双能X线吸收测量法在慢性脊髓损伤患者腰椎骨密度丢失评价中的应用

杨建博，魏巍，尚洪涛，靳宪辉，张庆胜，崔胜杰

（哈励逊国际和平医院骨科，河北 衡水 053000）

·临床论著·

双能X线吸收测量法在慢性脊髓损伤患者腰椎骨密度丢失评价中的应用

杨建博，魏巍，尚洪涛，靳宪辉，张庆胜，崔胜杰

（哈励逊国际和平医院骨科，河北 衡水 053000）

目的评价双能X线吸收测量法（DEXA）腰椎正位和侧位测定慢性脊髓损伤患者腰椎骨密度的价值。方法采用DEXA检测9例四肢瘫痪和6例截瘫患者正位及侧位腰椎和全髋关节骨密度。结果患者平均年龄是（35±15）岁（20～62岁），损伤时间为（57±74）个月（53～200个月）。腰椎侧位骨密度T评分和Z评分高于正位[T评分L2：（20.7±1.2）vs（0.0±1.4），P=0.01；L3：（20.9±1.6）vs（0.3±1.3），P=0.002；L2～L3：（20.8±1.3）vs（0.2±1.3），P=0.001；Z评分L2：（20.3±1.1）vs（0.2±1.2），P=0.05；L3：（20.6±1.3）vs（0.5±1.3），P=0.01；L2～L3：（20.4±1.1）vs（0.4±1.2），P=0.005]全髋关节T评分、Z评分[分别为（21.1±1.0）和（21.0±1.0）]和L2～L3腰椎侧位评分类似，而L2～L3腰椎正位评分维持不变。随脊髓损伤时间增加，腰椎侧位骨密度显著下降，而腰椎正位骨密度保持不变。结论DEXA检测腰椎侧位骨密度能够准确反映脊髓损伤患者骨密度丢失情况，而腰椎正位骨密度检测不能准确反映骨密度丢失情况，可能会低估患者骨折发生风险。

脊髓损伤；截瘫；四肢瘫痪；骨密度；椎体；双能X线吸收测量法；骨质疏松

慢性脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）后骨质疏松常常导致长骨骨折，骨折的发生率达到2%～33%[1]。以往横断面研究发现，与四肢和骨盆相反，瘫痪后脊柱骨密度降低并不明显。相反，随着年龄和（或）损伤时间的增长，骨密度甚至增加[2]。然而，近期有报道对瘫痪后椎体免遭骨密度（bone mineral density，BMD）损失这一观点提出质疑[3]，该研究指出，脊椎不存在骨质疏松症是标准正位（PA）双能X线吸收法（dualenergy X-ray absorptiometry，DEXA）的一个假象[4]。由于腰椎后前位DEXA辐射水平较低，操作简便，结果重现性好，诊断快速可靠，已广泛用于测定一般人群髋部和腰椎骨密度。后前位测定腰椎骨密度的缺点可能是测定区域包含通常由骨赘组成的外源性钙化。随着年龄增长，一般人群椎管外钙化可能会使骨质疏松症临床症状不明显。在已知患有神经钙化的脊髓损伤患者中，腰椎正位DEXA可能会高估骨含量，临床对结果造成曲解，而腰椎侧位（LAT）DEXA成像在某种程度上减少这种成像伪影。笔者推测正位投影会因外源性钙化而高估了腰椎骨密度，因此，本研究对脊髓损伤患者腰椎正、侧位DEXA图像T评分与Z评分进行比较。

1 资料与方法

1.1研究对象与方法

研究对象选自哈励逊国际和平医院骨科住院15例脊髓损伤患者。其中，男12例，女3例，（见表1、2）。截瘫6例，四肢瘫痪9例。所有患者均有步行障碍，根据ASIA分级划分为A～C级；运动神经完全性脊髓损伤7例，运动神经不完全性脊髓损伤8例（见表1、2）。为了检测急性期后损伤时间效果（如骨量快速丢失期将发生在损伤后18个月内），患者被分成两组：损伤时间＜18个月组和损伤时间≥18个月组。已知患有骨病（如异位骨化、既往骨折）、具有骨骼疾病易发因素、腰椎或髋部有手术器件的患者不得参与本研究。研究前患者均知情同意。

