雙能X線吸收測量法在慢性脊髓損傷患者腰椎骨密度丟失評價中的應(yīng)用

楊建博，魏巍，尚洪濤，靳憲輝，張慶勝，崔勝杰

（哈勵遜國際和平醫(yī)院骨科，河北 衡水 053000）

·臨床論著·

雙能X線吸收測量法在慢性脊髓損傷患者腰椎骨密度丟失評價中的應(yīng)用

楊建博，魏巍，尚洪濤，靳憲輝，張慶勝，崔勝杰

（哈勵遜國際和平醫(yī)院骨科，河北 衡水 053000）

目的評價雙能X線吸收測量法（DEXA）腰椎正位和側(cè)位測定慢性脊髓損傷患者腰椎骨密度的價值。方法采用DEXA檢測9例四肢癱瘓和6例截癱患者正位及側(cè)位腰椎和全髖關(guān)節(jié)骨密度。結(jié)果患者平均年齡是（35±15）歲（20～62歲），損傷時間為（57±74）個月（53～200個月）。腰椎側(cè)位骨密度T評分和Z評分高于正位[T評分L2：（20.7±1.2）vs（0.0±1.4），P=0.01；L3：（20.9±1.6）vs（0.3±1.3），P=0.002；L2～L3：（20.8±1.3）vs（0.2±1.3），P=0.001；Z評分L2：（20.3±1.1）vs（0.2±1.2），P=0.05；L3：（20.6±1.3）vs（0.5±1.3），P=0.01；L2～L3：（20.4±1.1）vs（0.4±1.2），P=0.005]全髖關(guān)節(jié)T評分、Z評分[分別為（21.1±1.0）和（21.0±1.0）]和L2～L3腰椎側(cè)位評分類似，而L2～L3腰椎正位評分維持不變。隨脊髓損傷時間增加，腰椎側(cè)位骨密度顯著下降，而腰椎正位骨密度保持不變。結(jié)論DEXA檢測腰椎側(cè)位骨密度能夠準確反映脊髓損傷患者骨密度丟失情況，而腰椎正位骨密度檢測不能準確反映骨密度丟失情況，可能會低估患者骨折發(fā)生風險。

脊髓損傷；截癱；四肢癱瘓；骨密度；椎體；雙能X線吸收測量法；骨質(zhì)疏松

慢性脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）后骨質(zhì)疏松常常導(dǎo)致長骨骨折，骨折的發(fā)生率達到2%～33%[1]。以往橫斷面研究發(fā)現(xiàn)，與四肢和骨盆相反，癱瘓后脊柱骨密度降低并不明顯。相反，隨著年齡和（或）損傷時間的增長，骨密度甚至增加[2]。然而，近期有報道對癱瘓后椎體免遭骨密度（bone mineral density，BMD）損失這一觀點提出質(zhì)疑[3]，該研究指出，脊椎不存在骨質(zhì)疏松癥是標準正位（PA）雙能X線吸收法（dualenergy X-ray absorptiometry，DEXA）的一個假象[4]。由于腰椎后前位DEXA輻射水平較低，操作簡便，結(jié)果重現(xiàn)性好，診斷快速可靠，已廣泛用于測定一般人群髖部和腰椎骨密度。后前位測定腰椎骨密度的缺點可能是測定區(qū)域包含通常由骨贅組成的外源性鈣化。隨著年齡增長，一般人群椎管外鈣化可能會使骨質(zhì)疏松癥臨床癥狀不明顯。在已知患有神經(jīng)鈣化的脊髓損傷患者中，腰椎正位DEXA可能會高估骨含量，臨床對結(jié)果造成曲解，而腰椎側(cè)位（LAT）DEXA成像在某種程度上減少這種成像偽影。筆者推測正位投影會因外源性鈣化而高估了腰椎骨密度，因此，本研究對脊髓損傷患者腰椎正、側(cè)位DEXA圖像T評分與Z評分進行比較。

1 資料與方法

1.1研究對象與方法

研究對象選自哈勵遜國際和平醫(yī)院骨科住院15例脊髓損傷患者。其中，男12例，女3例，（見表1、2）。截癱6例，四肢癱瘓9例。所有患者均有步行障礙，根據(jù)ASIA分級劃分為A～C級；運動神經(jīng)完全性脊髓損傷7例，運動神經(jīng)不完全性脊髓損傷8例（見表1、2）。為了檢測急性期后損傷時間效果（如骨量快速丟失期將發(fā)生在損傷后18個月內(nèi)），患者被分成兩組：損傷時間＜18個月組和損傷時間≥18個月組。已知患有骨?。ㄈ绠愇还腔⒓韧钦郏?、具有骨骼疾病易發(fā)因素、腰椎或髖部有手術(shù)器件的患者不得參與本研究。研究前患者均知情同意。

