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背景骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是目前世界上最常见的慢性低炎症性关节疾病,人口老龄化和肥胖化进程日益加剧,与此密切相关的OA患者也逐年增多。膝OA主要病理改变是关节软骨缺损和骨赘形成,引起关节疼痛、僵硬和功能障碍,严重影响人们的生活质量。目前,膝OA的诊断主要依赖于放射学检查即X线,但X线并不能观察到OA的早期病变。随着影像学技术的发展,磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)可发现早期和细微的关节结构改变,因此,MRI越来越多应用到关节疾病的早期诊断中。髌骨下脂肪垫(Infrapatellar fat pad,IPFP)是膝关节腔内正常的组织结构,与膝OA之间的关系尚不清楚。目前,只有少许研究报道髌骨下脂肪垫与异常关节结构改变之间的关系,而且相关结论存在争议。髌骨下脂肪垫大小及质量与膝OA患者临床症状及关节结构改变之间的关系在国内尚未见系统报道。目的分析膝OA患者髌骨下脂肪垫容积及信号强度改变与膝关节疼痛及异常关节结构改变之间的相关性,以提高对髌骨下脂肪垫的认识,探索可能的早期诊断指标和潜在的治疗靶点。方法收集2012年1月-2013年11月期间就诊于安徽医科大学第一附属医院门诊及住院病人中206例症状性膝OA患者,根据排除标准,最终研究纳入174例患者。记录患者临床症状和实验室指标,根据西安大略和麦克玛斯特大学骨关节炎指数评分表(The Western Ontario and Mc Master Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)对膝关节疼痛进行评分。根据国际骨关节炎研究协会(Osteoarthritis Research Society International,OARSI)分级标准在X线上对膝关节骨赘(Osteophyte)和关节间隙狭窄(Joint Space Narrowing,JSN)进行评级。利用凯尔格伦-劳伦斯(Kellgren-Lawrence,K-L)分级标准评估膝关节放射学改变的严重程度。利用Osiri X软件在MRI的T1加权三维抑脂像上测量髌骨下脂肪垫容积和软骨容积,同时评估软骨缺损程度,在T2加权快速自旋回波序列脂肪抑制像上评定髌骨下脂肪垫信号强度改变和软骨下骨髓损害(Bone Marrow Lesions,BMLs)的严重程度。结果1.髌骨下脂肪垫容积和信号强度改变与膝OA患者临床资料的关系:髌骨下脂肪垫容积与年龄、身高、体重有明显相关性,所有P值均<0.05;髌骨下脂肪垫容积在男、女两组间存在明显差异性,P<0.05。髌骨下脂肪垫信号强度改变与患者年龄之间有相关性(r=0.286,P<0.001);有放射学OA与无放射学OA两组间髌骨下脂肪垫信号强度改变存在明显差异,P=0.045。2.髌骨下脂肪垫容积和信号强度改变与膝关节疼痛的关系:调整混杂因素的影响,在髌骨下脂肪垫容积以及信号强度改变与WOMAC疼痛总分、站立位疼痛、夜间休息、坐位时、平地行走以及上下楼时膝关节疼痛之间均未发现明显统计学意义上的相关性。3.髌骨下脂肪垫容积和信号强度改变与关节软骨容积的相关性:调整混杂因素影响,髌骨下脂肪垫容积与髌骨软骨容积以及内、外侧胫骨软骨容积均呈明显正相关性(β:0.016-0.076,所有P值均<0.05)。髌骨下脂肪垫信号强度改变与髌骨软骨容积呈明显负相关性(β:-0.127,95%CI:-0.216,-0.037)。