股骨近端幾何結(jié)構(gòu)結(jié)合骨密度預(yù)測(cè)髖部骨質(zhì)疏松性骨折風(fēng)險(xiǎn)的可行性分析

黎 宇，廖 瑛，黃煊懷

（南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨外科，湖南 衡陽(yáng) 421001）

骨質(zhì)疏松癥是一種因骨量低下、骨組織微觀結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致骨的脆性及骨折危險(xiǎn)性增加的全身性、代謝性骨病[1]。骨折是骨質(zhì)疏松癥最具破壞性的結(jié)局，髖部骨折在骨質(zhì)疏松引起骨折中數(shù)量最大，危害最嚴(yán)重[2]。篩查骨質(zhì)疏松性髖部骨折的易感人群，進(jìn)行骨質(zhì)疏松癥和骨質(zhì)疏松性髖部骨折的預(yù)防，具有重大的社會(huì)意義。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量股骨近端骨密度和幾何結(jié)構(gòu)，分析其對(duì)預(yù)測(cè)髖部骨質(zhì)疏松性骨折危險(xiǎn)性影響，以便臨床篩選出高風(fēng)險(xiǎn)病人，采取預(yù)防措施和進(jìn)行針對(duì)性的治療，減少髖部骨折的發(fā)生。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2010年6月—2011年5月期間就診的髖部新鮮骨質(zhì)疏松性骨折患者46例，其中男19例，女27 例；年齡 52～90 歲，平均（67.9±8.4）歲；身高 145～172 cm，平均（161.2±8.3）cm；體質(zhì)量 40～78 kg，平均（55.3±7.6）kg。 對(duì)照組 187 例，男 73 例，女 114 例；年齡 50～87 歲，平均（65.7±8.9）歲；身高 135～176 cm，平均（159.4±9.1） cm；體質(zhì)量 22～86 kg，平均（56.1±9.3）kg。對(duì)照組根據(jù)骨密度不同，又分為骨量正常組77例、低骨量組58例、骨質(zhì)疏松組52例。

1.2 測(cè)量方法

采用法國(guó)MEDILINK公司Osteocore 3型雙能X線(xiàn)骨密度儀，測(cè)量部位為股骨近端，骨折組為健側(cè)，對(duì)照組為左側(cè)，雙足固定于與儀器配套的專(zhuān)用固定裝置上，內(nèi)旋20°，分別取股骨頸、轉(zhuǎn)子間與大轉(zhuǎn)子骨密度測(cè)量結(jié)果，使用該儀器自帶的高級(jí)骨科專(zhuān)用分析測(cè)量工具包（圖1），完成股骨近端幾何結(jié)構(gòu)的測(cè)量。測(cè)量的步驟如下：

1.2.1 確定股骨縱軸

在股骨干部分選取水平線(xiàn)（Y坐標(biāo)相同），將其與股骨干內(nèi)、外側(cè)緣的交點(diǎn)定位X1和X2，平均值為X，同理得出另一水平線(xiàn)股骨干的中點(diǎn)X’，于股骨上方尋找一點(diǎn)C，使三點(diǎn)所圍成的面積為0，該線(xiàn)即為股骨縱軸。

1.2.2 股骨頭圓心的確定

將圓弧通過(guò)股骨頸長(zhǎng)軸與股骨頭邊緣的交點(diǎn)，沿股骨頸長(zhǎng)軸調(diào)整圓心，使圓弧與股骨頭投影邊緣大致重疊。

1.2.3 參數(shù)的測(cè)量

股骨頸軸長(zhǎng)（Femoral neck axis length，F(xiàn)NAL），頸干角（Femoral neck angle，F(xiàn)NA），頸長(zhǎng)（Intertrochanter head，IH）由高級(jí)骨科專(zhuān)用分析測(cè)量工具包自動(dòng)計(jì)算；內(nèi)側(cè)偏距（Media offset，MO）為圓心至股骨縱軸的距離（圖2）。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理分析，計(jì)量資料經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)及方差齊性檢驗(yàn)。正態(tài)計(jì)量資料的假設(shè)檢驗(yàn)采用t檢驗(yàn)。以上統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 13.0 for Windows（SPSS lnc，Chicago，USA）軟件完成。

