更年期慢性下腰痛女性椎體骨密度與Modic改變的相關(guān)性

谷學(xué)智GU Xuezhi

陳興燦1CHEN Xingcan

劉 淼2LIU Miao

何 東2HE Dong

趙才勇1ZHAO Caiyong

王海濤2WANG Haitao

更年期慢性下腰痛女性椎體骨密度與Modic改變的相關(guān)性

谷學(xué)智1GU Xuezhi

陳興燦1CHEN Xingcan

劉 淼2LIU Miao

何 東2HE Dong

趙才勇1ZHAO Caiyong

王海濤2WANG Haitao

作者單位
1. 溫州醫(yī)科大學(xué) 浙江溫州 325035
2. 解放軍第117醫(yī)院放射科 浙江杭州310013

目的 既往文獻(xiàn)報道女性Modic改變的發(fā)生率高于男性，推測可能與更年期女性體內(nèi)激素水平改變導(dǎo)致骨質(zhì)疏松等因素有關(guān)。本文對更年期慢性下腰痛女性椎體骨密度與腰椎MRI上Modic改變的相關(guān)性進(jìn)行研究，探討椎體骨密度在Modic改變中的意義。資料與方法 選擇慢性下腰痛更年期女性205例，行椎體骨密度測定及腰椎MRI檢查，測定椎體骨量并觀察影像學(xué)資料。將所有患者根據(jù)其骨量水平分為骨量正常組（128例）、骨量減少組（58例）及骨質(zhì)疏松組（19例）。比較3組Modic改變的發(fā)生率，分析椎體骨密度與Modic改變的關(guān)系。結(jié)果 205例患者中，骨量正常128例， Modic改變44例（I型19例，II型22例，III型3例），發(fā)生率為34.4%；骨量減少58例，Modic改變34例（I型15例，II型17例，III型2例），發(fā)生率為58.6%；骨質(zhì)疏松19例，Modic改變15例（I型6例，II型7例，III型2例），發(fā)生率為78.9%。3組間Modic改變發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=18.995，P＜0.05）。Pearson列聯(lián)系數(shù)C=0.29＜0.40。骨量減少組、骨質(zhì)疏松組Modic改變發(fā)生率均高于骨量正常組（χ2=9.636、13.680，P＜0.01），骨量減少組與骨質(zhì)疏松組間Modic改變發(fā)生率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=2.555，P＞0.05）。結(jié)論 更年期慢性下腰痛女性椎體骨密度與Modic改變有相關(guān)性。Modic改變的發(fā)生率隨著椎體骨密度的減低而升高，但其關(guān)聯(lián)性較弱，Modic改變的發(fā)生是一個動態(tài)發(fā)展的過程，除椎體骨密度外還受其他因素的影響。

更年期；腰痛；腰椎；骨密度；磁共振成像；Modic退變；女（雌）性

Modic改變是指椎體終板及終板下骨質(zhì)在MRI上的信號改變。1987年DeRoos等[1]首次提出腰椎退行性疾病的患者中MRI影像近終板區(qū)椎體信號有異常變化，隨后Modic等[2]系統(tǒng)歸納、總結(jié)了這些改變后提出了Modic改變，闡述了其在MRI上信號改變的類型、分型的標(biāo)準(zhǔn)及病理組織學(xué)變化。Modic改變的發(fā)生率隨著年齡的增大而升高[3]，但是Modic改變是否與性別有關(guān)還存有爭議，女性Modic改變的發(fā)生率比男性高，推測可能與同年齡段女性體內(nèi)激素水平改變而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松等因素有關(guān)[4]。因此，本研究對更年期慢性下腰痛女性腰椎椎體不同骨量與腰椎MRI上Modic改變發(fā)生率的相關(guān)性進(jìn)行研究，以探討骨密度在Modic改變發(fā)生中的意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2013年2月－2015年1月因慢性下腰痛在解放軍117醫(yī)院就診并行椎體骨密度測定及腰椎MRI檢查的205例女性患者，年齡45～55歲，所有患者均伴有月經(jīng)異常、絕經(jīng)綜合征等臨床癥狀，排除結(jié)核、腫瘤、感染及既往脊柱手術(shù)者。

