《KNEE SURGERY, SPORTS TRAUMATOLOGY, ARTHROSCOPY》:Specific functional knee phenotypes are associated with increased osteoarthritis progression: A ≥10-year longitudinal study
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中文摘要翻译:
目的:评估功能性膝关节表型(FKP)在≥10年随访期间骨关节炎(OA)的进展差异。
方法:这项回顾性纵向研究纳入了388例患者(764膝),基线时为健康膝关节或早期OA(Kellgren–Lawrence分级≤1),且随访时间至少10年。研究人
中文摘要翻译:
目的:评估功能性膝关节表型(FKP)在≥10年随访期间骨关节炎(OA)的进展差异。
方法:这项回顾性纵向研究纳入了388例患者(764膝),基线时为健康膝关节或早期OA(Kellgren–Lawrence分级≤1),且随访时间至少10年。研究人员基于全长站立位X线片(orthoradiographs)上获得的髋-膝-踝角(HKA)、股骨机械角(FMA)和胫骨机械角(TMA)对FKP进行分类。共识别出72个FKP组,其中样本量≥20的15个组(511膝)最终被纳入分析。OA进展定义为随访期间至少一个Kellgren–Lawrence分级的增加。各FKP组的OA进展率与中性参考组(NEUHKA0° NEUFMA0° NEUTMA0°)进行比较作为探索性分析。最后,研究人员进行多变量广义估计方程(GEE)logistic回归分析以识别与OA进展相关的因素。
结果:在≥10年的随访期间,中性参考组的OA进展率为52.4%(44/84)。与参考表型相比,三种表型的OA进展率显著更高:VARHKA3°VARFMA3° NEUTMA0°(88.9% [32/36];比值比[OR],7.27;95%置信区间[CI],2.36–22.38;p?0.001)、VALHKA3° NEUFMA0°VALTMA3°(84.6% [22/26];OR,5.00;95% CI,1.59–15.76;p?=?0.005)以及NEUHKA0°VARFMA3°VALTMA3°(75.0% [24/32];OR,2.73;95% CI,1.10–6.76;p?=?0.035)。在多变量分析中,上述三种FKP类别也与OA进展风险增加显著相关(VARHKA3°VARFMA3° NEUTMA0°(校正后比值比[aOR],6.54;95% CI,2.20–19.41;p?0.001)、VALHKA3° NEUFMA0°VALTMA3°(aOR,7.50;95% CI,1.82–30.95;p?=?0.005)以及NEUHKA0°VARFMA3°VALTMA3°(aOR,3.10;95% CI,1.17–8.20;p?=?0.023))。
结论:与中性表型相比,特定FKP与OA进展风险显著增加相关。OA进展似乎不仅受整体下肢力线的影响,还受股骨和胫骨力线组合模式的影响。
证据等级:III级。
论文解读
一、研究背景与目的
近年来,学术界对膝关节关节炎前解剖结构的兴趣日益增加,越来越多的研究认识到个体间膝关节力线存在显著差异。然而,这些不同力线表型的临床意义,特别是其与骨关节炎(osteoarthritis, OA)进展的关联,尚未得到明确证实。既往横断面研究曾使用功能性膝关节表型(functional knee phenotype, FKP)分类系统比较OA人群与非OA人群之间的膝关节表型差异,但此类分析仅反映研究队列之间的差异,无法确定哪些表型会使患者随时间推移更易发生OA进展。此外,既往纵向研究虽评估了OA进展过程中其他膝关节表型分类的变化,但关注的是表型分类随时间的变化,而非特定基线表型与后续OA进展之间的关联。因此,有必要对不同基线膝关节力线表型下的OA进展进行纵向评估,而此类研究此前尚未见报道。
本研究旨在利用FKP分类系统,在≥10年的随访期内评估不同常见膝关节表型类别中的OA进展。FKP分类系统为表征下肢、股骨和胫骨的冠状位力线提供了详细框架。研究人员假设,不同FKP类别之间的OA进展存在差异,且特定FKP与OA进展风险增加相关。
二、研究方法概述
这是一项回顾性纵向研究,纳入2002年1月至2015年12月期间在两所医院就诊、初次评估时接受膝关节影像学检查(包括全长站立位负重前后位X线片)且随访时间≥10年的患者。纳入标准为:年龄≥18岁;基线时膝关节健康或早期OA(Kellgren–Lawrence [K–L]分级≤1);可获得标准化膝关节体位下拍摄的全长X线片。排除标准包括:基线时已存在晚期OA(K–L分级≥2)、炎症性关节炎、骨坏死或血友病性关节炎、同侧髋膝踝手术史、股骨或胫骨骨折史、初始屈曲挛缩>5°以及从事高劳动强度职业者。
研究人员基于全长X线片测量髋-膝-踝角(hip-knee-ankle angle, HKA)、股骨机械角(femoral mechanical angle, FMA)和胫骨机械角(tibial mechanical angle, TMA)。FKP依据Hirschmann等人先前描述的方法,基于HKA、FMA和TMA的组合确定。每个表型以表型特异性均值为中心,在±1.5°范围内定义,表型特异性均值以中性值为基准按3°增量设置(HKA=180°,FMA=93°,TMA=87°)。此外还计算了关节线倾斜角(joint line obliquity, JLO),公式为(180°?FMA)+TMA,并在侧位膝关节X线片上测量胫骨后倾角(posterior tibial slope, PTS)。OA进展定义为随访期间K–L分级增加一级或以上。所有影像学评估由两名研究者独立完成,各参数组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)为0.90–0.95,K–L分级的Cohen's κ系数为0.84,均显示极佳的一致性。
三、研究结果
- 1.
