Radiology:如何通过MRI髌下脂肪垫判断膝骨关节炎的发生？纹理分析有话说！

膝关节骨性关节炎（KOA）是导致老年人慢性残疾的最常见原因之一，也是一个主要的公共卫生问题。到目前为止，KOA的病理机制还没有完全阐明。研究表明，髌下脂肪垫（IPFP）可提供缓冲作用并调节膝关节内的炎症反应，是KOA发展中的一个重要结构。

在KOA患者的IPFP中普遍存在MRI信号改变，因此这些改变被认为是膝关节滑膜炎的代用影像标志。评估IPFP最常用的评分系统是半定量的MRI骨关节炎膝关节评分（MOAKS，0-3分），其推动了人们对KOA的IPFP表型的理解。有报道称，具有异常信号改变的IPFP大多被称为Hoffa滑膜炎，与膝关节结构损伤和症状恶化有关。然而，目前的半定量评分系统在很大程度上受制于读者依赖的可靠性，IPFP的信号改变被认为是非特异性的发现；因此，对IPFP改变的准确评价的需求还没有得到满足。

纹理分析是一种数学模型，可对灰度信号强度和像素和/或体素的相邻位置进行微妙的评估，并可以在MRI中用于量化病变的不规则性和组织成分的异质性。因此，基于MRI的纹理分析是一种十分敏感的影像学技术，可识别人眼所看不到的信号改变的空间模式。到目前为止，尚未有文献报道纹理分析在IPFP评估中的应用。

近日，发表Radiology杂志的一项研究研讨了基于MRI的IPFP异常的三维纹理分析在预测KOA中的价值。

本项研究共纳入690名膝关节有KOA风险的参与者。所有膝关节在基线时的Kellgren-Lawrence等级为1级或以下。在4年的随访中，病例参与者与对照参与者进行1:1的匹配，以放射学KOA作为结果。在KOA的发生时间点（以下简称P0）、P0前1年（以下简称P-1）和基线对MRI扫描进行分割。进行基于MRI的三维纹理分析以提取IPFP纹理特征。在发展队列中应用最小绝对收缩和选择算子以及多变量逻辑回归，并在测试队列中进行了评估。使用受试者工作特性曲线下面积（AUC）来评估临床评分、IPFP纹理评分和MRI骨关节炎膝关节评分的鉴别价值。

参与者被分配到发展组（n = 500，340名女性；平均年龄，60岁）和测试组（n = 190，120名女性；平均年龄，61岁）。在两个队列中，在基线、P-1和P0时，IPFP质地评分（所有AUC≥0.75）比临床评分（所有AUC≤0.69）显示出更大的区分度，在配对比较中存在明显差异（所有P≤0.002）。与MRI骨关节炎膝关节评分（AUC≤0.66）相比，IPFP质地评分（AUC≥0.75）的预测性和同期有效性也得到了证明（所有的AUC≤0.001）。

图 显示IPFP纹理图的示例图像，使用MRI骨关节炎膝关节评分（MOAKS）分为Hoffa滑膜炎的不同严重程度。(A-C）MOAKS=0，IPFP纹理得分=20.6769。(D-F) MOAKS = 1, IPFP纹理得分 = 20.1758. (G-I) MOAKS = 2, IPFP纹理得分 = 0.4273. (J-L) MOAKS=3，IPFP纹理得分=0.9446。更高的IPFP纹理得分对应于更多的空间异质性

本研究结果表明，髌下脂肪垫（IPFP）的纹理分析对于预测膝关节骨性关节炎（KOA）的发展有重要的临床价值。定量IPFP纹理特征反映了早期视觉评估容易忽视的病理异常，这使得其对变化更加敏感，并可进一步成为临床干预的重要标志。

原文出处：

Jia Li,Shuai Fu,Ze Gong,et al.MRI-based Texture Analysis of Infrapatellar Fat Pad to Predict Knee Osteoarthritis Incidence.DOI:10.1148/radiol.212009