老年女性低能量股骨颈骨折与转子间骨折的骨密度差异

苏永彬 王玲 赵伟 刘艳东 程晓光

随着我国社会老龄化加剧，老年股骨近段骨折逐年增加[1-2]，其致残率、致死率较高，严重影响了患者的生存质量[3]，一直是临床诊疗的重点与难点。股骨近段骨折主要包括股骨颈骨折与股骨转子间骨折，多见于老年女性患者[3-5]，主要是平地跌倒引起的低能量损伤[6]，是骨质疏松症最严重的骨折[7]，与骨质疏松严重程度密切相关[8]。这两种骨折类型的治疗方式与预后不同，并且，不同治疗方式的选择同骨质疏松严重程度有关[9-11]。近年来，已有少数几种关于国人的研究探讨了骨折类型与股骨近段骨密度的关系，最新研究表明这两种骨折类型存在股骨近段骨密度的差异[4]。但是除个别研究外，既往研究均未进行年龄分层分析，存在年龄对结论有较多干扰的可能。本研究基于大样本数据，将老年女性患者进行年龄分层，探讨各个年龄段这两种骨折类型在股骨近段各区域骨密度的差异，以期对股骨颈骨折、转子间骨折的预防、个体化治疗方案的优化提供参考。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 北京常住居民，女性，绝经后，年龄 ≥ 60 岁者；( 2 ) 低能量骨折者 ( 日常生活中发生的骨折，骨折时重心高度不高于站立时重心高度 )；( 3 ) 骨折发生 48 h 内完成定量 CT 检查者。

2. 排除标准：( 1 ) 既往下肢骨折愈合不良者；股骨近段形态或髋部肌肉严重异常者；( 2 ) 患有影响骨代谢的疾病或近期服用影响骨代谢的药物者；( 3 ) 近期 3 个月内其它部位的骨折或重大疾病或长时卧床者；( 4 ) 骨肿瘤等疾病所导致的病理性骨折者。

二、一般资料

本研究经北京积水潭医院伦理委员会审核批准。

2012 年 1 月至 2016 年 5 月，本院创伤骨科急诊就诊的髋部骨折患者 1613 例均已完成定量 CT( quantitative computed tomography，QCT ) 扫描，收集CT 数据，分类出股骨颈骨折组与转子间骨折组。同时，收集骨折流行病学调查表，其内容包括性别、年龄、身高、体重、民族、常住地址、骨折发生的具体时间、骨折原因、既往骨折史、既往病史与骨质疏松用药史等。

根据年龄对患者分组，分为 60～69 岁组、70～79 岁组、80～89 岁组、> 90 岁组。

三、测量方法

1. 仪器与方法：QCT 采用 Toshiba Aquilion16 排CT 及 Mindways 公司的 5 样本固体体模。扫描参数：管电压 120 kV，管电流 125 mAs，床高 78 cm，螺距0.985，FOV 400 mm，矩阵 512×512，层厚 1 mm，标准算法重建。扫描范围：髋臼上 1 cm 至股骨小转子下 3 cm 处。将原始图像传输至 QCT 工作站，采用Mindways QCT Pro 软件中计算机体层 X 线骨密度系统( computed tomography X-ray absorptiometry function，CTXA ) 与骨结构分析系统 ( bone investigation toolkit analysis，BIT ) 进行健侧股骨近段各区域骨密度的测量。研究已表明健髋与患髋骨折前的骨密度数据一致[12]。

2. CTXA：模拟 DXA 及输出相应结果。采用CTXA HIP Version 4.2.3 软件自动去除软组织，将三维数据进行旋转，模拟出二维投照的标准体位，输出全髋、股骨颈、大转子、转子间区域的面积骨密度。研究已表明 CTXA 所得结果与 DXA 相应参数的结果一致[12]。

3. BIT：采用 BIT 2.0 软件自动识别出垂直于股骨颈长轴的最小截面，以此为中心，上下各截取 5 个平行截面 ( 图 1a )，层间隔 1 mm。在截面内，以几何中心为中心，将截面平均分割为 16 个扇形区域( 图 1b )，在此基础上，得到 4 个象限区域 ( 图 1c )，包括前上象限 ( supero-anterior，SA )、前下象限( infero-anterior，IA )、后下象限 ( infero-posterior，IP )及后上象限 ( supero-posterior，SP )，自动测量每一象限内松质骨的体积骨密度。

