Zusammenhang zwischen quantitativer Magnetresonanztomographie und klinischen Symptomen bei Patienten mit Kniegelenksarthrose
Die Kniegelenksarthrose (KOA) ist eine weit verbreitete degenerative Gelenkerkrankung, die die Lebensqualität der Patienten erheblich beeinträchtigt. Charakteristisch für die Erkrankung ist der fortschreitende Knorpelabbau, der zu Schmerzen, Steifheit und funktionellen Einschränkungen führt. Traditionelle Diagnosemethoden wie klinische Evaluation und konventionelle Bildgebung erfassen häufig frühe Knorpelveränderungen nicht zuverlässig. Die quantitative Magnetresonanztomographie (MRT) hat sich als präzises Werkzeug etabliert, um den Knorpelabbau objektiv zu bewerten, indem Veränderungen der Proteoglykane, Kollagenfasern und des Wassergehalts gemessen werden. Diese Studie untersucht den Zusammenhang zwischen quantitativen MRT-Befunden und klinischen Symptomen bei KOA-Patienten unter Verwendung des WOMAC-Osteoarthritis-Index-Scores (Western Ontario and McMaster Universities) als klinisches Symptommaß.
Die Studie wurde am Peking University Third Hospital durchgeführt und umfasste 53 Patienten (16 Männer, 37 Frauen) mit primärer KOA. Die Rekrutierung erfolgte zwischen Dezember 2017 und März 2018. Einschlusskriterium war das Vorliegen einer primären KOA, während Patienten mit knieschmerzbedingten Begleiterkrankungen, sekundärer KOA, schwerer Varus-/Valgusdeformität, Beugekontraktur, Kreuzbandriss, Scheibenmeniskus, meniskusbedingter Gelenkblockierung, Knieoperationen in der Anamnese oder eingeschränkter Untersuchungsfähigkeit ausgeschlossen wurden. Bei bilateraler KOA wurde das symptomatischere Knie untersucht.
Die klinische Symptomatik wurde mittels WOMAC-Score erfasst, der 24 Fragen zu drei Subskalen (Schmerz, Steifheit, Funktion) umfasst. Jede Frage wurde auf einer 5-Punkte-Skala bewertet (0 = kein; 4 = schwer). Basierend auf dem Gesamtscore wurden die Patienten in milde (<21), moderate (21–48) und schwere (>48) Symptomgruppen eingeteilt. Alle Bewertungen erfolgten durch dieselben Orthopäden zur Sicherstellung der Konsistenz.
Die quantitative MRT wurde mit einem 3,0-T-MRT-Gerät (Discovery 750W, GE, USA) durchgeführt. Das Protokoll umfasste konventionelle Sequenzen (sagittale Protonendichtewichtung [PDWI], T1-gewichtete Bilder [T1WI], koronare/axiale PDWI) und quantitative Sequenzen (sagittale T1rho- und T2-Mapping). Die Nachbearbeitung erfolgte mit Functool-Software (GE) zur Erstellung von Pseudofarbenkarten. Quantitative MRT-Werte wurden in fünf Regionen gemessen: medialer Femurknorpel (MFCC), lateraler Femurknorpel (LFCC), mediales Tibiaplateau (MTPC), laterales Tibiaplateau (LTPC) und Patellaknorpel (PC). Die stärksten Schädigungen jeder Region wurden zweimal durch denselben Radiologen im Abstand von einem Monat vermessen, um die Reliabilität zu gewährleisten.
Die statistische Auswertung erfolgte mit SPSS 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Der Intraklassen-Korrelationskoeffizient (ICC) bewertete die Messkonsistenz. Der Shapiro-Wilk-Test prüfte die Datennormalität. Demografische Variablen (Alter, Größe, Gewicht, BMI) wurden als Mittelwert ± Standardabweichung, andere Variablen als Median und Interquartilsbereich angegeben. Der Mann-Whitney-U-Test verglich Geschlechter- und Symptomgruppen; Spearman-Rangkorrelationen analysierten Zusammenhänge (Signifikanzniveau 0,05).
Die Ergebnisse zeigten eine hohe Messkonsistenz (ICC > 0,90), sodass der Mittelwert als Endergebnis diente. T1rho-, T2-Mapping-Werte und WOMAC-Scores wichen signifikant von der Normalverteilung ab (p < 0,01). Geschlechtsspezifische Unterschiede bei WOMAC-Scores oder MRT-Werten waren nicht signifikant (p > 0,05). Auch Alter, Größe, Gewicht und BMI korrelierten nicht mit WOMAC-Scores oder MRT-Werten (p > 0,05).
Signifikante Korrelationen zeigten sich zwischen T1rho-Werten des MFCC und Schmerzscore (r = 0,366; p = 0,007). T1rho-Werte des MFCC, LFCC und deren Summe korrelierten mit Steifheit (r = 0,355, p = 0,009; r = 0,277, p = 0,045; r = 0,317, p = 0,021). T1rho-Werte des MFCC, MTPC und deren Summe korrelierten mit Funktionsscore (r = 0,402, p = 0,003; r = 0,306, p = 0,026; r = 0,307, p = 0,025). Der T1rho-Wert des MFCC korrelierte auch mit dem WOMAC-Gesamtscore (r = 0,369; p = 0,007). T2-Mapping-Werte des MFCC und deren Summe korrelierten mit Funktionsscore (r = 0,338, p = 0,013; r = 0,306, p = 0,026), und der T2-Mapping-Wert des MFCC mit dem Gesamtscore (r = 0,323; p = 0,018).
Signifikante Unterschiede fanden sich in MRT-Werten zwischen Symptomgruppen: T1rho-Werte des MFCC, LFCC und MTPC waren in moderaten/schweren Gruppen höher als in der milden Gruppe (p < 0,05). Ebenso waren T2-Mapping-Werte des MFCC und LTPC in moderaten/schweren Gruppen erhöht (p < 0,05). Dies deutet darauf hin, dass stärkere klinische Symptome mit ausgeprägterem Knorpelschaden – insbesondere medial/lateral – assoziiert sind.
Die Ergebnisse unterstreichen, dass quantitative MRT-Werte, insbesondere des MFCC in T1rho-Sequenzen, klinische Symptome bei KOA-Patienten widerspiegeln. Die stärkere Korrelation des MFCC könnte auf höhere biomechanische Belastung der medialen Knieregion zurückzuführen sein. T1rho-Sequenzen scheinen sensitiver für frühe Proteoglykanverluste, während T2-Mapping eher Kollagenveränderungen erfasst, die in späteren Stadien dominieren.
Diese Erkenntnisse haben klinische Relevanz: Quantitative MRT, insbesondere T1rho-Bildgebung, könnte die Frühdiagnostik und Verlaufsbeurteilung der KOA verbessern, um gezielte Interventionen zu ermöglichen. Zukünftige Studien sollten diese Ergebnisse in größeren Kohorten validieren und den Einsatz quantitativer MRT zur personalisierten Therapiesteuerung untersuchen.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000879