更年期慢性下腰痛女性椎体骨密度与Modic改变的相关性

谷学智GU Xuezhi

陈兴灿1CHEN Xingcan

刘 淼2LIU Miao

何 东2HE Dong

赵才勇1ZHAO Caiyong

王海涛2WANG Haitao

更年期慢性下腰痛女性椎体骨密度与Modic改变的相关性

谷学智1GU Xuezhi

陈兴灿1CHEN Xingcan

刘 淼2LIU Miao

何 东2HE Dong

赵才勇1ZHAO Caiyong

王海涛2WANG Haitao

作者单位
1. 温州医科大学 浙江温州 325035
2. 解放军第117医院放射科 浙江杭州310013

目的 既往文献报道女性Modic改变的发生率高于男性，推测可能与更年期女性体内激素水平改变导致骨质疏松等因素有关。本文对更年期慢性下腰痛女性椎体骨密度与腰椎MRI上Modic改变的相关性进行研究，探讨椎体骨密度在Modic改变中的意义。资料与方法 选择慢性下腰痛更年期女性205例，行椎体骨密度测定及腰椎MRI检查，测定椎体骨量并观察影像学资料。将所有患者根据其骨量水平分为骨量正常组（128例）、骨量减少组（58例）及骨质疏松组（19例）。比较3组Modic改变的发生率，分析椎体骨密度与Modic改变的关系。结果 205例患者中，骨量正常128例， Modic改变44例（I型19例，II型22例，III型3例），发生率为34.4%；骨量减少58例，Modic改变34例（I型15例，II型17例，III型2例），发生率为58.6%；骨质疏松19例，Modic改变15例（I型6例，II型7例，III型2例），发生率为78.9%。3组间Modic改变发生率差异有统计学意义（χ2=18.995，P＜0.05）。Pearson列联系数C=0.29＜0.40。骨量减少组、骨质疏松组Modic改变发生率均高于骨量正常组（χ2=9.636、13.680，P＜0.01），骨量减少组与骨质疏松组间Modic改变发生率比较差异无统计学意义（χ2=2.555，P＞0.05）。结论 更年期慢性下腰痛女性椎体骨密度与Modic改变有相关性。Modic改变的发生率随着椎体骨密度的减低而升高，但其关联性较弱，Modic改变的发生是一个动态发展的过程，除椎体骨密度外还受其他因素的影响。

更年期；腰痛；腰椎；骨密度；磁共振成像；Modic退变；女（雌）性

Modic改变是指椎体终板及终板下骨质在MRI上的信号改变。1987年DeRoos等[1]首次提出腰椎退行性疾病的患者中MRI影像近终板区椎体信号有异常变化，随后Modic等[2]系统归纳、总结了这些改变后提出了Modic改变，阐述了其在MRI上信号改变的类型、分型的标准及病理组织学变化。Modic改变的发生率随着年龄的增大而升高[3]，但是Modic改变是否与性别有关还存有争议，女性Modic改变的发生率比男性高，推测可能与同年龄段女性体内激素水平改变而导致骨质疏松等因素有关[4]。因此，本研究对更年期慢性下腰痛女性腰椎椎体不同骨量与腰椎MRI上Modic改变发生率的相关性进行研究，以探讨骨密度在Modic改变发生中的意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2013年2月－2015年1月因慢性下腰痛在解放军117医院就诊并行椎体骨密度测定及腰椎MRI检查的205例女性患者，年龄45～55岁，所有患者均伴有月经异常、绝经综合征等临床症状，排除结核、肿瘤、感染及既往脊柱手术者。

1.2 仪器与方法 采用双能X线骨密度仪（GE公司，DPX Bravo型）进行椎体骨密度检测，患者取仰卧位，测量L1～4和腰椎总骨密度。腰椎MRI检查采用GE Signa Excite型1.5 TMRI扫描仪，行腰椎矢状位T1WI、T2WI及横断位T2WI检查，扫描参数：T1WI，TR 450 ms，TE 13.6 ms；T2WI，TR 2000 ms，TE 102 ms，采集次数2次，矢状位视野（FOV） 32 cm×32 cm，横断位FOV 20 cm×20 cm。

1.3 骨密度评价标准 根据原发性骨质疏松症诊治指南（2011版）的诊断标准[4]：使用T值表示骨密度，T值≥－1.0为骨量正常，－2.5＜T值＜－1.0为骨量减少，T值≤－2.5为骨质疏松。