四、统计学处理

应用 SPSS 22.0 统计软件进行数据分析。对计量资料进行正态性检验，计量资料均符合正态分布，数据以表示。应用 χ2检验分析不同年龄组间股骨转子间骨折的占比差异。采用独立样本 t 检验比较两种骨折类型的年龄、身高、体重、BMI 差异；应用协方差分析在校正年龄、身高、体重等因素基础上比较两种骨折类型的各种骨密度参数差异。P <0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、一般资料结果

本研究共纳入 433 例，年龄 60～98 岁，平均( 77±8 ) 岁。433 例均为平地跌倒伤，417 例 ( 96% )为患侧髋部着地，16 例 ( 4% ) 为臀部着地。分为股骨颈骨折 260 例，转子间骨折 173 例。

按年龄分层后，两种骨折的占比结果见表 1，相比 60～69 岁组，70～79 岁组中转子间骨折占比增加。另外，经比较 > 90 岁组与 70～79 岁组，发现 >90 岁组的转子间骨折占比增高 ( χ2= 4.6，P = 0.03 )。

经检验一般流行病学参数，在 60～69 岁年龄组中，转子间骨折组的平均年龄比股骨颈骨折组大1.8 岁；在 70～79 岁年龄组中，转子间骨折组的BMI 略大。其余差异无统计学意义 ( 表 2 )。

二、两种骨折类型在股骨近段各区域的骨密度差异

经校正年龄、身高、体重等因素后，在 60～69 岁组、> 90 岁组，转子间骨折组均只有大转子骨密度低于股骨颈骨折组；而在 70～79 岁组、80～89 岁组，CTXA 结果显示除股骨颈区域外，转子间骨折组的其它各部位骨密度均低于股骨颈骨折组。但是 BIT 股骨颈四象限分析结果显示：在 70～79 岁组，转子间骨折组在股骨颈后上象限具有更低的骨密度；在 80～89 岁组，转子间骨折组在股骨颈前下象限具有更低的骨密度。

表 1 不同年龄组中股骨颈骨折与转子间骨折的占比情况 ( 例 )Tab.1 Comparisons of ratio of femoral neck fracture to intertrochanteric fracture in different age groups ( case )

讨 论

低能量股骨颈骨折与转子间骨折是老年人常见的骨折类型，多是在日常生活中发生平地跌倒引起的，女性发生率约是男性的 3 倍[4]。这两种骨折类型不仅在治疗、预后方面有较大不同，在发生机理方面也有区别。国外研究表明，转子间骨折的发生与股骨近段更低的骨密度有密切关系[13-14]。但是，由于国人股骨近段的骨密度与白人不同[15]，因此需要探索国人骨折类型与股骨近段骨密度的关系，当前的相关研究仍然较少。

图 1 定量 CT 骨结构分析系统将股骨颈分成 4 个象限示意图Fig.1 Bone investigation toolkit analysis of QCT divided the femoral neck into four quadrants

其中，部分研究没有根据性别进行分别讨论[16-17]。但是，研究已经表明老年男性的骨折类型与骨密度关系不大，而是老年女性的骨折类型与骨密度关系密切[4-5]。因此有必要进行性别分层做更进一步研究。李毅中等[18]利用 DXA 对 95 例绝经后女性患者 ( 股骨颈骨折 55 例，转子间骨折 40 例 ) 进行了研究，认为两种骨折类型不具有股骨颈面积骨密度的差异，但是没有检测股骨近段其它区域的骨密度差异。Yu 等[8]在定量 CT 基础上对老年女性72 例股骨颈骨折、21 例转子间骨折进行了分析，认为转子间骨折组存在更低的大转子区域体积骨密度。只是上述研究的样本量都比较小。Su 等[4]利用定量 CT 分析了 293 例股骨颈骨折与 175 例转子间骨折 ( 50 岁以上女性 ) 的骨密度差异，结论是转子间骨折组在股骨近段各个区域的骨密度均低于股骨颈骨折组，但是该研究并未做年龄分层以进一步分析。

表 2 同一年龄组内两组骨折类型的一般流行病学参数结果 ( )Tab.2 Comparisons of age, height, weight and BMI between femoral neck fracture and intertrochanteric fracture in each age group ( )

表 2 同一年龄组内两组骨折类型的一般流行病学参数结果 ( )Tab.2 Comparisons of age, height, weight and BMI between femoral neck fracture and intertrochanteric fracture in each age group ( )

