定量CT分析年齡、腹部脂肪與骨密度的關(guān)系

潘亞玲，陳彤彤，王晗琦，常蕊，程曉光，陸勇*

1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院放射科，上海 200025；2.北京積水潭醫(yī)院放射科，北京 100035；

肥胖和骨質(zhì)疏松是增加人群發(fā)病率和死亡率的常見(jiàn)慢性病[1]。臨床通常分別依據(jù)體重指數(shù)（BMI）、骨密度（BMD）診斷肥胖和骨質(zhì)疏松。然而，BMI 不能準(zhǔn)確反映人體脂肪的局部積累情況。與西方人群不同，中國(guó)人群一般以腹部脂肪過(guò)度積累導(dǎo)致的中心性肥胖居多，而其與骨質(zhì)疏松的關(guān)系可能更為密切[2]。目前腹部脂肪與BMD 的關(guān)系尚不明確，且增齡性改變使得兩者的關(guān)系更加復(fù)雜。定量CT（QCT）能夠精確評(píng)估脂肪局部積累及骨丟失情況，是臨床測(cè)量腹部脂肪和BMD 的重要方法[3]。本研究擬利用QCT探討腹部脂肪和BMD 隨年齡變化的規(guī)律，明確腹部脂肪與BMD 的關(guān)系，為防治肥胖和骨質(zhì)疏松提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 分析2018年4月—2019年1月于我院行低劑量胸部CT 聯(lián)合QCT檢查并符合以下納入標(biāo)準(zhǔn)的健康體檢者：年齡≥30歲，QCT 同時(shí)測(cè)量腹部脂肪和腰椎BMD。排除標(biāo)準(zhǔn)：腰椎存在骨折、囊性、

硬化性病變；金屬偽影干擾測(cè)量；患甲狀腺功能亢進(jìn)或減退、惡性腫瘤等消耗性疾病及影響骨代謝的疾病。共納入2442例，其中男1522例，女920例；年齡30～90歲，平均（50.9±13.0）歲。測(cè)受檢者量身高及體重，計(jì)算BMI。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過(guò)，獲受試者免知情同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 低劑量胸部CT 掃描 采用飛利浦iCT256 128排CT 機(jī)。受檢者仰臥，雙手抱頭，于吸氣末屏氣掃描，自肺尖掃描至L2 椎體下緣。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流30 mAs，采用自動(dòng)毫安秒技術(shù)，視野500 mm，螺距0.775，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.625 s，矩陣512×512，掃描層厚×層距5 mm×5 mm。采用混合迭代重建技術(shù)，重建層厚×層距1 mm×1 mm。定期用質(zhì)控體模（美國(guó)Mindways 公司）對(duì)QCT 測(cè)量軟件進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.2.2 QCT 測(cè)量 重建薄層CT圖像傳輸至QCT 工作站，運(yùn)用QCT Pro 6.1 軟件（美國(guó)Mindways 公司）中“tissue composition”模塊測(cè)量L2 中心層面腹部脂肪。軟件對(duì)脂肪成分自動(dòng)著色，以腹壁肌肉外緣界定腹內(nèi)脂肪與皮下脂肪（圖1）。軟件自動(dòng)輸出腹部總脂肪（total adipose tissue，TAT）和腹內(nèi)脂肪（visceral adipose tissue，VAT），兩者相減得皮下脂肪（subcutaneous adipose tissue，SAT）。按照中國(guó)定量CT 骨質(zhì)疏松癥診斷指南（2018）[4]，采用“骨密度”模塊測(cè)量L1～L2 椎體BMD，測(cè)量感興趣區(qū)（ROI）位于椎體中心，避開(kāi)骨皮質(zhì)和椎靜脈溝（圖2）。按30～39、40～49、50～59、60～69、70～90歲5個(gè)年齡段分別計(jì)算男性和女性平均TAT、VAT、SAT、BMD 及各年齡段較上一年齡段TAT、VAT、SAT、BMD 的增多（+）/減低（-）率。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，計(jì)量資料以表示。各年齡段間TAT、VAT、SAT 比較采用Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)，BMD 比較采用單因素方差分析。計(jì)量資料雙變量相關(guān)性分析采用Spearman 相關(guān)。采用多元逐步回歸分析年齡、BMI、TAT、VAT、SAT與BMD 的相關(guān)性。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 QCT 測(cè)量L2 中心層面腹部脂肪。QCT對(duì)不同組織成分著色，藍(lán)色為腹部總脂肪，綠色光圈緊貼腹壁肌肉外緣，綠色光圈內(nèi)藍(lán)色為腹內(nèi)脂肪，綠色光圈外藍(lán)色為皮下脂肪

