椎体压缩性骨折前后缘高度比与骨密度关联性研究

马文静，张 鑫，王晶晶，刘 华，刘 凡

（1.北京市公安司法鉴定中心，北京 100192； 2.北京市怀柔区公安司法鉴定中心，北京 101400）

《中华人民共和国刑法》规定：“故意伤害他人身体的，处三年以下有期徒刑、拘役或者管制。”2014年1 月1 日开始实施的《人体损伤程度鉴定标准》（5.9.3b）规定：“一节椎体压缩骨折超过 1/3 以上；二节以上椎体骨折；三处以上横突、棘突或者椎弓骨折为轻伤一级。” 该标准（5.9.4d）规定：“椎骨骨折或者脊椎脱位（尾椎脱位不影响功能的除外）定为轻伤二级。” 在实际工作中发现，诸多案件的中、老年伤者在受到极其轻微的外力后，便可发生椎体骨折，而此类骨折的伤情即可评定为轻伤一级或者轻伤二级。 这时，犯罪嫌疑人经常对鉴定意见提出质疑，认为其仅对伤者进行了推搡，伤者站立不稳摔跌坐地，整个过程中并无其他巨大暴力，认为骨折是伤前早已存在，与本案无关，或是伤者自身存在骨质疏松，存在伤病共存问题，损伤程度应降级处理，致使引起鉴定争议。 为此，亟需探究自身骨质疏松（骨密度）是否影响摔倒坐地后椎体骨折压缩的程度，为规范脊柱损伤的法医学鉴定和伤病关系分析提供理论依据。

1 对象与方法

1.1 对象的选取与分组

选择主因外伤（摔跌坐地）门诊、急诊就诊，经X 线或CT 检查明确诊断为胸腰椎椎体骨折，MRI显示骨折椎体有急性挫伤水肿的患者为对象。 依据国际临床骨密度学会2007年定量CT（quantitative computed tomography，QCT）骨质疏松诊断标准和2018年、2020年我国有关 QCT 骨质疏松症诊断指南及专家共识，以骨密度低于80 mg/cm作为骨质疏松的诊断标准，将观察对象分为：外伤组（骨密度>80 mg/cm）、外伤伴有骨质疏松症组（骨密度<80 mg/cm）和病理性骨质疏松性椎体骨折组。轻微外力（如咳嗽、弯腰捡物、手提重物）后感觉腰背部疼痛门诊、急诊就诊，经 X 线或 CT 检查（QCT 检测骨密度小于80mg/cm），诊断为病理性骨质疏松性椎体骨折，可明确骨折时间的患者即为病理性骨质疏松性椎体骨折组。 外伤组50 人，其中男性19 人，女性31 人；外伤伴有骨质疏松症组101 人，其中男性13 人，女性88 人；病理性骨质疏松性椎体骨折组 45 人，其中男性 7 人，女性 38 人。

1.2 对象的纳入标准

（1）成年人（女性，45 岁≤年龄≤80 岁；男性，50 岁≤年龄≤80 岁），长期居住在北京地区（20年以上）；（2）长期服用激素、抗癫痫、肝素等药物史，无肿瘤病史，无甲状腺、甲状旁腺功能亢进等内分泌代谢性疾病；（3）因外伤（摔跌坐地）门诊、急诊就诊，经X 线或CT 检查明确诊断为椎体骨折，MRI显示骨折椎体有急性挫伤水肿可明确骨折时间的患者；（4）因轻微外力（如咳嗽、弯腰捡物、手提重物）后感觉腰背部疼痛门诊、急诊就诊，经X 线或CT检查（QCT检测骨密度小于 80 mg/cm），MRI 显示骨折椎体有急性水肿可明确骨折时间，诊断为病理性骨质疏松性椎体骨折的患者。

1.3 对象的排除标准、中止标准、剔除标准

（1）常期（每年平均有半年以上时间且连续5年）在北京以外地区居住者；（2）不能明确骨折时间者；（3）有影响骨密度的基础疾病患者；（4）不能进行MRI检查；（5）未进行骨密度检查。

1.4 分组情况

各组对象频数及其百分率见表1，年龄情况见表2，性别情况见表3。

表1 各组受试者频数及其百分率

表2 各组受试者年龄情况

表3 各组受试者性别情况

1.5 方法

1.5.1 仪器工作条件

采用 1.5T（GE Signa Excite HD TWINSPEEED）或 1.5T（SIEMENS MAGNETOM ESPREE）磁共振机进行MRI 扫描；均采用脊柱表面线圈；扫描序列包括矢状位 TWI，重复时间（repetition time, TR）：550~600 ms，回波时间（echo time， TE）：10~12 ms，矢状位 TWI 重复时间（TR）：3 000~3 200 ms，回波时间（TE）：102~108 ms，矢状位 STIR，重复时间（TR）：3 500~3 600 ms，回波时间（TE）：66~68 ms，反转时间（TI）：160 ms；层厚 4mm，层间距 0.4mm；矩阵分别为 352×224、416×256、384×224 或 320×272、320×253、320×224；FOV 为 300。