2 結(jié)果

各組股骨近端各部位骨密度（T值）見(jiàn)表1，各組股骨近端幾何結(jié)構(gòu)測(cè)量值見(jiàn)表2。

上述各組的股骨近端幾何結(jié)構(gòu)測(cè)量值均符合正態(tài)分布，正常骨量組、低骨量組、骨質(zhì)疏松組之間FNAL、FNA、MO沒(méi)有顯著性差異，骨折組的上述測(cè)量值與其它各組比較有顯著性差異（P＜0.05）。骨折組FNAL、MO較其他各組增大，F(xiàn)NA減小。

表1 各組股骨近端各部位骨密度（T值）

表2 各組股骨近端幾何結(jié)構(gòu)測(cè)量值

3 討論

當(dāng)機(jī)械壓力超過(guò)局部骨所能承受的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生骨折。在骨質(zhì)疏松癥患者，股骨頸逐漸發(fā)生退行性變，皮質(zhì)骨薄而疏松，骨小梁稀疏，張力骨小梁及壓力骨小梁減少尤其明顯，從而不能承受較大的應(yīng)力和變形[3]。這些都是骨質(zhì)疏松癥患者容易骨折的內(nèi)因。由于老年人反應(yīng)靈敏度下降，運(yùn)動(dòng)量減少，肌力下降，再加上有些老年人患中風(fēng)后遺癥，肥胖或腰腿痛后，均可使老年人行走不穩(wěn)，易于跌倒，是造成髖部骨折的外因[4]。骨折危險(xiǎn)性評(píng)估工具（Fracture risk assessment tool，F(xiàn)RAX）是通過(guò)評(píng)測(cè)年齡、性別、體質(zhì)量、身高、既往骨折史、父母髖部骨折、抽煙、腎上腺皮質(zhì)激素、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥、飲酒、股骨頸骨密度等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)骨折風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)計(jì)算機(jī)評(píng)價(jià)軟件[5]。Kanis教授在2008年使用FRAX評(píng)估近4萬(wàn)英國(guó)老年人群，發(fā)現(xiàn)FRAX能夠被用來(lái)評(píng)估患者未來(lái)10年的骨折可能性，好于單純使用骨密度來(lái)評(píng)估未來(lái)的骨折風(fēng)險(xiǎn)，也好于使用骨密度聯(lián)合一個(gè)或多個(gè)骨折風(fēng)險(xiǎn)因子來(lái)評(píng)估患者未來(lái)的骨折風(fēng)險(xiǎn)[6]。但臨床上不具備以上危險(xiǎn)因素而發(fā)生骨質(zhì)疏松性骨折的患者并不鮮見(jiàn)，在本研究中，46例剛發(fā)生骨質(zhì)疏松性髖部骨折的患者使用FRAX工具進(jìn)行分析時(shí)得出的骨折風(fēng)險(xiǎn)不高，最高值為3.57%，最低值為0.19%，絕大多數(shù)患者在1%左右，這就為篩選出高骨折風(fēng)險(xiǎn)的患者造成了困難。Robbins等[7]在臨床診療過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了許多骨量在正常范圍內(nèi)卻具高骨折風(fēng)險(xiǎn)的患者，認(rèn)為單一的骨量指標(biāo)并不能理想預(yù)測(cè)骨的力學(xué)性能。本研究結(jié)果顯示髖部骨質(zhì)疏松性骨折患者的股骨近端幾何結(jié)構(gòu)與對(duì)照組有顯著性差異，說(shuō)明FNAL和MO的增加以及FNA的變小是重要的危險(xiǎn)因素，可能是FRAX評(píng)估骨折低風(fēng)險(xiǎn)患者發(fā)生髖部骨折的原因。