表1 患者人口学特征

表2 患者神经功能信息

1.2研究方法

获取第2腰椎（L2）、第3腰椎（L3）及相连椎段（L2～L3）的正、侧位图像（GE Lunar Prodigy Advance双能X线吸收仪，美国通用），结合GE Lunar/NHAN ESⅢ规范数据库（Lunar Prodiy，12.1版）分离研究区进行骨密度定量，并生成T评分和Z评分。同时获得全髋和股骨颈图像。在12个月内，每日采用正位脊柱体模（外包丙烯酸酯的铝脊柱体模）连续扫描38次以测定DEXA变化，DEXA变化＜1%（变异系数=0.06）。

1.3统计学方法

采用SPSS 18.0统计软件进行数据分析，结果以均值±标准差（±s）表示，采用配对t检验对T评分和Z评分及骨密度值腰椎正、侧位之间的差异显著性进行确定。采用单因素重复测量方差分析及Fisher保护最小二乘差异事后检验对T评分和Z评

分的腰椎正、侧位、全髋与股骨颈之间的显著差异进行确定。采用Pearson相关系数对损伤时间与骨密度之间的相关性及各变量的T评分与Z评分之间的相关性进行确定。采用简单回归模型报告损伤时间及腰椎正位或侧位值与全髋骨密度及T评分之间的关系，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

截瘫组患者与四肢瘫痪组患者腰椎骨密度差异值无统计学意义（见表3）。L2、L3及L2～L3的腰椎侧位与正位比较表明，腰椎侧位各椎体节的T评分和Z评分一般较腰椎正位各椎体节的T评分和Z评分高（见表4和附图）。腰椎侧位（L2、L3及L2～L3）、全髋和股骨颈的T评分和Z评分均低于平均值（见附图）。除L2侧位的Z评分（-0.26±1.10）及全髋的Z评分（-0.97±1.0）外，腰椎侧位的T评分和Z评分与全髋和股骨颈的T评分和Z评分比较差异有统计学意义（P＜0.05）（见附图），腰椎正位（L2、L3及L2～L3）的T、Z评分均值与全髋的T、Z评分均值有显著差异（见附图）。

表3 骨矿物质密度和脊髓损伤程度的T评分和Z评分

附图 全髋关节、股骨颈、L2腰椎、L3腰椎和L2～L3椎间正位及侧位T评分和Z评分

腰椎正位的T评分或Z评分为负值患者的腰椎侧位评分均非正值，但4例腰椎侧位评分为负值的患者腰椎正位评分为正值。值得注意的是，腰椎正位（L2或L3）仅3例的骨量低至T评分标准（如-1.0～-2.5）；但前述3例的腰椎侧位中，1例呈低骨量，2例符合骨质疏松症标准（＜-2.5）。L2或L3腰椎侧位成像的T评分显示，骨质疏松症和低骨量各4例，或15例中8例有椎骨明显缺失的迹象，而仅3例本来确定骨量低至腰椎正位T评分。3例腰椎正位低骨量中，男2例，女1例；腰椎侧位低骨量，男2例，女

2例，骨质疏松症男女各2例。因此，不论是腰椎侧位低骨量组还是骨质疏松症组，均为男5例，女4例。12例男性中，5例出现不完全性运动损伤，2例骨量最高（T评分=-2.4～-2.9）；2例骨质疏松症女性均患有不完全性运动损伤，损伤时间分别为113个月和240个月（见表2）。

在所有患者（n=15）中，损伤时间与L3侧位（R= -0.60，P=0.01）、L2～L3（R=-0.57，P＜0.05）、全髋（R= -0.61，P=0.01）和股骨颈（R=-0.61，P=0.01）的骨密度呈相关。损伤时间往往与L2侧位的骨密度呈负相关（R=-0.42，P=0.12）（见表5）。在损伤时间≥18个月亚组的9例患者中，可见损伤时间与腰椎侧位、全髋和股骨颈的骨密度和T评分呈负相关（见表5）；应该注意的是，这9例患者中，其中4例的损伤时间为113～240个月。

表4 所有患者CT正位和侧位的骨矿物质密度、T评分及Z评分比较（n=15)