1.5.2 检查方法

由一位骨放射医师进行椎体压缩高度比的测量，在MRI 矢状位TWI 图像上，选取骨折椎体压缩程度最大的层面，测量骨折椎体的最大塌陷部位与正常椎体后缘的比值，如果椎体后缘塌陷，则选择其与相邻正常椎体的后缘的比值。

骨密度的测量：采用东芝16 排CT 对病例组和空白对照组进行腰椎QCT 扫描，扫描前采集侧位定位像（范围 T~L），扫描完毕将CT 图像传至 QCT PRO 工作站，测量 L、L、L椎体松质体积骨密度（vBMD），如上述三个椎体出现骨折，则舍弃骨折椎体，另测L或L椎体骨密度，计算三个椎体骨密度的平均值（mg/cm）。

所有影像学检查均由北京积水潭医院放射科技师采用一致标准获取所需的影像学数据，影像学的读片由两位有多年诊断经验的骨骼肌肉系统放射医生完成。 当对观察结果有异议时，通过聘请外院放射领域专家会诊达成一致。

1.5.3 统计学分析

采用SAS 9.3 软件对数据处理后进行统计学分析。 本研究涉及到的设计类型及统计分析方法包括如下：

（1）成组设计一元定量资料差异性检验：若符合正态分布并满足方差齐性要求，采用成组设计一元定量资料t 检验分析资料；若不满足正态分布或方差齐性要求，采用Wilcoxon 秩和检验分析资料。

（2）单因素三水平设计一元定量资料差异性检验：若满足方差分析的前提条件（即独立性、正态性和方差齐性），采用单因素K（K≥3）水平设计定量资料的方差分析处理资料。 当三组资料之间的差异有统计学意义（即方差分析结果P<0.05），使用Tukey 法进行两两比较； 若不满足正态性或方差齐性要求，采用Kruskal-Wallis 秩和检验分析资料，若三组之间的差异有统计学意义，在此基础上进一步对三组平均秩进行两两比较。

（3）结果变量为二值变量的成组设计定性资料差异性检验：采用一般检验或Fisher 精确检验来处理。 当总频数大于40，且无小于5 的理论频数，可采用一般检验，否则采用Fisher 精确检验来处理。

（4）单因素三水平设计无序原因变量R表资料差异性检验： 采用一般检验或Fisher 精确检验来处理。 当总频数大于40，且无小于5 的理论频数，可采用一般检验，否则采用Fisher 精确检验来处理。

（5）单因素三水平设计有序原因变量R表资料差异性检验： 采用一般检验或Fisher 精确检验来处理。 当总频数大于40，且无小于5 的理论频数，可采用一般检验，否则采用Fisher 精确检验来处理。

（6）单因素三水平设计双向无序R×C 表资料差异性检验：采用一般检验或Fisher 精确检验来处理。 当总频数大于40，且无小于5 的理论频数，可采用一般检验，不然就用Fisher 精确检验来处理。

（7）单因素三水平设计有序结果变量R×C 表资料差异性检验：采用Kruskal-Wallis 秩和检验来处理，根据3 组进行秩和检验的结果，判断3 组之间结果的分布差异是否有统计学意义。

（8）所有三水平定性资料的两两比较都使用独立分割法。

2 结果

实验结果如表4~8 所示。 由表5 可知：矫正后分析显示，无疏松骨折组与病理性骨折组骨折类型存在显著性差异（P<0.05）；有疏松骨折组与无疏松骨折组、病理性骨折组骨折类型均无显著性差异（P＞0.05）。 由表 6 可知：Tukey 法矫正两两比较分析显示，无疏松骨折组、有疏松骨折组与病理性骨折组任意两组椎高比均无显著性差异（P＞0.05）。 由表7 可知：病理性骨折组椎高比与骨密度相关系数无统计学意义（r<0.5）。 由表8 可知：高度比与骨密度之间的相关系数为0.436，即r<0.5，没有实际意义。

