老年女性髖部骨折與DXA骨強度參數(shù)的相關(guān)性研究

劉暢暢 尹宏 段光宇 孫欣 孫舒雅

南京市中醫(yī)院，南京中醫(yī)藥大學第三附屬醫(yī)院，江蘇 南京 210001

近年來，越來越多的學者提出了骨強度的概念，研究者們認為對抗骨折能力的評估，必須將骨的量和質(zhì)結(jié)合起來，即稱之為骨強度[1]。換言之，骨強度主要由骨密度和骨質(zhì)量共同決定，骨質(zhì)量對骨折風險的預(yù)估價值正是當前的研究發(fā)展趨勢。其中，對骨質(zhì)量的研究一般包括骨小梁結(jié)構(gòu)、皮質(zhì)骨幾何結(jié)構(gòu)、骨骼力學參數(shù)三個方面。

本研究基于雙能X線測定法(DXA)，對老年女性髖部骨折發(fā)生與骨密度、股骨近端幾何結(jié)構(gòu)和力學參數(shù)等多項數(shù)據(jù)進行分析研究，并探討其相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 對象

1.1.1觀察時間：2014年10月-2017年2月。

1.1.2入選標準：所有受試者均為初次接受雙能X線測定(DXA)的女性，年齡60-85歲。

1.1.3排除標準：(1)因嚴重暴力(如：車禍、高處墜落等)導致髖部骨折者；(2)雙髖骨折術(shù)后均有假體、鋼板或螺釘?shù)戎踩胝撸?3)有腫瘤、化療藥物使用、糖皮質(zhì)激素使用等明確影響骨代謝的既往史；(4)有類風濕性關(guān)節(jié)炎、股骨頭缺血性壞死、畸形性骨炎、成骨不全等嚴重影響髖部骨骼形態(tài)的既往史；(5)體重大于150 kg(超過DXA儀可承載重量)。

共93名受試者納入本項研究，按骨折史分為髖部骨折組33人，胸腰椎骨折組32人，正常組28人。三組受試者基本情況詳見表1。

表1 三組受試者基本情況Table 1 Basic data of patients in three groups

注：組間比較，三組年齡、身高、體重數(shù)據(jù)P值均大于0.05

1.2 方法

受試者知情同意加入本項研究，研究者對所有受試者進行姓名、性別、年齡、身高、體重、疾病史、骨折史等一般情況調(diào)查記錄。

對所有受試者進行DXA測定(采用雙能X線骨密度儀，GE-Prodigy)，對于有髖部骨折的受試者，測試部位為正位脊柱和健側(cè)髖部，對于無髖部骨折的受試者，測試部位為正位脊柱和左側(cè)髖部。使用AHA軟件(Advanced Hip Analyze軟件)，采集受試者髖部幾何參數(shù)及髖部力學分析數(shù)據(jù)。

髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：股骨頸皮質(zhì)厚度(mm)、股骨頸皮質(zhì)比率(%)、距骨皮質(zhì)厚度(mm)、距骨皮質(zhì)比率(%)、股骨干皮質(zhì)厚度(mm)、股骨干皮質(zhì)比率(%)、股骨頸/干角度(度)、股骨頸最小寬度(mm)。

髖部力學分析參數(shù)包括：曲率比率、截面模數(shù)(mm3)、CSMI(mm4)、CSA(mm2)、d1(mm)、d2(mm)、d3(mm)、y(mm)、alpha(度)、theta(度)。(表2)

表2 力學參數(shù)注解Table 2 Annotation of the mechanical parameters

1.3 統(tǒng)計學方法

2 結(jié)果

2．1 基本情況比較

三組受試者基本情況的比較提示，年齡、身高、體重等基本情況組間差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。

2.2 骨密度比較

髖部骨折組與胸腰椎骨折組比較，股骨頸與全髖骨密度(BMD)具有統(tǒng)計學差異；髖部骨折組與正常組比較，腰椎、股骨頸與全髖骨密度(BMD)具有統(tǒng)計學差異(表3、4)。

表3 髖部骨折組與胸腰椎骨折組的骨密度比較Table 3 Comparison of BMD between hip fracture group and thoracolumbar fracture group

表4 髖部骨折組與正常組的骨密度比較Table 4 Comparison of BMD between hip fracture group and control group

2.3 髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)比較(表5、6)

髖部骨折組與胸腰椎骨折組比較，股骨頸皮質(zhì)比率、股骨頸最小寬度兩組數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學意義；而髖部骨折組與正常組比較，股骨頸皮質(zhì)厚度、股骨頸皮質(zhì)比率、矩骨皮質(zhì)厚度、矩骨皮質(zhì)比率、股骨干皮質(zhì)厚度、股骨干皮質(zhì)比率以及股骨頸最小寬度七組數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學意義(表5、6)。

表5 髖部骨折組與胸腰椎骨折組的髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)比較Table 5 Comparison of hip geometric parameters between hip fracture group and thoracolumbar fracture group.

