椎體壓縮性骨折愈合過程中骨痂骨密度變化及其臨床意義

潘行滔 孫強 吳志浩 劉康 黃凱華 蔣娥

南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院，江蘇 南京 210006

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)是一種骨量減少、骨組織微結(jié)構(gòu)破壞、骨強度減低、骨脆性增加而易發(fā)生低能量骨折的全身性疾病。隨著人口老齡化的日益嚴重，中老年人尤其是絕經(jīng)后婦女容易發(fā)生絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(postmenopausal osteoporosis，PMO)。骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折發(fā)病率在逐年增加。椎體骨折根據(jù)病程長短，可分為急性、亞急性和陳舊性骨折。由于就醫(yī)不及時、未嚴格執(zhí)行保守治療等原因，造成伴隨腰痛癥狀的陳舊性椎體壓縮性骨折(old osteoporotic vertebral compressive fractures，OVCFs)不愈合現(xiàn)象發(fā)生。陳舊性椎體壓縮骨折相比于新鮮椎體骨折有以下特點：①楔形變明顯，體位復位及球囊撐開形成的空腔不理想。②骨折椎體內(nèi)“骨不愈合”，表現(xiàn)為動力位X片的“開合征”，CT示椎體內(nèi)有含氣透亮影，即“真空裂隙征”，提示存在骨折不愈合現(xiàn)象；磁共振成像 T2 像上椎體內(nèi)高信號，提示局部有充血水腫。椎體強化術(shù)治療OVCFs的療效明確[1]。術(shù)前準確定位“責任椎”是治療成功的關(guān)鍵因素。然而，椎體骨折愈合過程中沒有明顯的類似皮質(zhì)骨的骨痂形成[2-3]。用X線或CT檢查從形態(tài)學上對椎體結(jié)構(gòu)進行分析，不能準確定位“責任椎”，在大量臨床工作中，筆者發(fā)現(xiàn)大于3～6 w的陳舊性椎體骨折在“C”臂機透視下出現(xiàn)灰度較正常椎體增高的現(xiàn)象(圖1)，“責任椎”的骨密度(bone mineral density，BMD)測定值也較鄰近椎體高，病理活檢可見骨痂修復及肉芽組織增生(圖2)。而小于3 w的新鮮椎體骨折并無此現(xiàn)象(圖3)，病理活檢可見破碎骨小梁、死骨及出血(圖4)。BMD測定值與骨量之間呈正相關(guān)，故可根據(jù)BMD來推斷骨量的變化，能否通過檢測陳舊性骨折椎體的骨密度并與鄰近正常椎體骨密度相比較來定位“責任椎”？椎體壓縮性骨折愈合過程中骨痂又是何種變化規(guī)律？為此筆者做了如下研究。

圖1 陳舊性椎體骨折“責任椎”灰度較鄰近正常椎體增高 Fig.1 The gray of old fractured vertebrae is higher than the adjacent normal vertebral body

圖2 陳舊性椎體骨折病理可見骨痂修復及肉芽組織增生 Fig.2 The repair of callus and granulation tissue hyperplasia can be seen in the old vertebral fracture

圖3 新鮮椎體骨折“責任椎”灰度較鄰近正常椎體無明顯增高Fig.3 The gray of fresh fracture vertebrae dose not significantly increase, compared to the adjacent normal vertebral body

圖4 新鮮椎體骨折病理可見破碎骨小梁、死骨及出血 Fig.4 Broken bone trabecula, sequestrum, and bleeding can be seen in the fresh vertebral fracture

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2013 年1月至2016年1月我院收治的66例腰1椎體壓縮性骨折患者，均為絕經(jīng)后老年女性，平均年齡(71.6±6.2)歲，身高(1.58±0.05) m，體重(51.1±4.4) kg，患者均經(jīng)過磁共振成像檢查顯示“責任椎”在TIW1為低信號，在TIW2為高信號，并經(jīng)過嚴格體檢、攝正側(cè)位X線片和磁共振成像掃描排除其他疾病并確診為原發(fā)性骨質(zhì)疏松所致的椎體壓縮性骨折。 按病程長短分為4組，隨機選取20位無腰椎壓縮性骨折的絕經(jīng)后老年女性作為對照組(A組)，新鮮骨折組(B組)為病程小于3 w的患者，亞急性骨折組(C組)為病程3～6 w的患者，陳舊性骨折組(D組)為病程大于6 w的患者。其中A組20例，平均年齡(69.5±5.4)歲；B組43 例，平均年齡(71.9±6.0)歲；C組13例，平均年齡(73.7±6.7)歲；D組 10例，平均年齡(71.8±7.3)歲。術(shù)前均進行DXA檢查測量腰椎面積BMD。

1.2 儀器與方法

采用美國GE Lunar 公司生產(chǎn)的Prodigy 型DXA 機分別測量正位腰1～4椎體面積 BMD。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

計算腰1椎體骨密度比率，骨密度比率=腰1椎體骨密度/腰2椎體骨密度×100%。采用 SPSS 20.0 軟件分析。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差表示，組間比較采用重復測量方差分析，兩兩比較采用SNK檢驗，P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

表1 各組年齡、身高、體重及骨密度比率比較Table 1 Comparison of age, height, weight, and bone mineral density ratio between each

2 結(jié)果

A組(對照組)、B組、C組及D組年齡、體重、身高比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，各組間差異有統(tǒng)計學意義(F=34.84，P<0.05)，在各組多重比較中，A組與B組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，其余兩組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表 1)，從B組到D組呈增加趨勢(圖5)。

