基于能譜CT物質分離成像的膝骨關節炎中醫證型的相關參數研究

翟冰瑩 賈永軍 康武林 李曉偉 姚潔 劉芳

［摘要］ 目的：探討不同中醫證型膝骨關節炎（KOA）能譜CT成像的髕下脂肪墊（IPFP）脂基物質含量、關節間隙面積和骨贅評級的差異。方法：回顧性分析發作期KOA患者118例，其中寒濕痹阻證51例（A組），氣滯血瘀證40例（B組），肝腎虧虛證16例和氣血虛弱證11例（C組），使用能譜CT檢查后行基物質分離圖像后處理及分析，探討不同中醫證型KOA能譜CT成像IPFP脂基物質含量、關節間隙面積及骨贅評級的差異。結果：各證型間脂肪/肌肉物質分離圖像IPFP最大面積和CT值差異均無統計學意義（均P>0.05）。A組IPFP脂基物質含量最低，C組IPFP脂基物質含量最高（P<0.05），B組膝關節內側間隙面積?。≒<0.05）。各證型間膝關節外側間隙面積和骨贅評級差異均無統計學意義（均P>0.05）。結論：IPFP脂基物質含量和關節間隙面積均與發作期KOA中醫證型間存在一定相關性，能譜CT基物質分離成像在中醫辨證施治KOA中具有一定的臨床應用價值。

［關鍵詞］ 骨性關節炎，膝；體層攝影術，X線計算機；中醫證型；辨證分型

Correlation between TCM syndrome of knee osteoarthritis and energy spectrum CT material separation images

［Abstract］ Objective：To investigate the differences of the fat content in the infrapatellar fat pad （IPFP），the joint space area and osteophyte grading of knee osteoarthritis （KOA） in different TCM syndromes by energy spectrum CT. Methods：A total of 118 patients with acute painful KOA were retrospectively analyzed，among whom 51 case were cold-dampness stagnation syndrome （Group A），40 were qi stagnation and blood stasis syndrome （Group B），16 were liver-kidney deficiency syndrome and 11 were qi-blood deficiency syndrome （Group C）. All patients underwent energy spectrum CT，and the base material separation images were obtained and analyzed. The differences in the IPFP fat content，the joint space area and osteophyte grading in KOA patients with different TCM syndromes were compared. Results：There were no significant differences in the IPFP maximum area and CT value of the fat/muscle substance separation images among the three groups （both P>0.05）. Group A had the least IPFP fat content and Group C the most （P<0.05），Group B had the least medial joint space area （P<0.05）. While there were no significant differences in the lateral joint space area and osteophyte grading among the three groups （both P>0.05）. Conclusion：There are certain correlations between the IPFP fat content，the joint space area and the TCM syndrome of acute painful KOA. The material separation images of energy spectrum CT has a clinical application value in TCM syndrome differentiation and treatment of KOA.

［Key words］ Osteoarthritis，knee；Tomography，X-ray computed；Traditional Chinese medicine syndrome；Syndrome differentiation

膝骨關節炎（knee osteoarthritis，KOA）是影響中老年人生活質量的常見關節退行性疾病，屬中醫骨傷科優勢病種之一［1-2］?；颊呔驮\的主要原因是病情急性發作加重，疼痛劇烈，功能嚴重受限［3］。臨床診療強調“三辨論治”，即辨證論治、辨病施治與辨位施法相結合［4］，但目前存在缺乏定量指標、療效評價滯后等問題，制約辨證客觀化及規范化［5］?？梢暬?、定量化影像圖像及參數可從解剖層面反映病理變化與證候的關系，可作為證候分類的參考指標，拓展望診的深度和廣度，有助于中醫證型客觀化［6-7］。因此，本研究回顧性收集發作期KOA住院患者118例，探討不同中醫證型KOA能譜CT成像脂基物質圖的差異，為KOA的中醫辨證分型尋找客觀化依據。