1.2 儀器與方法 采用雙能X線骨密度儀（GE公司，DPX Bravo型）進(jìn)行椎體骨密度檢測，患者取仰臥位，測量L1～4和腰椎總骨密度。腰椎MRI檢查采用GE Signa Excite型1.5 TMRI掃描儀，行腰椎矢狀位T1WI、T2WI及橫斷位T2WI檢查，掃描參數(shù)：T1WI，TR 450 ms，TE 13.6 ms；T2WI，TR 2000 ms，TE 102 ms，采集次數(shù)2次，矢狀位視野（FOV） 32 cm×32 cm，橫斷位FOV 20 cm×20 cm。

1.3 骨密度評價標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診治指南（2011版）的診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]：使用T值表示骨密度，T值≥－1.0為骨量正常，－2.5＜T值＜－1.0為骨量減少，T值≤－2.5為骨質(zhì)疏松。

1.4 圖像分析 由2名放射科主治醫(yī)師分別獨(dú)立觀測評估并記錄患者影像學(xué)資料。椎體Modic分型評價標(biāo)準(zhǔn)[2]：①正常：終板及鄰近骨信號未見異常；②I型：T1加權(quán)像上呈低信號，T2加權(quán)像上呈高信號；③II型：T1加權(quán)像上呈高信號，T2加權(quán)像上呈等或者輕度高信號；④III型：T1、T2加權(quán)像上均呈低信號。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，采用Kappa檢驗(yàn)評價2名醫(yī)師對影像學(xué)資料評估的一致性，2個分類變量之間的相關(guān)性檢驗(yàn)采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05表示兩分類變量之間有相關(guān)性；若存在相關(guān)性，則采用公式（n為樣本含量），計(jì)算Pearson列聯(lián)系數(shù)C， C=0.0為無關(guān)聯(lián)，C＜0.4為低度關(guān)聯(lián)，C≥0.4為中度關(guān)聯(lián)，C≥0.7為高度關(guān)聯(lián)，C=1.0為完全關(guān)聯(lián)；組內(nèi)發(fā)生率的兩兩比較采用χ2檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)水準(zhǔn)采用公式k為檢驗(yàn)組個數(shù)，α=0.05）計(jì)算，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 椎體Modic改變的一致性評估 2名放射科主治醫(yī)師對椎體Modic改變的評估一致性良好（Kappa=0.85）。

2.2 骨密度評價與Modic改變結(jié)果 205例患者中，骨量正常128例，其中Modic改變44例，發(fā)生率為34.4%；骨量減少58例，其中Modic改變34例，發(fā)生率為58.6%；骨質(zhì)疏松19例，其中Modic改變15例，發(fā)生率為78.9%。3組Modic改變發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=18.995，P＜0.05）。Pearson列聯(lián)系數(shù)C=0.29＜0.40。骨量減少組、骨質(zhì)疏松組Modic改變發(fā)生率與骨量正常組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=9.636、13.680，P＜0.01）；骨量減少組與骨質(zhì)疏松組Modic改變發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=2.555，P＞0.05）。見表1。3型Modic改變例圖見圖1～3。

表1 205例患者的骨密度評價與Modic改變結(jié)果（例）

3 討論

3.1 更年期女性發(fā)生骨質(zhì)疏松的主要機(jī)制 人體成骨細(xì)胞膜上存在雌激素受體，通過與雌激素的結(jié)合可以增加成骨細(xì)胞的活性，促進(jìn)新生骨的形成，與此同時成骨細(xì)胞分泌的護(hù)骨素可使破骨細(xì)胞活性降低，減少骨質(zhì)的吸收[5]。女性進(jìn)入更年期后卵巢功能快速衰退，體內(nèi)雌激素水平逐漸下降，對成骨細(xì)胞的作用減低，會加速人體內(nèi)骨質(zhì)的丟失。另一方面，體內(nèi)雌激素的減少對下丘腦-垂體的負(fù)反饋調(diào)節(jié)能力下降，垂體前葉分泌的卵泡刺激素大量增加，導(dǎo)致破骨細(xì)胞數(shù)量和活性明顯增強(qiáng)，使骨質(zhì)流失進(jìn)一步加快[6]。

