定量CT研究中老年男性椎后肌群退行性改變與年齡的相關性*

蔡 韋，王 玲，陳頤中，焦順霞，趙 茜，李新彤，端木羊羊，王 晨，侯 雪，程曉光△

(1.北京積水潭醫院放射科，北京 100035;2.四川省大邑縣人民醫院放射科，成都 611330;3.華西醫院/華西臨床醫學院全科醫學科，成都 610041;4.安徽醫科大學附屬第四醫院放射科，合肥 230032)

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論著·臨床研究 doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.30.006

定量CT研究中老年男性椎后肌群退行性改變與年齡的相關性*

蔡 韋1，王 玲1，陳頤中2，焦順霞2，趙 茜3，李新彤1，端木羊羊4，王 晨1，侯 雪1，程曉光1△

(1.北京積水潭醫院放射科，北京 100035;2.四川省大邑縣人民醫院放射科，成都 611330;3.華西醫院/華西臨床醫學院全科醫學科，成都 610041;4.安徽醫科大學附屬第四醫院放射科，合肥 230032)

目的 研究健康中老年男性椎后肌群的脂肪浸潤及肌肉含量與腹內脂肪及年齡的相關關系。方法 使用定量CT(QCT)檢測88名50～79歲健康男性L3腰椎中部層面椎后肌群的脂肪面積、肌肉面積、肌肉脂肪浸潤(MFI)比例情況及腹部多層面內臟脂肪面積、皮下脂肪面積、總脂肪面積，并計算出腹部總內臟脂肪含量、腹部總皮下脂肪含量和腹部總脂肪含量。統計學處理應用組內相關系數、方差分析及Bonferroni分析、Pearson 相關分析和多元逐步回歸分析。結果 高齡組(70～79歲)的MFI和肌量變化的程度明顯高于另兩組(P<0.05)。椎后肌群的脂肪面積及MFI程度與年齡有弱相關性(其中脂肪面積：r=0.381，P<0.05；MFI：r=0.358，P=0.001)，但肌肉含量的改變與年齡沒有顯著相關性。年齡是唯一進入全部椎后肌群體質成分的回歸方程的影響因素。結論 在健康中老年男性人群中，年齡增長是影響椎后肌群退變進程的重要因素，而椎后肌群的MFI程度與衰老導致的骨骼肌退變密切相關。

椎后肌群；退行性變；脂肪浸潤；定量CT

近年來發現，腰椎后肌群退行性改變與腰背部的多種病理改變的發生關系密切，同時，該部位肌肉含量與脂肪浸潤程度也是診斷肌少癥的重要指標之一[1-3]。肌少癥可導致軀體功能減弱及失能[4]，防跌倒能力下降，骨折發生率上升，是一種與老年人生活質量和壽命密切相關的綜合征。但是，在健康人群中隨年齡的增長，骨骼肌發生退變的程度亦不斷增高。作為評估骨骼肌退變程度的指標，脂肪浸潤增加和肌肉含量減少的發生率在各年齡段都有所不同。目前，腰椎后肌群退變程度在健康人群中隨年齡的變化還鮮有研究。本文應用定量CT(QCT)掃描測量社區健康中老年男性腰椎后肌群的脂肪浸潤情況和肌肉含量，探討年齡對腰椎后肌群退變程度的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究納入人群的數據來源于一項大樣本、多中心的城鄉流行病學前瞻性研究(prospective urban and rural epidemiology，PURE)，所選擇的社區人群來自中國四川省大邑縣，所選取年齡范圍為50～79歲，中位年齡62歲。以每10歲為年齡段將其分為3組，即50～<60歲(n=34)，60～<70歲(n=34)及70～79歲(n=20)組。所有對象均排除嚴重器質性疾病、脂肪萎縮癥、甲狀腺功能異常等全身和代謝性疾病，并排除服用糖皮質激素等藥物者。所有受檢者均簽署知情同意書。本研究經北京積水潭醫院倫理委員會批準實施。