1? 資料與方法

1.1? 一般資料

回顧性收集2019年1月至2021年12月陜西中醫藥大學附屬醫院收治的在診療前行雙膝能譜CT檢查的KOA患者118例，其中男38例，女80例；年齡40～74歲，平均（58.03±8.03）歲。依據《膝骨關節炎中醫診療指南（2020年版）》［1］將118例分為：A組寒濕痹阻證51例（43.22%），B組氣滯血瘀證40例（33.90%），C組肝腎虧虛證16例和氣血虛弱證11例（22.88%）。本研究經醫院醫學倫理委員會審批（SZFYIEC-PJ-2019年第［31號］）。

1.2? 納入及排除標準

1.2.1? 納入標準? ①符合改良版美國風濕病學聯盟（American College of Rheumatology，ACR）及KOA的放射學診斷標準，且Kellgren-Lawrence（K-L）評分<4分［8］；②治療前均行雙膝能譜CT檢查并簽署知情同意書；③符合KOA發作期診斷標準［8］，即膝關節中度以上疼痛，或呈持續性，重者疼痛難以入眠；膝關節腫脹，功能受限，跛行甚至無法行走。

1.2.2? 排除標準? ①膝關節類風濕性關節炎；②膝關節腫瘤；③結核、感染及創傷等引起的繼發性關節炎。

1.3? 儀器與方法

采用GE Discovery CT750 HDCT機掃描。掃描參數：140、80 kV瞬時（0.5 ms）切換，260 mA，探測器寬度40 mm，球管轉速0.8 s/r，層厚及層距均為5 mm，螺距0.984，自適應統計迭代重建強度為40%。

1.4? 圖像分析

將重建的1.25 mm單能量圖像上傳至AW4.6工作站并采用GSI General MD分析軟件行常規CT三維重建和基物質分離后處理，重建得到脂肪/肌肉和骨/脂肪基物質對圖像、常規CT圖像。由2位高年資骨肌系統影像科醫師對能譜CT圖像進行評價：在矢狀位髕下脂肪墊（infrapatellar fat pad，IPFP）最大層面勾畫邊界，獲得脂肪（肌肉）基物質圖像及其脂基物質含量和常規CT圖像及其平均值（圖1），根據脛股內側區（股骨內髁與脛骨髁間隆突內側的脛骨平臺形成的關節區域）和脛股外側區（股骨外髁與脛骨髁間隆突外側的脛骨平臺形成的關節區域）分區，在骨（脂肪）基物質圖像獲得冠狀位內外關節間隙最大面積（圖2），并依據K-L評分對骨贅進行分級；以上數據取2位醫師測量的平均值，主觀分級由2位醫師商議后確定。

1.5? 統計學分析

采用SPSS 26.0軟件分析數據。符合正態分布的計量資料以x±s表示，3組間比較采用單因素ANOVA檢驗，當差異有統計學意義時，進一步采用LSD-t檢驗行組間兩兩比較。計數資料以例表示，組間比較行χ2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2? 結果

2.1? 3組一般資料比較（表1）

3組性別、年齡、身高、體質量、BMI、患病時間和病變部位差異均無統計學意義（均P>0.05）。

2.2? 不同中醫證型KOA的能譜CT定量參數比較（表2；圖3，4）

3組中醫證型間矢狀位IPFP最大面積及其常規CT值差異無統計學意義（均P>0.05）；IPFP脂基物質含量A組0.05）。內側間隙面積A組和C組之間差異無統計學意義，但均大于B組（均P<0.05）。3組骨贅評級差異均無統計學意義（均P>0.05）。

