膝关节间歇性与持续性疼痛的MRI生物标志物关联研究：基于骨关节炎倡议队列的软骨T2值与厚度纵向分析

《Arthritis Research & Therapy》：Association between constant and intermittent knee pain and T2 values and cartilage thickness: data from the osteoarthritis initiative

语 本研究针对骨关节炎（OA）疼痛机制不明确的问题，基于骨关节炎倡议（OAI）队列3780名参与者数据，通过深度学习自动分割技术纵向分析基线至36个月软骨T2值与厚度变化，发现间歇性疼痛与基线股骨软骨T2值升高（OR=1.05-1.06）相关，而持续性疼痛与髌骨软骨快速变薄（OR=93.4）显著关联。该研究首次揭示不同疼痛模式对应软骨损伤的异质性生物学基础，为OA早期干预提供影像学依据。

　　

膝骨关节炎（Osteoarthritis, OA）作为全球致残的主要原因，其典型症状——疼痛，严重影响患者生活质量。然而，疼痛表现具有高度异质性：早期患者多表现为活动后间歇性疼痛，晚期则发展为持续性疼痛。传统影像学检查（如X线）与疼痛程度的一致性较差，而磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）能全面评估关节结构，但软骨形态改变与疼痛的关联仍存争议。更关键的是，软骨成分变化（如胶原网络破坏）是否先于结构损伤并触发疼痛，尚缺乏纵向证据。为此，L?ffler等学者在《Arthritis Research & Therapy》发表研究，利用OAI队列大数据，探索软骨生物标志物如何预测不同类型的膝关节疼痛。

研究采用OAI队列中3780名拥有基线至36个月MRI数据的参与者，通过深度学习算法自动分割股骨、胫骨和髌骨软骨，测量T₂值（反映软骨成分）和厚度。疼痛结局采用间歇性和持续性骨关节炎疼痛（ICOAP）量表在48个月时评估。通过生长曲线模型计算基线值和年变化率，并采用双部分模型（兼顾疼痛存在与否和严重程度）分析关联性。

主要结果

基线软骨特征与疼痛类型的关联

基线股骨内侧（MF）和外侧（LF）软骨T₂值每增加1 ms，间歇性疼痛发生风险分别升高5%和6%，表明软骨早期退变是间歇性疼痛的前驱标志。髌骨（PAT）基线厚度每增加1 mm，间歇性疼痛风险降低35%，提示髌骨软骨薄化与疼痛易感性相关。

软骨动态变化对疼痛的预测作用

髌骨软骨变薄速率每增加1 mm/年，持续性疼痛风险激增93.4倍，凸显快速软骨丢失与晚期疼痛的强关联。在已出现疼痛的群体中，胫骨外侧（LT）软骨变薄速率每增加1 mm/年，间歇性疼痛评分上升80.2%，而基线LT软骨厚度每增加1 mm，持续性疼痛评分下降11.8点，说明软骨损失速率与厚度基础分别调控不同疼痛模式。

T₂值变化与疼痛严重度

胫骨内侧（MT）和外侧（LT）T₂值年增长率每增加1 ms/年，间歇性疼痛评分分别升高8.02%和7.85%，证实软骨成分持续恶化加剧疼痛强度。

结论与意义

本研究首次通过纵向数据阐明：间歇性疼痛与软骨早期成分异常（T₂值延长）相关，适用于OA早期识别；持续性疼痛则与软骨结构快速丢失（尤其是髌骨和胫骨）紧密相连，可作为晚期OA的预警指标。结果支持“疼痛双模式”理论，为靶向干预提供时间窗口依据——成分异常阶段需聚焦软骨保护，而结构快速丢失阶段应强化镇痛管理。深度学习自动分割技术实现了大样本软骨指标的精准量化，推动了影像生物标志物向临床实践转化。