3.0T MR T2 mapping及T1ρ區(qū)分膝骨關(guān)節(jié)炎患者與健康人：Meta分析

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[1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，湖南 長沙 410007；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，湖南 長沙 410208；3.湖南省中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院內(nèi)科，湖南 長沙 410006；4.湖南省人民醫(yī)院 湖南師范大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科，湖南 長沙 410005；5.通用電氣醫(yī)療系統(tǒng)貿(mào)易發(fā)展(上海)有限公司,上海 201203]

[摘 要] 目的 采用Meta分析評(píng)價(jià)3.0T MR T2 mapping及T1ρ區(qū)分膝骨關(guān)節(jié)炎(KOA)患者與健康人的價(jià)值。方法 檢索中國知網(wǎng)、維普、萬方數(shù)據(jù)庫及PubMed、EMBASE、Cochrane Library數(shù)據(jù)庫中采用3.0T MR T2 mapping和/或T1ρ區(qū)分KOA患者(KOA組)與健康人(對(duì)照組)的臨床對(duì)照研究，檢索時(shí)間截至2018年7月31日。采用Stata 14.0軟件分析KOA組與對(duì)照組、重度KOA與輕度KOA患者權(quán)重均數(shù)差值(WMD)及其95%CI。結(jié)果 納入文獻(xiàn)15篇，KOA組420例、對(duì)照組450名。KOA組總體[WMD=4.06,95%CI(2.73,5.39)]、輕度KOA[WMD=2.35,95%CI(1.15,3.55)]、重度KOA[WMD=8.07,95%CI(4.03,12.12)]及未分度KOA患者[WMD=1.58,95%CI(0.51,2.66)]關(guān)節(jié)軟骨T2值均高于對(duì)照組(P均<0.01)，重度KOA高于輕度KOA[WMD=4.66,95%CI(1.86,7.46)，P<0.01]。KOA組總體[WMD=5.41,95%CI(3.59,7.22)]、輕度KOA [WMD=4.25,95%CI(2.32,6.18)]、重度KOA [WMD=8.44,95%CI(6.24,10.64)]及未分度KOA患者[WMD=3.51,95%CI(1.23,5.79)]關(guān)節(jié)軟骨T1ρ值均高于對(duì)照組(P均<0.01)，且重度KOA高于輕度KOA患者[WMD=6.33,95%CI(2.02,10.64)，P<0.01]。結(jié)論 利用3.0T MR T2 mapping及T1ρ成像可區(qū)分KOA患者與健康人，鑒別輕度與重度KOA。

骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis， OA)又稱退行性骨關(guān)節(jié)病，好發(fā)于膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)[1]，關(guān)節(jié)軟骨退變是其發(fā)生、發(fā)展的核心環(huán)節(jié)。利用T2mapping及T1ρ可無創(chuàng)、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地定量評(píng)估關(guān)節(jié)軟骨損傷程度[2]。有關(guān)MR T2mapping、T1ρ區(qū)分膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis， KOA)患者與健康人群能力的研究結(jié)果各異。本研究采用Meta分析方法對(duì)3.0T MR T2mapping及T1ρ區(qū)分KOA與健康人的價(jià)值進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索 中文文獻(xiàn)檢索中國知網(wǎng)、維普、萬方數(shù)據(jù)庫，英文文獻(xiàn)檢索PubMed、EMBASE、Cochrane Library數(shù)據(jù)庫，時(shí)間均為自建庫至2018年7月31日。中文檢索詞為“軟骨”“膝”“T2 mapping”“T2 relaxation time”“T1ρ”“T1rho”“Kellgren-Lawrence”及“骨關(guān)節(jié)炎”；英文檢索詞為“cartilage”“knee”“T2 mapping”“T2 relaxation time”“T1ρ”“T1rho”“Kellgren-Lawrence”及“osteoarthritis”。采用主題詞+自由詞的檢索方式，依據(jù)不同數(shù)據(jù)庫調(diào)整檢索策略，同時(shí)追溯納入文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①采用3.0T MR儀以MR T2 mapping或T1ρ評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)軟骨；②有關(guān)KOA患者(KOA組)與健康人(對(duì)照組)的臨床對(duì)照研究；③采用Kellgren-Lawrence(KL)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)判定KOA及健康人[3]。排除標(biāo)準(zhǔn)：①綜述類文獻(xiàn)；②數(shù)據(jù)無法提取、重復(fù)文獻(xiàn)；③語言非中文或英文文獻(xiàn)。