圖5 骨密度比率隨病程變化曲線Fig.5 The relationship between the course of disease and BMD ratio

3 討論

一直以來，陳舊性椎體壓縮性骨折的診斷主要依靠磁共振成像等影像學診斷。X線或CT檢查從形態(tài)學上對椎體結(jié)構(gòu)進行分析，并不能準確定位陳舊性椎體骨折，尤其是當患者有多個椎體變形時。磁共振成像中椎體內(nèi)骨髓水腫像可用于定位新鮮骨折椎體和確定椎體強化術(shù)的“責任椎”，但有些患者不宜接受磁共振成像檢查，而且磁共振檢查費用昂貴，檢查過程長，患者難以堅持。SPECT對于診斷新鮮椎體壓縮骨折具有較高的敏感度，但特異性較低，單純從骨骼異常濃聚表現(xiàn)上難以準確鑒別腫瘤、炎癥、壞死等病變。近年來，骨密度測量技術(shù)發(fā)展迅速，特別是雙能X線吸收法以其準確度和精確度高、照射劑量低、掃描時間短、調(diào)節(jié)穩(wěn)定等優(yōu)點廣泛地應用于臨床。由于X射線具有差別吸收的特性，即X射線在穿過不同物體的時候，不同密度的組織對X線的吸收量不同。根據(jù)這個特性就可以對被穿過的物體成像或檢測其密度。35 keV的X線能量對軟組織的成像分辨力最高，75 keV的X線能量對骨組織的成像分辨力最高。雙能X線骨密度儀是利用高、低兩種能量在X線穿透人體，在軟組織上差異較小, 在骨組織上差異較大，由相應的探頭接受計數(shù)，經(jīng)計算機處理，讓高、低能量的計數(shù)相減，消去軟組織計數(shù)，剩下骨組織計數(shù)，再由計數(shù)方程計算而得到骨密度。基于DXA的雙能數(shù)字X線攝影技術(shù)可以提供骨骼的幾何結(jié)構(gòu)信息，為更全面地評價骨骼創(chuàng)造了條件[4]，Schousboe等[5]、Faulkner等[6]均采用椎體骨折評估評價椎體骨折。Genant 半定量法是通過視覺進行分級判斷，是評估椎體骨折最常用的方法之一[7-8]。6點定量法則是通過測量椎體高度來評估骨折。兩種方法均是依據(jù)側(cè)位椎體形態(tài)的改變分析是否有骨折，并未對椎體性質(zhì)進行分析。

目前，臨床上雙能X線骨密度測定儀測定骨密度常用于骨質(zhì)疏松癥的診斷。但對于椎體骨折愈合過程中骨痂骨礦含量測定的研究很少。椎體大部分由松質(zhì)骨組成，松質(zhì)骨骨折后，通過在斷裂間隙內(nèi)堆積新骨來修復骨小梁，Diamond等[9]對骨質(zhì)疏松性骨折進行了組織形態(tài)計量學的研究，在不同階段骨折在椎體內(nèi)的反應不一樣，并將其分為3個階段：初期(0～3 w)，主要是骨壞死及肉芽組織；中期(3～6 w)，以骨痂形成為主；晚期(大于6 w)，包含編織骨的形成及骨的塑形。由結(jié)果可知，椎體骨折愈合中,“責任椎”骨密度隨病程增加呈上升趨勢(圖5)。分析有以下原因：①椎體骨折端骨基質(zhì)形成后骨鹽沉積，骨折端組織的礦化導致局部骨量和骨密度的增加；②OVCFs患者未嚴格保守治療，站立、負重等原因加重椎體松質(zhì)骨嵌插程度使椎體密度增加。但從統(tǒng)計結(jié)果可知，對照組與新鮮骨折組的差異無統(tǒng)計學意義，說明椎體骨折導致的松質(zhì)骨嵌插并非是主要原因，Iida等[10]認為骨愈合組織的形成增加了骨折處的骨密度。在臨床工作中，筆者也發(fā)現(xiàn)大于3～6 w的陳舊性椎體骨折在“C”臂機透視下灰度高于鄰近椎體。正常腰椎的DEXA骨密度測量值從上至下呈增加趨勢[11]。因此，筆者認為當椎體骨密度較鄰近的下一椎體明顯增高時，該椎體為異常椎體。結(jié)合臨床癥狀、體征及椎體形態(tài)學上的改變，可以定位該椎體為“責任椎”。但用雙能X線骨密度儀定位“責任椎”也存在局限性，因為DXA測量的是面積骨密度[12]，并不能反映真正的三維骨密度。而且骨密度感興趣區(qū)的測量容易受到退行性變的影響，可導致腰椎骨密度測量值升高[13]，本研究中，D組患者均經(jīng)磁共振成像明確診斷為陳舊性腰椎骨折不愈合，因此缺少與磁共振成像結(jié)果對比研究，在往后的研究中將加入對比研究以進一步確定雙能X線的準確性及優(yōu)勢。

綜上所述，使用雙能X線骨密度儀對陳舊性椎體壓縮性骨折進行定性分析，并運用其結(jié)果進行“責任椎”的術(shù)前定位尚存在局限性，如聯(lián)合進行椎體骨折評估可增加定位的可靠性。DXA 技術(shù)以其測量簡便、快速、敏感性高等優(yōu)點，不失為一種術(shù)前定位陳舊性椎體骨折的好方法，值得在臨床推廣。