基于骨密度和临床特征分析的老年髋部骨折CT影像特征及危险因素预测

摘要：目的" 探讨基于骨密度和临床特征分析老年髋部骨折CT影像特征及危险因素预测模型构建。方法" 选取2020年2月～2023年2月南京市溧水区人民医院收治的60例老年髋部骨折患者作为研究组，另选同期在本院体检的50例老年健康志愿者作为对照组，通常采用定量CT方法测量骨骼的CT值并将其转换为骨密度值进行分析。计算髋部和脊柱的骨密度Z值和T值，通过分析骨密度、年龄、性别、身高、体质量、BMI等临床特征，建立一个预测模型以评估老年髋部骨折的风险。结果" CT影像图显示，体积骨密度下降的妇女更容易发生骨折，且骨折类型可能更加多样化。在体积骨密度下降的患者中，骨折周围软组织可能更容易受损；单因素分析结果显示，两组年龄、体质量、身高、BMI、髋部骨密度和脊柱骨密度Z值和T值的差异有统计学意义（Plt;0.05），不同性别、缺乏运动、营养不良、吸烟和饮酒、家族遗传史例数的差异有统计学意义（Plt;0.05）；建模分析结果显示，年龄、性别、体质量、身高、BMI、缺乏运动、营养不良、吸烟和饮酒、家族遗传史、脊柱骨密度Z值、脊柱骨密度T值均是影响老年髋部骨折的高危因素（Plt;0.05）。结论 通过分析骨密度和临床特征，可以更好地了解老年髋部骨折的CT影像特征和危险因素，从而提高预测和治疗的效果，预测老年髋部骨折的风险，有助于制定针对性的预防措施，以降低髋部骨折的风险。

关键词：骨密度；临床特征；老年髋部骨折；CT影像特征；危险因素；预测

CT imaging characteristics and risk factor prediction of elderly hip fracture based on analysis of bone density and clinical characteristics

CAO Yingwu， LU Haitao， CHEN Yingjun， ZHAO Le

Nanjing Lishui People's Hospital/Zhongdahospital Lishui Branch， Southeast University， Nanjing 211200， China

Abstract： Objective To explore the construction of a CT imaging feature and risk factor prediction model for elderly hip fractures based on bone density and clinical feature analysis. Methods Sixty elderly patients with hip fractures admitted to Lishui District People's Hospital in Nanjing from February 2020 to February 2023 were selected as the study group， and 50 elderly healthy volunteers who underwent physical examinations in our hospital during the same period were selected as the control group. Usually， quantitative CT methods are used to measure the CT values of bones and convert them into bone density values for analysis. Calculate the Z and T values of bone density in the hip and spine， and establish a predictive model to evaluate the risk of hip fractures in the elderly by analyzing clinical features such as bone density， age， gender， height， weight， BMI. Results CT imaging showed that women with decreased vBMD may be more prone to fractures， and the types of fractures may be more diverse. In patients with decreased vBMD， the soft tissue around the fracture may be more susceptible to damage; The results of univariate analysis showed that there were statistical differences between the two groups in terms of age， weight， height， BMI， hip bone density， spinal bone density Z values and T values （Plt;0.05）. There were also statistical differences between different genders， lack of exercise， malnutrition， smoking and drinking， and family genetic history cases （Plt;0.05）; The modeling analysis results showed that age， gender， weight， height， BMI， lack of exercise， malnutrition， smoking and drinking， family genetic history， spinal bone density Z value， and spinal bone density T value were all high-risk factors affecting elderly hip fractures （Plt;0.05）. Conclusion By analyzing bone density and clinical features， we can better understand the CT imaging features and risk factors of hip fractures in the elderly， thereby improving the prediction and treatment effectiveness， predicting the risk of hip fractures in the elderly， and developing targeted preventive measures to reduce the risk of hip fractures.

Keywords： bone density; clinical features; elderly hip fractures; CT imaging features; risk factors; forecast

随着人口老龄化的不断加深，老年髋部骨折已成为严重的公共卫生问题。早期准确诊断和治疗对于改善患者预后至关重要［1］ 。既往研究针对老年髋部骨折的诊断方法进行了探索，但仍然存在局限性。老年髋部骨折的诊断方法虽然已经有很多研究，但仍存在一些局限性，主要包括准确性不足、操作复杂、成本高昂、对患者身体的影响、时间效率，因此，针对老年髋部骨折的诊断方法仍需进一步的研究和改进，以克服上述局限性。既往研究在骨密度、临床特征和CT影像特征等方面进行了初步研究。有研究发现，低骨密度是老年髋部骨折的一个重要危险因素［2］ ；另有研究则表明，某些临床特征（如跌倒史、平衡能力受损等）与髋部骨折的发生密切相关［3-5］ 。然而，这些研究仅关注单一因素，缺乏综合分析方法。本研究拟通过综合分析骨密度、临床特征和CT影像特征，探讨它们在预测老年髋部骨折中的作用，旨在为临床医生提供一种新的预测老年髋部骨折的工具，为临床医生制定更为合理的预防和治疗策略提供依据。

