2014 25 417-423 1 1 1 1 3 3 1,2 1 2 3 摘 要 ( ) MRI 關 鍵 詞 : 骨 骼 肌 肉 超 音 波 (Musculoskeletal ultrasound) 退 化 性 關 節 炎 (Osteoarthritis) 前 言 隨 著 人 口 的 老 化, 退 化 性 關 節 炎 的 盛 行 率 逐 年 增 加 退 化 性 關 節 炎 目 前 是 最 常 見 的 風 濕 科 疾 病, 通 常 好 發 於 負 重 較 大 的 膝 關 節 髖 關 節 腰 骶 部 脊 柱 關 節 (Lumbosacral joint) 及 第 一 蹠 趾 關 節 (First MTP joints) 等 部 位, 以 及 手 部 的 遠 端 指 間 關 節 (DIP joints) 近 端 指 間 關 節 (PIP joints) 它 的 病 因 主 要 是 因 為 關 節 腔 內 缺 少 關 節 液 造 成 關 節 軟 骨 不 正 常 磨 擦, 長 期 的 磨 損 使 得 軟 骨 退 化 並 造 成 疼 痛 的 問 題 1 所 有 的 關 節 組 織 都 會 出 現 局 部 修 復 破 壞 的 平 衡 失 調, 進 一 步 造 成 關 節 出 現 病 灶 2 慢 慢 的, 局 部 的 軟 骨 退 化 並 逐 漸 消 失, 骨 膜 逐 漸 纖 維 化 導 致 關 節 失 能 2 偶 發 性 的 滑 膜 炎 也 有 可 能 出 現 在 疾 病 的 過 程 中, 並 造 成 軟 骨 的 破 壞 與 症 狀 的 惡 化, 滑 膜 炎 包 括 滑 膜 增 生 關 節 腔 積 水 與 滑 囊 炎 滑 膜 炎 本 身 通 常 是 不 具 有 破 壞 性 質, 但 它 的 出 現 會 加 劇 關 節 疼 痛 腫 脹 與 脹 痛 感 除 此 之 外, 伴 隨 著 疾 病 進 展 的 過 程, 關 節 變 形 與 生 活 品 質 惡 化 的 問 題 則 接 踵 而 來 3-7 傳 統 的 X 光 是 診 斷 退 化 性 關 節 炎 與 骨 頭 異 常 的 黃 金 準 則 X 光 的 變 化 包 括 關 節 腔 的 寬 度 變 窄 與 骨 刺, 但 是 它 無 法 直 接 看 到 軟 骨 和 其 他 關 節 周 遭 的 軟 組 織 如 滑 膜 腔 與 滑 囊 的 部 分 8 其 他 影 像 也 可 以 幫 助 診 斷, 例 如 磁 振 造 影 (MRI) 關 節 鏡 超 音 波 和 光 學 同 調 性 斷 層 攝 影 術 (optical coherence tomography, OCT) 9 然 而 磁 振 造 影 和 光 學 同 調 性 斷 層 攝 影 術 花 費 不 斐 且 並 非 隨 手 可 取 得 的 診 斷 工 具, 不 適 合 用 來 追 蹤 治 療 效 果 關 節 鏡 是 一 種 非 常 有 用 的 工 具, 可 以 觀 察 到 大 部 分 的 退 化 性 關 節 炎 變 化, 特 別 是 可 以 直 接 看 252
418 表 一 : 骨 超 偵 測 之 病 理 影 像 關 節 腔 積 水 (joint effusion) 滑 膜 增 生 (synovial hypertrophy) 滑 膜 炎 (synovitis) 軟 骨 病 變 (cartilage lesion) 骨 刺 (osteophytes) 骨 質 磨 損 (bone erosion) 手 指 粘 液 囊 腫 (digital mucous cyst) / 貝 克 氏 囊 腫 (Baker s cyst) 滑 囊 炎 (bursitis) 見 軟 骨 的 變 化 與 滑 膜 炎, 但 它 畢 竟 是 侵 入 性 的 醫 療 行 為, 所 以 造 成 臨 床 上 使 用 的 限 制 10,11 相 較 之 下, 骨 骼 肌 肉 超 音 波 ( 骨 超 ) 是 一 個 簡 單 又 方 便 的 診 斷 工 具, 在 臨 床 上 也 容 易 取 得 早 在 1992 年 就 有 人 將 骨 超 應 用 於 退 化 性 關 節 炎 骨 超 應 用 於 退 化 性 關 節 炎 的 部 