颈椎椎体CT值在颈椎退行性疾病手术病人术前骨质量评估中的应用研究

何磊 周非非 李舒扬 董骐源 李彤 张有余 邹达 李危石 孙宇

随着我国老龄化社会的到来，骨质疏松症在临床中越来越常见。目前临床公认的骨质疏松症的诊断标准是基于双能X线吸收法（dual-energy X-ray absorptiometry,DXA）测量的结果［1］，使用T值判断骨密度是否正常。近年来有学者应用CT值诊断骨质疏松，大多数研究集中在腰椎［2-6］。CT值是CT扫描中X线衰减系数的相对值，能够测定人体某一局部组织或器官密度的大小，通常称为亨氏单位（Hounsfield unit,HU），一般情况下组织密度越大其数值越大。很多文献证实，在腰椎非退行性病变人群中腰椎椎体CT值与腰椎骨密度及T值存在正相关性，CT值可以准确反映腰椎的骨质情况，是评估腰椎骨密度的补充方法［7］。但对于腰椎退行性病变，DXA检查可能会高估真实的T值，而腰椎椎体CT值能很好地反映其真实的骨质量［7，8］。

目前关于颈椎CT值的相关研究较少，为此我们进行了一项回顾性研究，旨在研究颈椎退行性疾病手术病人颈椎椎体CT值的自身变化规律、颈椎CT值与腰椎骨密度T值的关系，以及其在评估骨质量中的应用。

资料与方法

一、纳入与排除标准

纳入标准：①术前明确诊断为脊髓型颈椎病、神经根型颈椎病、混合型颈椎病及颈椎后纵韧带骨化症者；②经过规范保守治疗无效，具备明确手术指征者；③术前1个月内在北京大学第三医院行颈椎三维CT及DXA骨密度检查者。

排除标准：①既往颈椎及腰椎骨折史或手术史者；②颈椎及腰椎骨质破坏（如肿瘤、感染等）者。

二、一般资料

2015年1月至2017年12月，在北京大学第三医院骨科颈椎专业组接受颈椎手术治疗的颈椎退行性疾病病人共1 170例，939例符合入选标准及排除标准，其中，男484例，女455例，平均年龄为59岁。所有病人均接受手术治疗，其中行颈前路手术者644例，行颈后路手术者295例。

三、测量方法

根据病人术前的颈椎三维CT，应用PACS系统［RA1000 3.0版，通用电器医疗系统（中国）有限公司］分别测量C2～C7椎体的CT值，并计算CT值的均值。CT值的测量方法为：在C2～C7椎体矢状面重建的中横断面上，圈定尽量大的目标区域，该区域不包括皮质骨及骨质异常区域，如骨岛、静脉窦、压缩骨质（图1）。每一椎体的CT值由PACS系统计算所得，与CT的窗位变化无关。

图1 CT值测量方法 在椎体中部横断面上圈定尽量大的区域，PACS系统计算CT值，取其平均值

同时收集每位病人术前DXA所测得的L1～L4总的骨密度T值。

四、统计学方法

本研究采用SPSS 20.0统计学软件（IBM公司，美国）进行统计分析，采用双侧检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。采用Spearman秩相关检验法检测颈椎序列与其椎体CT值的相关性，采用一般线性模型检验 L1～L4总的骨密度 T 值与 C2～C7椎体CT均值的相关性。采用ROC曲线分析，分别以T＜-1或T≤-2.5作为骨质减少或骨质疏松的标准，计算曲线下面积；以ROC曲线上灵敏度+特异度最大时的C2～C7椎体CT值为临界点，得到以该C2～C7椎体CT值筛查骨质减少或骨质疏松的灵敏度和特异度。

结 果

一、测量结果

C2～C7椎体的CT值分别为：（363.43±92.52）HU、（340.44±80.73）HU、（338.37±86.92）HU、（333.43±87.49）HU、（289.98 ± 76.60）HU、（259.43 ± 62.59）HU。C2～C7椎体CT值为（322.52±89.27）HU。

