絕經(jīng)后女性不同Singh指數(shù)骨掃描電鏡特點(diǎn)

徐　叢　徐　飛　杜元良　李　嘉　戴海峰　王中新　呂永明

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，河北　承德　067000)

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絕經(jīng)后女性不同Singh指數(shù)骨掃描電鏡特點(diǎn)

徐叢徐飛杜元良李嘉戴海峰王中新1呂永明

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，河北承德067000)

〔摘要〕目的觀察絕經(jīng)后女性不同Singh指數(shù)股骨頭骨小梁結(jié)構(gòu)及骨超微結(jié)構(gòu)情況。方法取股骨頸骨折、粗隆間骨折絕經(jīng)后女性患者行假體置換患者股骨頭標(biāo)本33份，將33份標(biāo)本采用低真空掃描電鏡觀察股骨頭主要承重區(qū)骨小梁和骨超微結(jié)構(gòu)；拍攝術(shù)前健側(cè)X線片進(jìn)行Singh指數(shù)分級(jí)。結(jié)果不同Singh指數(shù)分級(jí)掃描電鏡下呈現(xiàn)出明顯的差異，對(duì)于Singh指數(shù)6級(jí)，骨小梁結(jié)構(gòu)完整顯示清晰，高倍鏡下骨膠原纖維排列緊密為特征；Singh指數(shù)5級(jí)和4級(jí)鏡下辨別困難，共同特點(diǎn)為骨小梁變細(xì)，表面欠光滑，部分骨小梁出現(xiàn)斷裂和缺失現(xiàn)象，骨膠原纖維出現(xiàn)卷曲，局部出現(xiàn)分散情況，但這對(duì)于6級(jí)和3級(jí)分辨清晰；Singh指數(shù)3級(jí)掃描電鏡下骨小梁斷裂、缺失情況普遍，骨膠原纖維斷裂、排列散亂為其特征；Singh指數(shù)1級(jí)和2級(jí)分辨困難，表現(xiàn)為骨小梁結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，骨膠原纖維出現(xiàn)大部分?jǐn)嗔选?缺失情況。結(jié)論女性患者Singh指數(shù)可以大致反映骨結(jié)構(gòu)的變化，了解骨質(zhì)疏松情況，但因其主觀因素影響，6級(jí)分法不能更加準(zhǔn)確反映出骨結(jié)構(gòu)，尤其是骨超微結(jié)構(gòu)的具體變化。

〔關(guān)鍵詞〕Singh指數(shù)；掃描電鏡；骨密度；絕經(jīng)婦女

1承德縣醫(yī)院骨科

第一作者：徐叢(1975-)，男，副主任醫(yī)師，醫(yī)學(xué)碩士，碩士生導(dǎo)師，主要從事關(guān)節(jié)外科研究。

絕經(jīng)后女性Singh指數(shù)可以大致反映骨結(jié)構(gòu)的變化，了解骨質(zhì)疏松情況，但因其主觀因素影響，6級(jí)分法不能更加準(zhǔn)確反映出骨結(jié)構(gòu)，尤其是骨超微結(jié)構(gòu)的具體變化。

1材料和方法

1.1材料來源本實(shí)驗(yàn)標(biāo)本均來自我院2009年11月至2013年10月收治股骨頸和轉(zhuǎn)子間骨折女性患者行假體置換取下的股骨頭，共33例。年齡51~84歲，絕經(jīng)時(shí)間大余1年。

1.2納入及排除標(biāo)準(zhǔn)患者均為低能量外傷所致股骨頸骨折，受傷至手術(shù)時(shí)間在2 w內(nèi)，并已除外代謝性骨病、腫瘤、遺傳病、局部感染性炎癥、結(jié)核、股骨近端骨折史和酗酒史。術(shù)前化驗(yàn)血鈣、磷、堿性磷酸酶在正常范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)前已向所有患者告知，取得其同意。標(biāo)本經(jīng)手術(shù)取出后取材甲醛液固定。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1掃描電鏡標(biāo)本制作與觀察選取股骨頭承重部位，取6 mm×5 mm×4 mm松質(zhì)骨標(biāo)本，甲醛固定；乙醇脫水，干燥；放大鏡下標(biāo)本殘留骨小梁間隙中碎屑去除；DM-250Ⅲ型高真空鍍膜機(jī)噴金150 s。標(biāo)本處理后骨小梁結(jié)構(gòu)清晰。利用 JSM-6360LV低真空掃描電鏡進(jìn)行觀察并進(jìn)行詳細(xì)記錄。標(biāo)本在15 000倍掃描電鏡下觀察骨小梁形態(tài)、大小、連續(xù)性及骨小梁表面骨膠原纖維形態(tài)、排列和完整性等情況。主要觀察不同Singh指數(shù)下股骨頭骨小梁結(jié)構(gòu)及骨超微結(jié)構(gòu)。