1" 资料与方法

1.1" 一般资料

选取2020年2月～2023年2月南京市溧水区人民医院收治的60例老年髋部骨折患者作为研究组，另选取同期在本院体检的老年健康志愿者50例作为对照组。纳入标准：确诊为老年髋部骨折；年龄gt;60岁；具有高质量CT影像；影像包括髋关节及周围骨骼的完整横断面；获取患者的骨密度数据来自可靠的CT检查方法。排除标准：患有严重全身性疾病，如恶性肿瘤、严重心肺疾病等；CT影像质量差。本研究符合赫尔辛基宣言，经医院伦理委员会批准（审批号：2019-H-67），所有患者均知情同意。

1.2" 方法

采用多层螺旋CT设备进行骨密度测量。首先确保CT设备正常工作并完成校准。患者根据测量部位的不同采取相应的卧位：对于髋部骨密度测量，患者侧卧，患侧髋部朝向扫描仪；对于脊柱骨密度测量，患者仰卧，背部紧贴扫描床，扫描区域覆盖L1～L4椎体。调整扫描区域以精确覆盖测量部位，避免过度或不足的扫描。扫描参数：管电压120 kV，管电流200 mA，螺距0.984，层厚1 mm。启动扫描程序后，设备自动发射X线并获取所需的扫描图像。完成扫描后，将图像导入QCT Pro或BoneMiner等专用骨密度测量软件。利用软件对骨骼的CT值进行定量分析，将这些值转换为骨密度数据。计算了骨密度Z值和T值，以便与同性别、同年龄的正常人群和年轻健康人群进行比较，从而评估骨密度是否处于正常范围。T值=（骨密度值-年轻健康人群的骨密度平均水平）/年轻健康人群骨密度的标准差，正常范围为-1～+1，如果T值lt;-2.5，通常被认为是骨质疏松症；Z值=（个体的骨密度值-同年龄、同性别人群的骨密度平均水平）/同年龄、同性别人群骨密度的标准差，正常范围为-2～+2。

1.3" 统计学分析

采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差表示，连续变量的组间比较采用独立样本t检验，偏态分布变量的组间比较采用Mann-Whitney U检验；计数资料以n（%）表示，组间比较采用卡方检验或Fisher确切概率法。在建立预测模型时，首先进行单因素分析，以确定每个潜在预测因子与结局之间的关联。在此基础上，采用逐步回归分析方法，以Plt;0.05的标准将显著的预测因子纳入多因素模型。在模型建立后，评估其预测效能，包括ROC曲线下面积（AUC）、校准曲线以及决定系数等指标。以Plt;0.05为差异有统计学意义。

2" 结果

2.1" 老年髋部骨折的CT影像特征分析

在骨折区域，骨密度明显降低。CT影像能清晰地显示骨折线的走向、骨折碎片的数量、大小和位置。在体积骨密度（vBMD）下降的患者中，骨小梁出现稀疏、断裂或排列紊乱等改变。髋部的横断面扫描显示了明显的骨折线（图1A）和周围的骨折碎片（图1B），还可以观察到局部的骨密度降低（图1C）以及骨小梁结构的紊乱（图1D）。

2.2" 老年髋部骨折的单因素分析

单因素分析结果显示，两组年龄、体质量、身高、BMI、髋部骨密度和脊柱骨密度的差异均有统计学意义（Plt;0.05），两组性别、缺乏运动、营养不良、吸烟和饮酒、家族遗传史例数的差异有统计学意义（Plt;0.05，表1）。

2.3" 老年髋部骨折的危险因素预测模型构建

各影响因素的BootBias较小，Bootstrap估计较接近原始估计。且BootSE较小，Bootstrap估计较为稳定（表2），二元Logistic回归多因素分析（表3），列线图（图2），校准曲线（图3）。

3" 讨论

vBMD下降的妇女更容易发生骨折，且骨折类型可能更加多样化，这是因为vBMD下降导致骨骼变得较为脆弱，更容易受到外力的影响而发生骨折。骨折周围软组织可能更容易受损，这是因为骨折后，骨折部位的血管破裂，导致血肿形成，软组织受损［6-7］ 。如果骨折没有得到及时救治，会导致周围软组织的进一步损伤，如肌肉、肌腱、韧带等。这些损伤会影响患者的运动功能和生活质量。因此，在治疗vBMD下降的患者时，除了关注骨骼本身的情况，还需要关注骨折周围软组织的状况。通过影像学检查，如CT、MRI等，可以评估骨折周围软组织的情况，对于骨折的稳定性、手术计划和预后的评估具有重要意义。及时有效的治疗可以帮助患者恢复骨骼和软组织的功能，降低并发症的风险［8-9］ 。

