頸椎椎體CT值在頸椎退行性疾病手術病人術前骨質量評估中的應用研究

何磊 周非非 李舒揚 董騏源 李彤 張有余 鄒達 李危石 孫宇

隨著我國老齡化社會的到來，骨質疏松癥在臨床中越來越常見。目前臨床公認的骨質疏松癥的診斷標準是基于雙能X線吸收法（dual-energy X-ray absorptiometry,DXA）測量的結果［1］，使用T值判斷骨密度是否正常。近年來有學者應用CT值診斷骨質疏松，大多數研究集中在腰椎［2-6］。CT值是CT掃描中X線衰減系數的相對值，能夠測定人體某一局部組織或器官密度的大小，通常稱為亨氏單位（Hounsfield unit,HU），一般情況下組織密度越大其數值越大。很多文獻證實，在腰椎非退行性病變人群中腰椎椎體CT值與腰椎骨密度及T值存在正相關性，CT值可以準確反映腰椎的骨質情況，是評估腰椎骨密度的補充方法［7］。但對于腰椎退行性病變，DXA檢查可能會高估真實的T值，而腰椎椎體CT值能很好地反映其真實的骨質量［7，8］。

目前關于頸椎CT值的相關研究較少，為此我們進行了一項回顧性研究，旨在研究頸椎退行性疾病手術病人頸椎椎體CT值的自身變化規律、頸椎CT值與腰椎骨密度T值的關系，以及其在評估骨質量中的應用。

資料與方法

一、納入與排除標準

納入標準：①術前明確診斷為脊髓型頸椎病、神經根型頸椎病、混合型頸椎病及頸椎后縱韌帶骨化癥者；②經過規范保守治療無效，具備明確手術指征者；③術前1個月內在北京大學第三醫院行頸椎三維CT及DXA骨密度檢查者。

排除標準：①既往頸椎及腰椎骨折史或手術史者；②頸椎及腰椎骨質破壞（如腫瘤、感染等）者。

二、一般資料

2015年1月至2017年12月，在北京大學第三醫院骨科頸椎專業組接受頸椎手術治療的頸椎退行性疾病病人共1 170例，939例符合入選標準及排除標準，其中，男484例，女455例，平均年齡為59歲。所有病人均接受手術治療，其中行頸前路手術者644例，行頸后路手術者295例。

三、測量方法

根據病人術前的頸椎三維CT，應用PACS系統［RA1000 3.0版，通用電器醫療系統（中國）有限公司］分別測量C2～C7椎體的CT值，并計算CT值的均值。CT值的測量方法為：在C2～C7椎體矢狀面重建的中橫斷面上，圈定盡量大的目標區域，該區域不包括皮質骨及骨質異常區域，如骨島、靜脈竇、壓縮骨質（圖1）。每一椎體的CT值由PACS系統計算所得，與CT的窗位變化無關。

圖1 CT值測量方法 在椎體中部橫斷面上圈定盡量大的區域，PACS系統計算CT值，取其平均值

同時收集每位病人術前DXA所測得的L1～L4總的骨密度T值。

四、統計學方法

本研究采用SPSS 20.0統計學軟件（IBM公司，美國）進行統計分析，采用雙側檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。采用Spearman秩相關檢驗法檢測頸椎序列與其椎體CT值的相關性，采用一般線性模型檢驗 L1～L4總的骨密度 T 值與 C2～C7椎體CT均值的相關性。采用ROC曲線分析，分別以T＜-1或T≤-2.5作為骨質減少或骨質疏松的標準，計算曲線下面積；以ROC曲線上靈敏度+特異度最大時的C2～C7椎體CT值為臨界點，得到以該C2～C7椎體CT值篩查骨質減少或骨質疏松的靈敏度和特異度。

結 果

一、測量結果

C2～C7椎體的CT值分別為：（363.43±92.52）HU、（340.44±80.73）HU、（338.37±86.92）HU、（333.43±87.49）HU、（289.98 ± 76.60）HU、（259.43 ± 62.59）HU。C2～C7椎體CT值為（322.52±89.27）HU。