队列构成与表型分布
研究初始纳入388例患者(764膝),共识别出72个FKP类别。由于缺乏既定的FKP亚组分析样本量阈值,研究人员选择每表型20膝作为实用阈值以减少稀疏数据偏倚并提高统计估计的稳定性。57个类别因膝数少于20而被排除,最终分析纳入15个FKP类别,共511膝(占队列的66.9%)。与参考组相比,若干表型在基线特征(年龄、性别、体重指数和随访时长)上存在显著差异。各表型组间PTS无显著差异。
- 2.
探索性分析中的OA进展率
在≥10年随访期间,中性参考组(NEUHKA0° NEUFMA0° NEUTMA0°)的OA进展率为52.4%(44/84)。探索性分析显示,三种表型的OA进展率显著高于参考组:VARHKA3°VARFMA3° NEUTMA0°(88.9% [32/36];OR,7.27;95% CI,2.36–22.38;p<0.001)、VALHKA3° NEUFMA0°VALTMA3°(84.6% [22/26];OR,5.00;95% CI,1.59–15.76;p=0.005)以及NEUHKA0°VARFMA3°VALTMA3°(75.0% [24/32];OR,2.73;95% CI,1.10–6.76;p=0.035)。
- 3.
多变量GEE回归分析
在多变量广义估计方程(generalized estimating equation, GEE)logistic回归分析中,校正年龄、性别、体重指数、基线K–L分级和随访时长,并考虑双侧膝关节的受试者内相关性后,年龄增长和上述三种FKP类别与OA进展独立相关。与中性参考表型相比,VARHKA3°VARFMA3° NEUTMA0°(aOR,6.54;95% CI,2.20–19.41;p<0.001)、VALHKA3° NEUFMA0°VALTMA3°(aOR,7.50;95% CI,1.82–30.95;p=0.005)和NEUHKA0°VARFMA3°VALTMA3°(aOR,3.10;95% CI,1.17–8.20;p=0.023)表型与OA进展风险增加独立相关。
- 4.
敏感性分析
以最终随访时进展至K–L分级≥2作为终点的敏感性分析中,年龄增长(aOR,1.07;95% CI,1.03–1.11;p<0.001)、基线K–L 1级(vs. K–L 0级:aOR,15.12;95% CI,7.66–29.85;p<0.001)以及VARHKA3°VARFMA3° NEUTMA0°和NEUHKA0°VARFMA3°VALTMA3°表型(vs.中性参考表型:aOR分别为7.08 [95% CI,2.18–23.01;p<0.001]和2.59 [95% CI,1.38–7.70;p=0.003])与OA进展风险增加相关。
四、讨论与结论
本研究发现与既往研究一致。Phongpetra等人曾报告VARHKA3°VARFMA3° NEUTMA0°表型是亚洲OA人群第二常见的FKP;Hess等人报告以股骨内翻力线为特征的类似表型在欧洲OA人群中为男性最常见、女性第三常见表型;Ten Noever de Brauw等人报告西方晚期OA人群中最常见的表型为VALHKA6° NEUFMA0°VALTMA3°,其特征为膝外翻整体力线合并胫骨外翻力线,与本研究VALHKA3° NEUFMA0°VALTMA3°表型类似。
值得注意的是,NEUHKA0°VARFMA3°VALTMA3°表型尽管整体下肢力线呈中性,仍与OA进展风险增加独立相关。此外,具有相似整体力线的不同表型表现出显著不同的OA进展率。这些发现提示OA进展可能不仅由整体冠状位下肢力线决定,还受股骨和胫骨力线特定组合模式的影响。与OA进展相关的三种表型均表现出较中性参考表型(173.99°)更大的JLO(176.52°–179.72°)。增加的JLO可能增加步行时膝关节内收力矩,导致膝关节负荷传递增加,这一增加的生物力学负担可能促进天然膝关节OA进展。
从临床角度看,这些发现可能有助于OA的预防和主动管理。具有OA进展高风险FKP的患者可能受益于体重控制和体力活动调整;当这些患者出现膝关节症状时应加强临床监测。研究结果也可能对保膝力线矫正手术具有启示意义,术后JLO应在手术规划中予以考虑。
研究局限性包括:二维全长X线片评估的固有误差、部分表型类别样本量较小、罕见FKP类别被排除可能限制结果外推性、OA进展仅以K–L分级增加定义可能对早期结构变化不够敏感、多重比较可能增加I型错误风险,以及回顾性设计无法控制所有潜在混杂因素。
研究结论:与中性表型相比,特定FKP与OA进展风险显著增加相关。OA进展似乎不仅受整体下肢力线影响,还受股骨和胫骨力线组合模式的影响。该论文发表于《KNEE SURGERY, SPORTS TRAUMATOLOGY, ARTHROSCOPY》。