份 較 不 像 類 風 性 關 節 炎 般 的 受 人 矚 目, 或 許 是 因 為 退 化 性 關 節 炎 的 治 療 一 直 沒 有 很 大 的 進 展 近 年 來 全 世 界 風 濕 專 科 醫 師 使 用 骨 超 已 有 增 加 的 趨 勢, 因 此 骨 超 已 漸 漸 成 為 重 要 的 診 斷 工 具 之 一 12-15 已 有 愈 來 愈 多 的 醫 師 對 退 化 性 關 節 炎 的 超 音 波 影 像 產 生 興 趣, 且 開 始 專 研 退 化 性 關 節 炎 的 影 像 構 造 變 化 16-18 這 篇 文 章 主 要 討 論 目 前 超 音 波 於 退 化 性 關 節 炎 的 臨 床 應 用 骨 骼 肌 肉 超 音 波 在 退 化 性 關 節 炎 的 臨 床 用 途 目 前 骨 超 應 用 於 退 化 性 關 節 炎 的 方 面 主 要 包 括 : 偵 測 關 節 軟 骨 之 變 化 與 關 節 滑 膜 和 鄰 近 軟 組 織 的 改 變 15 除 此 之 外, 骨 超 還 可 以 辨 認 骨 面 (bony cortex) 的 變 化, 其 中 包 括 骨 刺 或 侵 蝕 性 退 化 關 節 炎 內 的 骨 侵 蝕 (bone erosion) 變 化 3,6,16,19-36 超 音 波 是 動 態 式 的 影 像 工 具 經 由 骨 超, 臨 床 醫 師 可 以 直 接 觀 察 關 節 內 的 病 程 變 化 並 監 測 治 療 效 果 3,19,29 它 也 可 以 用 來 當 做 導 引 關 節 腔 抽 液 注 射 ( 玻 尿 酸 及 類 固 醇 ) 及 切 片 的 輔 助 工 具 33-36 目 前 骨 超 可 偵 測 退 化 性 關 節 炎 之 病 理 影 像 如 表 一 退 化 性 關 節 炎 的 骨 超 病 理 影 像 變 化 一 軟 骨 (cartilage) 軟 骨 在 骨 超 下 是 無 回 音 (anechoic) 均 質 圖 一 :Figure 1-1. 正 常 膝 關 節 軟 骨 的 橫 切 超 音 波 圖 ( 正 常 軟 骨 為 均 質 的 曲 線 寬 帶 低 迴 音 區 位 於 股 骨 髁 部 末 端 上 方 ) Figure 1-2. 退 化 性 關 節 炎 病 患 膝 關 節 橫 切 超 音 波 圖 : 當 退 化 性 關 節 炎 進 一 步 惡 化 時, 關 節 軟 骨 的 均 質 性 及 無 影 像 密 度 的 透 明 性 將 受 到 影 響, 造 成 軟 骨 厚 度 減 少 Figure 1-3. 此 圖 為 膝 關 節 內 側 縱 切 超 音 波 檢 查, 白 色 箭 頭 所 指 處 為 不 規 則 高 低 不 平 的 骨 質 突 出 物, 顯 示 骨 刺 形 成 (homogenous) 呈 曲 線 帶 狀 的 區 塊, 並 可 見 到 兩 條 高 回 音 (hyperechoic) 邊 緣 線 條 整 齊 的 排 列 在 它 的 上 下 端 (Figure 1-1) 37 骨 超 可 以 看 到 軟 骨 從 早 期 到 晚 期 的 變 化, 剛 開 始 的 變 化 包 括 軟 骨 表 面 的 清 晰 度 喪 失 軟 骨 局 部 或 廣 泛 地 厚 度 減 少 到 較 晚 期 的 變 化 如 軟 骨 磨 損 或 消 失 (Figure 1-2) 骨 刺 形 成 (Figure 1-3) 在 關 節 腔 內 積
419 水 過 多 的 病 人, 可 能 會 造 成 軟 骨 增 厚 的 假 像 (pseudowidening) 二 關 節 液 (Synovial fluid) 骨 超 下 可 觀 察 到 微 量 的 關 節 液, 關 節 液 在 超 音 波 下 看 起 來 可 以 是 低 回 音 或 無 回 音 且 非 均 質 表 現 (Figure 2-1) 若 檢 查 時 施 加 壓 力, 因 為 被 擠 壓 的 關 係 積 水 會 消 失 36 骨 超 偵 測 小 關 節 積 液 如 手 指 32 手 腕 與 腳 踝 的 敏 感 度 與 MRI 類 似 三 滑 膜 增 生 (Synovial proliferation) 滑 膜 增 生 ( 超 音 波 影 像 為 異 常 的 低 回 音 ) 的 現 象 常 見 於 退 化 性 關 節 炎 病 人 (Figure 2-2), 當 病 患 有 滑 膜 炎 時 ( 關 節 腔 積 水 加 上 滑 膜 增 生 ), 能 量 都 卜 勒 模 式 下 (power Doppler) 會 有 訊 號 出 現 (hyperemic phenomena) ( 圖 2-2) 四 骨 頭 骨 面 構 造 骨 超 下 看 到 的 骨 面 正 常 是 高 回 音 且 規 則 的 區 塊, 骨 刺 (osteophyte) 則 是 以 不 規 率 遞 增 (stepup) 影 像 做 為 表 現 (Figure 1-3), 在 骨 超 下 通 常 看 得 到 回 音 陰 影 (acoustic Shadow) 對 於 手 部 侵 蝕 性 退 化 關 節 炎 病 人, 骨 超 影 像 可 以 幫 忙 偵 測 關 節 面 有 骨 侵 蝕 (bone erosion) 的 現 象 7 五 其 他 其 他 常 見 的 包 括 貝 克 氏 囊 腫 (Baker s cyst) 38 或 是 其 他 位 置 的 滑 膜 炎 (synovitis) 39 經 由 骨 超 診 斷 (Figure 2-3) 像 手 部 有 退 化 性 關 節 炎 的 病 人, 有 時 也 可 見 到 手 指 粘 液 囊 腫 (digital mucous cyst) 這 些 病 變 在 骨 超 底 下 都 可 以 診 斷, 骨 超 的 敏 感 性 及 專 一 性 甚 至 與 MRI 類 似 39 骨 超 在 退 化 性 關 節 炎 應 用 方 面 的 優 越 性 與 局 限 骨 超 可 以 評 估 大 部 份 的 退 化 性 關 節 炎 病 理 徵 兆, 包 括 發 炎 反 應 與 構 造 上 損 壞 的 程 度 方 圖 二 :Figure 2-1. 上 髕 骨 隱 窩 積 液 ( 星 號 處 為 異 常 低 或 無 影 像 密 度 物 質, 會 受 擠 壓 所 影 響, 但 無 都 卜 勒 訊 號 ) Figure 2-2. 膝 關 節 腔 滑 膜 炎 ( 細 箭 頭 所 指 處 為 滑 膜 增 生, 粗 箭 頭 處 為 能 量 都 卜 勒 訊 號 ) Figure 2-3. 膝 蓋 背 部 縱 切 全 景 (paranoma view) 超 音 波 圖 顯 示 出 有 界 線 清 楚 的 低 回 音 貝 克 氏 囊 腫 約 6.61 公 分 長, 貝 克 式 囊 腫 內 充 滿 高 回 音 亮 點
420 面 它 的 優 勢 是 骨 超 在 我 們 執 行 關 節 腔 內 注 射 時 幫 助 顯 示 正 確 的 針 頭 位 置, 特 別 是 在 施 打 玻 尿 酸 與 類 固 醇 時 19,35,36 另 外, 骨 超 可 同 時 監 測 退 化 性 關 節 炎 的 病 情 進 展 與 治 療 反 應, 便 宜 安 全 非 侵 入 性 且 不 需 花 費 過 多 的 時 間 準 備 及 檢 查, 沒 有 輻 射 的 問 題, 病 人 接 受 度 高, 可 以 同 時 評 估 多 個 關 節, 不 需 再 另 外 花 費 時 間 當 然, 它 也 有 缺 點, 其 中 包 括 骨 超 無 法 穿 透 深 層 的 組 織 10, 不 像 MRI 可 以 呈 現 出 器 官 整 體, 幫 助 我 們 了 解 評 估 器 官 組 織 的 構 造 與 疾 病 40-43 骨 超 的 影 像 判 讀 與 操 作 和 使 用 者 有 相 當 大 的 關 連, 幸 好 目 前 已 經 開 始 有 標 準 檢 查 位 置 標 準 定 義 與 圖 譜, 加 上 超 音 波 機 器 的 進 步, 使 得 這 方 面 的 缺 點 能 夠 改 善 10,25,44-47 骨 超 的 近 期 發 展 就 技 術 層 面 的 部 分, 近 期 已 發 展 出 影 像 融 合 (fusion imaging) 的 技 術 和 3D 超 音 波 可 以 發 明 測 量 容 