组别 年龄 ( 岁 ) 身高 ( cm ) 体重 ( kg ) BMI ( kg / m2 )60～69 岁年龄组股骨颈骨折 64.4±2.8 159±4 59.0± 8.2 23.1±2.9股骨转子间骨折 66.2±2.5 161±6 58.9±10.6 22.6±3.2 t 值 -2.50 -1.40 0.05 0.78 P 值 0.02 0.16 0.96 0.44 70～79 岁年龄组股骨颈骨折 75.0±2.6 159±6 59.4± 9.2 23.3±3.2股骨转子间骨折 74.9±2.8 158±5 62.4±10.6 25.0±4.1 t 值 0.31 1.66 -1.92 -2.95 P 值 0.76 0.10 0.06 < 0.01 80～89 岁年龄组股骨颈骨折 83.2±2.6 156±7 56.3± 9.5 22.1±4.1股骨转子间骨折 83.9±2.6 156±5 56.6±10.7 23.2±4.2 t 值 -1.58 0.23 -0.14 -1.62 P 值 0.12 0.82 0.89 0.11 90 岁～年龄组股骨颈骨折 92.1±2.0 155±8 53.7±11.4 22.1±3.7股骨转子间骨折 92.0±2.2 155±6 52.0±11.6 21.3±3.9 t 值 0.062 -0.057 0.33 -0.45 P 值 0.950 0.960 0.74 0.66

目前，在关于国人的研究中，只有刘路辉等[5]的研究是在较大骨折样本基础上 ( 170 例股骨颈骨折、188 例转子间骨折 ) 将患者按年龄分为了 60～69 岁、70～79 岁、> 80 岁 3 组，分别讨论了同一年龄组内骨折类型间的 DXA 骨密度差异。本研究结果与其结论较一致，均是认为在不同年龄层，两种骨折类型的骨密度差异不同以及在 70～79 岁组，转子间骨折组具有广范围的更低的骨密度。但是刘路辉等[5]的研究没有严格控制骨折发生至骨密度检查的时间间隔股骨颈骨折 ( 3.2±4.1 ) 天；股骨转子间骨折 ( 2.5±2.9 ) 天，而股骨近段骨折患者卧床后，骨丢失会迅速增加。因此其结果与本研究结果还有差异。

表 3 同一年龄组内两组骨折类型在股骨近段各区域骨密度的差异 ( )Tab.3 Comparisons of BMD in different regions of the proximal femur between femoral neck fracture and intertrochanteric fracture in each age group ( )

表 3 同一年龄组内两组骨折类型在股骨近段各区域骨密度的差异 ( )Tab.3 Comparisons of BMD in different regions of the proximal femur between femoral neck fracture and intertrochanteric fracture in each age group ( )

注：TH：全髋；FN：股骨颈；IT：转子间；TR：大转子；SA：股骨颈前上象限；IA：股骨颈前下象限；IP：股骨颈后下象限；SP：股骨颈后上象限Notice: TH: total hip; FN: femoral neck; IT: intertrochanter area; TR: greater trochanter; SA: supero-anterior; IA: infero-anterior; IP: infero-posterior; SP: supero-posterior

组别 TH ( g / cm2 ) FN ( g / cm2 ) IT ( g / cm2 ) TR ( g / cm2 ) SA ( mg / cm3 ) IA ( mg / cm3 ) IP ( mg / cm3 ) SP ( mg / cm3 )60～69 岁年龄组股骨颈骨折 0.61±0.11 0.52±0.09 0.73±0.14 0.42±0.10 75.0±20.3 97.0±30.6 92.5±30.7 76.2±32.0股骨转子间骨折 0.57±0.08 0.51±0.10 0.69±0.14 0.36±0.10 69.6±20.3 89.3±23.7 78.3±30.6 73.8±20.2 F 值 1.31 0.21 0.69 4.030 0.71 0.47 2.37 0.05 P 值 0.26 0.65 0.41 0.048 0.40 0.50 0.13 0.83 70～79 岁年龄组股骨颈骨折 0.57±0.10 0.49±0.09 0.70±0.12 0.38±0.09 63.7±22.0 81.0±35.9 77.2±29.2 66.4±25.8股骨转子间骨折 0.54±0.10 0.48±0.08 0.67±0.12 0.34±0.07 63.6±29.4 74.5±28.3 69.2±28.7 58.6±27.6 F 值 17.10 1.91 4.82 21.30 0.64 1.53 2.89 5.38 P 值 < 0.01 0.17 0.03 < 0.01 0.42 0.22 0.09 0.02 80～89 岁年龄组股骨颈骨折 0.53±0.09 0.45±0.07 0.66±0.12 0.35±0.07 57.9±23.8 79.3±31.5 72.3±25.7 57.3±23.1股骨转子间骨折 0.49±0.09 0.43±0.08 0.60±0.13 0.30±0.06 56.2±26.3 70.6±24.9 66.5±23.2 51.9±24.5 F 值 10.80 3.67 9.05 19.70 0.03 3.810 2.13 1.78 P 值 < 0.01 0.06 < 0.01 < 0.01 0.86 0.047 0.15 0.18 90 岁及以上年龄组股骨颈骨折 0.46±0.11 0.41±0.07 0.57±0.15 0.31±0.09 48.4±15.7 56.6±23.1 66.1±17.4 49.4±15.3股骨转子间骨折 0.42±0.07 0.39±0.06 0.53±0.09 0.25±0.05 45.3±19.1 68.4±18.9 58.5±28.1 45.7±14.6 F 值 1.38 1.26 0.63 6.93 0.29 1.47 0.56 0.80 P 值 0.26 0.28 0.44 0.02 0.60 0.24 0.46 0.38