表1 患者人口學特征

表2 患者神經(jīng)功能信息

1.2研究方法

獲取第2腰椎（L2）、第3腰椎（L3）及相連椎段（L2～L3）的正、側(cè)位圖像（GE Lunar Prodigy Advance雙能X線吸收儀，美國通用），結(jié)合GE Lunar/NHAN ESⅢ規(guī)范數(shù)據(jù)庫（Lunar Prodiy，12.1版）分離研究區(qū)進行骨密度定量，并生成T評分和Z評分。同時獲得全髖和股骨頸圖像。在12個月內(nèi)，每日采用正位脊柱體模（外包丙烯酸酯的鋁脊柱體模）連續(xù)掃描38次以測定DEXA變化，DEXA變化＜1%（變異系數(shù)=0.06）。

1.3統(tǒng)計學方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果以均值±標準差（±s）表示，采用配對t檢驗對T評分和Z評分及骨密度值腰椎正、側(cè)位之間的差異顯著性進行確定。采用單因素重復(fù)測量方差分析及Fisher保護最小二乘差異事后檢驗對T評分和Z評

分的腰椎正、側(cè)位、全髖與股骨頸之間的顯著差異進行確定。采用Pearson相關(guān)系數(shù)對損傷時間與骨密度之間的相關(guān)性及各變量的T評分與Z評分之間的相關(guān)性進行確定。采用簡單回歸模型報告損傷時間及腰椎正位或側(cè)位值與全髖骨密度及T評分之間的關(guān)系，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

截癱組患者與四肢癱瘓組患者腰椎骨密度差異值無統(tǒng)計學意義（見表3）。L2、L3及L2～L3的腰椎側(cè)位與正位比較表明，腰椎側(cè)位各椎體節(jié)的T評分和Z評分一般較腰椎正位各椎體節(jié)的T評分和Z評分高（見表4和附圖）。腰椎側(cè)位（L2、L3及L2～L3）、全髖和股骨頸的T評分和Z評分均低于平均值（見附圖）。除L2側(cè)位的Z評分（-0.26±1.10）及全髖的Z評分（-0.97±1.0）外，腰椎側(cè)位的T評分和Z評分與全髖和股骨頸的T評分和Z評分比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）（見附圖），腰椎正位（L2、L3及L2～L3）的T、Z評分均值與全髖的T、Z評分均值有顯著差異（見附圖）。

表3 骨礦物質(zhì)密度和脊髓損傷程度的T評分和Z評分

附圖 全髖關(guān)節(jié)、股骨頸、L2腰椎、L3腰椎和L2～L3椎間正位及側(cè)位T評分和Z評分

腰椎正位的T評分或Z評分為負值患者的腰椎側(cè)位評分均非正值，但4例腰椎側(cè)位評分為負值的患者腰椎正位評分為正值。值得注意的是，腰椎正位（L2或L3）僅3例的骨量低至T評分標準（如-1.0～-2.5）；但前述3例的腰椎側(cè)位中，1例呈低骨量，2例符合骨質(zhì)疏松癥標準（＜-2.5）。L2或L3腰椎側(cè)位成像的T評分顯示，骨質(zhì)疏松癥和低骨量各4例，或15例中8例有椎骨明顯缺失的跡象，而僅3例本來確定骨量低至腰椎正位T評分。3例腰椎正位低骨量中，男2例，女1例；腰椎側(cè)位低骨量，男2例，女

2例，骨質(zhì)疏松癥男女各2例。因此，不論是腰椎側(cè)位低骨量組還是骨質(zhì)疏松癥組，均為男5例，女4例。12例男性中，5例出現(xiàn)不完全性運動損傷，2例骨量最高（T評分=-2.4～-2.9）；2例骨質(zhì)疏松癥女性均患有不完全性運動損傷，損傷時間分別為113個月和240個月（見表2）。

在所有患者（n=15）中，損傷時間與L3側(cè)位（R= -0.60，P=0.01）、L2～L3（R=-0.57，P＜0.05）、全髖（R= -0.61，P=0.01）和股骨頸（R=-0.61，P=0.01）的骨密度呈相關(guān)。損傷時間往往與L2側(cè)位的骨密度呈負相關(guān)（R=-0.42，P=0.12）（見表5）。在損傷時間≥18個月亞組的9例患者中，可見損傷時間與腰椎側(cè)位、全髖和股骨頸的骨密度和T評分呈負相關(guān)（見表5）；應(yīng)該注意的是，這9例患者中，其中4例的損傷時間為113～240個月。