表4 各组骨折椎体数量统计结果

表5 各组骨折类型统计结果

表6 各组高度比统计结果

表7 病理性骨折组椎高比与骨密度相关性分析结果

表8 椎高比与骨密度相关性分析结果（包括三组骨折情况）

3 讨论

3.1 骨质疏松症及骨密度

骨质疏松症是一种以低骨量和骨组织微结构破坏为特征，导致骨骼脆性增加和易发生骨折的全身性疾病。可分为三大类:（1）原发性骨质疏松症，包括绝经后女性骨质疏松和老年性骨质疏松，多发于脊柱、髋骨和桡骨远端;（2）继发性骨质疏松症，常继发于其他疾病，如内分泌代谢病（甲状旁腺功能亢进症、甲状腺功能亢进症、性腺功能减退症、糖尿病）、血液病、胃肠道疾病、长期卧床、制动等，（3）特发性骨质疏松症，多见于青少年，多有家族遗传史。

单纯X 线检查显示骨质疏松时，骨量丢失至少达30%～50%，骨质疏松症表现为骨强度降低，甚至发生骨折。骨强度是骨密度与骨质量的整合反映，但骨强度难以直接测量，无法作为骨质疏松的诊断依据。而骨密度是单位体积（面积）的骨矿物质含量，可以直接测量。目前，主要依赖骨密度检查及其他方法来预测骨质疏松性骨折及分析疗效。 临床上，骨质疏松症引起的骨折主要位于脊柱、股骨颈、桡骨远端等富含松质骨的部位。 骨密度的测量方法有多种，本实验应用的是QCT。 因QCT 是体积骨矿含量，是真正的三维骨密度测量，且选择测量松质骨的体积骨密度，不受脊柱退变和增生等因素的影响。采用国际临床骨密度学会腰椎QCT＜80mg/cm的标准诊断骨质疏松症。

有必要指出，按照我国2018年、2020年有关CT 骨质疏松症诊断指南及专家共识，目前推荐多排CT 行QCT 测量，且推荐2 节椎体测量平均值的方法（一般以L，L为宜）。故按照上述要求的研究，尚需今后进一步开展。

3.2 脊柱的解剖生理特点与椎体压缩性骨折的生物力学机制

脊柱位于人体背部中央，是连接上方颅骨与下方髋骨的人体中轴线，由33 块形态特殊的脊椎骨（椎骨）通过椎间关节和椎间盘、韧带连接组成，周围还有肌肉包裹、附着，具有支撑整个躯干，传递压力，缓冲震动，保护脊髓及内脏的功能。 其中，椎骨由前方的短圆柱形的椎体和后方板状的椎弓组成，椎体是椎骨负重的主要部分，椎体内部为骨松质，表面的密度则较薄，双面均粗糙，通过椎间纤维与邻近椎骨相连。 腰椎是躯干的主要负重部位，也是整个躯干受外力作用时压力缓冲的最主要部位，因此腰椎在支撑人体自重及遭受纵向钝性外力作用时，腰椎受到的纵向挤压力最大，椎体之间的相互压缩形成了腰椎压缩性骨折。

从生物力学角度将脊柱分为前、中、后三柱，单纯压缩性骨折通常为前柱（前柱包括：前纵韧带、椎体及纤维环和椎间盘的前2/3）受累，椎体通常呈楔形变。 正常人的椎体主要是由彼此纵横交错的骨小梁构成。 外力作用于脊柱产生的压缩力通过椎间盘传导至终板，然后由骨小梁由中心向四周发散，在椎体内部应力，如果该应力超过骨小梁耐受的最大强度，骨小梁结构将被破坏，失去稳定性，从而引起椎体压缩性骨折。

3.3 在人体损伤程度鉴定的应用

《人体损伤程度鉴定标准》伤病关系处理原则为：4.3.1 损伤为主要作用的，既往伤/病为次要或者轻微作用的，应依据本标准相应条款进行鉴定。4.3.2 损伤与既往伤/病共同作用的，即两者作用相当的，应依据本标准相应条款适度降低损伤程度等级，即等级为重伤一级和重伤二级的，可视具体情况鉴定为轻伤一级或者轻伤二级，等级为轻伤一级和轻伤二级的，均鉴定为轻微伤。4.3.3 既往伤/病为主要作用的，即损伤为次要或者轻微作用的，不宜进行损伤程度鉴定，只说明因果关系。 有关实验研究表明，骨小梁的抗压能力与骨密度有关，但摔跌坐地后椎体压缩后的高度变化与骨密度有无关联性的研究仍缺乏报道，使法医鉴定缺乏足够的理论依据。 基于本研究的结论，笔者认为，根据本研究结果，因摔跌坐地致胸腰椎压缩性骨折的伤情鉴定中，涉及椎体高度变化无需考虑骨密度，可直接依照《人体损伤程度鉴定标准》相关条款进行鉴定。