膝关节骨关节炎声发射与运动不稳定性作为诊断生物标志物的潜力评估

《BioMedical Engineering OnLine》：Acoustic emissions and kinetic instability as biomarkers to detect osteoarthritic changes of knee joint according to MRI

　　

摘要

背景

膝关节骨关节炎（OA）是一种常见的肌肉骨骼疾病，也是全球范围内日益严重的一个公共卫生问题。我们的目标是评估在使用磁共振成像（MRI）作为参考时，骨关节炎膝关节的声发射（AE）和运动不稳定性（KI）作为诊断生物标志物的潜力。

方法

本研究招募了66名女性（年龄44–67岁）和40名男性（年龄45–64岁）参与单中心前瞻性队列研究。对受试者进行了膝关节MRI检查，并应用了完整的MOAKS评分（MRI骨关节炎膝关节评分）来确定其OA状态。研究使用了一种定制的原型设备，在简单的身体活动中记录膝关节的AE和KI。该设备包括两个非接触式空气麦克风，分别位于髌骨下方，以及固定在大腿和小腿上的惯性测量单元模块。数据分析基于逻辑回归方法。

结果

我们发现35个声学变量与MRI检测到的6个相关MOAKS参数之间存在统计学上的显著关联。其中某些变量在检测OA病变方面表现出一定的区分能力。我们特别强调：从坐起到站立的过程中，高频声发射比和咔嗒声可以预测股骨外侧的骨髓病变；而高频和低频声发射的偏斜度则可以预测外侧半月板的位置、形态以及积液情况，其AUC值在0.65到0.70之间。在对性别进行分层分析时，仅发现女性在股骨外侧骨髓病变和积液MOAKS参数方面存在显著结果。当将男性数据与女性数据结合时，这种关联得到加强，但男性数据单独分析时并未显示出显著性。

结论

AE和KI与特定的MRI检测到的骨关节炎变化表现出探索性的关联，这可能表明它们具有某种诊断潜力。在更大规模的研究中得到验证后，这些信号可以作为表征膝关节OA的补充诊断方法。

试验注册编号：该研究已在clinicaltrials.gov上注册，研究标识符为NCT02937064，注册日期为2016-10-18。

背景

膝关节骨关节炎（OA）是一种常见的肌肉骨骼疾病，也是全球范围内日益严重的一个公共卫生问题。我们的目标是评估在使用磁共振成像（MRI）作为参考时，骨关节炎膝关节的声发射（AE）和运动不稳定性（KI）作为诊断生物标志物的潜力。

方法

本研究招募了66名女性（年龄44–67岁）和40名男性（年龄45–64岁）参与单中心前瞻性队列研究。对受试者进行了膝关节MRI检查，并应用了完整的MOAKS评分（MRI骨关节炎膝关节评分）来确定其OA状态。研究使用了一种定制的原型设备，在简单的身体活动中记录膝关节的AE和KI。该设备包括两个非接触式空气麦克风，分别位于髌骨下方，以及固定在大腿和小腿上的惯性测量单元模块。数据分析基于逻辑回归方法。

结果

我们发现35个声学变量与MRI检测到的6个相关MOAKS参数之间存在统计学上的显著关联。其中某些变量在检测OA病变方面表现出一定的区分能力。我们特别强调：从坐起到站立的过程中，高频声发射比和咔嗒声可以预测股骨外侧的骨髓病变；而高频和低频声发射的偏斜度则可以预测外侧半月板的位置、形态以及积液情况，其AUC值在0.65到0.70之间。当对性别进行分层分析时，仅发现女性在股骨外侧骨髓病变和积液MOAKS参数方面存在显著结果。当将男性数据与女性数据结合时，这种关联得到加强，但男性数据单独分析时并未显示出显著性。

结论

AE和KI与特定的MRI检测到的骨关节炎变化表现出探索性的关联，这可能表明它们具有某种诊断潜力。在更大规模的研究中得到验证后，这些信号可以作为表征膝关节OA的补充诊断方法。

试验注册编号：该研究已在clinicaltrials.gov上注册，研究标识符为NCT02937064，注册日期为2016-10-18。