表4 所有患者CT正位和側(cè)位的骨礦物質(zhì)密度、T評分及Z評分比較（n=15)

表5 所有患者損傷時間與BMD、T評分及Z評分相關(guān)性分析（n=15）

3 討論

本研究表明腰椎側(cè)位T評分和Z評分可以預(yù)測骨丟失，而腰椎正位評分似乎是椎體骨含量較不可靠的指標。通常腰椎側(cè)位T評分和Z評分與全髖T評分和Z評分相似，但與腰椎正位T評分和Z評分差異有統(tǒng)計學意義。而且，損傷時間延長與腰椎側(cè)位骨密度及T、Z評分降低有關(guān)聯(lián)，這與損傷以后全髖及股骨頸骨密度及T、Z評分值相關(guān)，但脊柱正位的這些指標和損傷時間無相關(guān)性。本研究的局限性是損傷時間較長的患者數(shù)：4例的損傷時間＞9年，損傷時間最長為240個月。因此，隨著損傷時間增加，全髖、L3和L2～L3的T評分和Z評分明顯降低，骨密度丟失越明顯，這提示椎骨成像側(cè)位投影比正位投影更準確。由于本研究未對椎體壓縮性骨折和（或）外源性鈣化進行測定，可能無法揭示損傷時間與L2側(cè)位骨密度的顯著性。目前，尚無報道專門針對脊髓損傷患者的腰椎壓縮性骨折。此外，由于尚未對腰椎脆性進行系統(tǒng)性研究，減少這類人群的骨密度（易發(fā)生骨折）及骨折風險的其他潛在預(yù)測指標同樣尚未明確。

1988年，BIERING-SORENSEN等[5]指出，盡管脊髓損傷患者的股骨頸和股骨干及脛骨近端的骨礦含量顯著減少，但似乎可以保存腰椎的骨量，可以假定是因坐著時維持脊柱的重量所致的。采用PA DEXA作為獲取局部骨密度的方法，LESLIE等[6]對14例慢性脊髓損傷男性和46例患有各種易發(fā)生骨丟失和特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的內(nèi)分泌紊亂的男性進行比較，盡管脊髓損傷患者有明顯的股骨頸骨密度丟失，但無腰椎骨密度丟失的跡象。

以PA DEXA作為成像方法時，有人指出絕經(jīng)后脊髓損傷女性的腰椎骨密度有所提高，與健全的絕經(jīng)后婦女形成鮮明的對照[7]。GARLAND等[8]對31例慢性脊髓損傷女性和17例年齡匹配的健康、健全女性膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)和脊柱局部骨密度進行比較后發(fā)現(xiàn)，青年組（≤30歲）、中年組（31～50歲）和老年組（＞50歲）中女性膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)骨密度因年齡顯著下降，但脊髓損傷組的脊柱骨密度卻隨年齡增長而增加。值得注意的是，老年脊髓損傷組腰椎平均骨密度與青年對照組腰椎平均骨密度相似。因此，與預(yù)期骨密度丟失相比，脊髓損傷女性即使絕經(jīng)后，其脊柱骨密度似乎明顯增加。結(jié)合以往研究結(jié)果，本研究推測脊髓損傷女性經(jīng)PA DEXA所測得的腰椎骨密度

為正常至升高，是因為外源性鈣化所致。

JAOVISIDHA等[9]對116例慢性脊髓損傷患者腰椎與DEXA正位X射線照片之間的L1～L4椎體節(jié)段進行相關(guān)分析，數(shù)據(jù)集由463個作為比較依據(jù)的單個椎骨組成，即無器件或其他異常密度影的椎骨。借助DEXA，可見各腰段的骨密度有所增大，增大范圍為15%～20%；常規(guī)腰椎片的椎體異常率為49%。作者認為，骨密度DEXA結(jié)果提高是因為繼發(fā)進展型骨骼畸形所致。LUI等[10]通過腰椎定量CT（qCT）對64例慢性脊髓損傷患者進行研究，同時通過qCT和DEXA對其中的29例進行探討，在全組中，病史年齡匹配對照組中qCT所得的Z評分為（-2.0±1.2）；在進行兩種成像技術(shù)的亞組中，qCT的Z評分為（-2.4±1.1），DEXA的Z評分為（1.3±2.3），大于平均值。有研究報道，對慢性脊髓損傷男性患者與健全對照組DEXA和qCT腰椎骨密度進行比較，采用qCT可對椎體骨小梁髓部進行分離檢查，而非依賴DEXA的正位投影捕捉后緣皮質(zhì)骨及潛在相關(guān)的病理骨性結(jié)構(gòu)和血管結(jié)構(gòu)，一部分慢性脊髓損傷男性患者，尤其是高位脊髓病變的患者，其腰椎出現(xiàn)明顯的骨質(zhì)疏松；外源性脊椎鈣化的存在及嚴重程度與腰椎骨密度及T評分假性增高之間有關(guān)聯(lián)性[11]。在一般人群中，qCT似乎是一種更靈敏的低骨量診斷技術(shù)，且比DEXA與骨折風險的相關(guān)性更密切。由于qCT的精確度低，輻射照射相對較高，且費用高于DEXA，故qCT并非是監(jiān)測骨密度動態(tài)變化的首選方法。