1.2 方法 采用 GE公司 Optima CT660 128排CT及Mindways公司的5樣品的QCT固體體模進行螺旋掃描，測量前常規校準。掃描參數設置:120 kV、125 mAs，床高 153 cm，層厚:1.25 mm，掃描視野(SFOV):500 mm。掃描范圍：T12椎體下緣至S1上緣水平。將獲得的容積數據傳至 Mindways 公司的QCT骨密度測量分析軟件(QCT PRO)工作站進行測量。使用QCT PRO軟件的“tissue composition”功能，分別測量椎后肌群的脂肪肌肉面積及不同層面的腹部總脂肪面積(total fat area,TFA)和內臟脂肪面積(visceral fat area,VFA)。測量腰椎后肌群的體質成分時，選擇L3中部層面的薄層軸位圖像，沿多裂肌及豎脊肌邊緣人工圈畫感興趣區(ROI)，按預設閾值，軟件可自動區分ROI內的脂肪與肌肉組織，并得出各自面積，計算二者比值可得到腰椎后肌群內的脂肪比例，即肌肉脂肪浸潤情況(muscle fat infiltration,MFI)，見圖1。測量腹部脂肪面積時，選擇T12～L5各椎間隙層面的薄層軸位圖像，使用預設閾值及“Activate Closed Spline”功能，以腹壁肌肉為界，區分內臟脂肪組織及皮下脂肪組織，并計算出6個層面的TFA和VFA，繼而兩者相減得到皮下脂肪面積(subcutaneous fat area,SFA;SFA=TFA-VFA)，見圖2。將各層面測得的面積值乘以各水平層間距，可得到腹部總內臟脂肪體積(total visceral fat volume,TVFV)、總皮下脂肪體積(total subcutaneous fat volume,TSFV)及總脂肪體積(total abdominal fat volume,TTFV)。該研究方法測量準確可靠，詳見既往文獻[5]。所有測量操作均由1名經培訓的放射科住院醫生負責。另外，從本次研究人群中隨機抽取了25例，由2名經培訓的住院醫師(其中一位為本次研究測量者)分別進行獨立測量。1周后，其中1名測量者按照同樣的方法進行重復測量1次。

圖1 手動圈定椎后肌群范圍，根據預設閾值自動區分脂肪成分和肌肉成分

圖2 自動圈定腹壁肌肉外圍，區分內臟脂肪組織和皮下脂肪組織

2 結 果

2.1 受檢對象的基本資料 本研究納入的88位50～79歲健康男性的身高、體質量、體質量指數(BMI)及椎后肌群檢測相近層面(L3～L4水平)的VFA、SFA與腹部TVFV、TSFV的情況見表1。

表1 檢測人群的基本信息±s)

2.2 QCT測量L3水平椎后肌群體質成分的測量者間及測量者內的重復性檢測 2名測量者對椎后肌群的脂肪和肌肉面積的測量結果及同1名測量者前后兩次的測量結果相近，測量者間及測量組內的檢驗表明測量結果間一致性較高(ICC>0.80)，見表2。測量者間椎后肌群脂肪面積ICC=0.904 、肌肉面積ICC=0.957；測量者內椎后肌群脂肪面積ICC=0.804、肌肉面積ICC=0.933。

表2 使用QCT測量L3水平椎后肌群體質成分的重復性檢測

2.3 老年男性椎后肌群體質組成差異的不同年齡組間比較 不同年齡組間比較椎后肌群體質組成可發現，70～79歲組的脂肪面積及MFI程度均明顯高于另兩組，肌肉面積在70～79歲組中明顯低于60～<70歲組，差異有統計學意義(P<0.01)，而剩余各組間體質成分的差異不明顯，見表3。

2.4 老年男性椎后肌群體質成分與年齡、腹部體質成分的相關性分析 L3水平椎后肌群的脂肪面積、MFI與年齡、相近水平(L3～L4椎間隙水平)腹部內臟脂肪或總脂肪含量、腹部總內臟脂肪含量或總脂肪含量呈正相關(P<0.05)，而L3水平椎后肌群的肌肉面積與上述因素的相關分析結果不顯著。L3水平椎后肌群的脂肪面積、MFI與相近層面腹部內臟脂肪和腹部總內臟脂肪含量的相關性，均高于與同層面皮下脂肪和總皮下脂肪含量的相關性，見表4。