積 的 探 頭 (volumetric probes) 和 術 中 關 節 鏡 換 能 器 (intra-operating arthroscopic transducers) 14,19,48 不 論 是 在 軟 體 或 是 硬 體 方 面, 目 前 已 有 許 多 新 的 技 術 應 用 於 風 濕 免 疫 科, 其 中 包 括 顯 影 劑 增 強 對 比 超 音 波 (contrast-enhanced ultrasound) 3D 與 4D 影 像 超 音 波 和 前 面 所 提 到 的 影 像 融 合 (fusion imaging) 目 前 顯 影 劑 增 強 對 比 超 音 波 的 研 究 多 數 針 對 類 風 性 關 節 炎 方 面 進 行 3D 與 4D 影 像 超 音 波 之 前 主 要 應 用 於 胎 兒 與 心 臟 方 面, 但 目 前 已 有 人 應 用 於 其 他 風 濕 疾 病 方 面, 它 的 獨 特 之 處 就 是 可 以 將 儲 存 影 像 以 不 同 形 式 讀 取 ( 冠 狀 平 面 或 軸 平 面 ) 3D 超 音 波 可 以 自 動 提 供 容 積 率 48 這 個 有 趣 的 技 術 可 以 幫 助 我 們 解 決 影 像 取 得 與 標 準 化 的 問 題, 它 可 以 提 供 更 詳 細 的 3D 影 像 幫 忙 我 們 診 斷, 同 時 這 也 可 以 減 少 因 操 作 者 所 造 成 的 失 誤 這 個 新 的 超 音 波 技 術 對 於 退 化 性 關 節 炎 的 幫 助 很 大, 特 別 是 偵 測 滑 膜 增 生 與 因 血 流 增 生 所 造 成 的 發 炎 訊 號 方 面 39-49 Flippucci E 等 人 在 2009 年 使 用 3D 超 音 波 的 開 始 風 濕 疾 病 研 究, 這 份 研 究 主 要 比 較 2D 與 3D 的 超 音 波 的 影 像, 這 份 報 告 指 出 針 對 關 節 炎 與 骨 侵 蝕 方 面, 它 們 都 不 錯 的 偵 測 能 力 50 Naredo E 等 人 的 研 究 指 出 就 偵 測 滑 膜 炎 方 面,3D 超 音 波 的 準 確 度 優 於 2D 超 音 波 51 3D 超 音 波 可 以 量 化 病 兆, 這 個 有 趣 的 功 能 對 未 來 的 研 究 或 許 會 有 幫 助, 雖 然 3D 和 4D 的 技 術 已 經 越 來 越 成 熟, 但 目 前 這 些 高 科 技 的 技 術 只 有 應 用 於 研 究 方 面 52 若 能 應 用 於 臨 床, 相 信 它 可 以 幫 助 我 們 更 進 一 步 了 解 退 化 性 關 節 炎 影 像 融 合 (fusion imaging) 技 術 已 經 開 始 應 用 於 研 究 方 面, 這 個 新 的 技 術 影 像 可 以 取 代 核 磁 共 振 或 者 是 電 腦 斷 層, 它 可 以 呈 現 綜 合 超 音 波 與 核 磁 共 振 / 電 腦 斷 合 成 出 更 逼 真 的 視 覺 影 像 這 個 新 的 技 術 為 我 們 帶 來 的 影 像 可 以 提 供 更 多 的 臨 床 資 訊 在 2011 年,Iagnocco A 等 人 針 對 退 化 性 關 節 炎 與 類 風 濕 關 節 炎 病 人 的 研 究 報 告 指 出 使 用 核 磁 共 振 / 超 音 波 影 像 融 合 應 用 可 以 提 供 準 確 的 解 剖 構 造 定 位, 或 許 對 將 來 長 期 的 研 究 會 有 幫 助 42 Hani AF 等 人 在 2013 年 使 用 影 像 融 合 針 對 膝 軟 骨 評 估, 研 究 結 論 證 實 影 像 融 合 可 以 提 高 評 估 膝 軟 骨 的 準 確 性 53 希 望 在 不 久 的 將 來 我 們 可 以 應 用 在 臨 床, 以 它 來 追 蹤 與 診 斷 退 化 性 關 節 炎 的 膝 軟 骨 變 化 結 語 骨 超 可 用 於 任 何 時 期 的 退 化 性 關 節 炎 檢 查 16 骨 超 可 以 偵 測 到 關 