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骨关节炎影像学研究进展综述,系统分析2024-2025年文献中多组织评估与新兴技术,揭示炎症在骨下骨、肌肉、脂肪垫等5大主题中的核心作用,并指出超声及AI辅助影像技术具有临床转化潜力,推动精准干预发展。
马修·S·哈基(Matthew S. Harkey)| 安东尼·A·加蒂(Anthony A. Gatti)| 米伦·P·詹森(Mylène P. Jansen)| 麦肯齐·S·怀特(McKenzie S. White)| 杰西卡·托尔兹曼(Jessica Tolzman)| 阿琼·帕马尔(Arjun Parmar)| 伊恩·弗雷德里克(Ian Frederick)| 托马斯·M·林克(Thomas M. Link)| 哈维·F·哈特(Harvi F. Hart)
密歇根州立大学运动学系;美国密歇根州东兰辛市
摘要
目的
对过去一年内发表的选定成像研究进行叙述性回顾,重点关注新兴方法和多组织评估如何有助于疾病特征描述、早期检测和干预策略的制定。
设计
我们通过PubMed、Embase和CINAHL对2024年3月至2025年3月期间发表的关于骨关节炎成像的原始英文研究进行了全面搜索。在符合纳入标准的262篇全文研究中,通过独立审查和小组讨论确定了一组具有代表性的研究。这些研究被归纳为五个主题:积液-滑膜炎、髌下脂肪垫、肌肉、软骨下骨和皮下脂肪。每个主题下,我们选取了一项重点研究并综合了几项相关研究,随后总结了其中的共性发现和未来研究方向。
结果
共纳入26项研究。这些研究表明,骨关节炎是一种涉及多个关节结构的疾病,炎症是各组织中的共同特征。肌肉质量和局部脂肪含量被证实是可靠的成像生物标志物,而超声波和人工智能增强放射成像等可获取的技术显示出在临床应用中的潜力。成像结果与生物力学(特别是步态和负荷模式)之间的关联也得到了突出体现。跨领域的主题强调了考虑多个组织的重要性,扩大了成像在临床和社区环境中的应用范围,并促进了成像与功能性测量的结合。
结论
骨关节炎的成像研究在范围和应用上持续扩展。本综述中的研究展示了方法和指标的进步如何提高了早期检测、更精确的症状评估以及针对性、基于结构的干预措施开发的机会。
引言
骨关节炎(OA)是一种异质性、多组织疾病,其特征是结构变化、炎症和关节功能异常[1]。医学成像在评估、诊断和管理骨关节炎方面发挥着关键作用,它能够实现非侵入性地评估关节结构及其与症状、疾病进展和治疗反应之间的关系。在过去三十年中,医学成像方法从定性评估转向了更先进的定量工具[2]。诸如磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、超声波、正电子发射断层扫描(PET)和双能X射线吸收测定法(DXA)等成像技术,现在通常与基于人工智能(AI)的分析相结合,从而能够更精确地评估组织层面的变化。这些进步使我们能够识别早期骨关节炎的成像特征(即Kellgren Lawrence [KL] 分级 > 1 的变化),并更好地区分不同的骨关节炎亚组[3][4][5]。
本叙述性回顾旨在挑选出过去一年中突出新兴趋势、新颖方法和临床相关性的成像研究。我们意识到在此期间还有许多高质量的研究发表,但由于篇幅限制未能纳入。最终,通过全面搜索和团队讨论,我们重点关注了五个主题——骨骼、肌肉、髌下脂肪垫、积液-滑膜炎和皮下脂肪——我们认为在这些领域观察到了最显著的进展。我们根据每个解剖学主题总结了研究结果,并讨论了它们与骨关节炎发病机制的相关性,同时探讨了跨领域的主题和未来研究方向。
方法
为确保研究的全面性和无偏性,我们于2025年1月9日通过EBSCO对PubMed和Embase进行了系统搜索,3月7日对CINAHL进行了搜索。每个数据库的完整搜索策略见补充材料1,搜索词包括“骨关节炎”(如osteoarthritis, OA)和“成像技术”(如MRI, CT, ultrasound, PET)。
搜索结果和主题组织
初步搜索产生了4,842条记录。去除重复项后,我们筛选出3,852篇标题和摘要,其中262篇全文研究符合纳入标准(图1)。每篇全文文章均由研究团队的两名成员(MH, AG, MJ, MW, HH)独立评估。在此过程中,评审人员独立标记了他们认为特别有价值或新颖的研究以供回顾。随后,研究小组讨论了这些被标记的研究。
重点研究:[11C]-PBR28 PET作为滑膜炎的新标志物
Sandstr?m等人[6]首次使用[11C]-PBR28 PET/MRI技术对膝关节骨关节炎(OA)进行了体内研究,以测量关节炎症(图2)。该技术针对18-kDa的转运蛋白(TSPO),这种蛋白存在于活化的巨噬细胞和纤维母细胞样滑膜细胞中。研究包括21名膝关节OA患者和11名健康对照组。结果显示,双侧有症状的OA患者的PET示踪剂摄取量显著高于对照组。
骨关节炎成像中的跨领域主题
近期骨关节炎成像研究强调,疾病过程涉及多个关节结构,并可通过几个共同主题来理解。基于本综述中提到的研究,出现了四个跨领域视角:(1) OA影响关节内的多个组织;(2) 炎症是连接各种结构变化的共同因素;(3) 可获取成像技术的进步正在扩展骨关节炎研究的范围;(4) 成像技术越来越多地被应用于...
骨关节炎成像研究的未来方向
基于近期研究的见解,骨关节炎成像的未来方向集中在将研究进展转化为更可扩展、更具预测性的、以患者为中心的应用上。在人工智能(AI)、生物力学、成像标准化和损伤后风险评估等领域,该领域正朝着早期检测、更精确的风险分层以及在临床和研究环境中的更广泛应用方向发展。这些进展不仅反映了技术进步...
结论
骨关节炎成像研究在范围和应用上不断扩展。本综述中的研究表明,方法和指标的进步提高了早期检测、更精确的症状评估以及制定有针对性的、基于结构信息的干预措施的机会。