椎間盤間隙減小與老年女性腰椎脆性骨折的相關(guān)性

李 丹 王 剛 李佳睿 張秀梅 姜麗娟 (吉林大學(xué)第一醫(yī)院放射科，吉林 長春 300)

眾所周知，骨質(zhì)疏松作為老年人常見病是導(dǎo)致脆性骨折的重要危險因素，但不是唯一的決定因素，并非骨質(zhì)疏松的患者都會出現(xiàn)脆性骨折。排除種族、年齡、性別因素，要進一步探討腰椎作為一個整體組織的退行性變，除了有腰椎骨質(zhì)改變外，還涉及腰椎間盤的退變、腰椎小關(guān)節(jié)的退變以及肌肉韌帶的相應(yīng)退變。本文旨在探討椎間盤間隙改變在老年女性腰椎脆性骨折中的意義。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析2009年9月1日至2011年3月1日吉林大學(xué)第一醫(yī)院經(jīng)64排螺旋CT診斷為椎體脆性骨折的老年女性患者285例，年齡50～91〔平均(69±8)〕歲。脆性骨折評估:只有低能量損傷骨折(即從站立高度或更低高度摔倒)才列入研究。采納Genant等評分進行骨折分度。排除骨代謝相關(guān)疾病(如甲狀旁腺功能亢進、腎性骨病)，排除患者有惡性腫瘤病史，有原發(fā)骨腫瘤病史。排除患者有肝硬化、糖尿病，以及糖尿病未良好控制血糖的病人。同時選取同年齡組非骨折老年女性396例作為隨機對照，年齡50～88〔平均(67±8)〕歲。

1.2 方法

1.2.1 CT數(shù)據(jù)采集 使用(SIMENS公司，德國)SIMENS 64排螺旋CT機檢查。掃描范圍為從T11～S5椎體。掃描參數(shù)為準(zhǔn)直0.5 mm，螺距41，有效層厚0.6 mm，管電壓120 kV，管電流60 mV，旋轉(zhuǎn)時間0.5 s，掃描時間5～7 s，后處理采用Syngo分析軟件包進行多平面重建(MPR)、容積再現(xiàn)重建(VR)、最大密度投影重建(MIP)進行腰椎骨質(zhì)與形態(tài)分析。對于每一個行腰椎CT檢查的患者數(shù)據(jù)，傳輸?shù)结t(yī)學(xué)圖像存檔及通訊系統(tǒng)(PACS)網(wǎng)絡(luò)，并由三級醫(yī)師進行影像診斷，并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。

1.2.2 椎體高度 分別測量前緣，中緣，后緣。測量方法:在MPR界面下，選取正中矢狀位進行測量，高度的測量要排除骨質(zhì)增生的影像因素。

1.2.3 判斷骨折 本研究的骨折為脆性骨折，骨折評估:只有低能量損傷骨折(即從站立高度或更低高度摔倒)才列入研究。采納Genant等〔1〕的半定量方法，微小骨折(GradeⅠ):邊緣減小20% ～25%;中度骨折(GradeⅡ):邊緣減小25% ～40%;重度骨折(GradeⅢ):邊緣減小≥40%。

1.2.4 松質(zhì)骨CT值的測量 取正中矢狀位與正中軸位，用不規(guī)則興趣取框工具，沿皮質(zhì)骨內(nèi)緣勾畫出松質(zhì)骨范圍并測量，并求得平均值作為L1～L5的松質(zhì)骨CT值。

1.2.5 骨質(zhì)增生定義 確定每個椎體骨質(zhì)增生的4分制。MPR全層面觀察，冠狀位從前到后觀察椎體左右緣，矢狀位從左到右觀察前后緣。并依據(jù)Lane等〔2〕的評分:0=無增生，1=增生＜3 mm，2=增生＞3 mm但未超過中線，3=增生超過中線。對于超過中線，并與相鄰椎體相連的骨質(zhì)增生，同時定義為骨橋。

1.2.6 間盤間隙減小程度的定義 確定每個間盤退變級別為4分制，0=正常，1分=間盤狹窄程度＜1/3，2分=間盤狹窄程度1/3～2/3，3分=間盤狹窄程度＞2/3。

