影像学与骨质疏松症关系的研究进展

丁宏 徐秋贞 邓钢 王雪杨

丁宏 教授

骨质疏松症是一种以骨强度降低致使机体罹患骨折危险性增加为特征的骨骼疾病，以骨量减少、骨组织微结构退化为特征，致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病。它严重地威胁着中老年人［1］，不仅对绝经后女性的身体健康［2］，更对男性的生活质量产生了很大的影响［3-5］，而由此导致的骨折等并发症，给患者、家庭和社会带来了沉重的经济和社会负担［6］。目前中国的骨质疏松症发生率随年龄的增长而递增，≥60岁人群为22.6%，≥80岁人群50%患病［7］。本世纪以来，引起各国老年医学界的高度重视，展开了广泛的研究和防治，其深度和广度都有较大发展［8］。而明确的早期诊断，尤其对骨质疏松的高危人群，是十分重要和关键的。

1 目前与骨质疏松有关的病因学［9］

内分泌疾病:柯兴综合征、甲状腺功能亢进、甲状旁腺功能亢进等。

先天性疾病:成骨不全等。

医源性因素:长期使用激素、肝素治疗者等［10-11］。

营养代谢障碍性疾病:如佝偻病、坏血病及糖尿病等。

其他:老年及绝经后骨质疏松［12-14］，青年特发性骨质疏松，肢体废用性骨质疏松等。

而与骨质疏松症相关的骨折多与跌倒有关，对于跌倒的危险因素评估也很重要，跌倒的危险因素有很多［15］:

个人的跌倒史:伴随着肌肉无力、步态、平衡和视觉改变等最重要。

环境危险因素:照明光线暗、行走路上有障碍物、地毯松散不平、浴室里缺少扶持的辅助设施、室外路滑。

医学危险因素:年龄、心律失常、女性性别、视力低下和使用双光眼镜、紧迫性尿失禁、先前跌倒史、体位性低血压、转移和流动的受损、引起过度镇静的药品(麻醉性镇痛药，抗癫药，精神药物)、抑郁症、认知能力下降、焦虑和激动、维生素D 不足［16］、营养不良、神经肌肉的危险因素、不平衡、肌力减弱、脊柱后凸症、本体感觉减退、对跌倒的恐惧。

所以，WHO建议将以上相关因素一起用来评估患者未来发生骨质疏松性骨折的危险性。

2 影像学诊断方法

骨质疏松症的诊断主要依靠影像学方法，可分为定性、半定量和定量3类，以标准的X线表现作为诊断是不恰当的。在骨质疏松出现标准的X线表现前，骨量丢失已达30% ～40%，而且，正常人曝光过强的照片，看起来也像骨质疏松，故定性和半定量测量法不能做早期诊断，也不能作为骨矿含量(BMC)动态变化的敏感指标，已不再作为BMC测量的常规手段［17］。目前，流行的测量方法有单光子测量(SPA)、双光子测量(DPA)、单能或双能X线吸收仪(SXA或DXA)和定量CT(QCT)以及近期发展起来的超声测量和核磁共振成像(MRI)测量。

2.1 常规X线摄片 如上所述，虽然以标准的X线表现作为诊断是不恰当的，但目前，我国多数医疗机构尤其是基层医院，常规X线平片仍然是诊断骨质疏松最常用和首选的检查方法。其主要表现有以下3点:

(1)骨的透光度增加:当发生骨质疏松症时，单位体积内的骨量减少，骨钙含量降低，对X线的吸收量也随之减少，致使穿透骨骼到达胶片的射线量增加。

(2)骨小梁与骨皮质的改变:骨小梁在骨质疏松症的发生、发展中变化早而快，因此相对而言最能反映骨质疏松症的骨丢失情况，表现为非承重的骨小梁减少，承重骨小梁逐渐发生代偿性增厚，从而表现出典型的影像学特征，这一点在椎体上表现最为明显。骨皮质的X线表现主要为骨皮质变薄，皮质内哈佛氏管扩大，显现皮质内隧道征。