表6 髖部骨折組與正常組的髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)比較Table 6 Comparison of hip geometric parameters between hip fracture group and control group

2.4 髖部力學參數(shù)比較(表7、8)

髖部骨折組與胸腰椎骨折組比較，d2、d3和y三組數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學意義；而髖部骨折組與正常組比較，截面模數(shù)、CSA、d3和y四組數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學意義(表7、8)。

表7 髖部骨折組與胸腰椎骨折組的髖部力學參數(shù)比較Table 7 Comparison of hip mechanical parameters between hip fracture group and thoracolumbar fracture group

表8 髖部骨折組與正常組的髖部力學參數(shù)比較Table 8 Comparison of hip mechanical parameters between hip fracture group and control group

3 討論

3.1 老年髖部骨折的危害

隨著社會人口老齡化的進程，老年髖部骨折的危害性愈發(fā)受到社會各界的重視。近十年來，老年髖部骨折的發(fā)生率迅速增高，其中女性患者的發(fā)病率與年齡呈正相關(guān)，而男性患者的發(fā)病率在80歲時達到峰值[2-4]。由于股骨近端的解剖結(jié)構(gòu)、血運情況等特殊性，常造成骨折不愈合、畸形愈合或股骨頭缺血性壞死、患肢殘障等并發(fā)癥，同時老年患者因長期臥床，易造成肺部感染、褥瘡、血栓相關(guān)事件，甚至死亡等嚴重并發(fā)癥。

老年髖部骨折不僅嚴重影響老年人群的生理及心理健康，同時構(gòu)成社會倫理、經(jīng)濟的重要關(guān)注焦點之一。近年來在髖部骨折與老年人心理健康、高額的醫(yī)療護理費用等醫(yī)學社會學層面展開多項研究探討[5-8]。因此預(yù)測老年髖部骨折風險，有效降低其發(fā)生率顯得尤為重要。

3.2 骨折風險因素評估

傳統(tǒng)觀念認為，年齡、骨密度、跌倒是骨折的主要風險因素，因此在骨折預(yù)防工作中重點強調(diào)了骨密度的檢測。然而研究發(fā)現(xiàn)，骨密度并不能全面反映骨折的風險，有些患者已經(jīng)發(fā)生了脆性骨折，可骨密度并未達到骨量減少或骨質(zhì)疏松癥的診斷標準，而有些患者骨密度已經(jīng)很低卻仍未發(fā)生骨折，這使得相當數(shù)量的骨折高風險患者得不到及時的診斷和治療[9-11]。由此可見，單一的骨密度測定，已經(jīng)不能滿足臨床骨折風險預(yù)測的需要，尤其髖部骨折風險，急需多元化的評估方法。

3.3 骨強度與骨折

骨質(zhì)量主要由骨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定，過去很長一段時期，對髖部骨折的研究均集中在松質(zhì)骨上。然而，一項股骨頸力學測試研究表明，皮質(zhì)骨在股骨頭下區(qū)、股骨頸中段、股骨頸基底、轉(zhuǎn)子間區(qū)分別承受30%、50%、96%、80%的壓力負荷。在股骨頸完全去除松質(zhì)骨的情況下，股骨頸強度僅有小幅度下降，這說明松質(zhì)骨在股骨頸強度中所起的作用相對較小，提示皮質(zhì)骨結(jié)構(gòu)及其特征起著主要作用[12]。有報道稱骨骼大小、橫斷面面積及面積截距的長短等可預(yù)估骨強度的70%～80%[13]。

目前對髖部皮質(zhì)骨的研究主要針對股骨近端幾何結(jié)構(gòu)和力學參數(shù)兩方面。研究發(fā)現(xiàn)骨密度結(jié)合股骨解剖結(jié)構(gòu)比單純用骨密度分析骨折危險性精確度提高了13%[14]。Alonso[15]發(fā)現(xiàn)頸干角增加1個標準差，女性髖部骨折危險性增加3.48倍。Gnudi[16]等認為股骨近端幾何結(jié)構(gòu)對股骨頸骨折危險性預(yù)測有極其重要的作用，而頸干角是最好的預(yù)測參數(shù)。同樣國內(nèi)多項研究發(fā)現(xiàn)，頸干角、股骨頸軸長及股骨頸寬度等指標與髖部骨折風險有顯著相關(guān)性[17-20]。

而股骨近端力學參數(shù)方面，有研究者結(jié)合古典力學理論推測，一個橫截面的轉(zhuǎn)動慣量CSMI值等于π的四分之一與骨的內(nèi)外半徑四次方的差值的乘積。換言之，當CSMI值增加時，骨的抗折彎能力也隨之增加。截面模量z值等于CSMI除以形心距離，它與該截面的最大彎曲應(yīng)力呈負相關(guān)，當z值增加時骨的抗折彎能力也會隨之增加。多項研究均發(fā)現(xiàn)，橫截面轉(zhuǎn)動慣量、截面模量Z值、屈曲比率等指標與髖部骨折存在相關(guān)性[21-24]。

本項研究基于雙能X線測定法，發(fā)現(xiàn)部分髖部幾何力學參數(shù)與老年女性髖部骨折相關(guān)，具有重要的臨床指導意義，同時改變了單一的“低骨量—高骨折風險”預(yù)測模式，形成“骨密度+髖部幾何力學分析”多元化模式，可有效提高老年女性髖部骨折風險的預(yù)測能力。不足之處在于本研究采用樣本量較小，為了更好的指導臨床工作，進一步前瞻性深入研究正在進行。