基于PET-CT的膝骨关节炎患者步行时骨骼肌代谢差异研究：症状与无症状群体的对比分析

本研究针对膝骨关节炎（OA）患者症状差异机制不明的问题，采用正电子发射断层扫描-计算机断层扫描（PET-CT）结合18 F-氟脱氧葡萄糖（FDG）技术，首次系统评估了症状组与无症状组患者步行时骨骼肌代谢特征。研究发现，症状组髋外展肌（如臀中肌、臀小肌）和外旋肌（如梨状肌）代谢活性显著降低（效应量d=0.482-0.793），而股四头肌代谢无整体差异，提示髋部肌群代谢异常可能与膝症状相关，为OA精准康复提供了新靶点。

　　

膝骨关节炎（Osteoarthritis, OA）是全球范围内导致中老年人关节功能障碍的主要疾病，但有趣的是，部分患者即使存在明显的X线影像学改变（如骨赘形成、关节间隙狭窄）却毫无症状，这种"无症状OA"现象长期困扰着临床医生。传统观点认为，膝关节症状与骨骼结构损伤程度直接相关，但越来越多的证据表明，肌肉功能异常可能是关键因素之一。现有研究多通过表面肌电（EMG）分析肌肉活动，但该方法仅能检测浅表肌肉，对髋部深肌群等重要稳定肌的评估存在局限。正是这一技术瓶颈，使得症状与无症状OA患者的肌肉活动差异始终未能阐明。

为突破这一局限，某医院联合先进医学中心的研究团队创新性地将正电子发射断层扫描-计算机断层扫描（Positron Emission Tomography-Computed Tomography, PET-CT）技术引入运动功能研究。该技术通过追踪¹⁸
F-氟脱氧葡萄糖（¹⁸
F-FDG）在肌肉中的代谢分布，可实现全下肢（包括深肌群）的葡萄糖代谢活性可视化。研究团队假设：症状组与无症状组患者在步行时的骨骼肌代谢模式存在特征性差异，特别是与膝关节稳定性密切相关的股四头肌和髋部肌群。

研究方法上，团队严格筛选22例Kellgren-Lawrence 2级膝OA患者（症状组与无症状组各11人），采用标准化 treadmill 步行方案（两次10分钟步行，间隔FDG注射），通过PET-CT扫描获取骨盆至足部35块肌肉的标准化摄取值（Standardized Uptake Value, SUV）。数据分析采用Cohen's d效应量评估组间差异。

【关键发现】

1. 髋部肌群代谢分化：症状组臀中肌（d=0.482）、臀小肌（d=0.793）和梨状肌（d=0.622）的SUV均值显著降低，提示髋外展/外旋肌代谢抑制可能是膝症状的生物标志物。
2. 股四头肌代谢异质性：虽然股内侧肌显示中等效应量（d=0.597），但股直肌（d=0.299）、股外侧肌（d=0.392）和股中间肌（d=0.434）未达显著差异，推翻原假设中股四头肌整体代谢异常的猜想。
3. 代偿模式新发现：症状组缝匠肌（d=0.706）和股薄肌（d=0.620）代谢增强，暗示患者可能通过激活内收肌群代偿髋部稳定功能不足。

讨论部分指出，该研究首次揭示髋部肌群（而非传统关注的股四头肌）代谢异常与膝OA症状的潜在关联。臀中肌等髋外展肌作为骨盆稳定的"第一道防线"，其代谢降低可能导致步行时膝关节动态负荷增加，这与既往生物力学研究提出的"近端关节失控-远端代偿"理论高度吻合。值得注意的是，股内侧肌（VMO）作为唯一显示代谢差异的股四头肌组分，其效应量（d=0.597）接近临床显著性阈值，提示VMO特异性训练仍具康复价值。

这项发表于《Journal of Orthopaedic Science》的研究具有双重突破性：方法学上，建立了FDG-PET评估运动状态肌肉代谢的标准流程；临床上，为OA症状管理提出"髋-膝联动"康复新策略，即通过激活髋部稳定肌群（而非单纯强化股四头肌）来缓解症状。未来研究可进一步探索肌肉代谢模式与疼痛通路的分子关联，为开发精准康复方案提供依据。