1.2.7 間盤間隙的測量 前緣高度:在骨窗條件下測量，與椎體中心相距最遠(yuǎn)的相鄰椎體的前后邊緣被定義為測量點。然后測量上述4點與椎間盤中分平面(短劃線)的距離。最終，前緣兩垂線距離之和被定義為間盤前緣實際高度。后緣兩垂線距離之和被定義為間盤后緣實際高度。這一過程被用來評估椎間盤實際高度。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SAS統(tǒng)計軟件進行處理，計量資料以±s表示，兩組間樣本均數(shù)比較采用t檢驗，計數(shù)資料多組間構(gòu)成比和樣本率比較采用χ2檢驗。評估圖像質(zhì)量等級資料，采用秩和檢驗(Wilcoson法)，按α=0.05檢驗水準(zhǔn)，以P＜0.05為有統(tǒng)計學(xué)差異。然后對差異有統(tǒng)計學(xué)意義的因素運用Logistic回歸分析，計算OR值及95%可信區(qū)間(CI)。

2 結(jié)果

骨折與非骨折組，兩組的年齡分別為(69±8)歲，(67±8)歲(P＞0.05)。兩組間松質(zhì)骨骨質(zhì)平均CT值分別(67.6±34.96)HU，(86.26±18.23)HU(P ＜0.05)。骨質(zhì)增生在腰1、2、5椎體前緣的發(fā)生存在差異。腰1～5椎體前緣骨質(zhì)增生等級≥2發(fā)生率骨折組36.8%，57.9%，52.6%，56.2%，40.3%;非骨折組12.1%，42.4%，57.6%，53%，31.8%。表1～表3可見，腰1～骶1椎間盤后緣高度在骨折組及非骨折組間存在顯著性差異(P＜0.000 1)。隨著椎間盤間隙狹窄的加重，骨折風(fēng)險逐步上升。在腰1～骶1間盤間隙測量中與椎間盤間隙0級相比，狹窄程度1～3級，腰1～腰5腰椎骨折風(fēng)險率OR值分別從1.18上升到39.11，1.56上升到12.8，1.94上升到12.68，1.39上升到7.95。

表1 L1～S1椎間盤前后緣高度(±s，cm)

表1 L1～S1椎間盤前后緣高度(±s，cm)

指標(biāo) 未骨折組(n=386)骨折組(n=285) P值L1～L2間盤前緣高度0.66±0.13 0.63±0.16 0.042 5 L2～L3間盤前緣高度 0.79±0.14 0.78±0.21 0.780 8 L3～L4間盤前緣高度 0.89±0.19 0.92±0.23 0.154 6 L4～L5間盤前緣高度 1.02±0.22 1.05±0.25 0.106 2 L5～S1間盤前緣高度 1.2±0.27 1.2±0.33 0.946 7 L1～L2間盤后緣高度 0.41±0.11 0.29±0.12 ＜0.000 1 L2～L3間盤后緣高度 0.46±0.1 0.37±0.14 ＜0.000 1 L3～L4間盤后緣高度 0.48±0.11 0.42±0.15 ＜0.000 1 L4～L5間盤后緣高度 0.54±0.15 0.49±0.21 0.001 2 L5～S1間盤后緣高度0.51±0.17 0.45±0.19 ＜0.000 1

