腰椎定量CT骨密度測量對椎體骨折的診斷價值

孫金磊李葆青

腰椎定量CT骨密度測量對椎體骨折的診斷價值

孫金磊①李葆青①

目的：研究腰椎定量CT（QCT）骨密度測量對椎體骨折的診斷價值，提高QCT診斷椎體骨折的敏感性。方法：選擇2012年7月-2013年7月本院收治的均行胸腰椎CT及MRI檢查的外傷患者20例及2012年 1-7月于本院行腰椎CT檢查有明確椎體陳舊骨折3個月以上病史的患者11例作為研究對象，將MRI上椎體骨髓水腫區(qū)作為感興趣區(qū)（ROI），通過QCT PRO工作站上進行分析處理，共測量28個新鮮骨折椎體、14個陳舊骨折椎體及其鄰近椎體的松質(zhì)骨骨密度（BMD）。結(jié)果：新鮮骨折椎體骨松質(zhì)密度高于其對照椎體骨松質(zhì)密度，比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；陳舊骨折椎體骨松質(zhì)密度與其對照椎體骨松質(zhì)密度比較，差異無統(tǒng)計學意義（P=0.125）。結(jié)論：新鮮骨折椎體內(nèi)骨松質(zhì)BMD值會增高，陳舊骨折的骨松質(zhì)BMD值能夠反映椎體修復的特點，腰椎QCT BMD測量有助于椎體骨折的診斷。

骨密度； 定量CT； 骨折

脊柱外傷是骨科臨床中的常見病，及時正確的診斷對患者的治療及預后有重要意義。多層螺旋CT （MSCT）及后處理技術(shù)顯示骨皮質(zhì)骨折優(yōu)于MRI，而且能辨別骨皮質(zhì)或單純骨小梁骨折，使大量在常規(guī)X線平片上不能發(fā)現(xiàn)的椎體隱性骨折得以診斷，充分顯示其特異性好的特點[1]。但受軟組織分辨率的限制，有些骨折線也很難被發(fā)現(xiàn)，并且骨小梁稀疏也使CT容易遺漏松質(zhì)骨骨折，其診斷隱性骨折的敏感性低于MRI，并且對椎體骨折程度，尤其骨松質(zhì)損傷程度的判斷有一定的困難[2-3]。本文分析了20例胸腰椎椎體骨折患者的QCT及MRI資料，以期進一步提高CT診斷椎體骨折的敏感性，現(xiàn)具體報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2012年7月-2013年7月本院收治的均行胸腰椎CT及MRI檢查的外傷患者20例，其中男12例，女8例，年齡36～85歲，平均63.3歲，8例先經(jīng)MRI檢查，12例先經(jīng)CT檢查，檢查相隔時間不超過1 h，共發(fā)現(xiàn)新鮮骨折椎體28個。所選患者均無惡性腫瘤，測量前一周內(nèi)均未行CT增強檢查。另選擇2012年1-7月于本院行腰椎CT檢查有明確椎體陳舊骨折3個月以上病史的患者11例，其中男5例，女6例，年齡55～78歲，平均67.6歲，共發(fā)現(xiàn)陳舊骨折并且表現(xiàn)為楔形的椎體14個。

1.2 方法

1.2.1 設(shè)備 GE Signa HD 1.5T超導型MR儀，GE 64排螺旋CT掃描機，Image Analysis公司3樣本固體體模，Mindways公司的QCT PRO工作站。

1.2.2 檢查方法 受檢者仰臥于檢查臺上，屈膝，使腰椎曲度消失，將標準體模置于腰椎下，與人體長軸平行，盡量讓腰背部緊貼體模，掃描條件及重建方式均為kV120，mAs125，螺旋掃描采集，標準體部重建方式，層厚為0.625 mm的薄層Volume數(shù)據(jù)，DFOV 400 mm，床高160 cm。

1.2.3 測量和數(shù)據(jù)處理 掃描數(shù)據(jù)傳至Mindways公司的QCT PRO工作站上進行分析處理，使用軟件的3D測量模式進行測量，通過觀察MRI圖像，將椎體骨髓水腫區(qū)作為感興趣區(qū)（ROI），避開骨島、硬化、骨皮質(zhì)及椎后靜脈入口處骨小梁缺少區(qū)及椎體骨折后出現(xiàn)的橫行致密帶，測出椎體松質(zhì)骨骨密度，同時測出下一椎體盡量相同部位的骨密度作為對照，相鄰椎體同時骨折時則測量臨近未骨折椎體的骨密度（圖1）。所有測量均重復3次，取平均值。

