骨小梁评分在骨质疏松性骨折中的应用进展

丁树芹 沈 芸

骨小梁评分在骨质疏松性骨折中的应用进展

丁树芹 沈 芸

骨质疏松症以骨量减少、骨微结构退化为特征，BMD仅能显示骨量的变化，不能提供关于骨微结构的信息。骨小梁评分(TBS)是一个通过评估脊柱DXA图像中的灰阶变化，间接评估骨小梁微结构的临床工具。在大量回顾性病例对照研究和前瞻性研究中表明：TBS值与骨折有明显相关性；有效的抗骨质疏松症治疗会不同程度地影响TBS值。初步数据表明，当TBS纳入到FRAX中可提高FRAX预测骨折的能力。基于这些数据，腰椎TBS有望成为一种新的对骨质疏松症诊断及骨折风险评估有价值的临床工具。

骨小梁评分 骨质疏松症 骨强度 骨微结构 骨密度

1.概述

骨质疏松症(Osteoporosis,OP)是目前最常见的代谢性骨病，以骨量减少、骨微结构退化为特征。骨质疏松致使骨强度下降,轻微创伤或日常活动时易于发生骨折，即脆性骨折，此类型骨折难于康复，致残、致死率高，常使患者生活质量下降，劳动力丧失，加重了个人与社会的经济负担，早期筛查及早防治有利于减少骨折的发生。

低骨密度(BMD)是目前公认的脆性骨折的主要危险因素，骨密度每下降1个标准差(SD)骨折风险就会增加1.5～3.0倍[1]。根据世界卫生组织基于BMD对骨质疏松症的诊断标准，在发生骨折的女性中超过一半并未达到骨质疏松症的诊断标准[2]。骨密度并不能反映出骨微结构的几何特征和密度结构不均一性对骨强度的影响，单纯BMD很难全面反应出骨强度这一综合性指标。NIH给予骨强度的新定义是:骨强度=BMD+骨质量，BMD仅能解释70%～75%的骨强度变化，在骨折风险评估中，我们应该关注骨质量[3]。

随着年龄的增长，不仅骨量逐渐减少，骨结构也随之发生变化，以板-杆结构为主的松质骨微观结构开始退化，板结构逐渐减少，并伴随杆结构逐渐占据主导，骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)减少，骨小梁分离度(Tb.Sp)增大，骨微观结构发生显著退化[4]。由此可见，考虑到其他影响骨强度的危险因素如骨微结构退化、微小骨折的聚集、骨重建障碍、骨的矿化等，能增强骨强度的评估和骨折的预测。

2.骨小梁评分(TBS)

直接评价骨微结构的金标准是髂骨活检的组织形态测定法，然而髂骨活检是一个有创的操作，且不一定反映骨折部位的显微结构。骨小梁评分(trabecular bone score，TBS)是一个通过评估脊柱DXA图像中的灰阶变化，间接评估骨小梁微结构的临床工具。它不是直接对骨微结构进行物理测量所得，而是通过投影到二维平面上的图像，进行三维结构重建而计算的整体得分[5]。目前，TBS值可以从现有的DXA图像，由TBS iNsight软件(Med-Imaps)回顾性计算所得，不需要进一步的影像学检查[6]。

TBS主要应用于腰椎，测量的部位与BMD测量部位相同，便于比较。虽然每一椎体都有自己独立的TBS值，但最终报告的TBS值代表了第1～4腰椎的平均值。目前，临床建议绝经后女性TBS值的阈值是：TBS值大于或等于1.350表示正常；TBS值介于1.200和1.350之间表示骨微结构有部分退化；TBS值小于或等于1.200表示骨微结构退化。以上TBS阈值仅供参考，WHO尚未界定标准的TBS阈值，男性的TBS阈值尚未提出[33]。

多篇文献[8～11]报道，TBS值与年龄呈负相关性。研究表明，低TBS值与差的骨微结构、低骨连通性、高骨小梁间距和骨小梁数量减少有关。相反，高TBS值与好的骨微结构、高骨连通性、低骨小梁间距和骨小梁数量增加有关[7]，以此来预测临床上脊柱以及其他部位的骨质疏松性骨折。

