椎旁肌肉脂肪變性與骨質(zhì)疏松性狀態(tài)相關(guān)性△

孔祥臻，王 增，于興明，焦 偉，朱莊臣，張業(yè)鋒，王俊勤

（山東第一醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院脊柱外科，山東泰安 271000）

骨質(zhì)疏松性脊柱骨折（osteoporotic vertebral com?pression fracture,OVCF）是老年人主要的椎體骨折原因，以胸腰段前柱椎體的壓縮性骨折最為常見(jiàn)。

隨著世界老齡化趨勢(shì)的不斷進(jìn)展，在體弱的老年人群中易跌倒、骨質(zhì)流失等因素的普遍存在導(dǎo)致OVCF發(fā)生率不斷上升［1］。對(duì)于OVCF的再發(fā)，許多研究表明初次骨折是骨折再發(fā)的絕對(duì)危險(xiǎn)因素［2，3］。與沒(méi)有骨折的患者相比，骨質(zhì)疏松性骨折患者再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)平均高出兩倍［4］，相伴隨的再次骨折患者的死亡率也會(huì)明顯增加［5］。在預(yù)防OVCF的再發(fā)及并發(fā)癥方面，臨床上主要采用規(guī)范抗骨質(zhì)疏松治療、嚴(yán)格佩戴護(hù)具等手段，但效果不甚理想。

骨質(zhì)疏松癥常以骨密度（bone mineral density,BMD）作為診斷的標(biāo)準(zhǔn)。有研究表明骨密度的下降與肌肉質(zhì)量和強(qiáng)度的下降呈正相關(guān)［6］。但既往文獻(xiàn)顯示腰椎旁肌肉質(zhì)量下降是否為椎體骨質(zhì)疏松性骨折的危險(xiǎn)因素并無(wú)定論。故本研究通過(guò)分析腰椎椎旁肌肉質(zhì)量及脂肪變性程度與初次OVCF、OVCF再發(fā)的關(guān)系，探討其臨床意義，最終對(duì)預(yù)防骨質(zhì)疏松性椎體骨折的發(fā)生，減少晚期并發(fā)癥的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)骨質(zhì)疏松性椎體骨折病人個(gè)體化治療給予建議。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡≥60歲；（2）臨床和影像診斷為OVCF（圖1a）或單純骨質(zhì)疏松；（3）MRI檢查與BMD檢查資料齊全。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）既往有外傷性椎體骨折病史；（2）有腰椎融合或減壓等任何腰椎手術(shù)史者；（3）強(qiáng)直性脊柱炎；（4）脊柱感染，或脊柱腫瘤；（4）累及脊柱的關(guān)免疫性疾病；（5）有藥物或酒精濫用史。

1.2 一般資料

回顧性分析2020年1月—2020年12月在山東第一醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院脊柱外科收治患者的臨床資料。共64例OVCF患者符合上述標(biāo)準(zhǔn)，納入本研究。其中，男13例，女性51例，平均年齡（72.11±6.84）歲。39例為初次骨折患者（初次骨折組），25例為再發(fā)骨折患者（再骨折組）；隨機(jī)選擇同期間就診的無(wú)OVCF的骨質(zhì)疏松癥患者20例作為無(wú)骨折對(duì)照組。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象均知情同意。

1.3 檢測(cè)方法

1.3.1 MRI椎旁肌測(cè)量

對(duì)所有研究對(duì)象均采用GE公司Discovery MR 750 3-tesla成像系統(tǒng)進(jìn)行腰椎檢查，以腰椎MRI T2加權(quán)像軸位片為基礎(chǔ)，借助軟件image-proplus 6.0，選取L3下終板處的軸位圖像，此為最好的研究?jī)?nèi)臟脂肪的切片位置［9］，測(cè)量雙側(cè)椎旁肌，包括多裂肌和豎脊肌的橫截面積（cross-sectional area,CSA）、肌肉間隙脂肪組織（intermuscular adipose tissue,IMAT）。并根據(jù)IMAT計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化IMAT（normalized IMAT,nIMAT）值，nIMAT（%）=IMAT×100/CSA。具體步驟如下：選取患者T2加權(quán)MRI，L3下終板處軸位圖像，在image-proplus 6.0上選出感興趣區(qū)域（region of interest,ROI）（圖 1b）；參考劉斌等［10］的測(cè)量方法，首先測(cè)量MRI上皮下脂肪的灰度范圍（圖1c），而后測(cè)量椎旁肌肉ROI的灰度范圍（圖1d）；CSA即為ROI的總面積，IMAT即為ROI上圖1c、1d兩圖灰度值重疊部分（即ROI中脂肪的灰度值范圍）所占的面積。