表5 所有患者损伤时间与BMD、T评分及Z评分相关性分析（n=15）

3 讨论

本研究表明腰椎侧位T评分和Z评分可以预测骨丢失，而腰椎正位评分似乎是椎体骨含量较不可靠的指标。通常腰椎侧位T评分和Z评分与全髋T评分和Z评分相似，但与腰椎正位T评分和Z评分差异有统计学意义。而且，损伤时间延长与腰椎侧位骨密度及T、Z评分降低有关联，这与损伤以后全髋及股骨颈骨密度及T、Z评分值相关，但脊柱正位的这些指标和损伤时间无相关性。本研究的局限性是损伤时间较长的患者数：4例的损伤时间＞9年，损伤时间最长为240个月。因此，随着损伤时间增加，全髋、L3和L2～L3的T评分和Z评分明显降低，骨密度丢失越明显，这提示椎骨成像侧位投影比正位投影更准确。由于本研究未对椎体压缩性骨折和（或）外源性钙化进行测定，可能无法揭示损伤时间与L2侧位骨密度的显著性。目前，尚无报道专门针对脊髓损伤患者的腰椎压缩性骨折。此外，由于尚未对腰椎脆性进行系统性研究，减少这类人群的骨密度（易发生骨折）及骨折风险的其他潜在预测指标同样尚未明确。

1988年，BIERING-SORENSEN等[5]指出，尽管脊髓损伤患者的股骨颈和股骨干及胫骨近端的骨矿含量显著减少，但似乎可以保存腰椎的骨量，可以假定是因坐着时维持脊柱的重量所致的。采用PA DEXA作为获取局部骨密度的方法，LESLIE等[6]对14例慢性脊髓损伤男性和46例患有各种易发生骨丢失和特发性骨质疏松症的内分泌紊乱的男性进行比较，尽管脊髓损伤患者有明显的股骨颈骨密度丢失，但无腰椎骨密度丢失的迹象。

以PA DEXA作为成像方法时，有人指出绝经后脊髓损伤女性的腰椎骨密度有所提高，与健全的绝经后妇女形成鲜明的对照[7]。GARLAND等[8]对31例慢性脊髓损伤女性和17例年龄匹配的健康、健全女性膝关节、髋关节和脊柱局部骨密度进行比较后发现，青年组（≤30岁）、中年组（31～50岁）和老年组（＞50岁）中女性膝关节和髋关节骨密度因年龄显著下降，但脊髓损伤组的脊柱骨密度却随年龄增长而增加。值得注意的是，老年脊髓损伤组腰椎平均骨密度与青年对照组腰椎平均骨密度相似。因此，与预期骨密度丢失相比，脊髓损伤女性即使绝经后，其脊柱骨密度似乎明显增加。结合以往研究结果，本研究推测脊髓损伤女性经PA DEXA所测得的腰椎骨密度

为正常至升高，是因为外源性钙化所致。

JAOVISIDHA等[9]对116例慢性脊髓损伤患者腰椎与DEXA正位X射线照片之间的L1～L4椎体节段进行相关分析，数据集由463个作为比较依据的单个椎骨组成，即无器件或其他异常密度影的椎骨。借助DEXA，可见各腰段的骨密度有所增大，增大范围为15%～20%；常规腰椎片的椎体异常率为49%。作者认为，骨密度DEXA结果提高是因为继发进展型骨骼畸形所致。LUI等[10]通过腰椎定量CT（qCT）对64例慢性脊髓损伤患者进行研究，同时通过qCT和DEXA对其中的29例进行探讨，在全组中，病史年龄匹配对照组中qCT所得的Z评分为（-2.0±1.2）；在进行两种成像技术的亚组中，qCT的Z评分为（-2.4±1.1），DEXA的Z评分为（1.3±2.3），大于平均值。有研究报道，对慢性脊髓损伤男性患者与健全对照组DEXA和qCT腰椎骨密度进行比较，采用qCT可对椎体骨小梁髓部进行分离检查，而非依赖DEXA的正位投影捕捉后缘皮质骨及潜在相关的病理骨性结构和血管结构，一部分慢性脊髓损伤男性患者，尤其是高位脊髓病变的患者，其腰椎出现明显的骨质疏松；外源性脊椎钙化的存在及严重程度与腰椎骨密度及T评分假性增高之间有关联性[11]。在一般人群中，qCT似乎是一种更灵敏的低骨量诊断技术，且比DEXA与骨折风险的相关性更密切。由于qCT的精确度低，辐射照射相对较高，且费用高于DEXA，故qCT并非是监测骨密度动态变化的首选方法。