3.TBS在临床中的研究进展

3.1 TBS预测骨质疏松性骨折风险 多项回顾性病例对照研究[12～17]表明，在绝经后妇女中TBS与椎体骨折、股骨颈骨折以及其他类型的骨质疏松性骨折有关。Pothuaud等[12]对135例绝经后女性的TBS值进行回顾性病例对照研究，其中有45例由影像学证实为骨折：20例椎体骨折，5例髋部骨折，20例其他类型的骨质疏松性骨折，研究结果为有过骨折史的女性TBS值明显低于无骨折史的对照组。Krueger等[16]对429例平均年龄为71.3岁的白种绝经后女性的研究发现，在骨折患者中有73%是未达到骨质疏松诊断标准的妇女，有72%的TBS值低于中位数。Lamy等[17]对1502例年龄在50～80岁之间的女性的研究发现，TBS值与骨折有明显相关性。但在另外一项对243例法国白种绝经后女性(年龄在50～80岁之间，骨密度测量结果为骨量减少，BMI在17～35kg/m2之间)评估TBS值的回顾性病例对照研究[13]发现，有椎体骨折史女性的腰椎骨密度和TBS值明显低于未发生骨折的对照组。

多项前瞻性研究[18～21]表明，TBS可以在绝经后女性中预测骨折风险。Manitoba等[18]对29407例年龄大于50岁的女性进行前瞻性研究，其中1668例在之后的4.7年内发生了骨质疏松性骨折，发生骨折的女性TBS值明显低于未发生骨折的女性，TBS值每下降1个标准差就会增加35%的骨折风险，腰椎BMD值每下降1个标准差就会增加47%的骨折风险，股骨颈BMD值每下降1个标准差就会增加68%的骨折风险，并且任何部位测得的BMD值结合腰椎TBS值比起单独的BMD或TBS均明显提高预测骨折风险。Ofely等[19]对560例绝经后白种女性进行前瞻性研究，研究发现，发生脆性骨折的94例女性其腰椎TBS值和BMD值明显低于466例未发生骨折的女性；发生骨折的女性比未发生骨折的女性年龄更大，体重更低；在未经过调整的情况下，脊椎BMD和TBS预测骨折的能力差不多，但低于全髋部BMD。Iki等[21]对665例女性研究发现，发生椎体骨折的绝经后女性腰椎TBS值和BMD值比未发生骨折的绝经后女性更低。腰椎BMD联合TBS并没有比单纯的BMD提高预测骨折的能力。Briot等[20]对1007例绝经后女性进行TBS和BMD预测骨折风险能力的研究发现，发生骨折的女性比未发生骨折的女性年龄更大，所有部位(腰椎、髋关节、股骨颈)的TBS值和BMD值更低，在临床上预测骨质疏松性骨折的能力，TBS明显优于腰椎BMD，但与髋关节BMD、股骨颈BMD类似。对于脊柱骨折的预测，TBS联合腰椎BMD优于单纯的腰椎BMD，但是无论在腰椎、髋关节还是股骨颈，TBS与BMD预测骨折的能力都差不多。

3.2 TBS可纳入FRAX评估骨折风险 FRAX是一种广泛应用于评估骨折风险的工具，低TBS值可能成为FRAX预测骨折风险中的一项危险因素。多项研究[22～25]表明，FRAX与TBS都有预测骨质疏松性骨折的能力，并且相互独立。当TBS纳入到FRAX中可提高FRAX预测骨折的能力，尤其是在那些干预阈值的分类中具有临床实用性。

3.3 TBS对于抗骨质疏松症治疗效果的评估 多项研究[26～31]调查了TBS对于不同种抗骨质疏松症治疗效果的评估。Krieg等[27]进行的回顾性队列研究中，调查了TBS对于年龄>50岁的女性经过抗骨吸收药物(86%双膦酸盐类，10%雷洛昔芬，4%降钙素)治疗效果的评估，研究发现：未接受治疗的患者，腰椎BMD与TBS均明显降低，且降低幅度差不多；而接受治疗的患者，BMD值平均每年增加(1.86±1.8)%，然而TBS值平均每年仅增加(0.2±1.9)%。另外一项独立研究[33]表明，通过3年唑来磷酸药物治疗的女性(n=54)与通过安慰剂治疗的女性(n=53)，TBS评估的治疗效果相似，均有轻度升高。然而通过唑来膦酸治疗的女性腰椎BMD明显提高，在治疗12个月、24个月、36个月时分别提高4.96%，7.88%，9.58%。总之，TBS在监测治疗或不治疗骨质疏松症的作用尚不明确，需要进一步的相关研究来确定TBS是否能够成为评估抗骨折治疗效果的指标。

3.4 TBS的局限性 TBS是由DXA图像计算而得，可能由于X线管老化或传感器缺陷等产生各种噪声，使图像清晰度降低，影响TBS的评估。另外，骨组织及身体软组织均会吸收X线，所以对于软组织过多的肥胖患者来说，所获得的TBS值可能会降低，因此，有研究限定行TBS检查的患者BMI值最好介于15～35kg/m2，故如何有效地对肥胖患者行TBS检查是将来需要探讨的问题之一[33]。