圖1 患者，女，67歲，L1椎體壓縮骨折伴L(zhǎng)3椎體陳舊性骨折，MRI影像診斷與測(cè)量 1a:MRI矢狀面掃描顯示L1椎體OVCF（黃色箭頭：本次新鮮骨折；綠色箭頭：既往陳舊性骨折） 1b:L3下終板平面T2加權(quán)MRI圖像選擇出多裂肌和豎脊肌為興趣區(qū) 1c:皮下脂肪灰度范圍 1d:椎旁肌肉灰度范圍

1.3.2 BMD檢測(cè)

采用HOLOGIC公司HORIZON W型骨密度測(cè)試儀進(jìn)行雙能X線吸收法（dual energy X-ray absorpti?ometry,DXA）測(cè)量L1～4骨密度并平均，記錄實(shí)測(cè)值BMD及T值。

1.4 骨折診斷分類標(biāo)準(zhǔn)

以腰椎MRI作為影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，邀請(qǐng)兩名及以上經(jīng)驗(yàn)豐富的主治醫(yī)師共同診斷。診斷標(biāo)準(zhǔn)如下：骨質(zhì)疏松癥患者無(wú)暴力等因素導(dǎo)致的突發(fā)劇烈腰痛病史，符合低創(chuàng)傷性骨折特征［7］，MRI影像中發(fā)現(xiàn)形變椎體內(nèi)在T1加權(quán)圖像中表現(xiàn)低信號(hào)，T2加權(quán)圖像中出現(xiàn)高信號(hào)，其位置與患者疼痛癥狀一致，即可診斷此腰椎節(jié)段新鮮壓縮骨折發(fā)生。如追問(wèn)病史此次癥狀發(fā)生前無(wú)既往突發(fā)腰痛病史，MRI影像見(jiàn)余腰椎形態(tài)良好，可診斷為初次OVCF發(fā)生，納入初骨折組。如入院后MRI檢查中發(fā)現(xiàn)除此椎體節(jié)段外，余椎體存在一個(gè)或多個(gè)雙凹樣或楔形樣變，MRI影像T2加權(quán)圖像見(jiàn)節(jié)段椎體無(wú)明顯信號(hào)改變，追問(wèn)病史既往存在突發(fā)腰痛病史，符合低創(chuàng)傷性骨折特征，可確診該患者既往OVCF發(fā)生［8］，結(jié)合此次新鮮壓縮骨折發(fā)生，可診斷為OVCF再發(fā)，納入再骨折組。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用IBM SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示，資料呈正態(tài)分布時(shí)，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法；資料呈非正態(tài)分布時(shí)，采用秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用x2檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)。骨密度與CSA、IMAT及nIMAT間行Pearson相關(guān)分析，骨狀態(tài)（無(wú)骨折為1，初骨折為2，再發(fā)骨折為3）分別與CSA、IMAT及nIMAT行Spearman相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基線資料

三組患者基線資料見(jiàn)表1，三組患者在年齡、性別構(gòu)成和合并病情況的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。三組患者體質(zhì)指數(shù)（body mass index,BMI）實(shí)測(cè)值由高到低依次為：無(wú)骨折組>再骨折組>初骨折組，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。所有患者腰椎骨密度檢測(cè)結(jié)果的T值均≤-2.5，符合骨質(zhì)疏松癥的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)；三組患者T值的絕對(duì)值由高到低分別為再骨折組>初骨折組>無(wú)骨折組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；其中，無(wú)骨折組顯著低于初骨折組和再骨折組（P<0.05），但初骨折組與再骨折組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表1 三組患者基線資料與比較

2.2 三組患者BMD與椎旁肌測(cè)量比較

三組患者BMD與MRI椎旁肌測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2，BMD實(shí)測(cè)值由高到低依次為：無(wú)骨折組>初骨折組>再骨折組，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；其中，無(wú)骨折組顯著高于初骨折組和再骨折組（P<0.05），但初骨折組與再骨折組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表2 三組患者BMD實(shí)測(cè)值及椎旁肌測(cè)量結(jié)果（±s）與比較