脊髓损伤患者的脊椎异常患病率可与健全人群的脊椎异常患病率进行比较。在以往研究中，55%的脊髓损伤患者有轻中度退行性关节病，25%有严重的腰椎退行性关节病；在对照组中，40%有轻度退行性关节病，所有患者未见患有中度或中度腰椎退行性关节病[12]。通过按退行性关节病严重程度对脊髓损伤组进行分类，患病范围最广的患者同时也是PA DEXA腰椎T评分虚高的患者。因此，可能是神经病性脊椎病（如骨赘、压迫性骨折）所致脊髓损伤患者脊椎畸形患病率较健全人群有所提高。即使近期有研究给予重视，但是由于缺乏共识及临床对慢性脊髓损伤患者的腰椎骨含量检测精度低等问题依然存在。这可能是由于在临床实践中腰椎仍通过正位投射进行常规成像。因此，仅依靠PADEXA测定中轴骨的骨密度并不准确，不能满足临床需要。值得注意的是，大多数长期脊髓损伤的患者会发生脊椎退行性病变。本研究无法检测到骨含量较低的标本，且通过PA DEXA无法对慢性脊髓损伤个体腰椎骨质疏松症进行识别，而LAT DEXA以更可靠的方式捕捉到骨密度丢失的严重程度，反映在T评分显著降低。

由于DEXA的辐射照射水平降低，性能可靠灵敏，DEXA已广泛用于脊髓损伤患者的骨骼骨密度的测定。应用DEXA成像对脊髓损伤患者四肢骨质疏松症进行诊断通常是有效且实用。另一方面，如果技术能力可用于进行此项测定，则脊椎LAT DEXA似乎是成像的首选方法。由于脊髓损伤患者可能会参加身体活动以强健上身，可以预计脊椎骨密度明显丢失将会增加椎体压缩性骨折的风险。因此，指导脊髓损伤患者进行康复运动时，必需采用可靠成像技术检测患者的腰椎骨密度，如患者腰椎骨密度明显丢失，则必需审慎制定患者康复运动方案。

总之，与许多一直依赖正位双能X线吸收法检测脊椎骨密度的文献相比，本研究结果表明大部分慢性脊髓损伤患者腰椎有明显的骨密度丢失。DEXA的正位投影能够准确反映后缘皮质骨及潜在相关病理骨性结构和血管结构，而腰椎侧位则能更准确地表征椎体骨密度。由于脊髓损伤患者可能会进行上肢康复运动，而脊椎骨密度明显丢失将会增加椎体压缩性骨折风险，因而制定康复运动方案时，应考虑采用可靠成像技术排除患者腰椎骨密度明显丢失。

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（胥洪鹃 编辑）

Dual-energy radiographic absorptiometry in estimation of bone loss of lumber vertebra in patients with spinal cord injury

Jian-bo YANG,Wei WEI,Hong-tao SHANG,Xian-hui JIN, Qing-sheng ZHANG,Sheng-jie CUI,Hua LI
(Department of Orthopedics,Harrison International Peace Hospital, Hengshui,Hebei 053000,P.R.China)

【Objective】To determine bone mineral density(BMD)of the L-spine by PA and lateral(LAT) dual-energy radiographic absorptiometry(DEXA)in patients with chronic spinal cord injury(SCI).【Methods】Measurements of the PA and LAT L-spine and hip were performed in 15 patients with SCI(9 with tetraplegia and 6 with paraplegia).The DEXA(GE Lunar Advance DEXA)images were obtained using standard software.Results were reported as mean±SD.【Results】The mean age was(35±15)years(range:20～62 years), and the duration of injury was(57±74)months(range:53～200 months).T-and Z-scores for BMD were higher for the LAT L-spine than those for PA L-spine[T-scores for L2:(20.7±1.2)vs(0.0±1.4),P=0.01；L3: (20.9±1.6)vs(0.3±1.3),P=0.002；L2～L3:(20.8±1.3)vs(0.2±1.3),P=0.001；Z-scores for L2:(20.3±1.1) vs(0.2±1.2),P=0.05；L3:(20.6±1.3)vs(0.5±1.3),P=0.01;L2～L3:(20.4±1.1)vs(0.4±1.2),P=0.005]. The T-and Z-scores for the total hip[(21.1±1.0)and(21.0±1.0),respectively]and L2～L3LAT L-spine demonstrated remarkable similarities,whereas the L2～L3PA L-spine scores were not reduced.Bone mineral density of the LAT L-spine,but not the PA L-spine,was significantly reduced with increasing duration of injury.【Conclusions】Individuals with SCI may have bone loss of the L-spine that is evident on LAT DEXA but may be misdiagnosed by PA DEXA which may lead to underestimation of the potential risk of fracture.

spinal cord injury;paraplegia;tetraplegia;bone mineral density;vertebral body;dual-energy X-ray absorptiometry;osteoporosis

R651.2

A

1005-8982（2015）24-0028-06

2015-03-10