圖2 QCT 測(cè)量L1（A）和L2（B）骨密度。紅色橢圓為ROI橫斷位，黃色方框?yàn)镽OI 矢狀位，ROI位于椎體中心

2 結(jié)果

2.1 腹部脂肪及骨密度隨年齡變化的規(guī)律 在男性中，50歲以上各年齡段TAT、VAT 高于30～39歲（TAT：Z=-186.766～-125.329，VAT：Z=-338.628～ -275.882，P 均<0.01），SAT低于30～39歲（Z=103.590～162.446，P 均<0.05），而50歲以上各年齡段間TAT、VAT、SAT 比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均>0.05）；40～49歲與50～59歲年齡段分別較上一年齡段VAT 明顯增多（Z=-178.975、-144.018，P 均<0.001）。在女性中，50歲以上各年齡段TAT、VAT、SAT 高于30～39歲（TAT：Z=-341.460～-288.628，VAT：Z=-409.674 ～-311.454，SAT：Z=-220.013～ -190.701，P 均<0.001），而50歲以上各年齡段間TAT、VAT、SAT 比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均>0.05）；40～49歲與50～59歲年齡段分別較上一年齡段TAT、VAT、SAT 明顯增多（TAT：Z=-118.006、-170.622；VAT：Z=-134.107、-177.347；SAT：Z=-89.663、-130.351，P 均<0.01），女性VAT 增加幅度大于男性。男性和女性BMD 隨年齡增長(zhǎng)逐漸減低，各年齡段間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（男性F=218.659，女性F=360.051，P 均<0.001），50歲后BMD 減低幅度明顯增大，且女性比男性更明顯（表1）。

表1 不同性別人群腹部脂肪及骨密度隨年齡變化的規(guī)律（±s）

表1 不同性別人群腹部脂肪及骨密度隨年齡變化的規(guī)律（±s）

注：與30～39年齡段比較，*P<0.05；與上一年齡段比較，#P<0.05。TAT 為腹部總脂肪，VAT 為腹內(nèi)脂肪，SAT 為皮下脂肪，BMD 為骨密度

年齡段 人數(shù) TAT（g） VAT（g） SAT（g） BMD（mg/cm3） 較上一年齡組增多/減低率（%） TAT VAT SAT BMD 男性 30～39歲 379 23.77±9.85 14.88±6.02 8.89±4.93 169.01±28.94 - - - - 40～49歲 334 25.72±8.89# 17.59±6.26# 8.13±3.67 153.44±28.47# +8.20 +18.21 -8.55 -9.21 50～59歲 360 27.26±8.05* 19.79±6.58*# 7.47±2.79* 130.53±29.05*# +5.99 +12.51 -8.12 -14.93 60～69歲 312 26.47±9.23* 19.27±7.09* 7.20±3.27* 115.28±32.13*# -2.90 -2.63 -3.61 -11.68 70～90歲 137 27.47±10.71* 20.35±8.37* 7.13±3.24* 102.71±34.72*# +3.78 +5.60 -0.97 -10.90 女性 30～39歲 226 15.49±8.41 6.89±4.08 8.61±4.78 190.47±31.98 - - - - 40～49歲 243 19.19±8.62# 9.22±4.72# 9.97±4.39# 175.74±30.75# +23.89 +33.82 +15.80 -7.73 50～59歲 184 24.16±7.70*# 12.54±4.83*# 11.62±3.79*# 138.56±31.82*# +25.90 +36.01 +16.55 -21.16 60～69歲 190 25.05±9.74* 13.43±5.80* 11.62±5.02* 101.19±29.94*# +3.68 +7.10 0 -26.97 70～90歲 77 27.13±9.83* 15.51±6.29* 11.62±4.62* 80.58±28.39*# +8.30 +15.49 0 -20.37

2.2 腹部脂肪與骨密度的相關(guān)性 Spearman 相關(guān)分析顯示，男性和女性TAT、VAT 與BMD 均呈負(fù)相關(guān)（P 均<0.001），男性SAT與BMD呈正相關(guān)（P=0.010），而女性SAT 與BMD 呈負(fù)相關(guān)（P<0.001），其中VAT與BMD 的相關(guān)性最強(qiáng)（男性rs=-0.175，P<0.001；女性rs=-0.427，P<0.001），見(jiàn)表2。