表2 三組患者BMD實(shí)測(cè)值及椎旁肌測(cè)量結(jié)果（±s）與比較

images/BZ_40_205_743_575_809.pngBMD（g/cm3）IMAT（mm2）images/BZ_40_575_743_917_809.png0.72±0.04 2 137.93±456.68images/BZ_40_917_743_1453_809.png0.68±0.08 2 273.93±601.47images/BZ_40_1453_743_1935_809.png0.65±0.10 2 758.55±892.38images/BZ_40_1935_743_2276_809.pngimages/BZ_40_205_876_575_942.pngimages/BZ_40_575_876_917_942.pngimages/BZ_40_917_876_1453_942.pngimages/BZ_40_205_1009_575_1075.pngimages/BZ_40_575_1009_917_1075.pngimages/BZ_40_1453_876_1935_942.pngimages/BZ_40_1935_876_2276_942.pngimages/BZ_40_917_1009_1453_1075.pngimages/BZ_40_1453_1009_1935_1075.pngimages/BZ_40_1935_1009_2276_1075.png0.014 0.005

椎旁肌影像測(cè)量方面，三組患者CSA測(cè)量值由高到低依次為：無(wú)骨折組>初骨折組>再骨折組，三組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。三組患者IMAT測(cè)量值由高到低依次為：再骨折組>初骨折組>無(wú)骨折組，三組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。其中，再骨折組顯著高于初骨折組和無(wú)骨折組（P<0.05），但無(wú)骨折組與初骨折組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；三組患者nIMAT值由高到低依次為：再骨折組>初骨折組>無(wú)骨折組，三間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。同樣再骨折組顯著高于初骨折組和無(wú)骨折組（兩組間比較均P<0.001），無(wú)骨折組與初骨折組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

2.3 相關(guān)分析

骨狀態(tài)指標(biāo)與椎旁肌影像測(cè)量指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果見(jiàn)表3，Pearson相關(guān)分析表明：CSA和IMAT與BMD無(wú)相關(guān)性（P>0.05），而nIMAT與BMD均呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

表3 骨狀態(tài)與椎旁肌測(cè)量的相關(guān)分析結(jié)果

Spearman秩和相關(guān)分析表明，CSA與骨狀態(tài)無(wú)顯著相關(guān)性（P>0.05），而IMAT和nIMAT均與不良骨狀態(tài)呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。

3 討 論

既往很多研究表明，骨密度與OVCF存在顯著相關(guān)性。本次研究也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。無(wú)骨折組的骨密度值無(wú)論與初次骨折或再次骨折組，都有顯著的差異性。對(duì)于初次骨折與再次骨折，骨密度值未見(jiàn)明顯差異。這表明骨密度的降低會(huì)使OVCF更易發(fā)生。

骨骼和肌肉中的脂肪是相關(guān)的，這種關(guān)系受到骨質(zhì)疏松程度的影響［11］。在本研究中，骨密度的變化與CSA及IMAT均不存在明顯相關(guān)性，骨密度與根據(jù)兩者結(jié)合后計(jì)算出的nIMAT存在明顯的負(fù)相關(guān)，雖然不能確定二者的因果關(guān)系，但這可以表明骨密度降低伴隨著脂肪變性程度的增加。人體骨骼系統(tǒng)的更替是基于成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞共同作用的動(dòng)態(tài)平衡，如果此動(dòng)態(tài)穩(wěn)定失調(diào)則會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生，比如骨質(zhì)疏松癥。在骨質(zhì)疏松癥的患者中，有更多的脂肪傾向于在骨與肌肉組織中聚集。脂肪細(xì)胞和成骨細(xì)胞共同起源于骨髓中的多能間充質(zhì)干細(xì)胞，其分化為脂肪細(xì)胞和成骨細(xì)胞的能力是等同的［12］。有研究表明骨髓中脂肪細(xì)胞的數(shù)量與骨質(zhì)形成的數(shù)量呈負(fù)相關(guān)［13］，這和本研究相符。脂肪細(xì)胞數(shù)量的增多可抑制成骨細(xì)胞的活動(dòng)，減少骨組織的灌注，增強(qiáng)破骨細(xì)胞對(duì)于骨質(zhì)的破壞作用，同時(shí)脂肪中炎性細(xì)胞因子IL-6和TNF-α的釋放也會(huì)導(dǎo)致脂肪毒性、骨質(zhì)減少和骨骼肌質(zhì)量的下降［14］。