圖1 骨密度測量感興趣區(qū)的選擇

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 11.5對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理，計量資料以（±s）表示，比較采用t檢驗，以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

新鮮骨折椎體骨松質(zhì)密度平均為（122.31±28.36）mg/cm3，相應對照椎體骨松質(zhì)密度平均為（81.32±31.87）mg/cm3，新鮮骨折椎體骨松質(zhì)密度高于其相應對照椎體骨松質(zhì)密度，比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；陳舊骨折椎體骨松質(zhì)密度平均為（97.90±26.56）mg/cm3，相應對照椎體骨松質(zhì)密度平均為（87.95±30.77）mg/cm3，陳舊骨折椎體骨松質(zhì)密度與其相應對照椎體骨松質(zhì)密度比較，差異無統(tǒng)計學意義（P=0.125）。典型病例見圖2。

圖2 典型病例MRI及CT圖像

3 討論

MRI對椎體骨折的診斷敏感性極高，尤其是公認的診斷隱性骨折的最佳方法，Kiuru等[4]認為MRI應作為診斷隱性骨折的金標準，但其也有局限性，如對單純無變形椎體骨皮質(zhì)裂紋骨折易漏診，對某些隱性骨折的診斷特異性較差，需密切結(jié)合病史。另外，該檢查對患者檢查條件有要求，這就限制了MRI的應用。QCT對患者檢查條件要求較低，對椎體骨折診斷具有非常高的特異性，通過對椎體形態(tài)的觀察及對椎體骨密度的測量，可能進一步提高QCT診斷的敏感性。

3.1 對感興趣區(qū)的選擇 骨折橫行致密帶是由于單純性屈曲壓縮型骨折導致的骨小梁折斷并互相嵌頓，嵌頓處骨小梁密度增大導致的，在MPR圖像上表現(xiàn)為椎體內(nèi)的骨折橫行致密帶[5]。避開該部位可以更準確測量在MRI上表現(xiàn)為骨髓水腫區(qū)的骨密度，避免了由于橫行致密帶影響而導致的骨折線周圍骨密度的虛高，從而能夠更準確地反映骨松質(zhì)受損程度及范圍，為臨床醫(yī)師對椎體骨折程度的判斷以及后續(xù)治療方式的選擇提供幫助。

3.2 對照椎體的選擇 張昕等[6]認為QCT測量L2～4椎體間BMD值差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），Engelke等[7]認為L1、L2椎體內(nèi)不同部位BMD值測量結(jié)果差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），李葆青等[8]也認為L1～3椎體內(nèi)不同部位BMD值測量結(jié)果差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），但在實際臨床應用中該差異影響較小。故本研究病例中選擇同一患者骨折椎體的下一椎體相同的感興趣區(qū)作為對照組，以盡量減小誤差，僅在測量部位受限時才選擇其他椎體或其他感興趣區(qū)。

3.3 對新鮮骨折的觀察 MRI及MSCT診斷骨折的標準：MRI診斷骨折的標準為T1WI呈不規(guī)則線狀、條狀低信號帶，以及T2WI低信號帶周圍有高信號水腫區(qū)；骨折伴骨髓水腫并出血在T1WI上表現(xiàn)為低信號帶周圍夾雜斑點狀高信號，而T2WI仍呈一致的高信號。MPR圖像觀察到骨皮質(zhì)或骨小梁中斷為確診骨折的多層CT表現(xiàn)[2]。然而由于骨折線細小，且骨折處骨小梁稀疏等原因，導致多層CT會遺漏松質(zhì)骨骨折。

椎體骨折中骨單位在外力作用下相互擠壓聚集，致使骨小梁擠壓斷裂，進而導致局部骨組織骨髓充血水腫，并且骨小梁中斷、骨髓內(nèi)微血管斷裂則引起骨髓出血，這些改變在CT上表現(xiàn)為骨紋理模糊、聚集，骨密度減低或增高[9-10]。故認為椎體骨折時骨小梁斷裂、骨髓水腫及骨髓出血共同導致骨松質(zhì)密度出現(xiàn)變化，本組研究就是基于該基礎(chǔ)上，通過測量骨松質(zhì)密度變化來反映骨松質(zhì)的損傷情況。