1.3.2Singh指數(shù)分級(jí)由3名資深副主任醫(yī)師對(duì)所有患者術(shù)前健側(cè)髖關(guān)節(jié)X射線正位片進(jìn)行Singh指數(shù)分級(jí)，確定此技術(shù)的評(píng)判間信度(觀察者間)。4 w后，每個(gè)觀察者再次進(jìn)行重新分級(jí)，確定觀察者內(nèi)信度。組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICCs)評(píng)估觀察者間和觀察者內(nèi)的一致性。

2結(jié)果

Singh指數(shù)6級(jí)2例，骨掃描電鏡特點(diǎn)：100倍鏡下，觀察到股骨頭主要承重區(qū)松質(zhì)骨由板狀骨小梁組成，骨小梁相互交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，小梁厚度與小梁間隙面積比為1∶ 2；1 500倍鏡下，觀察到骨小梁表面被覆有排列緊密的骨膠原纖維，走行方向與骨小梁長軸方向保持一致。骨膠原纖維間有1 μm的間隙并有側(cè)束相互連接支持，骨膠原纖維表面由更細(xì)的纖絲構(gòu)成，它們緊密排列呈束狀而無分離現(xiàn)象。Singh指數(shù)4~5級(jí)共7例，骨掃描電鏡特點(diǎn)：在100倍鏡下，可見股骨頭主要承重區(qū)骨小梁較前組變細(xì)且不均勻，偶可見骨小梁斷裂和缺失現(xiàn)象，均以橫向?yàn)橹?。骨小梁仍交織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，小梁厚度與小梁間隙面積比為1∶3；1 500 倍鏡下，觀察到骨小梁表面被覆的骨膠原纖維松散，但走行與骨小梁長軸方向保持一致；骨膠原纖維間有顆粒狀物質(zhì)，各骨膠原纖維之間可觀察到互相支持連接的側(cè)束。Singh指數(shù)3級(jí)13例，骨掃描電鏡特點(diǎn)：在100倍鏡下，可見股骨頭骨小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遭到不同程度的破壞，骨小梁明顯變細(xì)，小梁厚度與小梁間隙面積比為1∶ 4~1∶6，骨小梁在橫向、 縱向缺均出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，以橫向?yàn)橹? 500倍鏡下，可見骨膠原纖維排列不再整齊，走行各異、 排列紊亂，骨膠原纖維間空隙增大，由更細(xì)纖絲構(gòu)成，并顯示結(jié)構(gòu)散亂、粗細(xì)不等，并有卷曲及斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)。Singh指數(shù)1~2級(jí)11例，骨掃描電鏡特點(diǎn)：在 100 倍鏡下，可見股骨頭骨小梁完全失去網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特征，骨小梁表面凹凸不平極為粗糙，吸收破壞明顯，骨小梁普遍變的菲薄、 排列雜亂無章，吸收、 穿孔、 斷裂和缺失現(xiàn)象普遍；1 500倍鏡下，骨小梁表面可見殘留不規(guī)則骨膠原纖維；骨膠原纖維的更細(xì)纖絲排列雜亂無章、 粗細(xì)不均，出現(xiàn)纖絲退行性改變，并見多處出現(xiàn)斷裂、 缺失現(xiàn)象，骨膠原纖維表面呈“毛刷狀”改變。在我們的研究中，骨掃描電鏡對(duì)Singh指數(shù)6級(jí)顯示清晰，特征強(qiáng)；對(duì)于5級(jí)和4級(jí)分辨無明顯差別，但這兩級(jí)對(duì)于6級(jí)和3級(jí)分辨清晰；3級(jí)與1級(jí)和2級(jí)分辨清晰。見圖1。

圖1　絕經(jīng)后女性不同Singh指數(shù)骨掃描電鏡特點(diǎn)

