椎间盘间隙减小与老年女性腰椎脆性骨折的相关性

李 丹 王 刚 李佳睿 张秀梅 姜丽娟 (吉林大学第一医院放射科，吉林 长春 300)

众所周知，骨质疏松作为老年人常见病是导致脆性骨折的重要危险因素，但不是唯一的决定因素，并非骨质疏松的患者都会出现脆性骨折。排除种族、年龄、性别因素，要进一步探讨腰椎作为一个整体组织的退行性变，除了有腰椎骨质改变外，还涉及腰椎间盘的退变、腰椎小关节的退变以及肌肉韧带的相应退变。本文旨在探讨椎间盘间隙改变在老年女性腰椎脆性骨折中的意义。

1 材料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析2009年9月1日至2011年3月1日吉林大学第一医院经64排螺旋CT诊断为椎体脆性骨折的老年女性患者285例，年龄50～91〔平均(69±8)〕岁。脆性骨折评估:只有低能量损伤骨折(即从站立高度或更低高度摔倒)才列入研究。采纳Genant等评分进行骨折分度。排除骨代谢相关疾病(如甲状旁腺功能亢进、肾性骨病)，排除患者有恶性肿瘤病史，有原发骨肿瘤病史。排除患者有肝硬化、糖尿病，以及糖尿病未良好控制血糖的病人。同时选取同年龄组非骨折老年女性396例作为随机对照，年龄50～88〔平均(67±8)〕岁。

1.2 方法

1.2.1 CT数据采集 使用(SIMENS公司，德国)SIMENS 64排螺旋CT机检查。扫描范围为从T11～S5椎体。扫描参数为准直0.5 mm，螺距41，有效层厚0.6 mm，管电压120 kV，管电流60 mV，旋转时间0.5 s，扫描时间5～7 s，后处理采用Syngo分析软件包进行多平面重建(MPR)、容积再现重建(VR)、最大密度投影重建(MIP)进行腰椎骨质与形态分析。对于每一个行腰椎CT检查的患者数据，传输到医学图像存档及通讯系统(PACS)网络，并由三级医师进行影像诊断，并记录相应数据。

1.2.2 椎体高度 分别测量前缘，中缘，后缘。测量方法:在MPR界面下，选取正中矢状位进行测量，高度的测量要排除骨质增生的影像因素。

1.2.3 判断骨折 本研究的骨折为脆性骨折，骨折评估:只有低能量损伤骨折(即从站立高度或更低高度摔倒)才列入研究。采纳Genant等〔1〕的半定量方法，微小骨折(GradeⅠ):边缘减小20% ～25%;中度骨折(GradeⅡ):边缘减小25% ～40%;重度骨折(GradeⅢ):边缘减小≥40%。

1.2.4 松质骨CT值的测量 取正中矢状位与正中轴位，用不规则兴趣取框工具，沿皮质骨内缘勾画出松质骨范围并测量，并求得平均值作为L1～L5的松质骨CT值。

1.2.5 骨质增生定义 确定每个椎体骨质增生的4分制。MPR全层面观察，冠状位从前到后观察椎体左右缘，矢状位从左到右观察前后缘。并依据Lane等〔2〕的评分:0=无增生，1=增生＜3 mm，2=增生＞3 mm但未超过中线，3=增生超过中线。对于超过中线，并与相邻椎体相连的骨质增生，同时定义为骨桥。

1.2.6 间盘间隙减小程度的定义 确定每个间盘退变级别为4分制，0=正常，1分=间盘狭窄程度＜1/3，2分=间盘狭窄程度1/3～2/3，3分=间盘狭窄程度＞2/3。

1.2.7 间盘间隙的测量 前缘高度:在骨窗条件下测量，与椎体中心相距最远的相邻椎体的前后边缘被定义为测量点。然后测量上述4点与椎间盘中分平面(短划线)的距离。最终，前缘两垂线距离之和被定义为间盘前缘实际高度。后缘两垂线距离之和被定义为间盘后缘实际高度。这一过程被用来评估椎间盘实际高度。

1.3 统计学分析 采用SAS统计软件进行处理，计量资料以±s表示，两组间样本均数比较采用t检验，计数资料多组间构成比和样本率比较采用χ2检验。评估图像质量等级资料，采用秩和检验(Wilcoson法)，按α=0.05检验水准，以P＜0.05为有统计学差异。然后对差异有统计学意义的因素运用Logistic回归分析，计算OR值及95%可信区间(CI)。