3.2 更年期女性腰椎骨密度與Modic改變的關(guān)系Jensen等[3]認(rèn)為女性Modic改變的發(fā)生率要高于男性，其原因可能與更年期女性體內(nèi)激素水平下降而出現(xiàn)骨質(zhì)疏松等因素有關(guān)。更年期女性雌激素下降會加速椎體骨質(zhì)的流失，椎體硬度不足以承受脊柱的軸向壓力及橫向剪切力負(fù)荷，椎體終板及終板下骨小梁逐步彎曲變形，最終發(fā)生終板顯微骨折[7]。椎間盤髓核物質(zhì)通過微骨折裂隙進(jìn)而進(jìn)入終板及終板下骨質(zhì)引起局部的炎癥反應(yīng)，引起椎體終板及終板下骨質(zhì)Modic改變的形成[8]。本研究結(jié)果顯示骨量正常組、骨量減少組及骨質(zhì)疏松組之間Modic改變發(fā)生率有顯著差異，表明椎體骨密度與Modic改變之間具有相關(guān)性。骨量減少組、骨量正常組與骨質(zhì)疏松組Modic改變發(fā)生率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明隨著骨密度水平的降低，Modic改變的發(fā)生率明顯升高。而骨量減少組與骨質(zhì)疏松組之間Modic改變發(fā)生率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能是由于骨質(zhì)疏松組樣本量太少。關(guān)于Modic改變的發(fā)生機(jī)制，魏春曉等[9]發(fā)現(xiàn)除椎體骨密度以外，Modic改變的還受生物力學(xué)、生化及基因等多種因素影響。在本研究中，Pearson列聯(lián)系數(shù)C=0.29＜0.40，表明椎體骨密度與Modic改變之間的關(guān)聯(lián)性較弱，提示除骨密度外，Modic改變發(fā)生與發(fā)展還受其他因素的作用，與既往研究[9]結(jié)果相符。

3.3 Modic改變與慢性下腰痛的關(guān)系 關(guān)于Modic改變與慢性下腰痛關(guān)系的問題，李冰等[10]的Meta分析結(jié)果表明患者M(jìn)odic改變的發(fā)生率與慢性下腰痛呈正相關(guān)，尤其是I型和II型Modic改變。其原因可能與椎間盤重復(fù)性創(chuàng)傷導(dǎo)致髓核內(nèi)炎性物質(zhì)的產(chǎn)生及椎體失穩(wěn)有關(guān)[11]。本研究所有患者均有不同程度的下腰痛癥狀，而I型和II型Modic改變在所有發(fā)生Modic改變患者中占92.47%，因此可以推測在發(fā)生Modic改變的更年期女性中，其慢性下腰痛癥狀與Modic改變密切相關(guān)。

本研究結(jié)果表明更年期慢性下腰痛女性椎體骨密度與Modic改變之間具有相關(guān)性，隨著椎體骨密度的降低，腰椎Modic改變的發(fā)生率逐漸升高，但是這種相關(guān)性較弱，說明Modic改變的發(fā)生與發(fā)展還受其他因素影響。更年期女性加強(qiáng)鈣劑的補(bǔ)充在一定程度上能夠降低Modic改變的發(fā)生率，進(jìn)而減少慢性下腰痛的發(fā)生。

本研究的不足在于獲得的更年期慢性下腰痛患者中骨質(zhì)疏松樣本量太小，對研究結(jié)果有一定影響，有待收集大量樣本進(jìn)一步研究。此外，下一步有必要將骨密度與患者的勞動強(qiáng)度、生化及基因等影響Modic改變的其他因素聯(lián)合進(jìn)行深入研究。