對于明確的椎體骨折，放射科醫(yī)生可以通過X線、CT或者MRI等常規(guī)檢查提供給他們的椎體骨折的診斷進行治療，然而由于醫(yī)療技術(shù)水平的提高，治療方法多種多樣，不同骨折狀況治療的效果也千差萬別，患者與醫(yī)生都希望能夠以最佳的治療方式、最小的損傷來獲得最大的醫(yī)療效果，這就需要骨科醫(yī)生更加全面詳細的了解患者的基本情況，這時臨床醫(yī)生可能就會認為影像診斷意見沒有多少實用價值，臨床醫(yī)生需要的是骨折椎體及鄰近椎體更深層次的情況，進而決定治療方式。在本組病例中新鮮骨折的椎體骨松質(zhì)密度的變化與MRI信號的變化具有一致性，且新鮮骨折的椎體骨松質(zhì)密度均較對照組高，比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01），這就證明了通過測量骨密度反映骨損傷的可行性，通過QCT測量椎體骨松質(zhì)密度發(fā)現(xiàn)實際椎體骨折損傷的范圍要較常規(guī)CT肉眼觀察到的范圍廣，這有可能改變患者的治療方式。

對于隱性骨折，在X線片上無改變，尤其那些在CT上也沒有明顯改變的，多屬穩(wěn)定性骨折，既往認為不需手術(shù)治療，故骨科醫(yī)生對此研究較少，對于年輕人而言因其骨強度高，修復能力強而較少發(fā)生并發(fā)癥，但據(jù)統(tǒng)計50歲以上人群中，20%男性及50%女性一生中將會發(fā)生一次或多次由于骨質(zhì)疏松而引起的骨折[11]。而這一類骨折中又有相當一部分因為骨小梁稀疏，骨皮質(zhì)變薄而不容易被發(fā)現(xiàn)，同時患者椎體本身強度就低，修復能力差，如果患者繼續(xù)活動就會加重病情甚至出現(xiàn)椎體塌陷、骨折錯位等，嚴重的影響他們的生活質(zhì)量。隨著椎體成形術(shù)的出現(xiàn)以及人們追求更高的生活質(zhì)量，整個社會對骨質(zhì)疏松性椎體骨折的診斷也愈加重視[12]。通過MRI檢查并結(jié)合病史可以對骨質(zhì)疏松性椎體骨折做出明確診斷，但在CT上可能會出現(xiàn)陰性結(jié)果，而MR雖然提供了椎體骨折以及骨折程度的診斷，但是卻無法告訴骨科醫(yī)生椎體骨質(zhì)疏松的程度，臨床醫(yī)生只能通過目測估判骨松質(zhì)的情況，根據(jù)經(jīng)驗向椎體內(nèi)注入一定量的骨水泥，這有一定的盲目性并要求較高的臨床經(jīng)驗，江曉兵等[13]認為在經(jīng)皮椎體成形術(shù)中骨水泥是否在骨折線內(nèi)充分填充，很可能會影響骨折椎體術(shù)后的即時穩(wěn)定性及力學強度，可能是影響手術(shù)治療效果的重要因素。在本研究中通過QCT對疼痛和壓痛部位椎體骨密度進行測量，新鮮骨折椎體內(nèi)BMD值會增高，可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)CT上沒有發(fā)現(xiàn)骨折而實際上骨松質(zhì)已經(jīng)出現(xiàn)異常改變的椎體，提示椎體骨折或骨挫傷的存在，提高了CT診斷椎體骨折的準確率，同時又告訴臨床醫(yī)生骨折的大致范圍及是否有骨質(zhì)疏松，提供了常規(guī)CT和MRI沒有的信息，也為患者減輕了經(jīng)濟負擔，尤其對于沒有MRI的醫(yī)療機構(gòu)提供了一個新的選擇。通過術(shù)后復查，QCT也可以反映骨水泥在椎體內(nèi)彌散情況，進而對手術(shù)的預后進行預判。