2 结果

骨折与非骨折组，两组的年龄分别为(69±8)岁，(67±8)岁(P＞0.05)。两组间松质骨骨质平均CT值分别(67.6±34.96)HU，(86.26±18.23)HU(P ＜0.05)。骨质增生在腰1、2、5椎体前缘的发生存在差异。腰1～5椎体前缘骨质增生等级≥2发生率骨折组36.8%，57.9%，52.6%，56.2%，40.3%;非骨折组12.1%，42.4%，57.6%，53%，31.8%。表1～表3可见，腰1～骶1椎间盘后缘高度在骨折组及非骨折组间存在显著性差异(P＜0.000 1)。随着椎间盘间隙狭窄的加重，骨折风险逐步上升。在腰1～骶1间盘间隙测量中与椎间盘间隙0级相比，狭窄程度1～3级，腰1～腰5腰椎骨折风险率OR值分别从1.18上升到39.11，1.56上升到12.8，1.94上升到12.68，1.39上升到7.95。

表1 L1～S1椎间盘前后缘高度(±s，cm)

表1 L1～S1椎间盘前后缘高度(±s，cm)

指标 未骨折组(n=386)骨折组(n=285) P值L1～L2间盘前缘高度0.66±0.13 0.63±0.16 0.042 5 L2～L3间盘前缘高度 0.79±0.14 0.78±0.21 0.780 8 L3～L4间盘前缘高度 0.89±0.19 0.92±0.23 0.154 6 L4～L5间盘前缘高度 1.02±0.22 1.05±0.25 0.106 2 L5～S1间盘前缘高度 1.2±0.27 1.2±0.33 0.946 7 L1～L2间盘后缘高度 0.41±0.11 0.29±0.12 ＜0.000 1 L2～L3间盘后缘高度 0.46±0.1 0.37±0.14 ＜0.000 1 L3～L4间盘后缘高度 0.48±0.11 0.42±0.15 ＜0.000 1 L4～L5间盘后缘高度 0.54±0.15 0.49±0.21 0.001 2 L5～S1间盘后缘高度0.51±0.17 0.45±0.19 ＜0.000 1

表2 各椎体前缘骨质增生〔n(%)〕

表3 间盘间隙狭窄Logistic回归分析OR值及95%CI〔n(%)〕

3 讨论

本文首次探讨通过螺旋CT描述腰椎形态学的变化与椎体脆性骨折的关系，结果发现，绝经妇女的腰椎骨小梁的形态以及松质骨的CT值在骨折与非骨折两组之间有差异。但是在临床工作中发现，在松质骨测量中，20 HU的差别并不能说明组织特性上的区别。本研究没有依据骨密度(BMD)的数据来判断，是因为基于以下三个原因。①在老年患者，骨质增生普遍存在，骨质增生可引起BMD测定值假性增高。在本组研究中，骨质增生等级≥1的发生率近乎100%，所以腰椎的BMD并不能真实地反映骨质密度。BMD高的老年患者其实也存在着严重的骨质疏松。②腰椎骨小梁的形态和松质骨的CT值能较好的反映患者骨质疏松的程度。张树桐等〔3〕研究认为64层螺旋CT能够判断女性原发性骨质疏松患者的骨质疏松程度，并能预测其引起病理性骨折的风险。王晨光等〔4〕对人腰椎体松质骨CT值与组织学形态指标的相关性研究中指出骨小梁参数主要为松质骨中高密度CT值以相互消长形式所表达，推论骨小梁骨丢失的密度变化是高密度向中等密度减退方式而不是消失方式。松质骨内非钙化成分增多对这种CT值的表达形式也有影响。骨松质的低密度CT值比例与骨小梁间隙大小成正比。Ito等〔5〕在多层螺旋CT评估椎体结构和骨折风险的研究中认为，多层螺旋CT可以评价椎体的结构，在评价骨折风险时，优于双能X线骨密度仪(DXA)单一指标。③根据我国的国情(我院情况)，即使大型医院配备较完善的骨密度仪器，但多是用于体检项目。临床医生还是倾向于能提供骨质以及间盘及其附件形态的影像检查。同时行BMD和CT检查的患者人数并不是很多，故无法收集大宗病例的调查研究数据。