本研究发现，年龄、性别、体质量、身高、BMI、缺乏运动、营养不良、吸烟和饮酒、家族遗传史、脊柱骨密度Z值、脊柱骨密度T值均是影响老年髋部骨折的高危因素。根据分析结果，本研究提出建议和措施，以降低老年髋部骨折的风险：生活方式因素：鼓励老年人进行适当的运动，如散步、游泳和瑜伽等，以增强肌肉力量和平衡能力；同时，改善营养状况，保证摄入足够的蛋白质、脂肪和碳水化合物，以维持健康的身体。禁止吸烟和限制饮酒：吸烟和过量饮酒都会对骨骼健康产生负面影响。鼓励老年人戒烟和限制饮酒，以降低髋部骨折的风险。家族遗传史：对于有家族遗传史的老年人，需要更加关注骨密度和生活方式因素。定期进行骨密度检查，采取预防措施，以降低髋部骨折的风险。脊柱骨密度Z值和T值：关注脊柱骨密度，尤其是对于Z值和T值较低的老年人。采取预防措施，如补充钙和维生素D，进行适当的运动，以提高脊柱骨密度。性别和年龄：对于高风险人群，如女性和老年人，需要更加关注骨密度和生活方式因素。定期进行骨密度检查，采取预防措施，以降低髋部骨折的风险［10-14］ 。通过以上措施，可以降低老年髋部骨折的风险，提高老年人的生活质量。同时，建议老年人及其家人关注髋部骨折的预防知识，积极参与预防活动，以确保老年人的健康。校准曲线是一种用于评估预测模型的准确性与可靠性的图形化工具。其通常通过绘制预测值（x轴）与实际观察值（y轴）之间的关系来展示模型的校准效果［15-16］" 。校准曲线越接近45°对角线（0～1范围内），表明模型的预测效果越好，即预测值与实际观察值之间的差异越小［17-18］ 。本研究校准曲线接近45°对角线，说明模型预测效果较好。后续可进一步深入探究影响因变量的因素，优化模型结构，提高预测和分类的准确性。在决策方面，研究者可以根据模型结果为实际问题提供解决方案，如制定政策、优化资源分配等。同时，还需要结合实际情况和其他研究结果综合考虑，以确保决策的有效性和可靠性［19-22］ 。

骨密度降低是老年髋部骨折的高风险因素。关注骨密度，尤其是脊柱骨密度较低的老年人，定期进行骨密度检查，采取预防措施，如补充钙和维生素D，进行适当的运动，以提高骨密度。本研究显示年龄、性别、体质量、身高、BMI、缺乏运动、营养不良、吸烟和饮酒、家族遗传史等均是影响老年髋部骨折的高危因素，关注这些临床特征，采取相应措施，如改善生活方式、禁止吸烟和限制饮酒等，以降低髋部骨折的风险。通过CT影像分析，可以评估骨折的稳定性、手术计划和预后。关注骨折周围软组织的状况，对于骨折的稳定性、手术计划和预后的评估具有重要意义。通过对骨密度和临床特征进行分析，可以预测老年髋部骨折的风险。制定针对性的预防措施，以降低髋部骨折的风险。

通过与既往研究的对比，可以更清晰地展示本研究在老年髋部骨折风险评估方面的独特贡献。在研究方法上，本研究采用了二元Logistic回归分析和bootstrap重抽样方法，对老年髋部骨折的高危因素进行了全面而深入的分析。这与既往研究相比，具有更高的准确性和可靠性［23-25］ 。通过这种方法，不仅能够确定影响老年髋部骨折的多个高危因素，还能评估这些因素对骨折风险的具体影响程度。在研究对象上，本研究专注于老年人群，特别是脊柱骨密度较低的老年人。随着年龄的增长，老年人的骨密度逐渐降低，骨折风险也随之增加。因此，关注老年人群的骨密度和骨折风险，对于预防和治疗老年髋部骨折具有重要意义。此外，本研究还采用了CT影像分析技术，对骨折的稳定性、手术计划和预后进行了评估，这也是既往研究所缺乏的。通过CT影像分析，可以更直观地了解骨折的情况，为临床决策提供有力支持。最后，在预防措施方面，本研究提出了一系列针对性的措施，如改善生活方式、禁止吸烟和限制饮酒等。这些措施既符合老年人的实际情况，又具有可操作性和可行性。本研究的预防措施更加具体和实用，对于降低老年髋部骨折的风险具有重要意义。

本研究仍然存在一些局限性：尽管样本量足够，但研究结果可能受到所研究人群的限制，可能无法推广到所有老年人群体；数据依赖于患者的自我报告和医疗记录，可能存在信息偏差；本研究使用了回顾性分析，因此不能确定因果关系，只能识别相关性；虽然本研究关注了老年人群的骨密度，但并未涵盖所有可能影响髋部骨折的变量。未来的研究可以考虑进一步扩大样本量，采用前瞻性研究设计以确定因果关系，并结合其他生物标志物来完善风险评估模型。

综上所述，通过分析骨密度和临床特征，可以更好地了解老年髋部骨折的CT影像特征和危险因素，从而提高预测和治疗的效果，预测老年髋部骨折的风险，有助于制定针对性的预防措施，以降低髋部骨折的风险。

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（编辑：郎" 朗）