表3 各年齡組間L3水平椎后肌群體質組成差異的比較±s)

*：P<0.01，與70～79歲組比較。

表4 L3水平椎后肌群體質成分與年齡、腹部體質成分等因素的相關性分析

*：校正BMI后。

表5 L3水平椎后肌群體質成分與年齡、腹部體質成分等因素的多元逐步回歸分析

標準化回歸方程:L3椎后肌群內脂肪含量=-0.996+0.053X1+0.001X5；L3椎后肌群內肌肉含量=-62.390-0.204X1；L3椎后肌群內MFI=-4.352+0.146X1+0.001 7X3。

2.5 對老年男性椎后肌群體質成分的多元回歸分析 分別以椎后肌群脂肪面積、肌肉面積、MFI作為因變量，以年齡(X1)、BMI(X2)、L3～L4水平VFA(X3)、L3～L4水平SFA(X4)、TVFV(X5)、TSFV(X6)為自變量進行多元逐步回歸分析(P>0.1為排除標準，P<0.05 為進入標準)，建立回歸方程(表5)。結果顯示椎后肌群內脂肪面積的主要影響因素是年齡和TVFV；椎后肌群MFI的主要影響因素是年齡和L3～L4水平VFA；而年齡也是決定椎后肌群內肌肉面積變異的重要影響因素。年齡是唯一進入了全部3組回歸方程的影響因素。除年齡外，腹部內臟脂肪也是影響椎后肌群體質組成的重要因素。

3 討 論

椎后肌群對維持脊柱正常形態、協調軀干運動有重要作用，豎脊肌維持椎體的穩定性，而多裂肌參與脊柱運動驅動。利用QCT測量MFI及肌含量變化，反映了椎后肌群的退變程度，其結果準確性高。目前認為增齡必然導致肌量減少，并已知多種與年齡相關的原因，如代謝抵抗、性激素/生長激素分泌降低、炎性因子水平增高、神經/肌肉功能衰退等，但肌量減少進展程度的個體差異很大，而肌少癥可能是其中的一類病理表型[6-7]。肌少癥以廣泛性肌量減少和肌肉功能減退為特點，與中老年人不良預后的發生相關[8]。肌量減少是肌少癥的必備診斷，以往的研究常以L3腰椎中部水平的整層肌量或單獨椎后肌肌量的變化作為診斷依據[3],因此，本研究中亦選取了相同層面對椎后肌群進行測量。了解正常衰老中骨骼肌退變的發展進程對識別肌少癥的發生、闡明其發病機制、進而早期干預均有重要的意義。

本研究對2名測量者的椎后肌群的脂肪和肌肉面積的測量結果和同一測量者前后測量的結果的重復性檢測表明，不同測量者測定的數據有較高的一致性，表明使用QCT測量椎后肌群脂肪和肌肉具有很好的重復性，驗證了QCT對椎后肌群體質成分分析結果的可靠性。

在比較健康中老年男性不同年齡組間椎后肌群體質成分的差異時發現，70～79歲最高年齡組的MFI程度明顯高于50～<60歲組和60～<70歲組，肌肉面積明顯低于60～<70歲組，且上述差異均有統計學意義(P<0.05)；而50～<60歲和60～<70歲兩組間椎后肌群的體質組成差異無統計學意義(P>0.05)。這一結果與另一個只針對35～69歲男性的研究結果相符，該研究在35～69歲年齡段內未發現椎后肌體質成分改變與年齡的相關關系[9]。根據上述結果可以推測，健康男性不同年齡的椎后肌群退變進程速度不同，在70歲以上的高齡組中進展可能更快。