肌肉在維持人體姿勢(shì)穩(wěn)定中起到了重大的作用。在人體直立的時(shí)候，腰肌的作用是彎曲臀部肌肉；在行走時(shí)，腰肌是使雙腿盡快向前移動(dòng)的主要肌肉之一，可以通過(guò)做出恢復(fù)動(dòng)作來(lái)避免摔倒［15］。椎旁肌肉主要作用為支撐與控制脊柱的運(yùn)動(dòng)，在本研究中三組椎旁肌肉的體積與OVCF的比較均未存在明顯相關(guān)性。椎旁肌肉體積與個(gè)人營(yíng)養(yǎng)狀況和先天性因素有關(guān)，在未對(duì)身體質(zhì)量指數(shù)做標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí)，單純CSA及IMAT的測(cè)量對(duì)比可能會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的偏倚；以CSA為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算得出的nIMAT可以適當(dāng)性的規(guī)避由個(gè)體化差異帶來(lái)的誤差可能性，得出較為準(zhǔn)確的結(jié)論。本研究發(fā)現(xiàn)在無(wú)骨折組與初次骨折組的對(duì)比中nIMAT未見(jiàn)明顯差別，在無(wú)骨折組、初次骨折組與再骨折組比較中，后者脂肪變性程度明顯升高。同時(shí)相關(guān)性分析也表明，骨折的狀態(tài)與椎旁肌肉脂肪變性程度呈現(xiàn)一個(gè)正相關(guān)態(tài)勢(shì)。對(duì)于存在陳舊性骨折的患者，長(zhǎng)期臥床休息、運(yùn)動(dòng)量的下降及飲食質(zhì)量的降低導(dǎo)致了肌肉營(yíng)養(yǎng)的不足，增加了脂肪變性的程度，導(dǎo)致再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加。

所以，為了預(yù)防OVCF的再次發(fā)生，除了早期規(guī)范治療，抗骨質(zhì)疏松外，還需進(jìn)行系統(tǒng)性的腰背部肌肉功能鍛煉。增強(qiáng)肌肉力量有利于減緩骨質(zhì)流失甚至增加骨量，維持脊柱及保持姿勢(shì)的穩(wěn)定性，有效預(yù)防再骨折及長(zhǎng)期并發(fā)癥的出現(xiàn)。

既往對(duì)于肌肉脂肪變性和骨折關(guān)系的研究充滿了不確定性。Harris［16］、Trajanoska［17］、Anand［18］的研究表明，單純的肌少癥疾患并不會(huì)增加骨折增加的額外風(fēng)險(xiǎn)，這與本研究的結(jié)論相似。Capozza［19］、Hi?da［20］、 Yu［21］研究表明肌肉質(zhì)量減少易導(dǎo)致初次OVCF發(fā)生。Capozza［19］回顧性研究的患者為既往存在OVCF病史，納入試驗(yàn)后行DXA檢查，沒(méi)有記錄這之間所經(jīng)歷的時(shí)間。較長(zhǎng)的時(shí)間可能會(huì)因長(zhǎng)期臥床或患肢的制動(dòng)導(dǎo)致肌肉的萎縮，造成研究的差異。Hida［20］、Yu［21］沒(méi)有排除既往骨折和糖尿病等內(nèi)科疾病對(duì)于骨折的影響。Wang［22］研究了脊柱后凸成形術(shù)（PKP）術(shù)后再發(fā)骨折與肌少癥的關(guān)系，但其沒(méi)有對(duì)PKP術(shù)中所置入的骨水泥的量與位置記錄比較。

當(dāng)然本研究也有一些缺陷。在對(duì)于椎旁肌肉的脂肪浸潤(rùn)程度的分析上，由于腰方肌與多裂肌的界限較為模糊，以及肌肉內(nèi)脂肪在軟件中的色彩值標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，導(dǎo)致這部分?jǐn)?shù)據(jù)得出的較為主觀，使得研究的結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)偏差。

總之，骨密度降低是OVCF發(fā)生的危險(xiǎn)因素之一。椎旁肌肉肌間脂肪變性與骨密度呈負(fù)相關(guān)，脂肪變性程度的增加是椎體骨質(zhì)疏松性骨折再發(fā)的危險(xiǎn)因素之一，且骨質(zhì)疏松性椎體骨折不良狀態(tài)的改變與椎旁肌肉脂肪變性的程度呈正相關(guān)。