939例病人術前經DXA檢查的L1～L4總的骨密度T值平均值為-0.73。

二、相關性分析

頸椎序列與其CT值呈負相關（r=-0.396，P＜0.001）。C2～C7椎體CT值的均值與L1～L4總的骨密度T值呈正相關（r=0.487，P＜0.001）（圖2）。

圖2 散點圖 C2～C7椎體CT均值與L1～L4總的骨密度T值存在正相關性

用C2～C7椎體CT值均值篩查骨質減少（-2.5＜T＜-1）的ROC曲線下面積為0.726，95%置信區間：（0.694，0.758），見圖3，在ROC曲線上取靈敏度+特異度最大時對應的C2～C7椎體CT均值為327 HU，采用該CT均值篩查骨質減少的靈敏度為75.7%，特異度為59.8%；篩查骨質疏松（T≤-2.5）的ROC曲線下面積為0.767，95%置信區間：（0.718，0.816），見圖4，在ROC曲線上取靈敏度+特異度最大時對應的C2～C7椎體CT均值為269 HU，采用該CT均值篩查骨質疏松的靈敏度為63.8%，特異度為80.8%。

討 論

圖3 篩查骨質減少（-2.5＜T＜-1）的ROC曲線，曲線下面積為0.726

圖4 篩查骨質疏松（T≤-2.5）的ROC曲線，曲線下面積為0.767

骨質疏松癥是一種以骨量低，骨組織微結構受損，導致骨脆性增加，易發生骨折為特征的全身性骨病，多見于絕經后女性和老年男性［1］。臨床工作中常見頸椎退行性變病人合并骨質疏松癥。骨質疏松會對頸椎手術及術后康復造成不良影響，有文獻證明在因頸椎退行性變而行手術的病人中，骨質疏松病人較非骨質疏松病人更多地采用頸后路融合手術，術后出血更多，進行翻修手術的概率更高，并且住院時間延長，住院費用增加［9］。

臨床中，頸椎椎體的骨質情況依據DXA測定的骨密度值及其T值進行評估，但L1～L4總的骨密度T值能否準確反映頸椎椎體真實的骨質情況，相關的研究不多。目前評估頸椎骨質量比較好的方法為頸椎定量CT（Quantitative CT,QCT）檢查，其能夠精確選擇特定部位進行骨密度檢查。與DXA相比，QCT檢查具有更高的診斷能力，能夠更準確地測量頸椎椎體骨密度［10，11］。但QCT價格比較昂貴，病人接受的射線較多，并且僅有少數醫院有此設備，限制了其在臨床中的廣泛應用。近年來不少學者嘗試應用CT值來評估腰椎椎體骨質的情況，并提出了相應的閾值來診斷骨質疏松。CT檢查是脊柱外科的術前常規檢查，CT值的獲取簡單、方便，應用CT值評估骨質情況，病人無需再進行額外的檢查。

一、頸椎椎體CT值及變化規律

目前尚無應用頸椎CT值來評估頸椎骨質情況的相關文獻，僅有少數幾篇文獻應用QCT檢查研究頸椎骨密度，并且研究對象大多集中在相對年輕的志愿者。一項利用QCT測量健康成年男性脊柱椎體骨密度的研究結果顯示，頸椎骨密度值為（256.0±48.1）mg/cm3，從頸椎到腰椎，骨密度值逐漸下降［12］。有學者對8具新鮮尸體的頸椎進行了CT掃描，測量C3～C7椎體松質骨的骨密度值為（270±74）mg/cm3［13］。88 例行頸前路手術的病人，術前應用QCT檢測頸椎的骨密度值為235.5～302.0 mg/cm3，從頭端向尾端逐漸降低［14］。另一篇報道應用QCT檢查研究頸椎不同解剖位置的骨密度，發現椎體中心部分的骨密度值從C3至C7逐漸降低，均值分別為336、354、360、311、248 mg/cm3［15］。不同研究得到的頸椎骨密度值有所差異，可能與所選擇的研究對象及測量儀器之間的差異有關。但頸椎骨密度值的變化趨勢都是從頭端向尾段逐漸降低。