脊髓損傷患者的脊椎異?；疾÷士膳c健全人群的脊椎異?；疾÷蔬M行比較。在以往研究中，55%的脊髓損傷患者有輕中度退行性關(guān)節(jié)病，25%有嚴重的腰椎退行性關(guān)節(jié)??；在對照組中，40%有輕度退行性關(guān)節(jié)病，所有患者未見患有中度或中度腰椎退行性關(guān)節(jié)病[12]。通過按退行性關(guān)節(jié)病嚴重程度對脊髓損傷組進行分類，患病范圍最廣的患者同時也是PA DEXA腰椎T評分虛高的患者。因此，可能是神經(jīng)病性脊椎?。ㄈ绻琴?、壓迫性骨折）所致脊髓損傷患者脊椎畸形患病率較健全人群有所提高。即使近期有研究給予重視，但是由于缺乏共識及臨床對慢性脊髓損傷患者的腰椎骨含量檢測精度低等問題依然存在。這可能是由于在臨床實踐中腰椎仍通過正位投射進行常規(guī)成像。因此，僅依靠PADEXA測定中軸骨的骨密度并不準確，不能滿足臨床需要。值得注意的是，大多數(shù)長期脊髓損傷的患者會發(fā)生脊椎退行性病變。本研究無法檢測到骨含量較低的標本，且通過PA DEXA無法對慢性脊髓損傷個體腰椎骨質(zhì)疏松癥進行識別，而LAT DEXA以更可靠的方式捕捉到骨密度丟失的嚴重程度，反映在T評分顯著降低。

由于DEXA的輻射照射水平降低，性能可靠靈敏，DEXA已廣泛用于脊髓損傷患者的骨骼骨密度的測定。應(yīng)用DEXA成像對脊髓損傷患者四肢骨質(zhì)疏松癥進行診斷通常是有效且實用。另一方面，如果技術(shù)能力可用于進行此項測定，則脊椎LAT DEXA似乎是成像的首選方法。由于脊髓損傷患者可能會參加身體活動以強健上身，可以預(yù)計脊椎骨密度明顯丟失將會增加椎體壓縮性骨折的風險。因此，指導(dǎo)脊髓損傷患者進行康復(fù)運動時，必需采用可靠成像技術(shù)檢測患者的腰椎骨密度，如患者腰椎骨密度明顯丟失，則必需審慎制定患者康復(fù)運動方案。

總之，與許多一直依賴正位雙能X線吸收法檢測脊椎骨密度的文獻相比，本研究結(jié)果表明大部分慢性脊髓損傷患者腰椎有明顯的骨密度丟失。DEXA的正位投影能夠準確反映后緣皮質(zhì)骨及潛在相關(guān)病理骨性結(jié)構(gòu)和血管結(jié)構(gòu)，而腰椎側(cè)位則能更準確地表征椎體骨密度。由于脊髓損傷患者可能會進行上肢康復(fù)運動，而脊椎骨密度明顯丟失將會增加椎體壓縮性骨折風險，因而制定康復(fù)運動方案時，應(yīng)考慮采用可靠成像技術(shù)排除患者腰椎骨密度明顯丟失。

[1]朱黎婷,朱毅.脊髓損傷神經(jīng)源性腸道功能障礙的診斷,評價和康復(fù)治療現(xiàn)況[J].中國康復(fù)醫(yī)學雜志,2013,27(12):1163-1167.

[2]付能高,張志明,楊鑫.急性脊髓完全橫斷性損傷癱瘓患者血清骨轉(zhuǎn)換生化標志物和骨密度檢測的臨床意義[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2014, 16(9):1289-1291.