(3)骨折:骨折是骨质疏松症的主要并发症，只要存在骨质疏松症性骨折，无论骨矿密度测量结果如何都可确诊为骨质疏松症。股骨颈骨折和前臂骨折X线平片诊断容易，但脊柱椎体骨折常见不到明确骨折线，而表现为椎体压缩变形，椎体部分密度增高，要注意鉴别。常规X线摄片优点很多:方法简便、费用较低，可以观察骨骼密度及形状、骨小梁数量及形态、骨皮质的厚度，以及是否合并骨折、骨质增生及变形等。

但是，上述观察存在主观因素，且易受投射条件、胶片本身质量等因素影响。同时，只有在骨量丢失30%～50%以上时X线平片才会出现骨质疏松征象，而这已是骨质疏松的晚期表现。因此，其准确性和稳定性相对较低，对骨质疏松的诊断，尤其是早期诊断帮助不大［17］。

2.2 SPA 最初于20世纪60年代应用，是利用放射性同位素产生的单光子γ射线穿透人体组织时被吸收，使其强度下降的原理，最终由计算机计算出BMC和骨密度(BMD)［18］。SPA作为一种定量测定外周骨BMD的方法，其放射剂量不大，准确性较高，是一种有价值的诊断骨质疏松的方法。

但是SPA只能同时测量皮质骨和松质骨，且无法测量软组织厚度和构成不一的部位(如髋关节)，其测量时影响因素较多，因组织的重叠而使测量值的敏感性下降，因此对骨质疏松的诊断准确性受到一定的影响［19］。

2.3 DPA 为改善SPA敏感性差的缺陷，研制了 DPA，但仍是测量脊椎的皮质、髓质及椎旁非骨组织钙化在内的总和值(主动脉和韧带的钙化等)。由于空间分辨率差，不能辨别脊椎BMC的假性升高，使测量的准确性下降，且受测者接受的辐射量明显增加，检查费时，检查费用较高。

2.4 SXA或DXA SXA与SPA的区别在于前者用X射线取代了放射性核素放射源，克服了放射源不稳定的缺点，相对提高了分辨率、准确性和精确度，但是SXA仅能测量周围骨的 BMD，如跟骨或前臂骨等，而且测量值容易受到周围软组织及骨内脂肪的影响。

DXA最早于20世纪60年代由Jacobson开始使用，至80年代逐渐得到广泛应用，是目前公认的诊断骨质疏松的“金标准”［20］。DXA使用2种能量的X线，测量中可以得到2个线性衰减值，所以可以消除周围软组织及骨内脂肪对测量值的影响［21］。DXA可以测量被测部位的BMC，面积(Area)和以 BMC/Area计算得到的BMD值等测量结果。测量部位以腰椎和髋关节最常用，也可以做前臂、全身或其他部位扫描。骨质疏松诊断主要依据腰椎和髋关节部位的结果。DXA还可以测量被测部位的体质成分和骨骼几何形态等参数，这些参数的临床意义尚待进一步观察。DXA测量方法检测时间短，辐射剂量小，且由于分辨率的提高，使测量值的准确性和精确性都有提高［22］。

但是，DXA也有以下缺点:(1)DXA测量的是综合BMD，包括皮质骨和松质骨;(2)DXA是二维扫描测量，所测的是面积BMD，受骨骼大小的影响;(3)DXA在腰椎正位测量时可因骨质增生、椎小关节和间盘退变以及腹主动脉钙化，使测量值产生误差，从而得到偏高的BMD。

其诊断标准参照世界卫生组织(WHO)的诊断标准:

基于双能X线吸收法测定:BMD值低于同性别、同种族健康成人的骨峰值不足1个标准差属正常;降低1～2.5个标准差之间为骨量低下(骨量减少);降低程度≥2.5个标准差为骨质疏松［23］;BMD降低程度符合骨质疏松诊断标准同时伴有一处或多处骨折时为严重骨质疏松。［7］

BMD测定临床指征:(1)＞65岁妇女，＞70岁男性;(2)＜65岁有1个或多个骨质疏松危险因素的绝经后妇女;(3)＜70岁有1个或多个骨质疏松危险因素的老年男性;(4)有脆性骨折史的男、女成年人;(5)各种原因性激素水平低下的男、女成年人;(6)X线摄片已有骨质疏松改变者;(7)接受骨质疏松治疗进行疗效监测者;(8)有影响骨矿代谢的疾病和药物史。