對(duì)于FNAL與骨質(zhì)疏松性髖部骨折的關(guān)系，已有許多學(xué)者進(jìn)行了研究。Pulkkinen等[8]在對(duì)股骨骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的研究中發(fā)現(xiàn)，在結(jié)合股骨整體解剖結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)兩個(gè)因素后，將顯著提高對(duì)該部位骨折的破壞載荷的預(yù)測(cè)。其中股骨頸部位的松質(zhì)骨量和FNAL是預(yù)測(cè)該部位破壞載荷的主要相關(guān)因素，當(dāng)這兩個(gè)因素與該部位的骨密度結(jié)合后，預(yù)測(cè)相關(guān)性更高。國(guó)外的一些研究認(rèn)為髖軸長(zhǎng)可以預(yù)測(cè)股骨頸骨折的發(fā)生，且與股骨頸骨折發(fā)病率呈正相關(guān)，老年女性髖軸長(zhǎng)每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，其髖部骨折發(fā)病率就增加1.8倍[9]。國(guó)內(nèi)外的一些研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生髖部骨折的老年女性的平均髖軸長(zhǎng)要明顯大于非骨折對(duì)照組[10]。有學(xué)者對(duì)比研究了中國(guó)與歐洲婦女，發(fā)現(xiàn)中國(guó)婦女髖軸長(zhǎng)與FNAL明顯減小，認(rèn)為這是亞洲女性髖部骨折發(fā)病率較低的原因[11]。髖軸長(zhǎng)與FNAL相比，僅僅增加了關(guān)節(jié)間隙的軟骨厚度和髖臼內(nèi)側(cè)壁的厚度，而這兩項(xiàng)僅在發(fā)生髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎和髖臼發(fā)育異常等少見(jiàn)情況時(shí)才發(fā)生變化，可以認(rèn)為它們有高度的相關(guān)性。本實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論也證實(shí)骨質(zhì)疏松性髖部骨折患者FNAL的長(zhǎng)度較對(duì)照組增加，與以上學(xué)者的觀點(diǎn)一致。

骨的受力方向?qū)钦鄣陌l(fā)生也有著重要意義。骨承受壓力負(fù)荷能力最大，其次是拉力、剪切力和扭轉(zhuǎn)力。在骨質(zhì)疏松的松質(zhì)骨中，當(dāng)載荷的角度傾斜30°后，引起骨折的載荷量下降了24%[12]。本實(shí)驗(yàn)研究的MO和IH是從人工髖關(guān)節(jié)假體力學(xué)分析中引入來(lái)描述股骨近端幾何結(jié)構(gòu)的，反映的是股骨近端在重力、扭轉(zhuǎn)力或剪切力下的力臂，它與力的大小的乘積即為扭矩，表示的是在該作用力下骨骼的負(fù)荷。在作用力不變的情況下，MO和IH變長(zhǎng)也能使骨骼的負(fù)荷明顯增加，增加骨質(zhì)疏松癥患者髖部骨折的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)驗(yàn)中，髖部骨折組的MO和IH較對(duì)照組明顯增大，與力學(xué)分析相符（圖3，4）。

目前，大部分學(xué)者認(rèn)為股骨FNA的增大將導(dǎo)致髖部骨折的風(fēng)險(xiǎn)增大。Szulc等[13]認(rèn)為：骨密度、FNA和皮質(zhì)厚度都是決定股骨上段骨強(qiáng)度的重要因素。股骨頸骨折者的FNA及髖軸長(zhǎng)度都明顯大于正常對(duì)照人群。Alonso等[14]發(fā)現(xiàn)FNA增加1SD，女性髖部骨折危險(xiǎn)性增加3.48倍。但張揚(yáng)等[15]通過(guò)生物力學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)股骨FNA的度數(shù)與股骨近端極限載荷間沒(méi)有明顯的相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松性髖部骨折患者FNA較對(duì)照組減小，與以上學(xué)者的觀點(diǎn)不同，但更符合生物力學(xué)原理。因?yàn)镕NA為鈍角，它增大后剪切力的力臂減??；同時(shí)髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)活動(dòng)時(shí)，F(xiàn)NA增大，股骨頭和股骨干的旋轉(zhuǎn)軸接近，有利于緩沖扭轉(zhuǎn)力對(duì)股骨近端的負(fù)荷；而FNA減小的效應(yīng)剛好相反（圖5）。上述的各個(gè)觀點(diǎn)還需要在統(tǒng)一測(cè)量方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行大樣本的調(diào)查才能得出結(jié)論。

骨質(zhì)疏松性髖部骨折患者FNAL、FNA、MO和IH等股骨近端幾何結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使股骨近端在受到重力、剪切力或扭轉(zhuǎn)力時(shí)力臂增大，骨骼負(fù)荷增加，是導(dǎo)致骨折發(fā)生的重要因素。

股骨近端幾何結(jié)構(gòu)分析結(jié)合骨密度測(cè)定可以提高骨質(zhì)疏松性髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)水平，對(duì)骨折的預(yù)防有積極意義。

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