表2 腹部脂肪與骨密度的相關(guān)性分析

2.3 腹部脂肪與骨密度的多元逐步回歸分析 以BMD 為因變量，年齡、BMI、TAT、VAT、SAT 為自變量，多元逐步回歸分析顯示年齡是男性BMD 的獨(dú)立影響因素（P<0.001），而B(niǎo)MI、TAT、VAT、SAT不是男性BMD 的獨(dú)立影響因素（P 均>0.05）。校正年齡、BMI 因素后，VAT是女性BMD 的獨(dú)立影響 因素（β=-0.089，P=0.007），回歸方程為BMD= -0.757年齡+0.100 BMI-0.089 VAT+266.280，而TAT、SAT 不是女性BMD 的獨(dú)立影響因素（P 均>0.05，表3）。

3 討論

與雙能 X線(xiàn)吸收法（dual energy X-ray absorptiometry，DXA）相比，QCT 可選擇性地測(cè)量椎體骨松質(zhì)BMD 且不受腹主動(dòng)脈鈣化、脊柱退變、體型、脊柱側(cè)彎的影響，能夠更早期、更精確地反映BMD 的變化[5]。此外，QCT是目前公認(rèn)的定量測(cè)量腹部脂肪的“金標(biāo)準(zhǔn)”[6]。本研究采用QCT測(cè)量TAT、VAT、SAT 及BMD，探討其隨年齡的變化規(guī)律及腹部脂肪與BMD 的關(guān)系。自出生起B(yǎng)MD 隨骨骼生長(zhǎng)持續(xù)增高，約在20～40歲達(dá)峰值，峰值期后隨年齡增長(zhǎng)逐漸減低，50歲后女性雌激素水平下降，致使女性BMD 急劇減低，減低幅度較男性大[5,7]，與本研究BMD 隨年齡變化規(guī)律相符。本研究中，男性和女性均在40～59歲出現(xiàn)VAT 明顯增多，但女性VAT 增多幅度較男性大，可能與女性卵巢功能減退有關(guān)[8]。與同性別30～39歲人群相比，50歲以上各年齡段男性TAT、VAT 明顯增高（P<0.01），SAT 明顯減低（P<0.05），而女性TAT、VAT、SAT 均明顯增高（P<0.001）。50歲以上男性及女性各年齡段間TAT、VAT、SAT 差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），而B(niǎo)MD 差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001），提示步入老年期后，增齡可能不會(huì)繼續(xù)對(duì)TAT、VAT、SAT 產(chǎn)生影響，但仍會(huì)引起B(yǎng)MD 持續(xù)減低。

表3 腹部脂肪與骨密度的多元逐步回歸分析

脂肪組織可能通過(guò)增加骨機(jī)械負(fù)荷和改變骨代謝影響B(tài)MD[9]。目前腹部脂肪與BMD 的關(guān)系存在較大爭(zhēng)議。以往國(guó)內(nèi)相關(guān)研究多為小樣本研究，且探討腹部脂肪對(duì)BMD 的影響時(shí)均未考慮年齡因素[9-10]。蘇麗葉·蘇里堂江等[9]采用CT 后處理站（ADW4.6）和DXA 分別測(cè)量75例絕經(jīng)后女性臍平面腹部脂肪和腰椎BMD，發(fā)現(xiàn)TAT、VAT、SAT 與BMD 均呈正相關(guān)（P<0.05）。與上述結(jié)果不同，本研究結(jié)果顯示女性 TAT、VAT、SAT 均與 BMD 呈負(fù)相關(guān)（P<0.001），這可能是測(cè)量方法及納入人群不同所致。Zhang 等[10]采用QCT 測(cè)量122例男性和272例女性L3 中心層面體質(zhì)成分和腰椎BMD，發(fā)現(xiàn)男性TAT、SAT、BMD 隨年齡增長(zhǎng)逐漸減低（P<0.05），女性在30～49歲以前TAT、VAT、BMD 增高，之后逐漸減低；以BMD 為因變量，TAT、VAT、SAT、椎旁肌肉、肌間脂肪、肌間脂肪椎旁肌肉比、骨骼椎旁肌肉比為自變量，逐步多元回歸分析顯示SAT分別進(jìn)入男性（β=0.157，P=0.035）和女性（β=0.484，P<0.001）的BMD 回歸方程，而TAT、VAT 未進(jìn)入回歸方程，與本研究結(jié)果不一致，可能與納入回歸方程的自變量及腹部脂肪測(cè)量層面不同有關(guān)。L1/L2～L3/L4 區(qū)域脂肪含量能夠較好地反映全腹脂肪含量，其中L2/L3是評(píng)估全腹脂肪含量的最佳層面[11]。因受掃描范圍、輻射劑量及觀測(cè)椎體等因素的限制，本研究以L2 中心層面作為腹部脂肪的測(cè)量層面。