2.5 QCT QCT即定量计算机断层扫描。是临床上常规使用的CT机。它很大程度上克服了SPA和DPA因组织的重叠而使测量值敏感性下降和空间分辨率差的缺点，是唯一可选择性测量骨皮质或骨松质BMC的方法［24］。该测量方法的原理是将一些化合物做成等效水和骨的标准体模，分别模仿人体的软组织及骨组织，扫描时把人体模型放在患者身体下面，并与患者同时扫描，利用二者CT值之间的对应关系再通过计算机得到测量部位的BMD值［25］。优点在于:(1)该法课通过对松质骨BMC的测定，可以敏感地反映出骨丢失的程度并对治疗效果作出准确的评估。(2)该技术所测量出的BMD是三维的体积BMD，代表了真正的体积 BMD，因此提高了BMD测量的敏感度和准确度。(3)CT扫描图像的密度分辨力高，其断面图像避免了组织结构的重叠，可以清楚显示骨质疏松症时骨质的形态和密度改变。除此之外，目前已广泛应用的多排螺旋CT具有多平面重建的功能，可以多角度观察骨质疏松症所致的椎体压缩变形、椎体的退行性变以及变形椎体邻近椎间盘的膨出或突出。(4)CT扫描可以用来鉴别诊断，如骨质疏松症时可以见到单纯骨折的骨折线，无软组织肿块影，椎弓根完整，而骨髓瘤或骨转移瘤则表现为局部骨的破坏，常见椎弓根破坏，以及软组织肿块影等征象。

缺点在于:虽然QCT具有上述优点，但其射线量略多，费用较高，且诊断标准有待确定，目前临床使用不多。

QCT的研究结果认为BMC以20～30岁最高，30岁后开始降低，至50岁左右急速下降，特别是更年期的女性。

2.6 MRI在骨质疏松症诊断中的应用［26-28］用 MRI评价骨质疏松是一种崭新的方法，为无创伤、无辐射检查。骨质疏松时，由于BMC及红骨髓数量的减少和黄骨髓的增多，黄骨髓伸展至增宽的骨髓腔和骨小梁间隙内，导致骨髓T1和T2弛豫时间均缩短。骨皮质疏松表现为低信号的皮质内出现异常的等信号区，代表皮质内水肿或皮质吸收、黄骨髓侵入。炎症、肿瘤及骨折周围的骨质疏松，常因其内血管充血、水肿及细胞外水分增多，而表现为长T1、长T2异常信号，其范围与原发疾病有关。由于BMC与骨小梁间隔中的黄骨髓含量呈负相关，故可用弛豫时间参数来测定骨矿含量。MRI测量 BMC方法尚不及QCT法和 DEXA法成熟。目前，MRI对骨质疏松症检查的主要目的在于鉴别诊断，如骨质疏松症性椎体骨折在MRI上表现为凹陷形、扁平形、楔形的特点，变形椎体为正常骨髓信号的是陈旧骨折，有新鲜骨折时T1加权像可表现为椎体终板下呈带状、片状低信号改变，不会出现结节状病灶，这点可与恶性肿瘤相鉴别，而普通 X线片则无法区分。

2.7 定量超声(QUS)诊断的应用［29］是一种新型无创伤性骨质疏松诊断技术，应用超声波在不同介质中传播速度及其衰减系数的差异，测定骨质量和强度。有文献报道，QUS在评定老年女性骨折风险度时，几乎与DXA的效果相同，因此其应用前景比较广阔。QUS的缺点在于诊断标准尚未明确，检查部位局限在跟骨和手指。

总之，虽然目前骨质疏松的放射学诊断应用的越来越多、越来越广泛，但是在使用放射学诊断骨质疏松时，由于其检查方法和种类繁多，故应选用实用、合理有效的方法。因为不同检查方法在不同的检查目的上有着各自的优点，所以在初诊时期就应对各种影像学检查手段的优缺点进行充分的了解，从而扬长避短合理使用，以达到事半功倍的效果。

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