表2 各椎體前緣骨質(zhì)增生〔n(%)〕

表3 間盤間隙狹窄Logistic回歸分析OR值及95%CI〔n(%)〕

3 討論

本文首次探討通過螺旋CT描述腰椎形態(tài)學(xué)的變化與椎體脆性骨折的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)婦女的腰椎骨小梁的形態(tài)以及松質(zhì)骨的CT值在骨折與非骨折兩組之間有差異。但是在臨床工作中發(fā)現(xiàn)，在松質(zhì)骨測量中，20 HU的差別并不能說明組織特性上的區(qū)別。本研究沒有依據(jù)骨密度(BMD)的數(shù)據(jù)來判斷，是因為基于以下三個原因。①在老年患者，骨質(zhì)增生普遍存在，骨質(zhì)增生可引起B(yǎng)MD測定值假性增高。在本組研究中，骨質(zhì)增生等級≥1的發(fā)生率近乎100%，所以腰椎的BMD并不能真實地反映骨質(zhì)密度。BMD高的老年患者其實也存在著嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松。②腰椎骨小梁的形態(tài)和松質(zhì)骨的CT值能較好的反映患者骨質(zhì)疏松的程度。張樹桐等〔3〕研究認(rèn)為64層螺旋CT能夠判斷女性原發(fā)性骨質(zhì)疏松患者的骨質(zhì)疏松程度，并能預(yù)測其引起病理性骨折的風(fēng)險。王晨光等〔4〕對人腰椎體松質(zhì)骨CT值與組織學(xué)形態(tài)指標(biāo)的相關(guān)性研究中指出骨小梁參數(shù)主要為松質(zhì)骨中高密度CT值以相互消長形式所表達(dá)，推論骨小梁骨丟失的密度變化是高密度向中等密度減退方式而不是消失方式。松質(zhì)骨內(nèi)非鈣化成分增多對這種CT值的表達(dá)形式也有影響。骨松質(zhì)的低密度CT值比例與骨小梁間隙大小成正比。Ito等〔5〕在多層螺旋CT評估椎體結(jié)構(gòu)和骨折風(fēng)險的研究中認(rèn)為，多層螺旋CT可以評價椎體的結(jié)構(gòu)，在評價骨折風(fēng)險時，優(yōu)于雙能X線骨密度儀(DXA)單一指標(biāo)。③根據(jù)我國的國情(我院情況)，即使大型醫(yī)院配備較完善的骨密度儀器，但多是用于體檢項目。臨床醫(yī)生還是傾向于能提供骨質(zhì)以及間盤及其附件形態(tài)的影像檢查。同時行BMD和CT檢查的患者人數(shù)并不是很多，故無法收集大宗病例的調(diào)查研究數(shù)據(jù)。

在本研究中發(fā)現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎和腰椎骨小梁的形態(tài)和松質(zhì)骨的CT值有增齡性改變。Hassett等〔6〕的研究表明腰椎的骨質(zhì)增生發(fā)生率為91%，間盤間隙狹窄發(fā)生率為68%。Sornay-Rendu等〔7〕關(guān)于女性腰椎研究結(jié)果分別為88%和51%。本研究顯示，脊柱的骨質(zhì)增生和脆性骨折無相關(guān)性。

在國外的前瞻性或病例對照的各項研究中，都是基于X-ray的影像，X-ray的影像對于判斷間盤間隙的改變有其局限性，X-ray的投照都有中心點，越遠(yuǎn)離投照中心點的椎體放大率越大。上下椎體間隙的測量，不可避免地受到偏離投照中心的放大而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。而傳統(tǒng)的CT掃描僅僅能從軸位觀察椎間盤的形態(tài)，不能提供矢狀位的信息，傳統(tǒng)CT對腰椎的分層掃描也導(dǎo)致影像數(shù)據(jù)信息丟失。螺旋CT掃描完全摒棄了以上的缺點，可以快速完整的得到腰椎的各項信息，后處理分析軟件包進行MPR、VR、MIP，可以全面準(zhǔn)確地提供腰椎、附件以及間盤的冠矢軸的各種信息。

本研究發(fā)現(xiàn)圍絕經(jīng)期或絕經(jīng)期婦女椎間盤間隙狹窄與椎體骨折呈顯著正相關(guān)。這個結(jié)果與Sornay-Rendu等〔8〕的結(jié)果相符。這可能與圍絕經(jīng)期或絕經(jīng)期婦女雌激素顯著下降導(dǎo)致間盤生物性能改變有關(guān)〔9，10〕。但目前椎間盤間隙狹窄與椎體骨折關(guān)聯(lián)的機制尤其是生物力學(xué)方面的機制仍需進一步探討，目前的推論是椎間盤的狹窄導(dǎo)致脊柱整體的機械性能改變，從而導(dǎo)致椎體骨折的風(fēng)險增加。實際上，椎間盤為脊柱提供活動度，并且通過含水的髓核傳導(dǎo)負(fù)荷。間盤組織性質(zhì)的改變，包括髓核的失水和結(jié)構(gòu)重組以及纖維環(huán)的硬化，都顯著地改變了脊柱的生物力學(xué)性能。由于椎間盤減震緩沖作用的缺失，脊柱的沖擊負(fù)荷明顯增加。

本研究為斷面研究，因此不能提供與骨折的時間關(guān)系或因果關(guān)系。這樣，某些測定指標(biāo)例如椎間隙變窄可能被當(dāng)做椎體骨折的結(jié)果。本文數(shù)據(jù)提示對于椎間盤間隙狹窄的婦女，椎體骨折的風(fēng)險不要被低估。進一步研究的目標(biāo)是明確椎間盤間隙變窄導(dǎo)致椎體骨折風(fēng)險增加的機制。

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