腹部脂肪對(duì)不同性別和年齡人群BMD 的影響可能會(huì)隨其脂肪分布增齡性改變發(fā)生變化。張曉東等[12]采用QCT 測(cè)量79例女性L3 中心層面腹部脂肪和腰椎BMD，發(fā)現(xiàn)VAT 與年齡呈正相關(guān)（P<0.05），骨量正常組、骨量減少組及骨質(zhì)疏松組間VAT 逐漸增高（P＜0.001），而SAT 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但校正年齡因素后，3組間VAT 差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。易波等[13]采用DXA對(duì)243例男性和150例女性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)老年男性TAT 與BMD 呈正相關(guān)（P=0.043），中年女性TAT 與BMD 呈正相關(guān)（P=0.048），而老年女性TAT 與BMD 呈負(fù)相關(guān)（P=0.043）。VAT對(duì)BMD 和椎骨骨折的影響可能存在性別差異。Hind 等[14]對(duì)152例62歲男性和190例62歲女性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)有椎骨骨折的女性VAT 高于無(wú)椎骨骨折者（P<0.001），而有椎骨骨折的男性與無(wú)椎骨骨折者比較，VAT 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.305），VAT是女性（OR=2.50，P=0.002）并非男性椎骨骨折的危險(xiǎn)因素。本研究中，VAT 與男性和女性BMD 均呈負(fù)相關(guān)（P<0.001），但VAT是女性并非男性BMD 的獨(dú)立負(fù)性影響因素，TAT 和SAT 均不是BMD 的獨(dú)立影響因素。Zhang 等[15]的一項(xiàng)大樣本橫斷面研究對(duì)7230例（46.4%女性）胸、腹部CT 受檢者T7～L5 水平的VAT、SAT 及BMD 進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)校正年齡、性別、BMI 因素后，偏相關(guān)分析顯示VAT 與BMD 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.216，P<0.001），與本研究結(jié)果相符。Wang 等[16]采用QCT 測(cè)量320例女性L4 中心層面腹部脂肪和腰椎BMD，發(fā)現(xiàn)年齡<55歲時(shí)，TAT、VAT、SAT 與BMD 呈負(fù)相關(guān)（P<0.05）；校正年齡、BMI 因素后，VAT是女性BMD 的獨(dú)立負(fù)性影響因素（P=0.01），而TAT、SAT 不是BMD 的獨(dú)立影響因素，與本研究結(jié)果相符。

研究結(jié)果存在不一致的原因可能包括：①納入人群不同，如人種、居住地、飲食、年齡段等；②測(cè)量方法不同：CT、QCT、DXA；③統(tǒng)計(jì)方法、校正因素不同：采用雙變量相關(guān)還是多元回歸分析，是否進(jìn)行分層分析，對(duì)年齡、BMI 等因素是否進(jìn)行校正；④腹部脂肪測(cè)量層面不同。

本研究存在一定的局限性：缺乏對(duì)運(yùn)動(dòng)、飲食、絕經(jīng)等混雜因素的良好控制；>80歲以上高齡人群較少；為單中心研究，地域性可能會(huì)影響研究結(jié)果，需進(jìn)一步行多中心臨床研究驗(yàn)證。

總之，腹部脂肪和BMD 均隨年齡發(fā)生變化。男性和女性在40～59歲出現(xiàn)VAT 明顯增多，應(yīng)在此期間加強(qiáng)對(duì)內(nèi)臟型肥胖的預(yù)防。BMD 隨年齡增長(zhǎng)逐漸減低，50歲后減低幅度明顯增大，且女性減低幅度大于男性。腹部脂肪與BMD 關(guān)系復(fù)雜，VAT 可能是女性BMD 的獨(dú)立負(fù)性影響因素。