939例病人术前经DXA检查的L1～L4总的骨密度T值平均值为-0.73。

二、相关性分析

颈椎序列与其CT值呈负相关（r=-0.396，P＜0.001）。C2～C7椎体CT值的均值与L1～L4总的骨密度T值呈正相关（r=0.487，P＜0.001）（图2）。

图2 散点图 C2～C7椎体CT均值与L1～L4总的骨密度T值存在正相关性

用C2～C7椎体CT值均值筛查骨质减少（-2.5＜T＜-1）的ROC曲线下面积为0.726，95%置信区间：（0.694，0.758），见图3，在ROC曲线上取灵敏度+特异度最大时对应的C2～C7椎体CT均值为327 HU，采用该CT均值筛查骨质减少的灵敏度为75.7%，特异度为59.8%；筛查骨质疏松（T≤-2.5）的ROC曲线下面积为0.767，95%置信区间：（0.718，0.816），见图4，在ROC曲线上取灵敏度+特异度最大时对应的C2～C7椎体CT均值为269 HU，采用该CT均值筛查骨质疏松的灵敏度为63.8%，特异度为80.8%。

讨 论

图3 筛查骨质减少（-2.5＜T＜-1）的ROC曲线，曲线下面积为0.726

图4 筛查骨质疏松（T≤-2.5）的ROC曲线，曲线下面积为0.767

骨质疏松症是一种以骨量低，骨组织微结构受损，导致骨脆性增加，易发生骨折为特征的全身性骨病，多见于绝经后女性和老年男性［1］。临床工作中常见颈椎退行性变病人合并骨质疏松症。骨质疏松会对颈椎手术及术后康复造成不良影响，有文献证明在因颈椎退行性变而行手术的病人中，骨质疏松病人较非骨质疏松病人更多地采用颈后路融合手术，术后出血更多，进行翻修手术的概率更高，并且住院时间延长，住院费用增加［9］。

临床中，颈椎椎体的骨质情况依据DXA测定的骨密度值及其T值进行评估，但L1～L4总的骨密度T值能否准确反映颈椎椎体真实的骨质情况，相关的研究不多。目前评估颈椎骨质量比较好的方法为颈椎定量CT（Quantitative CT,QCT）检查，其能够精确选择特定部位进行骨密度检查。与DXA相比，QCT检查具有更高的诊断能力，能够更准确地测量颈椎椎体骨密度［10，11］。但QCT价格比较昂贵，病人接受的射线较多，并且仅有少数医院有此设备，限制了其在临床中的广泛应用。近年来不少学者尝试应用CT值来评估腰椎椎体骨质的情况，并提出了相应的阈值来诊断骨质疏松。CT检查是脊柱外科的术前常规检查，CT值的获取简单、方便，应用CT值评估骨质情况，病人无需再进行额外的检查。

一、颈椎椎体CT值及变化规律

目前尚无应用颈椎CT值来评估颈椎骨质情况的相关文献，仅有少数几篇文献应用QCT检查研究颈椎骨密度，并且研究对象大多集中在相对年轻的志愿者。一项利用QCT测量健康成年男性脊柱椎体骨密度的研究结果显示，颈椎骨密度值为（256.0±48.1）mg/cm3，从颈椎到腰椎，骨密度值逐渐下降［12］。有学者对8具新鲜尸体的颈椎进行了CT扫描，测量C3～C7椎体松质骨的骨密度值为（270±74）mg/cm3［13］。88 例行颈前路手术的病人，术前应用QCT检测颈椎的骨密度值为235.5～302.0 mg/cm3，从头端向尾端逐渐降低［14］。另一篇报道应用QCT检查研究颈椎不同解剖位置的骨密度，发现椎体中心部分的骨密度值从C3至C7逐渐降低，均值分别为336、354、360、311、248 mg/cm3［15］。不同研究得到的颈椎骨密度值有所差异，可能与所选择的研究对象及测量仪器之间的差异有关。但颈椎骨密度值的变化趋势都是从头端向尾段逐渐降低。