1.4 图像分析 由2名放射科主治医师分别独立观测评估并记录患者影像学资料。椎体Modic分型评价标准[2]：①正常：终板及邻近骨信号未见异常；②I型：T1加权像上呈低信号，T2加权像上呈高信号；③II型：T1加权像上呈高信号，T2加权像上呈等或者轻度高信号；④III型：T1、T2加权像上均呈低信号。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，采用Kappa检验评价2名医师对影像学资料评估的一致性，2个分类变量之间的相关性检验采用χ2检验，P＜0.05表示两分类变量之间有相关性；若存在相关性，则采用公式（n为样本含量），计算Pearson列联系数C， C=0.0为无关联，C＜0.4为低度关联，C≥0.4为中度关联，C≥0.7为高度关联，C=1.0为完全关联；组内发生率的两两比较采用χ2检验方法，检验水准采用公式k为检验组个数，α=0.05）计算，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 椎体Modic改变的一致性评估 2名放射科主治医师对椎体Modic改变的评估一致性良好（Kappa=0.85）。

2.2 骨密度评价与Modic改变结果 205例患者中，骨量正常128例，其中Modic改变44例，发生率为34.4%；骨量减少58例，其中Modic改变34例，发生率为58.6%；骨质疏松19例，其中Modic改变15例，发生率为78.9%。3组Modic改变发生率差异有统计学意义（χ2=18.995，P＜0.05）。Pearson列联系数C=0.29＜0.40。骨量减少组、骨质疏松组Modic改变发生率与骨量正常组比较，差异有统计学意义（χ2=9.636、13.680，P＜0.01）；骨量减少组与骨质疏松组Modic改变发生率比较，差异无统计学意义（χ2=2.555，P＞0.05）。见表1。3型Modic改变例图见图1～3。

表1 205例患者的骨密度评价与Modic改变结果（例）

3 讨论

3.1 更年期女性发生骨质疏松的主要机制 人体成骨细胞膜上存在雌激素受体，通过与雌激素的结合可以增加成骨细胞的活性，促进新生骨的形成，与此同时成骨细胞分泌的护骨素可使破骨细胞活性降低，减少骨质的吸收[5]。女性进入更年期后卵巢功能快速衰退，体内雌激素水平逐渐下降，对成骨细胞的作用减低，会加速人体内骨质的丢失。另一方面，体内雌激素的减少对下丘脑-垂体的负反馈调节能力下降，垂体前叶分泌的卵泡刺激素大量增加，导致破骨细胞数量和活性明显增强，使骨质流失进一步加快[6]。

3.2 更年期女性腰椎骨密度与Modic改变的关系Jensen等[3]认为女性Modic改变的发生率要高于男性，其原因可能与更年期女性体内激素水平下降而出现骨质疏松等因素有关。更年期女性雌激素下降会加速椎体骨质的流失，椎体硬度不足以承受脊柱的轴向压力及横向剪切力负荷，椎体终板及终板下骨小梁逐步弯曲变形，最终发生终板显微骨折[7]。椎间盘髓核物质通过微骨折裂隙进而进入终板及终板下骨质引起局部的炎症反应，引起椎体终板及终板下骨质Modic改变的形成[8]。本研究结果显示骨量正常组、骨量减少组及骨质疏松组之间Modic改变发生率有显著差异，表明椎体骨密度与Modic改变之间具有相关性。骨量减少组、骨量正常组与骨质疏松组Modic改变发生率差异均有统计学意义，表明随着骨密度水平的降低，Modic改变的发生率明显升高。而骨量减少组与骨质疏松组之间Modic改变发生率无统计学差异，可能是由于骨质疏松组样本量太少。关于Modic改变的发生机制，魏春晓等[9]发现除椎体骨密度以外，Modic改变的还受生物力学、生化及基因等多种因素影响。在本研究中，Pearson列联系数C=0.29＜0.40，表明椎体骨密度与Modic改变之间的关联性较弱，提示除骨密度外，Modic改变发生与发展还受其他因素的作用，与既往研究[9]结果相符。

3.3 Modic改变与慢性下腰痛的关系 关于Modic改变与慢性下腰痛关系的问题，李冰等[10]的Meta分析结果表明患者Modic改变的发生率与慢性下腰痛呈正相关，尤其是I型和II型Modic改变。其原因可能与椎间盘重复性创伤导致髓核内炎性物质的产生及椎体失稳有关[11]。本研究所有患者均有不同程度的下腰痛症状，而I型和II型Modic改变在所有发生Modic改变患者中占92.47%，因此可以推测在发生Modic改变的更年期女性中，其慢性下腰痛症状与Modic改变密切相关。

