骨質密度改變與腰椎間盤退變的關系，一項基于18F-FDG標記的PET-CT研究

曾思 李妍姣 陳鼎偉 歐陽林

中國人民解放軍第一七五醫院醫學影像科，福建 漳州 363000

骨質疏松癥和腰椎間盤退變在老齡化人群中是普遍存在的疾病，它們降低了人們的生活質量，增加了人們的生活負擔。椎間盤退變和骨關節炎協同導致的椎體骨折的發生[1]。有關BMD和IDD的關系目前尚未完全明確，一些研究認為它們之間有正相關[2-6]，即認為隨著IDD嚴重程度進展，BMD值逐漸增加。骨贅形成和腰椎骨折等可使BMD值被過度估計，可用以解釋這種相關性。但另一方面，骨質疏松病人有更嚴重的IDD也被報道[7, 8]。因此腰椎間盤退行性變與骨質密度減少的關系仍有待探究。

1 材料和方法

1.1 一般資料

1.1.1 納入標準：從2011年1月至2015年10月于我院行PET-CT檢查病人，圖像清晰，可滿足診斷需要，總計納入224例。

1.1.2 排除標準：①外傷及腫瘤可導致椎體及椎間盤破壞的疾病； ②慢性肝腎功能不全等對骨代謝有影響的疾病；③糖尿病、甲狀腺及甲狀旁腺等影響骨代謝的內分泌疾病； ④6個月內使用過鈣劑、糖皮質激素及性激素等影響骨代謝藥物者； ⑤其他影響骨代謝疾病嚴重臟器功能不全者； ⑥依從性差者。

1.2 診斷標準

1.2.1 骨密度：根據中國老年學學會骨質疏松委員會標準診斷法[4]，骨密度值在80～120 mg/mL之間可診斷為骨密度值減低。>120 mg/mL為正常，<80 mg/mL可診斷為骨質疏松。

1.2.2 椎間盤退變分級[9]： 腰椎間盤退變分為5個級別，0級：沒有；1級：腰椎間盤膨出；2級：腰椎間盤突出；3級：椎間隙狹窄合并終板硬化；4級：schmorl 結節；5級：真空征。

1.3 檢查儀器和方法

病人至少8 h禁食后，給予靜脈注射0.1 mCi/kg的18F-FDG。其血糖值在注射前測量，所有病人都不超過120～150 mg/dL，50 min后，當CT掃描結束，開始進行全身PET掃描。使用最大迭代重建法衰減校正PET圖像。PET，CT，以及融合的PET-CT圖像可在工作站閱覽。采用西門子PET-CT掃描儀，掃描范圍：頭頂到大腿中部。16排螺旋CT掃描技術參數：掃描旋轉機架時間0.5 s，每轉24 mm，電壓120kVp，電流40 mA，層厚2.5 mm，在CT掃描過程中，病人不需要做特殊準備，如屏氣，也不需要口服或注射對比劑。PET每床位橫斷視野16.2 cm，層間距3.75 mm。6至7個層位成一幅圖像。融合圖像橫斷位視野為58.5 cm，像素大小4.57 mm，矩陣大小128×128，空間分辨力4.5 mm。

1.4 評價方法及統計學處理

PET-CT圖像的評價由分別有10年和15年經驗的資深醫生評估并達成共識。評估指標有骨密度值，SUV值和椎間盤退變程度分級。利用SPSS16.0軟件，采用兩獨立樣本t檢驗分析在不同性別間L3-4，L4-5椎間盤相關BMD值和SUV值的差異，及其與腰椎間盤退變的關系。采用單變量方差分析方法和最小顯著差法(LSD)分析L3-4，L4-5不同級別的BMD值和SUV值的差異。

2 結果

2.1 不同性別間L3-4，L4-5椎間盤相關BMD值和SUV值

不同性別間L3-4，L4-5椎間盤相關BMD值和SUV值的差異無統計學差異(P值均>0.05)。但下腰椎L3-4BMD值及SUV值在老年人組(65～87歲)，有顯著性差異，其中老年女性BMD值和SUV值比男性更低(見表1)。

表1 下腰椎L3-4，L4-5BMD值及SUV值在不同性別之間的差異Table 1 The difference of BMD of L3-4 and L4-5 and SUV values between genders