现有的临床上有关TBS的研究对象多为绝经后女性，关于男性的TBS方面的数据很少。当从GE-LunarDXA图像中获得计算TBS时，男性的TBS似乎低于女性，鉴于之前的观察，通过骨组织形态计量学和HRpQCT方法得出的骨小梁微结构，中老年男性要比女性好，所以TBS在男性身上能否有效应用也是将来需要探讨的问题。

尽管在体外研究中，TBS与三维测量的骨小梁微结构之间具有强相关性，但在体内研究中只显示弱相关性。并且，大多数的研究没有发现TBS和骨小梁厚度之间的相关性，表明通过高分辨率成像模式评估的TBS可能无法完全捕捉骨微结构的某些方面。TBS也不是真的测量骨微结构，它很难鉴别骨小梁结构在骨的几何形状、软组织成分等方面的改变[32]。

4.总结

TBS是一种从脊柱DXA图像间接估计骨微结构的方法。它的主要临床优势是可从DXA图像中获得，并且在一些涉及大量绝经后妇女的回顾性病例对照研究和前瞻性研究中得出TBS值与骨折有明显相关性，TBS预测骨折风险的能力和腰椎BMD差不多。当TBS加入到FRAX中可提高FRAX预测骨折的能力，但TBS是否能随着骨质疏松症的治疗而增加，从而估计抗骨质疏松治疗的效果还有待观察。

1 Nguyen TV,Center JR,Sambrook PN,et al.Risk factors for proximal humerus,forearm,and wrist fractures in elderly men and women:the Dubbo Osteoporosis Epidemiology Study[J].Am J Epidemiol,2001,153(6):587-595.

2 Sornay-Rendu E,Munoz F,Garnero P,et al.Identification of osteopenic women at high risk of fracture:the OFELY study[J].J Bone Miner Res,2005,20(10):1813-1819.

3 BedermanSS,Bhandari M,McKee MD,et al.Do corticosteroids reduce the risk of fat embolism syndrome in patients with long-bone fractures? Ameta-analysis[J].Can J Surg,2009,52(5):386-393.

4 Kanis J A,Johnell O,Oden A.Smoking and fracture risk:a meta-anaIysis[J].Osteoporosis international,2005,16 (2) :155-162.

5 Bousson V,Bergot C,Sutter B,et al.Trabecular bone score (TBS):available knowledge,clinical relevance,and future prospects[J].Osteoporos Int,2012,23(5):1489-1501.

6 Silva BC,Leslie WD,Resch H,et al.Trabecular bone score:a non-invasive analytical method based upon the DXA image[J].J Bone Miner Res,2014,29(3):518-530.

7 HansD,Barthe N,Boutroy S,et al.Correlations between trabecular bone score,measured using anteroposterior dual-energy X-ray absorptiometry acquisition,and 3-dimensional parameters of bone microarchitecture:an experimental study on human cadaver vertebrae[J].J Clin Densitom,2011,14(2):302-312.

8 Dufour R,Winzenrieth R,Heraud A,et al.Generation and validation of a normative,age-specific reference curve for lumbar spine trabecular bone score (TBS) in French women[J].Osteoporos Int,2013,24(11):2837-2846.

9 Simonelli C,Leib E,McClung M,et al.Creation of the age-related TBS curve at lumbar spine in US Caucasian women derived from DXA[J].J Clin Densitom,2013,16(Suppl):272.

10 Leslie WD,Krieg MA,Hans D,et al.Clinical factors associated with trabecular bone score[J].J Clin Densitom,2013,16(3):374-379.

11 El Hage R,Khairallah W,Bachour F,et al.Influence of age,morphological characteristics,and lumbar spine bone mineral density on lumbar spine trabecular bone score in Lebanese women[J].J Clin Densitom,2014,17(3):434-435.

12 Pothuaud L,Barthe N,Krieg MA,et al.Evaluation of the potential use of trabecular bone score to complement bone mineral density in the diagnosis of osteoporosis:a preliminary spine BMD-matched,case control study[J].J Clin Densitom,2009,12(2):170-176.

13 Winzenrieth R,Dufour R,Pothuaud L,et al.A retrospective case control study assessing the role of trabecular bone score in postmenopausal Caucasian women with osteopenia:analyzing the odds of vertebral fracture[J].Calcif Tissue Int,2010,86(2):104-109.

14 Rabier B,Heraud A,Grand-Lenoir C,et al.A multicentre,retrospective case-control study assessing the role of trabecular bone score (TBS) in menopausal Caucasian women with low areal bone mineral density (BMDa):analysing the odds of vertebral fracture[J].Bone,2010,46(1):176-181.