本研究结果表明更年期慢性下腰痛女性椎体骨密度与Modic改变之间具有相关性，随着椎体骨密度的降低，腰椎Modic改变的发生率逐渐升高，但是这种相关性较弱，说明Modic改变的发生与发展还受其他因素影响。更年期女性加强钙剂的补充在一定程度上能够降低Modic改变的发生率，进而减少慢性下腰痛的发生。

本研究的不足在于获得的更年期慢性下腰痛患者中骨质疏松样本量太小，对研究结果有一定影响，有待收集大量样本进一步研究。此外，下一步有必要将骨密度与患者的劳动强度、生化及基因等影响Modic改变的其他因素联合进行深入研究。

图1 女，55岁，T值为－1.9，L4/5椎间盘两侧椎间孔突出伴椎管狭窄，L5/S1I型Modic改变，腰椎退行性变。MRI示T1加权像上L5/S1终板及邻近骨质呈低信号（箭，A）；T2加权像上呈高信号（箭，B）

图2 女，47岁，T值为0.6，L4/5椎间盘脱出伴椎管狭窄，L4/5II型Modic改变，腰椎退行性变。T1加权像上L4/5终板及邻近骨质为高信号（箭，A）；T2加权像上为等或者轻度高信号（箭，B）

图3 女，50岁，T值为－0.6，L2椎体不稳，L2/3、L4～S1椎间盘膨出，L3/4椎间盘右后方突出，L3/4III型Modic改变，腰椎退行性变。T1（箭，A）及T2（箭，B）加权像上L3/4终板及邻近骨质为低信号

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[11] 张晓冬, 王国柱, 庄汝杰. 腰椎Modic改变的MRI定量与下腰痛相关性研究. 中国骨伤, 2014, 27(3): 213-216.

（本文编辑冯婕）

Correlation of Vertebral Bone Mineral Density and Modic Changes in Menopausal Females with Chronic Low Back Pain

Purpose It has been reported that women have higher incidence of Modic changes than men and it may be related to the change of female hormone levels during menopause which leads to osteoporosis and other factors. This paper investigated the relationship between vertebral bone mineral density (BMD) of menopausal female suffering from chronic low pain and lumbar vertebral Modic changes on MRI, to explore the effect of vertebral bone mineral density upon Modic changes. Materials and Methods A total of 205 menopausal women with chronic low back pain were enrolled and underwent vertebral bone mineral density measurement and lumbar MRI examination. The bone mass of vertebral body and bone imaging data were observed. All patients were divided into three groups according to their level of bone mass: group of normal bone mass: 128 cases; osteopenia group: 58 cases; osteoporosis group: 19 cases. The incidence rate of Modic changes was compared among the three groups and the relationship between bone mineral density and vertebral Modic changes was further analyzed. Results Among 205 patients, 128 were with normal bone mass, 44 had Modic changes (type I: 19 cases; type II: 22 cases; type III: 3 cases) and the incidence rate was 34.4%; osteopenia occurred in 58 patients, among whom 34 had Modic changes (type I: 15 cases; type II: 17 cases; type III: 2 cases), which showed that the rate was 58.6%; 19 patients presented osteoporosis, 15 of whom appeared Modic changes (type I: 6 cases, type II: 7 cases; type III: 2 cases), with the rate of 78.9%. There was statistically significant difference in incidence rate of Modic changes among the three groups (χ2=18.995, P＜0.05). Pearson column connection number C=0.29＜0.40. The osteopenia group and osteoporosis group both had higher incidence rates than the group of normal bone mass (χ2=9.636 and 13.680, P＜0.01), and the incidence rate showed no difference between the osteopenia group and osteoporosis group (χ2=2.555, P＞0.05). Conclusion Lumbar vertebral bone mineral density is correlated to the incidence of vertebral Modic changes in menopausal women with chronic low back pain. With the loss of vertebral bone mass, the incidence of vertebral Modic changes gradually rise. However, the correlation is rather weak; Modic change is a dynamic process, which is also influenced by other factors except vertebral bone mineral density.

Climacteric; Low back pain; Lumbar vertebrae; Bone density; Magnetic resonance imaging; Modic Changes; Female

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.07.016

陈兴灿

Wenzhou Medical University, Wenzhou 325035, China

Address Correspondence to: CHEN Xingcan

E-mail: genius1174@163.com

2010年度南京军区医学科技创新课题项目（10MA128）；浙江省医学会临床科研基金项目（2011ZYC-A43）。

R445.2；R681.5

2015-04-15

2015-06-29

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 7期：536-538，543

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(7): 536-538, 543