2.2 BMD值在有無IDD病人中的差異

椎間盤退變與其相鄰上下兩個椎體的營養失衡有關[10]，所以聯合評估其上下兩個椎體的BMD值用于分析與其退變的關系。結果如下(見表2)：IDD組的骨密度值低于無退變組，IDD組代謝高于無退變組。

表2 L3-4，L4-5椎間盤相關BMD值和SUV值與有無發生椎間盤退變的關系Table 2 The relationship between BMD and SUV values of L3-4 and L4-5 and the occurrence of IDD

2.3 不同級別IDD下腰椎L3-4，L4-5椎間盤BMD值

不同級別IDD下腰椎L3-4，L4-5椎間盤BMD值有統計學意義上的差異，但是并沒有一定的規律,但整體趨勢上，隨著椎間盤退變分級越大，BMD值有下降的趨勢(見表3，4)。

表3 不同級別IDD下腰椎L3-4 BMD值差異Table 3 The difference of BMD values of L3-4 in various IDD grade

表4 不同級別IDD下腰椎L4-5 BMD值差異Table 4 The difference of BMD values of L4-5 in various IDD grade

3 討論

本文對于受試者納入對象的選擇，為年齡不小于30歲的人，一方面是為了使不同性別間年齡組成進行配準，另一方面是因為，人在30歲以后，椎間盤退變會加速進行。成人椎間盤是人體最大的無血管結構，其營養物質主要通過軟骨終板和纖維環營養物質滲透性擴散來完成[11,12]，微循環紊亂成為導致椎間盤退變的首要因素并導致骨密度值的降低[10]。腰椎間盤退變與原發性骨質疏松存在顯著的相關關系[13]，前人有研究表明骨質密度減低也是引起椎間盤退變的一個影響因素，其原因可能是骨密度減低導致骨質變薄，骨小梁數量減少，骨脆性增加從而引起腰椎軟骨下骨板的微小骨折，影響椎間盤骨性終板內營養通道的大小，引起營養通道的阻塞，而伴隨著水分子的擴散運動下降，椎間盤通過水分子擴散方式獲得的營養減少，從而加快了椎間盤退變的進程[14]。然而，也有研究表明，椎間盤的退變引起骨質密度的改變。Jasper Homminga等[1]的研究表明椎間盤退變會引起壓力負荷從髓核傳遞到外周的纖維環，隨之導致骨小梁中心骨質密度驟減，骨皮質密度增加。

既往Wang等[15]認為女性較之于男性有更嚴重的IDD，且IDD嚴重程度與BMD值成正相關，BMD值越高，其椎間隙越狹窄的可能性越大。他們的研究對象是196例女性和163例男性，年齡在67～89歲之間。因此本實驗也對65～87歲年齡組的對象進行研究，得到的結論與前人基本相符。老年女性由于雌激素的驟減，使得鈣吸收和骨形成均減少，且骨吸收增加，因而骨量開始流失，其骨質疏松的發生率也隨之增高[16]。因此女性在步入到圍絕經期時，就要注意補充鈣離子，預防骨質疏松。

本研究中，椎間盤退變越嚴重，其BMD值整體趨勢是下降的。但這與前人的研究結果不符。可能是在本研究中研究人群年齡偏大的占多數，而老年人的成骨反應減弱，使得骨質密度減少。Pye等[17]將IDD的影像特征分成骨贅形成，骨質硬化和椎間隙狹窄，并分別對其分級，發現各個特征分級越高，其BMD值也越高，3級和4級水平的IDD，其BMD值反而升高，是由于炎癥反應引起的骨質增生硬化。Pye等[17]、Salo等[18]認為所有腰椎IDD程度越重，其BMD值越高。這可能是椎體自身調節失衡的表現，如發生骨質硬化，骨贅形成，椎體壓縮性骨折等。本研究IDD組的代謝高于非IDD組，SUV值的增高可由于內源性炎癥因子等引起[19]。

本研究的優缺點：本文按照CT圖像對椎間盤退變分級，因為CT缺乏對IDD的精準診斷，因此其準確性遠不如運用磁共振進行的Pfirrmann分級，由此在數據統計分析時出現不可避免的誤差。IDD引起骨質密度的紊亂，骨質密度的紊亂也進一步導致椎間盤結構和功能的退化，本研究表明IDD與骨質密度的紊亂可能會互相促進。