神经形状建模揭示前交叉韧带重建术后股骨形状和软骨厚度的早期及进行性变化

《Journal of Orthopaedic Research》：Neural Shape Modeling Reveals Early and Progressive Femoral Bone Shape and Cartilage Thickness Changes After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction

　　

摘要

前交叉韧带重建（ACLR）术后股骨骨和软骨的早期及纵向形态变化仍知之甚少。创伤后形态变化是否遵循与特发性骨关节炎（OA）进展性改变相似的轨迹也尚不明确。两种神经形态模型（NSM）——B-NSM（仅骨骼）和BC-NSM（骨骼+软骨）——在ACLR后3周以及3、9、18和30个月时，对17例ACLR膝、对侧膝和健康对照膝的股骨骨和软骨形态进行了编码。计算了膝OA严重程度形态评分（B-Score、BC-Score）、骨表面积和软骨厚度。采用线性混合效应模型评估这些指标的变化；η_p²用于评估其对变化的敏感性。余弦相似度量化了ACLR后形态变化轨迹与特发性OA进展的比较。术后3周，由于手术截骨术的影响，ACLR膝的B-Score显著低于对侧膝（p = 0.010）。在30个月随访期内，ACLR膝的B-Score和BC-Score相比基线显著增加（两者p < 0.001）。骨表面积（η_p² = 0.01）因关节旁骨赘唇形成而增加，伴随区域性软骨增厚和变薄（η_p² = 0.02）。B-Score（η_p² = 0.45）对纵向变化的敏感性高于BC-Score（η_p² = 0.30）。ACLR骨形态变化与特发性OA进展一致（余弦相似度 = 0.22），而软骨则不然（余弦相似度 = 0.08）。ACLR术后观察到早期及渐进性关节重塑。B-Score和BC-Score在量化ACLR膝纵向变化方面均比骨表面积和软骨厚度测量更为敏感。尽管ACLR骨形态特征表现出与特发性OA相似的线性进展模式，但软骨厚度变化为非线性。这些发现支持在未来临床试验中使用基于NSM的指标追踪术后关节重塑。

利益冲突

A.P.S.、M.S.W.、M.S.B.、K.A.Y.、A.W.、S.L.S.、C.R.C.、G.E.G.、K.F.、B.A.H.、A.S.C.和A.A.G.不存在竞争利益。部分声明如下：M.S.B.是Arbutus Medical的股东。S.L.S.担任AANA、AAOS、ACLSG、AOSSM、Biologic Association、ICRS和ISAKOS的委员会委员职务。S.L.S.是《关节镜杂志》、《当前肌肉骨骼医学评论》和《VJSM》的编委。S.L.S.是ISMF和PFF大师课程的主席，并是AO运动医学工作组的成员。S.L.S.是Arthrex、Depuy、Flexion、JRF、Kinamed、LifeNet、NewClip和Smith & Nephew的付费教育顾问。S.L.S.是Bioventus、Ostesys、Reparel、Sarcio、Sparta Medical、Vericel和Vivorte的付费顾问委员会成员。S.L.S.参与设计团队并领取ConMed和DJO的版税。S.L.S.持有Ostesys、Moximed、Sarcio、Reparel和Vivorte的股票期权。S.L.S.还从Aesculap Biologics LLC、匹兹堡大学、Miach Orthopaedics Inc.和Organogenesis Inc.获得研究支持。G.E.G.从GE医疗和NIH获得研究支持，并为Boston Scientific提供咨询服务。F.K.从GE医疗获得研究支持。B.A.H.从GE医疗和NIH获得研究支持，并从GE医疗、Siemens和Philips获得专利版税。A.S.C.是Cognita的股东，从GE医疗、Philips、Amazon、NVIDIA、Microsoft/OpenAI和Stability.ai获得研究支持，曾为Patient Square Capital、Elucid Bioimaging和Chondrometrics GmbH提供咨询服务，并报告收到Genentech Inc.的演讲费用。A.A.G.是NeuralSeg Ltd、GeminiOV LLC和NodeAI Diagnostics的股东。

数据可用性声明

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