在本研究中发现骨性关节炎和腰椎骨小梁的形态和松质骨的CT值有增龄性改变。Hassett等〔6〕的研究表明腰椎的骨质增生发生率为91%，间盘间隙狭窄发生率为68%。Sornay-Rendu等〔7〕关于女性腰椎研究结果分别为88%和51%。本研究显示，脊柱的骨质增生和脆性骨折无相关性。

在国外的前瞻性或病例对照的各项研究中，都是基于X-ray的影像，X-ray的影像对于判断间盘间隙的改变有其局限性，X-ray的投照都有中心点，越远离投照中心点的椎体放大率越大。上下椎体间隙的测量，不可避免地受到偏离投照中心的放大而产生的系统误差。而传统的CT扫描仅仅能从轴位观察椎间盘的形态，不能提供矢状位的信息，传统CT对腰椎的分层扫描也导致影像数据信息丢失。螺旋CT扫描完全摒弃了以上的缺点，可以快速完整的得到腰椎的各项信息，后处理分析软件包进行MPR、VR、MIP，可以全面准确地提供腰椎、附件以及间盘的冠矢轴的各种信息。

本研究发现围绝经期或绝经期妇女椎间盘间隙狭窄与椎体骨折呈显著正相关。这个结果与Sornay-Rendu等〔8〕的结果相符。这可能与围绝经期或绝经期妇女雌激素显著下降导致间盘生物性能改变有关〔9，10〕。但目前椎间盘间隙狭窄与椎体骨折关联的机制尤其是生物力学方面的机制仍需进一步探讨，目前的推论是椎间盘的狭窄导致脊柱整体的机械性能改变，从而导致椎体骨折的风险增加。实际上，椎间盘为脊柱提供活动度，并且通过含水的髓核传导负荷。间盘组织性质的改变，包括髓核的失水和结构重组以及纤维环的硬化，都显著地改变了脊柱的生物力学性能。由于椎间盘减震缓冲作用的缺失，脊柱的冲击负荷明显增加。

本研究为断面研究，因此不能提供与骨折的时间关系或因果关系。这样，某些测定指标例如椎间隙变窄可能被当做椎体骨折的结果。本文数据提示对于椎间盘间隙狭窄的妇女，椎体骨折的风险不要被低估。进一步研究的目标是明确椎间盘间隙变窄导致椎体骨折风险增加的机制。

1 Genant HK，Wu CY，van Kuijk C，et al.Vertebral fracture assessment using a semiquantitative technique〔J〕.J Bone Miner Res，1993;8(9):1137-48.

2 Lane NE，Nevitt MC，Genant HK，et al.Reliability of new indices of radiographic osteoarthritis of the hand and hip and lumbar disc degeneration〔J〕.J Rheumatol，1993;20(11):1911-8.

3 张树桐，陈燕浩，金朝林，等.64层螺旋CT在女性原发性骨质疏松症的临床研究〔J〕.实用放射学杂志，2008;24(5):664-6.

4 王晨光，肖湘生，陈星荣，等.人腰椎体松质骨CT值与组织学形态指标的相关性研究〔J〕.中国医学计算机成像杂志，1998;4(4):250-3.

5 Ito M，Ikeda K，Nishiguchi M，et al.Multi-detector row CT of imaging of vertebral microstructure for evaluation of fracture risk〔J〕.J Bone Miner Res，2005;20(10):1828-36.

6 Hassett G，Hart DJ，Manek NJ，et al.Risk factors for progression of lumbar spine disc degeneration:the Chingford study〔J〕.Arthritis Rheum，2003;48(11):3112-7.

7 Sornay-Rendu E，Munoz F，Duboeuf F，et al.Disc space narrowing is associated with an increased vertebral fracture risk in postmenopausal women:the OFELY study〔J〕.J Bone Miner Res，2004;19(12):1994-9.

8 Sornay-Rendu E，Allard C，Munoz F，et al.Disc space narrowing as a new risk factor for vertebral fracture:the OFELY study〔J〕.Arthritis Rheum，2006;54(4):1262-9.

9 Yang Z，Griffith JF，Leung PC，et al.Effect of osteoporosis on morphology and mobility of the lumbar spine〔J〕.Spine，2009;34(3):115-21.

10 Muscat-Baron Y，Brincat MP，Galea R，et al.Low intervertebral disc height in postmenopausal women with osteoporotic vertebral fractures compared to hormonetreated and untreated post-menopausal women and premenopausal women without fractures〔J〕.Climacteric，2007;10(4):314-9.