圖1 女，55歲，T值為－1.9，L4/5椎間盤兩側(cè)椎間孔突出伴椎管狹窄，L5/S1I型Modic改變，腰椎退行性變。MRI示T1加權(quán)像上L5/S1終板及鄰近骨質(zhì)呈低信號（箭，A）；T2加權(quán)像上呈高信號（箭，B）

圖2 女，47歲，T值為0.6，L4/5椎間盤脫出伴椎管狹窄，L4/5II型Modic改變，腰椎退行性變。T1加權(quán)像上L4/5終板及鄰近骨質(zhì)為高信號（箭，A）；T2加權(quán)像上為等或者輕度高信號（箭，B）

圖3 女，50歲，T值為－0.6，L2椎體不穩(wěn)，L2/3、L4～S1椎間盤膨出，L3/4椎間盤右后方突出，L3/4III型Modic改變，腰椎退行性變。T1（箭，A）及T2（箭，B）加權(quán)像上L3/4終板及鄰近骨質(zhì)為低信號

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（本文編輯馮婕）

Correlation of Vertebral Bone Mineral Density and Modic Changes in Menopausal Females with Chronic Low Back Pain

Purpose It has been reported that women have higher incidence of Modic changes than men and it may be related to the change of female hormone levels during menopause which leads to osteoporosis and other factors. This paper investigated the relationship between vertebral bone mineral density (BMD) of menopausal female suffering from chronic low pain and lumbar vertebral Modic changes on MRI, to explore the effect of vertebral bone mineral density upon Modic changes. Materials and Methods A total of 205 menopausal women with chronic low back pain were enrolled and underwent vertebral bone mineral density measurement and lumbar MRI examination. The bone mass of vertebral body and bone imaging data were observed. All patients were divided into three groups according to their level of bone mass: group of normal bone mass: 128 cases; osteopenia group: 58 cases; osteoporosis group: 19 cases. The incidence rate of Modic changes was compared among the three groups and the relationship between bone mineral density and vertebral Modic changes was further analyzed. Results Among 205 patients, 128 were with normal bone mass, 44 had Modic changes (type I: 19 cases; type II: 22 cases; type III: 3 cases) and the incidence rate was 34.4%; osteopenia occurred in 58 patients, among whom 34 had Modic changes (type I: 15 cases; type II: 17 cases; type III: 2 cases), which showed that the rate was 58.6%; 19 patients presented osteoporosis, 15 of whom appeared Modic changes (type I: 6 cases, type II: 7 cases; type III: 2 cases), with the rate of 78.9%. There was statistically significant difference in incidence rate of Modic changes among the three groups (χ2=18.995, P＜0.05). Pearson column connection number C=0.29＜0.40. The osteopenia group and osteoporosis group both had higher incidence rates than the group of normal bone mass (χ2=9.636 and 13.680, P＜0.01), and the incidence rate showed no difference between the osteopenia group and osteoporosis group (χ2=2.555, P＞0.05). Conclusion Lumbar vertebral bone mineral density is correlated to the incidence of vertebral Modic changes in menopausal women with chronic low back pain. With the loss of vertebral bone mass, the incidence of vertebral Modic changes gradually rise. However, the correlation is rather weak; Modic change is a dynamic process, which is also influenced by other factors except vertebral bone mineral density.

Climacteric; Low back pain; Lumbar vertebrae; Bone density; Magnetic resonance imaging; Modic Changes; Female

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.07.016

陳興燦

Wenzhou Medical University, Wenzhou 325035, China

Address Correspondence to: CHEN Xingcan

E-mail: genius1174@163.com

2010年度南京軍區(qū)醫(yī)學(xué)科技創(chuàng)新課題項(xiàng)目（10MA128）；浙江省醫(yī)學(xué)會臨床科研基金項(xiàng)目（2011ZYC-A43）。

R445.2；R681.5

2015-04-15

2015-06-29

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2015年 第23卷 7期：536-538，543

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(7): 536-538, 543