3? 討論

3.1? 影像學在KOA中的應用價值

中醫學將KOA歸屬于“骨痹”“痹證”范疇，根據中華中醫藥學會骨傷科分會制訂的臨床診療指南將KOA稱為“膝痹”［9］。辨證論治是KOA臨床與基礎研究中的核心內容，借助現代科學技術手段，尋找辨證的客觀化依據，指導臨床辨證施治，是KOA中醫診治中需要解決的問題［5，10］。近期研究表明，KOA是一種累及軟骨、軟骨下骨、滑膜、韌帶、關節囊、半月板、關節周圍肌肉，包括IPFP等多種組織的全關節疾?。?1］。影像學能為中醫可視化、精準化辨證和治療KOA提供理論基礎［1，12］。IPFP作為一種關節組織參與KOA的發生及發展是目前的研究熱點之一［13-14］。MRI顯示IPFP具有獨特優勢，可對其進行定量檢測，利用IPFP的高信號強度改變來診斷滑膜炎已得到廣泛認可，其可作為診斷KOA滑膜炎的替代指標之一［15］。但由于MRI存在的禁忌證和檢查時間較長，部分發作期KOA患者不能很好配合MRI檢查。X線平片可對關節間隙的寬度進行較為精確測量，從而作為K-L分級和關節間隙寬度的依據，但其測量脛股關節外側間隙的準確性較低，另外關節間隙寬度的測量還受體位、X線投照技術及半月板半脫位等情況的影響［16-18］。CT對骨性結構（含骨贅）分辨率高，能清楚分辨骨性結構輪廓，對于KOA關節間隙狹窄、脛股關節和髕股關節邊緣骨贅的顯示明顯優于X線平片。

3.2? 能譜CT基物質分離與KOA中醫證型的關系

本研究采用能譜CT多參數成像在提高CT空間分辨率的同時，還可提供基物質分離圖像［19］。能譜CT可根據診斷目的選擇合適的基物質對［20］。脂基物質圖可定量評價IPFP脂肪含量，骨基物質圖可更清晰顯示關節間隙和骨贅、關節面下囊變。目前，能譜CT在KOA的早期診斷價值已取得進展，但將能譜CT基物質分離應用于KOA中醫證候的相關性研究較少［21］。采用脂肪（肌肉）基物質圖像測量IPFP脂肪含量，所測得脂肪基物質含量是一種相對含量，可反映髕下脂肪墊水腫的程度，即IPFP脂肪含量降低提示炎癥加重，如有小葉間隔增厚、血管化增加和炎性浸潤的存在［22-24］。由于IPFP與滑膜炎癥之間存在明顯相關性，IPFP的最大面積或體積與膝關節結構改變有關，因此可通過能譜CT測量IPFP最大面積和脂肪含量反映KOA炎性反應的程度［25］。寒濕痹阻證KOA患者脂肪含量最低，提示關節周圍炎性反應可能較其他證型明顯。能譜CT骨基物圖能更清晰顯示骨皮質邊緣，有利于關節間隙輪廓的勾畫。本研究發現氣滯血瘀證患者膝關節內側間隙面積小于其他證型，由于膝關節內側間隙面積變小代表了關節軟骨和半月板的變薄，提示氣滯血瘀證KOA患者軟骨和半月板損傷程度較重，與陸佳［26］采用MRI觀察到的結果相同。

本研究尚存在一定局限性：①作為回顧性探索中醫證型依據的有效可視化、定量化影像學指標，各組證型例數較少；②僅對發作期KOA住院患者能譜CT參數和中醫證型進行評估分析，而患者就診意愿和疼痛敏感性具有主觀性，需進一步嚴格規范研究分組、患者實時中醫證型轉變和動態復查能譜CT，為KOA中醫辨證分型提供更客觀的依據。

總之，IPFP脂基物質含量和關節間隙定量與發作期KOA中醫證型間存在一定相關性，寒濕痹阻證KOA患者脂肪含量最低，提示關節周圍炎性反應明顯；通過能譜CT脂基物質圖觀察IPFP脂肪含量和輪廓變化，為評價KOA病變的程度和療效提供了更多定量依據，拓展了KOA中醫辨證治療望診視野。氣滯血瘀證KOA患者內側間隙面積較小，提示軟骨和半月板損傷程度較重。需要注意的是，本研究各組存在少數疼痛較重，但能譜CT IPFP脂肪含量較高、內側關節間隙不狹窄（K-L 1級）的KOA患者。因此，CT能譜定量影像作為一種輔助鑒別KOA中醫證型依據也具有一定偏倚，但總體而言能譜CT基物質分離成像在中醫辨證施治KOA中有一定臨床應用價值。

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