1.3 數(shù)據(jù)提取 由2名醫(yī)師獨(dú)立篩選文獻(xiàn)、提取資料并交叉核對(duì)，有分歧時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致。提取的基本信息包括第一作者、發(fā)表年、樣本量及受試者基本特征(年齡、性別、KL分級(jí)；KL分級(jí)1、2級(jí)為輕度KOA，3、4級(jí)為重度KOA，未分級(jí)者記為未分級(jí)KOA)；影像學(xué)信息包括成像技術(shù)、膝關(guān)節(jié)軟骨T2和/或T1ρ值。

1.4 文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià) 由2名醫(yī)師采用Newcastle-Ottawa Scale (NOS)量表評(píng)價(jià)文獻(xiàn)質(zhì)量，該量表從人群選擇、組間可比性、暴露方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，質(zhì)量由低至高分別對(duì)應(yīng)0～9分，如有分歧則協(xié)商決定最終結(jié)果。NOS評(píng)分≥5分為高質(zhì)量研究[4]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用Stata 14.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，最終結(jié)果以權(quán)重均數(shù)差(weight mean difference， WMD)及其95%CI表示。如研究包含膝關(guān)節(jié)不同亞區(qū)，則將所有亞區(qū)的T2值和/或T1ρ值數(shù)據(jù)分別進(jìn)行合并后作為整體納入分析[5]。通過I2和Q檢驗(yàn)進(jìn)行異質(zhì)性分析，I2<50%且P≥0.1為不存在異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型，否則采用隨機(jī)效應(yīng)模型。針對(duì)不同KL分級(jí)患者(輕、重度KOA)進(jìn)行分析。采用Egger檢驗(yàn)評(píng)價(jià)發(fā)表偏倚，P>0.1時(shí)認(rèn)為不存在發(fā)表偏倚。采用剪補(bǔ)法、逐篇剔除文獻(xiàn)法進(jìn)行敏感性分析[6]。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索及數(shù)據(jù)提取 初步檢索到文獻(xiàn)261篇，依據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)篩選后最終納入15篇文獻(xiàn)[7-21](圖1)，其基本特征和質(zhì)量評(píng)分見表1。15篇文獻(xiàn)中，總樣本量為860人，其中KOA組420例、對(duì)照組450名；13篇[7-19]涉及T2 mapping技術(shù)、9篇[9-10,12-13,15-16,19-21]涉及T1ρ技術(shù)，9篇[8-9,12-14,16-18,20]包含輕度KOA患者，5篇[9,16-19]包含重度KOA患者，6篇[7,10-11,15-16,21]包含未分度KOA患者；NOS得分5～8分。

2.2 Meta分析結(jié)果 T2 mapping及T1ρ區(qū)分KOA患者及健康人能力的匯總結(jié)果見表2。采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析。KOA組T2及T1ρ值均高于對(duì)照組(P均<0.01)，重度KOA患者T2及T1ρ值均高于輕度KOA患者(P均<0.01)。

表1 15篇納入文獻(xiàn)基本特征及質(zhì)量評(píng)價(jià)

注：*：未提供年齡標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)

表2 T2 mapping及T1ρ對(duì)KOA區(qū)分能力的數(shù)據(jù)匯總

圖1 文獻(xiàn)篩選流程圖

對(duì)T2值的分析結(jié)果顯示，KOA組與對(duì)照組間異質(zhì)性I2=95.0%，輕度KOA與對(duì)照組、重度KOA與對(duì)照組、未分度KOA與對(duì)照組、重度KOA與輕度KOA患者間I2分別為69.8%、96.8%、77.6%及80.0%。分析T1ρ值，KOA組與對(duì)照組間異質(zhì)性I2=97.5%，輕度KOA與對(duì)照組、重度KOA與對(duì)照組、未分度KOA與對(duì)照組、重度KOA與輕度KOA患者間I2分別為89.1%、85.0%、89.8%及89.6%。

2.3 發(fā)表偏倚 13篇[7-19]涉及T2 mapping的文獻(xiàn)(18條病例對(duì)照數(shù)據(jù))存在發(fā)表偏倚(P<0.05)，采用剪補(bǔ)法對(duì)其進(jìn)行分析，迭代結(jié)果顯示無增補(bǔ)研究納入。9篇[9-10,12-13,15-16,19-21]涉及T1ρ的文獻(xiàn)(12條病例對(duì)照數(shù)據(jù))不存在發(fā)表偏倚(P>0.1)。