進一步分析椎后肌群體質組成與年齡的相關關系，筆者發現MFI和肌群肌量與年齡變化的關系不盡相同，MFI的增加與年齡增長呈正相關，并在校正BMI后，相關性有少許增加；而肌量減少與年齡增長的相關性分析顯示意義不顯著。肌量變化與年齡的非相關性在其他學者對外國人四肢骨骼肌量變化的研究中也有發現[10-12]；另外，有學者認為肌肉組成類型的不同會影響肌肉對抗MFI的能力，組成椎后肌群的多裂肌和豎脊肌是由多個起點不同的肌束共同構成，其肌束間隙較疏松，對抗MFI的能力弱[13]。因此，本研究的結果提示，在正常衰老進程中，與肌量相比，椎后肌群的MFI程度與年齡的關系更為密切，可能是更敏感的監測指標。而在多元逐步回歸分析中，年齡是唯一進入了全部3組回歸方程的分析因素，再次印證年齡是影響椎后肌群體質組成的重要因素。

本研究同時發現，健康男性椎后肌群的脂肪含量或MFI與相近層面VFA或TVFV呈正相關，但未見于與同層面SFA或TSFV的分析結果，提示椎后肌群MFI的發生機制與腹型肥胖的相關性高于周圍型肥胖。在腹型肥胖中，脂肪細胞的活躍程度高于周圍型肥胖[14]，參與椎后肌群MFI的脂肪細胞是否有類似作用有待進一步研究。

本文納入50～79歲年齡段人群，研究中國健康中老年男性椎后肌群退變進程與年齡的關系，目前同類研究的數量仍較少，在將本研究與其他一些具有重疊年齡段的研究進行比較時，結果有一定出入，推測差異可能與使用不同人種、測量方式不同、樣本量偏低等因素有關[15]。因此，未來仍需要多年齡段、大樣本的研究來進一步檢驗上述發現。

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Relationships between the spine muscle degenerative changes and the aging in elderly males by quantitative computed tomograph*

Cai Wei1,Wang Ling1,Chen Yizhong2,Jiao Shunxia2,Zhao Qian3,Li Xintong1,DuanmuYangyang4,WangChen1,HouXue1,ChengXiaoguang1△

(1.DepartmentofRadiology,BeijingJishuitanHospital,Beijing100035，China；2.DepartmentofRadiology,thePeople′sHospitalofDayi,Chengdu,Sichuan611330,China；3.DepartmentofGeneralMedicine,WestChinaHospital/WestChinaSchoolofMedicine,Chengdu,Sichuan610041,China；4.DepartmentofRadiology,theFourthAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei,Anhui230032,China)

Objective To explore the age related decline in spine muscle volume and fat content in healthy elderly males.Methods Totally 88 males aged 50-79 years were selected from the patients who underwent quantitative CT (QCT) exam of lumbar spine.They were subgrouped by 50-<60 years,60-<70 years and 70-79 years.The muscle fat area,skeletal muscular area,muscle fat infiltration (MFI),abdominal visceral fat volume and subcutaneous fat volume,abdominal total fat volume were measured by the QCT software.Statistical analysis was performed using intraclass correlation coefficient,ANOVA with post hoc Bonferroni correction，Pearson correlation analysis and multiple regression analysis．Results Compared to other two groups,subjects in 70-79 years subgroup had highest muscle fat area/MFI and least skeletal muscular mass(P<0.05).Age-dependent correlation was found in muscle fat mass(r=0.381,P<0.05) and MFI(r=0.358，P=0.001),but no obvious correlation was found between age and skeletal muscular mass.Age was the only factor entered into the all three paravertebral muscle composition regression equations,meaning age may had an important influence on paravertebral muscle degeneration.Conclusion Lumbar paravertebral muscle degeneration in elderly men is correlated with the aging and MFI,which may play a important role in the normative age-related decline of skeletal muscle.

vertebral muscle；degeneration； muscle fat infiltration；quantitative CT

國家自然科學基金資助項目(81401407)；北京市衛計委首都醫學發展科研基金資助項目(首發2014-2-1122);北京市衛生局“215”高層次衛生技術人才培養計劃基金資助項目(2009-2-03)。 作者簡介:蔡韋(1988-),住院醫師,碩士,主要從事肌骨影像研究。△

R445.3

A

1671-8348(2016)30-4193-04

2016-04-08

2016-07-01)