"sensitivity，"specificity，"and"diagnostic"odds"ratio"（DOR）"for"ultrasound"in"diagnosing"KOA"were"0.79，"0.82，"and"20.30，"respectively，"with"area"under"the"curve（AUC）"was"0.89."In"comparison，"the"pooled"sensitivity，"specificity，"and"DOR"for"MRI"in"diagnosing"KOA"were"0.88，"0.85，"and"42.35，"respectively，"with"AUC"of"0.92."Conclusion"Ultrasound"and"MRI"have"good"accuracy"in"the"diagnosis"of"KOA，"and"MRI"is"superior"to"ultrasound.

[Key"words]"Knee"osteoarthritis;"Ultrasound;"Magnetic"resonance"imaging;"Meta-analysis

膝骨關節炎（knee"osteoarthritis，KOA）是一種慢性、漸進性的關節疾病。KOA發展緩慢，可逐漸導致患者行動能力受限，其核心特征包括膝關節軟骨的退行性變化及骨質的增生。中國的KOA患病率在不同年齡段存在顯著差異，其中以老年人為主要群體，且患病率隨年齡增長而增高[1]。研究顯示45歲以下人群KOA患病率為1%～4%，65歲以上人群KOA患病率可達50%，80歲以上老年人KOA發病率高達80%[2]。早期準確診斷KOA，早期介入治療，減輕KOA患者臨床癥狀，減緩病程進展，改善患者膝關節功能，是提高患者生存質量的關鍵。目前臨床對KOA的診斷存在多種影像學檢查方法，X線檢查是推薦用于KOA診斷的一線影像學檢查方法，但對早期軟骨損傷、軟組織異常和滑膜炎癥的檢測效果有限[3]。超聲在關節軟骨及關節周圍滑囊、肌腱、韌帶的病變診斷中顯示出其潛在的應用價值，已廣泛應用于臨床對關節疾病的診斷[4]，磁共振成像（magnetic"resonance"imaging，MRI）可準確分辨關節骨質、軟骨、韌帶、肌腱、半月板及關節游離體等，在關節疾病診斷中具有較高診斷價值[5]。本研究通過Meta分析評價超聲和MRI對KOA診斷的準確性，旨在為KOA的臨床診治提供可靠的參考依據。

1""資料與方法

1.1""文獻檢索與篩選

基于主題詞和自由詞的檢索策略，檢索Embase、Web"of"Science、PubMed、the"Cochrane"Library、維普網、萬方數據知識服務平臺、CNKI和CBM等數據庫從建立至2024年4月關于超聲和MRI診斷KOA的文獻。其中中文關鍵詞包括：膝骨關節炎、退行性關節炎、膝關節骨關節炎、超聲檢查、核磁共振等；英文檢索詞包括：osteoarthritis，KOA，degenerative，keen"osteoarthritia，ultrasonics，ultrasonography，MRI，nuclear"magnetic"resonance等。納入標準：①采用定量或半定量方法進行的診斷準確性研究；②研究對象為確診的KOA患者；③研究對象不受性別、種族和病程限制；④評價方法包括超聲和MRI，兩者均可作為診斷手段；⑤金標準為關節鏡檢查及手術病理結果，確保診斷的準確性。排除標準：①綜述、評論、病例報告、隊列研究等非診斷準確性研究類型；②非中、英文發表的研究，以確保文獻的可讀性和理解度；③已發表在其他期刊上的相同研究；④無法獲取全文的文獻；⑤無法通過合理途徑獲取原始數據的文獻；⑥未提供診斷閾值或閾值不符合研究要求的文獻。結局指標：合并敏感度（sensitivity，SEN合并）、合并特異性（specificity，SPE合并）、真陽性人數（true"positive，TP）、真陰性人數（true"negative，TN）、假陽性人數（1"positive，FP）、假陰性人數（1"negative，FN）、合并陽性似然比（positive"likelihood"ratio，+LR合并）、合并陰性似然比（pooled"negative"likelihood"ratio，–LR合并）、合并診斷比值比（diagnosis"odds"ratio，DOR合并）、受試者操作特征曲線（receiver"operating"characteristic"curves，ROC曲線）下面積（area"under"the"curve，AUC）。