4.髌骨下脂肪垫容积和信号强度改变与关节软骨缺损的相关性:髌骨下脂肪垫容积在内侧股骨软骨缺损的组间存在差异(F=3.796,P=0.012),且髌骨软骨缺损的组间也发现髌骨下脂肪垫容积存在差异(F=4.876,P=0.003);调整混杂因素影响,髌骨下脂肪垫容积与各个部位的软骨缺损(包括内侧胫骨、外侧胫骨、内侧股骨、外侧股骨、髌骨)均呈负相关性(OR:0.876-0.909),所有P值均<0.05。分别比较内、外侧胫骨软骨缺损,内、外侧股骨软骨缺损以及髌骨软骨缺损各组间的髌骨下脂肪垫信号强度改变情况,结果显示:髌骨下脂肪垫信号强度改变在外侧胫骨软骨缺损的组间未发现差异性,余均能在相应部位的软骨缺损组间发现髌骨下脂肪垫信号强度改变存在明显差异性(所有P值均<0.05);调整混杂因素影响,多元回归分析发现髌骨下脂肪垫信号强度改变与内侧胫骨、内外侧股骨及髌骨软骨缺损均呈明显正相关性(OR:1.456-1.540),所有P值均<0.05。5.髌骨下脂肪垫容积和信号强度改变与软骨下骨髓损害的相关性:髌骨下脂肪垫容积在外侧胫骨软骨下骨髓损害以及外侧股骨软骨下骨髓损害的组间均存在明显差异性,所有P值均<0.05;多元回归分析发现,髌骨下脂肪垫容积与外侧胫骨软骨下骨髓损害呈负相关性(OR:0.882,95%CI:0.799,0.975),与内侧股骨软骨下骨髓损害呈负相关性(OR:0.911,95%CI:0.832,0.998),所有P值均<0.05。髌骨下脂肪垫信号强度改变在内侧胫骨、外侧胫骨以及内侧股骨软骨下骨髓损害的组间均存在明显差异性,所有P值均<0.05;调整混杂因素后发现,髌骨下脂肪垫信号强度改变与外侧胫骨软骨下骨髓损害呈正相关性(OR:1.611,95%CI:1.081,2.399),与内侧股骨软骨下骨髓损害呈正相关性(OR:1.562,95%CI:1.068,2.284),与外侧股骨软骨下骨髓损害呈正相关性(OR:1.502,95%CI:1.037,2.179),所有P值均<0.05。6.髌骨下脂肪垫容积和信号强度改变与骨赘及关节间隙狭窄的相关性:在外侧股骨骨赘形成的组间,髌骨下脂肪垫容积存在明显差异性(F=3.574,P=0.03);多元分析发现,髌骨下脂肪垫容积与外侧股骨骨赘形成呈负相关性(OR:0.782,95%CI:0.689,0.886),与其他部位的骨赘及关节间隙狭窄均无明显统计学意义上的相关性。分别对髌骨下脂肪垫信号强度改变在不同部位的骨赘及关节间隙狭窄的组间进行差异性比较,结果在外侧胫骨、内外侧股骨骨赘形成的组间均发现髌骨下脂肪垫信号强度改变存在明显差异性,所有P值均<0.05;调整混杂因素后发现,髌骨下脂肪垫信号强度改变与外侧胫骨骨赘形成呈正相关性(OR:1.452,95%CI:1.014,2.079),与内侧股骨骨赘形成呈正相关性(OR:1.775,95%CI:1.232,2.557),与外侧股骨骨赘形成呈正相关性(OR:1.587,95%CI:1.097,2.296),P值均<0.05,未发现髌骨下脂肪垫信号强度改变与关节间隙狭窄之间存在统计学意义上的相关性。结论1.膝OA患者髌骨下脂肪垫容积与关节软骨容积以及异常关节结构之间的相关性提示髌骨下脂肪垫的大小在OA中起一定的保护作用。2.膝OA患者髌骨下脂肪垫信号强度改变与异常关节结构的正相关性提示髌骨下脂肪垫信号强度改变可能是膝OA的重要病理改变,对OA的早期诊断具有指导意义,同时表明病变的髌骨下脂肪垫对膝OA的发生发展具有促进作用。3.我们的研究结果提示正常的髌骨下脂肪垫应该在膝关节手术时尽可能被保留。