3 討論

關(guān)節(jié)軟骨退行性變化在微觀上表現(xiàn)為膠原纖維結(jié)構(gòu)破壞、蛋白多糖丟失及軟骨內(nèi)自由水含量增加[1]。相對(duì)于低場(chǎng)強(qiáng)設(shè)備，3.0T MR關(guān)節(jié)軟骨成像圖像質(zhì)量較高[22]。MR T2 mapping技術(shù)通過定量軟骨橫向弛豫時(shí)間(T2值)來反映軟骨中水含量[2]，而T1ρ值與軟骨中蛋白多糖含量呈負(fù)相關(guān)[23]，二者均可無創(chuàng)、準(zhǔn)確評(píng)估軟骨早期退變。相比延遲釓增強(qiáng)MR軟骨成像(delayed gadolinium-enhanced magnetic resonance imaging of cartilage， dGEMRIC)、鈉成像等軟骨MR功能成像技術(shù)，T2 mapping和T1ρ技術(shù)可操作性更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣[2,24]。

本研究納入15項(xiàng)以T2 mapping和/或T1ρ技術(shù)區(qū)分KOA與健康人的對(duì)照研究(KOA組420例、對(duì)照組450名)，結(jié)果提示T2 mapping、T1ρ技術(shù)均可用于區(qū)分KOA與健康人。本研究中，KOA組關(guān)節(jié)軟骨T2、T1ρ值均高于對(duì)照組(P均<0.01)，輕度KOA、重度KOA、未分度KOA患者關(guān)節(jié)軟骨T2值、T1ρ值亦均高于對(duì)照組(P均<0.01)，與關(guān)節(jié)軟骨退變過程中軟骨內(nèi)水含量增加、蛋白多糖含量減少的現(xiàn)象相符，與MacKay等[25]的研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果顯示，重度KOA患者關(guān)節(jié)軟骨T2值、T1ρ值均高于輕度KOA患者(P均<0.01)，提示T2 mapping和T1ρ技術(shù)均可有效鑒別輕度與重度KOA。

本研究KOA組與對(duì)照組、重度KOA與輕度KOA患者間T1ρ值比較的WMD值均大于組間T2值比較的WMD值，提示T1ρ較T2 mapping可更敏感地檢測(cè)關(guān)節(jié)軟骨退變，恰好驗(yàn)證了關(guān)節(jié)軟骨退變的病理生理過程，即軟骨內(nèi)蛋白多糖含量減少是退變軟骨的早期變化，此階段軟骨內(nèi)膠原纖維總量尚未變化，軟骨失去了對(duì)負(fù)荷進(jìn)行有效分配和傳導(dǎo)的功能；隨著退變進(jìn)展，膠原纖維網(wǎng)架受損，對(duì)水分子的鎖定能力下降，軟骨內(nèi)自由水含量上升[2,26]。

膝關(guān)節(jié)軟骨的T2及T1ρ值存在空間變異，且關(guān)節(jié)軟骨退變?cè)诳臻g上不同步[8,14-15]。本研究將膝關(guān)節(jié)不同亞區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并后作為整體納入分析，相當(dāng)于對(duì)可能存在的差異進(jìn)行了平均化，相較于MacKay等[25]直接比較不同膝關(guān)節(jié)亞區(qū)的方法更難發(fā)現(xiàn)差異，但如發(fā)現(xiàn)差異則結(jié)果可靠性更高。

本研究納入文獻(xiàn)的異質(zhì)性較高，依據(jù)KL分級(jí)對(duì)KOA進(jìn)行亞組分析時(shí)的異質(zhì)性多數(shù)低于進(jìn)行總體分析時(shí)的異質(zhì)性，僅對(duì)T2值進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)重度KOA患者與對(duì)照組間的異質(zhì)性(I2=96.8%)接近總體分析時(shí) (I2=95.0%)，提示KOA嚴(yán)重程度可能是異質(zhì)性來源。

本研究的局限性：①未納入T2 mapping及T1ρ用于評(píng)估KOA診斷效能或治療反應(yīng)的文獻(xiàn)；②部分文獻(xiàn)中KOA組和對(duì)照組受試者年齡可能不均衡，影響最終結(jié)果。