本研究得到了類似結果，C2～C7序列與椎體CT值呈負相關，隨著頸椎序列從上至下，頸椎椎體CT值逐漸下降。本研究中，C6、C7椎體的CT值較C2～C5明顯降低，因此在對C6、C7椎體置釘固定時應特別注意固定強度的問題。同時，對于涉及C6、C7的頸前路器械也有待進一步改進。

二、利用頸椎椎體CT值評估骨密度的優越性

本研究結果得出，頸椎椎體CT值與腰椎總骨密度T值呈正相關，可以認為頸椎與腰椎骨質情況是平行的，腰椎總骨密度T值能在一定程度上反映頸椎椎體的骨質情況。目前，臨床中頸椎術前需行腰椎DXA檢查以評估頸椎骨質情況，當T值較高時，其頸椎的骨質情況亦較好。

在腰椎相關研究中，非退變組腰椎骨密度T值與CT值的相關系數為0.7以上，退變組腰椎骨密度T值與CT值的相關系數為0.6以上［7］。本研究結果中頸椎CT均值與腰椎的骨密度T值的相關系數（0.487）低于上述研究中腰椎CT值與T值的相關系數，原因可能為上述研究中CT值與T值均是針對同一腰椎椎體進行測量的；而本研究中的腰椎T值為L1～L4總的骨密度T值，代表腰椎整體骨質情況。

頸椎CT值測量的是所圈定的頸椎椎體松質骨區域；而腰椎骨密度T值測量的是腰椎單位面積內所有的骨量，包括椎體的皮質骨、松質骨、附件結構及增生的骨贅甚至鈣化的動脈。因此頸椎CT值比腰椎骨密度T值更能精確地反映頸椎椎體的骨質情況，可將此作為輔助診斷方法，從而避免頸椎骨質疏松的漏診。

三、利用頸椎椎體CT值評估病人術前的骨質量

根據WHO的診斷標準，T≤-2.5時診斷為骨質疏松癥，-1.0＜T＜-2.5時診斷為骨量較少，T≥-1.0時為骨量正常［1，16］。北京大學第三醫院的研究指出：L1的CT值≤110 HU、L2的CT值≤100 HU、L3的CT值≤85 HU、L4的CT值≤80 HU對應于T≤-2.5，認為應用上述CT值閾值可以作為在腰椎退變性疾病中降低骨質疏松漏診率的補充方法［7］。一些作者提供了不同部位的CT值閾值用以幫助診斷骨質疏松，例如利用肩關節CT測量肩胛頸的CT值，低于197 HU的病人有97%的概率存在骨密度降低，而CT值高于257 HU的病人可能骨密度正常［17］。利用頭顱CT掃描測量顱骨CT值，顱骨CT值低于610 HU的病人需要進一步評估可能存在的骨質疏松［18］。

本研究中以骨密度T值作為診斷骨量減少及骨質疏松的金標準，骨量減少對應的CT值為327 HU，接近于939例病人的C2～C7椎體CT值為（322.52±89.27）HU，考慮為該組病人均因頸椎退行性變行頸椎手術，平均年齡為59歲，T值平均值為-0.73，一部分病人存在骨量減少或骨質疏松。臨床醫師可以應用頸椎CT均值輔助腰椎骨密度T值診斷骨質疏松及骨量減少。根據術前頸椎CT測量C2～C7椎體CT均值，如果CT均值小于269 HU，該病人可能存在骨質疏松，其診斷骨質疏松的靈敏度為63.8%，特異度為80.8%。本研究中C6、C7椎體CT值下降明顯，如果C2～C5椎體其中之一的椎體CT值小于269 HU，病人極可能存在骨質疏松。本研究的樣本全部為住院行頸椎手術的病人，雖然無健康人群進行對照，但是在臨床工作中脊柱外科醫師可能更關注擬行手術病人的骨質情況。以后需要進一步研究健康人群的頸椎椎體CT值及其與腰椎骨密度T值的關系。

頸椎退行性疾病手術治療病人的頸椎CT值自C2至C7逐漸遞減；頸椎椎體CT值與DXA檢查的骨密度T值呈正相關，有助于術前臨床評估病人的骨質量。