3.4 對陳舊骨折的觀察 大量學者研究了椎體骨折在不同時期的MRI表現(xiàn)，認為MRI能夠反映椎體骨折不同時期的變化，然而對椎體修復完成最終時間的認識還是有一定的差距，但基本上都認為椎體骨折的正常修復重建約在6～12個月內(nèi)完成。本組病例也觀察了一部分陳舊骨折的患者，發(fā)現(xiàn)陳舊骨折椎體骨松質(zhì)密度與對照椎體間比較，差異沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05），這種改變可能與松質(zhì)骨骨折修復的特點有關(guān)系。松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)不同于皮質(zhì)骨，松質(zhì)骨的小梁相對較細，之間的間隙較大，血運較豐富，骨細胞可以借擴散作用獲得營養(yǎng)，因此松質(zhì)骨骨折修復過程也不同于皮質(zhì)骨，在松質(zhì)骨骨折修復過程中由成骨細胞和毛細血管增生而直接修復，因為沒有包繞骨折端的血腫，軟骨內(nèi)成骨的作用就很弱，通過在斷裂的間隙內(nèi)堆積新骨來修復骨小梁，因此在松質(zhì)骨骨折愈合過程中沒有明顯的類似皮質(zhì)骨的骨痂形成[14]。由于血運豐富，其愈合過程較皮質(zhì)骨快，斷端發(fā)生骨壞死程度輕，故其骨質(zhì)密度能較快恢復到正常水平[15]。本組病例中所入選的骨折3個月后的患者有可能因骨折時間過長而表現(xiàn)出骨質(zhì)密度差異不明顯，但由于本研究病例數(shù)量較少，僅能籠統(tǒng)地反映椎體骨折修復的特點，無法準確的反映椎體骨折在不同時期骨質(zhì)密度的特點，也無法與MRI上某些信號的改變相對應，因此需要進一步的研究。

3.5 新鮮骨折與陳舊骨折的鑒別 楊明亮等[16]認為椎體楔形變的基礎(chǔ)上伴有骨質(zhì)硬化、骨質(zhì)增生，提示陳舊性骨質(zhì)疏松性骨折；有外傷病史，傷后胸背部疼痛，且具備叩、壓痛與影像檢查發(fā)現(xiàn)的骨折水平相符時，應高度懷疑新鮮骨折。在本組研究中通過對比椎體骨質(zhì)密度的變化即可對新鮮骨折與陳舊骨折做出區(qū)分，可以減少對骨折的漏診。

綜上所述，外傷后X線片及MSCT未見明顯骨折患者，若受傷部位持續(xù)疼痛、腫脹，通過QCT檢查測量相應椎體骨密度，可以提示隱性骨折或骨挫傷的存在；對于明確的骨折，測量椎體的密度則可以對椎體損傷的程度做出一定的判斷。總之，QCT通過對椎體形態(tài)的觀察，對椎體骨密度的測量，可以進一步提高CT的敏感性，增加CT檢查的適應證，給臨床提供更多、更全面的信息，為臨床醫(yī)師治療方式的選擇提供了新的依據(jù)，從而在一定程度上可替代MRI檢查并彌補MRI檢查的不足。但本研究因觀察病例數(shù)較少，存在一定的局限性，仍需增大樣本量進一步研究。

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Diagnostic Value of Bone Mineral Density Measurement by Quantitative Computed Tomography of Lumbar for Vertebral Fractures/

SUN Jin-lei，LI Bao-qing.//Medical Innovation of China，2015，12（29）：038-041

Objective：To study the diagnostic value of bone mineral density measurement by quantitative computed tomography of lumbar for vertebral fracture，to improve the sensitivity of QCT in the diagnosis of vertebral fracture.Method：20 injury patients who received thoracolumbar CT and MRI examination in our hospital from July 2012 to July 2013 were selected as the research objects.11 patients with obsolete vertebral fractures for more than 3 months in our hospital from January 2012 to July 2012 were also selected as the research objects.The area of marrow edema in MRI were selected as the region of interest（ROI）.The scan data of 28 fresh vertebral fractures，14 old vertebral fractures and their adjacent vertebral bodies were analyzed by the QCT PRO station in order to catch the BMD of cancellous bone.Result：The BMD of cancellous bone in the fresh fractured vertebral bodies was higher than that in their adjacent vertebral bodies，the difference was statistically significant（P＜0.01）.There was no statistically significant difference in the BMD of cancellous bone between the old fracture vertebral bodies and their adjacent vertebral bodies（P=0.125）.Conclusion：The BMD of cancellous bone in the fresh fracture vertebral body increases and the BMD of cancellous bone in the old fracture vertebral body can reflect the characteristics of renovation in vertebral body.Using spine QCT to measure the BMD is valuable in the diagnosis of vertebral fracture.

Bone mineral densitometry； Quantitative computed tomography； Fracture

10.3969/j.issn.1674-4985.2015.29.012

2015-06-07） （本文編輯：王利）

①首都醫(yī)科大學石景山教學醫(yī)院北京市石景山醫(yī)院 北京100043

孫金磊

First-author’s address：Shijingshan Hospital of Beijing City，Shijingshan Teaching Hospital of Capital Medical University，Beijing 100043，China