本研究得到了类似结果，C2～C7序列与椎体CT值呈负相关，随着颈椎序列从上至下，颈椎椎体CT值逐渐下降。本研究中，C6、C7椎体的CT值较C2～C5明显降低，因此在对C6、C7椎体置钉固定时应特别注意固定强度的问题。同时，对于涉及C6、C7的颈前路器械也有待进一步改进。

二、利用颈椎椎体CT值评估骨密度的优越性

本研究结果得出，颈椎椎体CT值与腰椎总骨密度T值呈正相关，可以认为颈椎与腰椎骨质情况是平行的，腰椎总骨密度T值能在一定程度上反映颈椎椎体的骨质情况。目前，临床中颈椎术前需行腰椎DXA检查以评估颈椎骨质情况，当T值较高时，其颈椎的骨质情况亦较好。

在腰椎相关研究中，非退变组腰椎骨密度T值与CT值的相关系数为0.7以上，退变组腰椎骨密度T值与CT值的相关系数为0.6以上［7］。本研究结果中颈椎CT均值与腰椎的骨密度T值的相关系数（0.487）低于上述研究中腰椎CT值与T值的相关系数，原因可能为上述研究中CT值与T值均是针对同一腰椎椎体进行测量的；而本研究中的腰椎T值为L1～L4总的骨密度T值，代表腰椎整体骨质情况。

颈椎CT值测量的是所圈定的颈椎椎体松质骨区域；而腰椎骨密度T值测量的是腰椎单位面积内所有的骨量，包括椎体的皮质骨、松质骨、附件结构及增生的骨赘甚至钙化的动脉。因此颈椎CT值比腰椎骨密度T值更能精确地反映颈椎椎体的骨质情况，可将此作为辅助诊断方法，从而避免颈椎骨质疏松的漏诊。

三、利用颈椎椎体CT值评估病人术前的骨质量

根据WHO的诊断标准，T≤-2.5时诊断为骨质疏松症，-1.0＜T＜-2.5时诊断为骨量较少，T≥-1.0时为骨量正常［1，16］。北京大学第三医院的研究指出：L1的CT值≤110 HU、L2的CT值≤100 HU、L3的CT值≤85 HU、L4的CT值≤80 HU对应于T≤-2.5，认为应用上述CT值阈值可以作为在腰椎退变性疾病中降低骨质疏松漏诊率的补充方法［7］。一些作者提供了不同部位的CT值阈值用以帮助诊断骨质疏松，例如利用肩关节CT测量肩胛颈的CT值，低于197 HU的病人有97%的概率存在骨密度降低，而CT值高于257 HU的病人可能骨密度正常［17］。利用头颅CT扫描测量颅骨CT值，颅骨CT值低于610 HU的病人需要进一步评估可能存在的骨质疏松［18］。

本研究中以骨密度T值作为诊断骨量减少及骨质疏松的金标准，骨量减少对应的CT值为327 HU，接近于939例病人的C2～C7椎体CT值为（322.52±89.27）HU，考虑为该组病人均因颈椎退行性变行颈椎手术，平均年龄为59岁，T值平均值为-0.73，一部分病人存在骨量减少或骨质疏松。临床医师可以应用颈椎CT均值辅助腰椎骨密度T值诊断骨质疏松及骨量减少。根据术前颈椎CT测量C2～C7椎体CT均值，如果CT均值小于269 HU，该病人可能存在骨质疏松，其诊断骨质疏松的灵敏度为63.8%，特异度为80.8%。本研究中C6、C7椎体CT值下降明显，如果C2～C5椎体其中之一的椎体CT值小于269 HU，病人极可能存在骨质疏松。本研究的样本全部为住院行颈椎手术的病人，虽然无健康人群进行对照，但是在临床工作中脊柱外科医师可能更关注拟行手术病人的骨质情况。以后需要进一步研究健康人群的颈椎椎体CT值及其与腰椎骨密度T值的关系。

颈椎退行性疾病手术治疗病人的颈椎CT值自C2至C7逐渐递减；颈椎椎体CT值与DXA检查的骨密度T值呈正相关，有助于术前临床评估病人的骨质量。