1.2""文獻篩選與資料提取

由2名評審員獨立進行篩選文獻和資料，并進行交叉核對。若出現分歧，則邀請第3名評審員參與討論解決爭議。研究人員首先對文章題目和摘要進行初篩，然后通過閱讀全文進行復篩，無分歧的則確定為納入文獻。資料提取內容主要包括：①納入文獻的基本信息，如第一作者、發表時間等。②研究文獻的基線特征和診斷信息，包括樣本量、年齡、影像學診斷方法等。③原始數據包括TP、FP、FN和TN。2名評審員獨立采用診斷性試驗質量評價工具（quality"assessment"of"diagnostic"accuracy"studies-2，QUADAS-2）對納入文獻進行質量評價。若2名研究者有分歧則邀請第3名評審員參與討論以達成一致。通過閱讀全文復篩后，確定最終納入文獻14篇。

1.3""統計學方法

采用Stata"15.0、R軟件進行數據分析。使用Meta-disc"1.4軟件隨機效應模型進行閾值效應分析，采用ROC曲線計算AUC值。采用R軟件中netmeta程序包進行間接比較。采用Spearman相關分析，采用Stata"15.0繪制漏斗圖分析發表偏倚。Plt;0.05為差異有統計學意義。

2""結果

2.1""納入文獻的基本特征及質量評價

最終納入14篇文獻[6-19]，包括1篇英文文獻及13篇中文文獻，發表于2012—2023年，共包括1613例患者，平均年齡（60.13±4.87）歲。納入的文獻共包含2種影像學檢查方法（超聲和MRI）。所有文獻與金標準（關節鏡或病理活檢）進行直接比較，其中11篇文獻同時包含2種及以上檢查方法與金標準比較，因此分別提取多組數據。根據QUADAS-2質量評價結果：納入的14項研究數據資料均完整，納入研究的偏倚風險評價結果見圖1。采用Deek漏斗圖評估所納入相關文獻的發表偏倚，結果顯示超聲檢查方法P=0.64，MRI檢查方法P=0.24，提示不存在發表偏倚。

2.2""Meta分析結果

10篇[6-14，16]文獻采用超聲檢查方法。Spearman秩相關系數為0.10，P=0.780，不存在閾值效應。隨機效應模型Meta分析結果：SEN合并[0.79（95%"CI：0.76～0.81），I2=95.4%]、SPE合并[0.82（95%"CI：0.77～"0.87），I2=70.2%]、+LR合并[3.95（95%"CI：2.40～6.50），I2=72.4%]、–LR合并[0.23（95%"CI：0.14～0.36），I2=89.8%]、DOR合并[20.30（95%"CI：9.82～41.93），I2=66.6%]；SROC曲線下面積為0.888。

共11篇[7-9，11-15，17-19]文獻使用MRI檢查方法。Spearman秩相關系數為-0.005，P=0.989，不存在閾值效應。隨機效應模型Meta分析結果顯示為：SEN合并[0.88（95%"CI：0.86～0.90），I2=80.0%]、SPE合并[0.85（95%"CI：0.80～0.89），I2=0]、+LR合并[5.11（95%"CI：3.84～6.80），I2=0]、–LR合并[0.13（95%"CI：0.09～0.19），I2=71.8%]、DOR合并[42.35（95%"CI：24.98～71.79），I2=29.5%]，SROC曲線下面積為0.920。

對超聲和MRI檢查方法診斷價值進行間接比較：SEN合并[1.12（95%"CI：1.07～1.17）]、SPE合并[1.04（95%"CI：0.96～1.13）]、+LR合并[1.30（95%"CI：0.73～2.30）]、–LR合并[0.57（95%"CI：0.31～1.03）]、DOR合并[2.01（95%"CI：0.85～5.14）]，SEN合并差異有統計學意義。