15 Del Rio LM,Winzenrieth R,Cormier C,et al.Is bone microarchitecture status of the lumbar spine assessed by TBS related to femoral neck fracture? A Spanish case-control study[J].Osteoporos Int,2013,24(3):991-998.

16 Krueger D,Fidler E,Libber J,et al.Spine trabecular bone score subsequent to bone mineral density improves fracture discrimination in women[J].J Clin Densitom,2014,17(1):60-65.

17 Lamy O,Krieg MA,Stoll D,et al.The OsteoLaus Cohort Study:bone mineral density,micro-architecture score and vertebral fracture assessment extracted from a single DXA device in combination with clinical risk factors improve significantly the identification of women at high risk of fracture[J].Osteologie,2012,21(7):77-82.

18 Hans D,Goertzen AL,Krieg MA,et al.Bone microarchitecture assessed by TBS predicts osteoporotic fractures independent of bone density:the Manitoba study[J].J Bone Miner Res,2011,26(11):2762-2769.

19 Boutroy S,Hans D,Sornay-Rendu E,et al.Trabecular bone score improves fracture risk prediction in non-osteoporotic women:the OFELY study[J].Osteoporos Int,2013,24(1):77-85.

20 Briot K,Paternotte S,Kolta S,et al.Added value of trabecular bone score to bone mineral density for prediction of osteoporotic fractures in postmenopausal women:the OPUS study[J].Bone,2013,57(1):232-236.

21 Iki M,Tamaki J,Kadowaki E,et al.Trabecular bone score (TBS) predict vertebral fractures in Japanese women over 10 years independently of bone density and prevalent vertebral deformity:the Japanese population-based osteoporosis (JPOS) cohort study[J].J Bone Miner Res,2014,29(2):399-407.

22 Kanis JA,Oden A,Harvey NC,et al.A meta-analysis of trabecular bone score in fracture risk prediction and its interaction with FRAX[J].J Bone Miner Res,2016,31(5):940-948.

23 Leslie WD,Johansson H,Kanis JA,et al.Lumbar spine texture enhances 10-year fracture probability assessment[J].Osteoporos Int,2014,259:2271-2277.

24 Leslie WD,Aubry-Rozier B,Lix LM,et al.Spine bone texture assessed by trabecular bone score (TBS) predicts osteoporotic fractures in men:The Manitoba Bone Density Program[J].Bone,2014,67:10-14.

25 McCloskey EV,Oden A,Harvey NC,H,et al.Adjusting fracture probability by trabecular bone score[J].Calcif Tiss Int,2015,96(6):500-509.

26 Popp AW,Guler S,Lamy O,et al.Effects of zoledronate versus placebo on spine bone mineral density and microarchitecture assessed by the trabecular bone score in postmenopausal women with osteoporosis:a three-year study[J].J Bone Miner Res,2013,28(3):449-454.

27 Krieg MA,Aubry-Rozier B,Hans D,et al.Effects of anti-resorptive agents on trabecular bone score (TBS) in older women[J].Osteoporos Int,2013,24(3):1073-1078.

28 Kalder M,Hans D,Kyvernitakis I,et al.Effects of Exemestane and Tamoxifen treatment on bone texture analysis assessed by TBS in comparison with bone mineral density as-sessed by DXA in women with breast cancer[J].J Clin Densitom,2014,17(1):66-71.

29 McClung M,Lippuner K,Brandi M,et al.Denosumab significantly improved trabecular bone score (TBS),an index of trabecular microarchitecture,in postmenopausal women with osteoporosis[J].J Bone Miner Res,2012,27(Suppl 1):S58-S59.

30 Günther B,Popp A,Stoll D,et al.Beneficial effect of PTH on spine BMD and microarchitecture(TBS) parameters in postmenopausal women with osteoporosis.A 2-year study[J].Osteoporosis Int,2012,23(Suppl 2):S332-S333.

31 Hans D,Krieg M,Lamy O,et al.Beneficial Effects of strontium ranelate compared to alendronate on trabecular bone score in post menopausal osteoporotic women.A 2-year study[J].Osteoporosis Int,2012,23(Suppl 2):S265-S267.

32 Bousson V,Bergot C,Sutter B,et al.The Scientific Committee of the GRIO (Groupe de Recherche et d'Information sur les Ostéoporoses).Trabecular bone score (TBS):available knowledge,clinical relevance,and future prospects[J].Osteoporos Int May 2012,23(5):1489-1501.

33 韩晓清,金辉.TBS在监测及诊断骨质疏松方面的应用价值[J].中国骨质疏松杂志,2015,21(6):749-756.

昆明医科大学第一附属医院 老年内分泌科 650032

10.3969/j.issn.1672-4860.2017.02.039

2017-1-6