本研究表明在各年龄组中，相比股骨颈骨折组，转子间骨折组均具有更低的大转子骨密度，而不存在股骨颈全区域面积骨密度的减低。并且，70～79 岁组与 80～89 岁组作为骨折发生的主要年龄层，其结果也高度一致，在除股骨颈外的其它各区域，转子间骨折组均具有更低的骨密度。并且，随着年龄增加，转子间骨折的占比上升。这些结果支持了以下理论，即股骨颈骨折的发生受多种因素影响，例如股骨颈的几何结构、皮质的特异性变化等[4,8,14]，而转子间骨折则主要与疏松的大转子、转子间区域抗撞击力的减弱有关。因为绝大多数的低能量股骨近段骨折的发生是跌倒 - 患髋着地所致，撞击力由最体表的大转子传递至转子间区域，进而到达股骨颈区域。当作为缓冲带的转子间区域骨密度较高时，抗撞击力增强，撞击力经此作用到局部结构薄弱的股骨颈，导致股骨颈骨折；而当大转子、转子间区域的骨密度减低后，抗撞击力减弱，发生转子间骨折。最新研究表明，转子间骨折患者之所以具有更低的骨密度可能与患者自身骨骼结构、PTH 水平升高等因素有关[19]。

另外，本研究介于我国 > 90 岁的患者在逐年增加，超高龄髋部骨折患者已经逐渐成为单独的被关注群体[20-21]，所以将之作了单独划分。结果也表明这种分组是有意义的，不同于 80～89 岁组，> 90 岁组内转子间骨折组仅在大转子存在更低的骨密度。这可能是因为超高龄人群已经发生了股骨近段各区域严重的骨密度减低 ( 表 3 )，疏松的转子间区域抗撞击力已经明显减弱，成为骨折发生的首要因素，而决定股骨颈发生的股骨颈几何结构、皮质的特异性变化已不再如 60～69 岁组那样占据主要因素，因此转子间骨折的发生占比明显增高。

因为股骨近段骨折的复杂性，在术前评估中，CT 检查已成为常规。QCT 是在常规 CT 扫描中附加体模实现的，因此相比 DXA 而言，在急诊检查中，具有方便易行、不再增加患者移床痛苦等优势。除此外，本研究表明，QCT 的分象限三维研究比 CTXA 的二维研究更为准确。在骨折高发年龄段中，CTXA 未能检出股骨颈面积骨密度的组间差异，但是 QCT 结果显示股骨颈骨质疏松程度具有区域性，在股骨颈部分象限内，转子间骨折组仍是具有更低的骨密度。在某种程度上，这既辅助说明了转子间骨折组具有更低的骨密度，同时提示股骨颈的不同区域在股骨近段骨折的发生中可能具有不同的临床意义。

股骨近段骨折具有较高的病死率。有研究表明在校正年龄后，转子间骨折患者在伤后 1 年、5 年的病死率均高于股骨颈骨折组[22-23]。Marques 等[24]的研究认为股骨近段体积骨密度与病死率相关。结合本研究结果，转子间骨折组具有更低的骨密度除了与骨折发生有关外，可能与骨折的预后 - 病死率也有关系。但是，与之相反的是，对股骨近段骨折患者进行骨质疏松检查、抗骨质疏松治疗的认知率仍然不足 25%[25]。尚须进一步强调骨密度监测的必要性。

本研究具有一定局限性。例如患者人群限定于北京常住的老年女性患者，结果在全国的适用性可能存在一定程度的受限。同时，> 90 岁的样本量相对较少，所得结果可能存在偏倚。由于国人高龄女性的股骨颈上部区域皮质过于菲薄，因此本研究并未将皮质骨的体积骨密度纳入分析。另外，由于股骨大转子、转子间形态变异大，难以对其进行区域划分的三维研究。

综上所述，本研究结果表明相比老年女性股骨颈骨折，转子间骨折具有更低的股骨近段骨密度，但在不同年龄层，骨密度减低的区域不同。