3""討論

膝關節是人體主要的承重關節，與人體其他關節比較更容易發生損傷。KOA屬于關節退行性改變，其病理基礎主要與軟骨退行性改變相關，包括軟骨內膠原排列改變及蛋白多糖減少[20]。隨著時間的累積，KOA表現為軟骨變形、丟失，關節邊緣骨質增生，甚至出現關節腔內游離體，嚴重影響患者生活質量。臨床檢查膝關節最常用的影像學檢查方法包括X線、超聲和MRI，大多數KOA患者在X線表現典型時軟骨已經出現不可逆損傷。超聲具有實時、動態、簡便、快捷、檢查費用低等優點，可清晰顯示積液、滑膜、骨贅等病變，但不能對深層次的關節腔、關節軟骨、前后交叉韌帶及大部分半月板進行精準評估；MRI通過多序列、多參數掃查，可清晰顯示膝關節內部結構及病變，但由于MRI掃描耗時、費用昂貴，不適合密切地復查及隨訪。

本研究采用系統評價的方法論，通過全面深入的文獻檢索和嚴謹的文獻篩選流程，最終對14篇超聲或MRI診斷KOA的文獻進行分析。運用國際公認的標準工具QUADAS-2對所納入的文獻質量進行評估，結果顯示，多項文獻的研究展現出較低的偏倚風險，且在臨床應用上的適用性相對較強。本研究超聲和MRI對診斷KOA均有良好的準確性，但MRI診斷KOA的SEN合并、SPE合并、+LR合并、DOR合并、SROC"AUC高于超聲，–LR合并低于超聲。上述數據表明，MRI對KOA的診斷誤診率和漏診率低于超聲，對KOA的診斷效能高于超聲，這可能與兩者的成像原理有關。超聲成像技術通過聲波穿過不同組織時產生的反射、折射和衰減效應成像，從而展現軟骨的厚度與光滑度、滑膜的增生情況及關節腔內的積液。然而，由于聲波無法穿透骨骼，受骨骼遮擋和掃描角度的限制，超聲對揭示關節腔內部結構存在局限性，不同于超聲成像技術，MRI技術利用人體組織細胞中的氫原子核在強磁場中產生共振，并追蹤其運動軌跡生成圖像。在檢查過程中，MRI能實現多序列、多角度和多種參數的成像。在T1加權成像序列中，骨髓和軟骨的信號變化得以清晰呈現；T2加權成像序列對關節腔積液的信號變化有卓越的顯示能力；而壓脂序列能精確揭示軟骨的水腫情況。因此，在關節軟組織疾病的診斷中，MRI能提供更為全面和精確的影像學信息[21]。

彩色多普勒超聲（color"Doppler"ultrasound，CDFI）檢查可顯示滑膜增生的血管，通過觀察血流信號評估病變程度及類型[22]。在KOA患者檢查中，新生血管的豐富度與滑膜的增厚程度呈正相關，CDFI顯示血流信號越密集預示病情越嚴重[23-24]。MRI檢查不能實時、動態顯示增生滑膜的血流情況，因此早期應用CDFI診斷KOA可為醫師診療提供有益價值。高頻超聲可準確評估滑膜厚度[25-26]。在臨床工作中，高頻超聲可作為KOA早期初篩的推薦工具，且超聲及MRI二者優勢互補，可為KOA患者提供更加全面的診療依據。

本研究存在一定局限性：①納入的多數文獻為基于國人的回顧性研究；②納入的文獻中未包括未公開發表或正在研究的文獻；③納入的研究未說明對金標準的診斷是否應用盲法；④診斷試驗的異質性來源較多，未進一步探索影像評價指標對診斷性能的影響。綜上，超聲和MRI在診斷KOA方面均有良好的準確性，但MRI診斷KOA的敏感度和特異性均高于超聲，故MRI具有較高的診斷效能。此外，基于KOA患者診療的全面依據，兩種檢查方法可優勢互補。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2024–11–07）

（修回日期：2025–02–07）