3討論

本研究為排除性別和絕經(jīng)后內(nèi)分泌變化對(duì)骨密度及骨結(jié)構(gòu)的影響，故選擇絕經(jīng)后女性作為研究對(duì)象〔1~4〕。Singh指數(shù)是由一種根據(jù)股骨近端骨小梁的形態(tài)變化來評(píng)估骨量變化的評(píng)價(jià)方法，其主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)張力骨小梁、壓力骨小梁和大粗隆骨小梁的多小而決定〔4~6〕。骨強(qiáng)度與骨小梁的數(shù)量、骨小梁的厚度呈正相關(guān)性，即骨小梁數(shù)量越多，厚度越厚，連接越多，骨強(qiáng)度越高。同時(shí)骨小梁在保持完整連接的情況下，更能增加骨質(zhì)承重性。連接的骨小梁越多，承重性越強(qiáng)〔7〕。Mittra等〔8〕通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)骨骼極限強(qiáng)度與骨小梁數(shù)量相關(guān)性要明顯優(yōu)于骨小梁厚度，因此若增強(qiáng)骨強(qiáng)度，保存骨小梁的數(shù)量比維持骨小梁的厚度更佳有意義。Silva等〔9〕通過研究發(fā)現(xiàn)，在丟失相同骨量時(shí)，骨小梁數(shù)量丟失造成的骨強(qiáng)度的下降是骨小梁厚度變薄造成效果的2~5倍。由此維持骨強(qiáng)度保存骨小梁的數(shù)量要明顯優(yōu)于維持骨小梁的厚度。Aaron等〔10〕對(duì)骨量相近但是合并或不合并椎體壓縮性骨折的兩組絕經(jīng)后婦女進(jìn)行對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，骨折組的骨小梁連接性相對(duì)較差。Singh指數(shù)越高，骨小梁數(shù)量、骨小梁厚度及骨小梁連接性越高，因此骨強(qiáng)度越大。目前世界公認(rèn)的最普遍的用于診斷骨質(zhì)疏松癥是DXA測得的骨密度小于平均值2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差即可診斷為骨質(zhì)疏松〔11〕。作為診斷骨質(zhì)疏松金標(biāo)準(zhǔn)的骨密度與骨強(qiáng)度呈正相關(guān)性，骨密度越高，骨強(qiáng)度越大。因此在一定程度上可以說 Singh指數(shù)與骨密度具有相關(guān)性，雖然不能作為診斷骨質(zhì)疏松的金標(biāo)準(zhǔn)，但能夠反映出骨質(zhì)疏松的情況，隨著Singh指數(shù)的降低，骨質(zhì)疏松就會(huì)越來越嚴(yán)重。

骨質(zhì)疏松主要是骨密度降低、骨量減低、骨強(qiáng)度下降、骨脆性增加、骨組織顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生退變。根據(jù)骨質(zhì)疏松的程度在電鏡下其主要結(jié)果變化包括：骨小梁由稀疏，變細(xì)，表面欠光滑到骨小梁出現(xiàn)斷裂和缺失再到骨小梁結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，骨膠原纖維由出現(xiàn)卷曲，局部出現(xiàn)分散情況到骨膠原纖維斷裂、排列散亂為其特征再到骨膠原纖維大部分缺失。骨小梁微血管走形盤旋迂回，微血管變形、狹窄、萎縮甚至斷裂〔12〕。目前，多數(shù)的研究認(rèn)為Singh 指數(shù)4 級(jí)對(duì)應(yīng)張力骨小梁出現(xiàn)明顯減少，可作為診斷骨質(zhì)疏松的閾值〔13〕。本研究中發(fā)現(xiàn)對(duì)于Singh指數(shù)6級(jí)，骨小梁結(jié)構(gòu)完整顯示清晰，高倍鏡下骨膠原纖維排列緊密為特征；Singh指數(shù)5級(jí)和4級(jí)鏡下辨別困難，共同特點(diǎn)為，骨小梁變細(xì)，表面欠光滑，部分骨小梁出現(xiàn)斷裂和缺失現(xiàn)象，骨膠原纖維出現(xiàn)卷曲，局部出現(xiàn)分散情況，但這對(duì)于6級(jí)和3級(jí)分辨清晰；Singh指數(shù)3級(jí)掃描電鏡下骨小梁斷裂、缺失情況普遍，骨膠原纖維斷裂、排列散亂為其特征；Singh指數(shù)1級(jí)和2級(jí)分辨困難，表現(xiàn)為骨小梁結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，骨膠原纖維出現(xiàn)大部分?jǐn)嗔选?缺失情況。Singh指數(shù)分級(jí)中電鏡下骨顯微結(jié)構(gòu)變化與骨質(zhì)疏松變化相近。因此Singh指數(shù)可以作為反映骨質(zhì)疏松的一種評(píng)價(jià)方法。

不足之處，Singh指數(shù)受人為因素影響較大，不同水平、經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師會(huì)對(duì)同一張X線片得出不同的結(jié)論，影響其可靠性〔14~16〕。同時(shí)，X線片質(zhì)量等因素也影響最后的診斷結(jié)果。

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〔2014-12-07修回〕

(編輯安冉冉/曹夢(mèng)園)

通訊作者：呂永明(1963-)，男，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，主要從事關(guān)節(jié)外科研究。

基金項(xiàng)目：承德市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20121045)

〔中圖分類號(hào)〕R681.1

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A

〔文章編號(hào)〕1005-9202(2016)04-0936-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.079