[3]張盤德,馮彥林,范小艷,等.腦卒中偏癱患者骨密度變化及繼發(fā)骨質(zhì)疏松癥的特點[J].中國康復(fù)醫(yī)學雜志,2008,22(9):827-829.

[4]韋溦,楊星華,劉洋,等.雙能X線吸收法檢測兒童上肢骨折的骨密度及其意義[J].中華創(chuàng)傷雜志,2014,39(9):41-43.

[5]BIERING-SORENSEN F,BOHR H,SCHAADT O.Bone mineral content of the lumbar spine and lower extremities years after spinal cord lesion[J].Paraplegia,1988,26(5):293-301.

[6]LESLIE WD,NANCE PW.Dissociated hip and spine demineralization:a specific finding in spinal cord injury[J].Arch Phys Med Rehabil,1993,74(9):960-964.

[7]鄭昱新,周吉韋,徐宇,等.絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥婦女體脂成份,下肢肌力和血清雌激素,維生素D的關(guān)系[J].中國骨質(zhì)疏松雜志,2005, 9(4):21-24.

[8]GARLAND DE,ADKINS RH,STEWART CA,et al.Regional

osteoporosis in women who have a complete spinal cord injury[J]. J Bone Joint Surg Am,2001,83A(8):1195-1200.

[9]JAOVISIDHA S,SARTORIS DJ,MARTIN EM,et al.Influence of spondylopathy on bone densitometry using dual energy x-ray absorptiometry[J].Calcif Tissue Int,1997,60(5):424-429.

[10]LIU CC,THEODOROU DJ,THEODOROU SJ,et al.Quantitative computed tomography in the evaluation of spinal osteoporosis following spinal cord injury[J].Osteoporos Int,2000,11(10): 889-896.

[11]BAUMAN WA,SCHWARTZ E,SONG IS,et al.Dual-energy x-ray absorptiometry overestimates bone mineral density of the lumbar spine in persons with spinal cord injury[J].Spinal Cord, 2009,47(8):628-633.

[12]REEVE J,ABRAHAM R,WALTON J,et al.Increasing mineral density after menopause in individual lumbar vertebrae as a marker for incident degenerative disease:a pilot study for the effects of body composition and diet[J].J Rheumatol,2004,31(10): 1986-1992.

（胥洪鵑 編輯）

Dual-energy radiographic absorptiometry in estimation of bone loss of lumber vertebra in patients with spinal cord injury

Jian-bo YANG,Wei WEI,Hong-tao SHANG,Xian-hui JIN, Qing-sheng ZHANG,Sheng-jie CUI,Hua LI
(Department of Orthopedics,Harrison International Peace Hospital, Hengshui,Hebei 053000,P.R.China)

【Objective】To determine bone mineral density(BMD)of the L-spine by PA and lateral(LAT) dual-energy radiographic absorptiometry(DEXA)in patients with chronic spinal cord injury(SCI).【Methods】Measurements of the PA and LAT L-spine and hip were performed in 15 patients with SCI(9 with tetraplegia and 6 with paraplegia).The DEXA(GE Lunar Advance DEXA)images were obtained using standard software.Results were reported as mean±SD.【Results】The mean age was(35±15)years(range:20～62 years), and the duration of injury was(57±74)months(range:53～200 months).T-and Z-scores for BMD were higher for the LAT L-spine than those for PA L-spine[T-scores for L2:(20.7±1.2)vs(0.0±1.4),P=0.01；L3: (20.9±1.6)vs(0.3±1.3),P=0.002；L2～L3:(20.8±1.3)vs(0.2±1.3),P=0.001；Z-scores for L2:(20.3±1.1) vs(0.2±1.2),P=0.05；L3:(20.6±1.3)vs(0.5±1.3),P=0.01;L2～L3:(20.4±1.1)vs(0.4±1.2),P=0.005]. The T-and Z-scores for the total hip[(21.1±1.0)and(21.0±1.0),respectively]and L2～L3LAT L-spine demonstrated remarkable similarities,whereas the L2～L3PA L-spine scores were not reduced.Bone mineral density of the LAT L-spine,but not the PA L-spine,was significantly reduced with increasing duration of injury.【Conclusions】Individuals with SCI may have bone loss of the L-spine that is evident on LAT DEXA but may be misdiagnosed by PA DEXA which may lead to underestimation of the potential risk of fracture.

spinal cord injury;paraplegia;tetraplegia;bone mineral density;vertebral body;dual-energy X-ray absorptiometry;osteoporosis

R651.2

A

1005-8982（2015）24-0028-06

2015-03-10