節 構 造 上 的 變 化 包 括 軟 骨 的 磨 損 骨 面 的 改 變, 發 炎 反 應 如 滑 膜 炎 與 滑 囊 炎, 和 其 他 如 滑 膜 增 生 等 等 影 像 它 可 以 用 於 檢 查 治 療 與 追 蹤, 且 準 確 率 不 輸 MRI 但 學 習 骨 超 是 須 要 時 間 與 經 驗 的, 檢 查 的 結 果 可 能 也 會 因 人 而 異 這 個 部 份 就 是 我 們 未 來 努 力 的 方 向 由 於 時 代 的 變 遷, 骨 超 的 儀 器 也 一 直 有 新 的 發 展, 因 此 我 們 應 該 要 再 加 強 自 己 檢 查 的 能 力 並 期 許 能 提 供 更 優 質 的 檢 查 服 務 骨 超 在 臨 床 的 應 用 已 逐 漸 增 加, 由 於 它 的 便 利 性, 它 已 漸 漸 受 到 重 視 這 個 新 的 臨 床 技 術 可 以 幫 助 我 們 臨 床 醫 師 診 斷 評 估 方 式 和 進 一 步 了 解 退 化 性 關 節 炎 的 病 理 疾 病 發 生 機 制 相 信 在 不 久 的 未 來, 我 們 期 許 骨 超 可 以 廣 泛 的 應 用 於 臨 床 與 研 究 方 面
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423 Clinical Application of Musculoskeletal Ultrasound in Osteoarthritis Pei-I Kuo 1, Kai-Len Tsai 1, Chi-Sheng Chiou 1, Tzu-Min Lin 1, Yun-Sheng Chang 3, Shu-Hung Wang 3, and Chi-Ching Chang 1,2 1 Division of Rheumatology, Immunology, and Allergy, Taipei Medical University Hospital, Taipei, Taiwan; 2 Department of Internal Medicine, School of Medicine, College of Medicine, Taipei Medical University, Taipei, Taiwan; 3 Division of Rheumatology, Immunology, and Allergy, Shuang Ho Hospital, Taipei Medical University, New Taipei City, Taiwan This review mainly discuss about the clinical application of musculoskeletal ultrasound in osteoarthritis and latest updates about the osteoarthritis. The musculoskeletal ultrasound in osteoarthritis mainly detect cartilage changes, synovitis and surrounded soft tissues changes. It can be used in invasive procedures such as echo-guided aspiration. Ultrasound offers several advantages in clinical practice and it is more patient friendly in term of price and radiation. Therefore, some experts in rheumatology suggested musculoskeletal ultrasound can be used as a follow-up tool in osteoarthritis. (J Intern Med Taiwan 2014; 25: 417-423)