椎體壓縮性骨折前后緣高度比與骨密度關聯性研究

馬文靜，張 鑫，王晶晶，劉 華，劉 凡

（1.北京市公安司法鑒定中心，北京 100192； 2.北京市懷柔區公安司法鑒定中心，北京 101400）

《中華人民共和國刑法》規定：“故意傷害他人身體的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制。”2014年1 月1 日開始實施的《人體損傷程度鑒定標準》（5.9.3b）規定：“一節椎體壓縮骨折超過 1/3 以上；二節以上椎體骨折；三處以上橫突、棘突或者椎弓骨折為輕傷一級。” 該標準（5.9.4d）規定：“椎骨骨折或者脊椎脫位（尾椎脫位不影響功能的除外）定為輕傷二級。” 在實際工作中發現，諸多案件的中、老年傷者在受到極其輕微的外力后，便可發生椎體骨折，而此類骨折的傷情即可評定為輕傷一級或者輕傷二級。 這時，犯罪嫌疑人經常對鑒定意見提出質疑，認為其僅對傷者進行了推搡，傷者站立不穩摔跌坐地，整個過程中并無其他巨大暴力，認為骨折是傷前早已存在，與本案無關，或是傷者自身存在骨質疏松，存在傷病共存問題，損傷程度應降級處理，致使引起鑒定爭議。 為此，亟需探究自身骨質疏松（骨密度）是否影響摔倒坐地后椎體骨折壓縮的程度，為規范脊柱損傷的法醫學鑒定和傷病關系分析提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 對象的選取與分組

選擇主因外傷（摔跌坐地）門診、急診就診，經X 線或CT 檢查明確診斷為胸腰椎椎體骨折，MRI顯示骨折椎體有急性挫傷水腫的患者為對象。 依據國際臨床骨密度學會2007年定量CT（quantitative computed tomography，QCT）骨質疏松診斷標準和2018年、2020年我國有關 QCT 骨質疏松癥診斷指南及專家共識，以骨密度低于80 mg/cm作為骨質疏松的診斷標準，將觀察對象分為：外傷組（骨密度>80 mg/cm）、外傷伴有骨質疏松癥組（骨密度<80 mg/cm）和病理性骨質疏松性椎體骨折組。輕微外力（如咳嗽、彎腰撿物、手提重物）后感覺腰背部疼痛門診、急診就診，經 X 線或 CT 檢查（QCT 檢測骨密度小于80mg/cm），診斷為病理性骨質疏松性椎體骨折，可明確骨折時間的患者即為病理性骨質疏松性椎體骨折組。 外傷組50 人，其中男性19 人，女性31 人；外傷伴有骨質疏松癥組101 人，其中男性13 人，女性88 人；病理性骨質疏松性椎體骨折組 45 人，其中男性 7 人，女性 38 人。

1.2 對象的納入標準

（1）成年人（女性，45 歲≤年齡≤80 歲；男性，50 歲≤年齡≤80 歲），長期居住在北京地區（20年以上）；（2）長期服用激素、抗癲癇、肝素等藥物史，無腫瘤病史，無甲狀腺、甲狀旁腺功能亢進等內分泌代謝性疾病；（3）因外傷（摔跌坐地）門診、急診就診，經X 線或CT 檢查明確診斷為椎體骨折，MRI顯示骨折椎體有急性挫傷水腫可明確骨折時間的患者；（4）因輕微外力（如咳嗽、彎腰撿物、手提重物）后感覺腰背部疼痛門診、急診就診，經X 線或CT檢查（QCT檢測骨密度小于 80 mg/cm），MRI 顯示骨折椎體有急性水腫可明確骨折時間，診斷為病理性骨質疏松性椎體骨折的患者。

1.3 對象的排除標準、中止標準、剔除標準

（1）常期（每年平均有半年以上時間且連續5年）在北京以外地區居住者；（2）不能明確骨折時間者；（3）有影響骨密度的基礎疾病患者；（4）不能進行MRI檢查；（5）未進行骨密度檢查。

1.4 分組情況

各組對象頻數及其百分率見表1，年齡情況見表2，性別情況見表3。

表1 各組受試者頻數及其百分率

表2 各組受試者年齡情況

表3 各組受試者性別情況

1.5 方法

1.5.1 儀器工作條件

采用 1.5T（GE Signa Excite HD TWINSPEEED）或 1.5T（SIEMENS MAGNETOM ESPREE）磁共振機進行MRI 掃描；均采用脊柱表面線圈；掃描序列包括矢狀位 TWI，重復時間（repetition time, TR）：550~600 ms，回波時間（echo time， TE）：10~12 ms，矢狀位 TWI 重復時間（TR）：3 000~3 200 ms，回波時間（TE）：102~108 ms，矢狀位 STIR，重復時間（TR）：3 500~3 600 ms，回波時間（TE）：66~68 ms，反轉時間（TI）：160 ms；層厚 4mm，層間距 0.4mm；矩陣分別為 352×224、416×256、384×224 或 320×272、320×253、320×224；FOV 為 300。

1.5.2 檢查方法

由一位骨放射醫師進行椎體壓縮高度比的測量，在MRI 矢狀位TWI 圖像上，選取骨折椎體壓縮程度最大的層面，測量骨折椎體的最大塌陷部位與正常椎體后緣的比值，如果椎體后緣塌陷，則選擇其與相鄰正常椎體的后緣的比值。

骨密度的測量：采用東芝16 排CT 對病例組和空白對照組進行腰椎QCT 掃描，掃描前采集側位定位像（范圍 T~L），掃描完畢將CT 圖像傳至 QCT PRO 工作站，測量 L、L、L椎體松質體積骨密度（vBMD），如上述三個椎體出現骨折，則舍棄骨折椎體，另測L或L椎體骨密度，計算三個椎體骨密度的平均值（mg/cm）。

所有影像學檢查均由北京積水潭醫院放射科技師采用一致標準獲取所需的影像學數據，影像學的讀片由兩位有多年診斷經驗的骨骼肌肉系統放射醫生完成。 當對觀察結果有異議時，通過聘請外院放射領域專家會診達成一致。

1.5.3 統計學分析

采用SAS 9.3 軟件對數據處理后進行統計學分析。 本研究涉及到的設計類型及統計分析方法包括如下：

（1）成組設計一元定量資料差異性檢驗：若符合正態分布并滿足方差齊性要求，采用成組設計一元定量資料t 檢驗分析資料；若不滿足正態分布或方差齊性要求，采用Wilcoxon 秩和檢驗分析資料。

（2）單因素三水平設計一元定量資料差異性檢驗：若滿足方差分析的前提條件（即獨立性、正態性和方差齊性），采用單因素K（K≥3）水平設計定量資料的方差分析處理資料。 當三組資料之間的差異有統計學意義（即方差分析結果P<0.05），使用Tukey 法進行兩兩比較； 若不滿足正態性或方差齊性要求，采用Kruskal-Wallis 秩和檢驗分析資料，若三組之間的差異有統計學意義，在此基礎上進一步對三組平均秩進行兩兩比較。

（3）結果變量為二值變量的成組設計定性資料差異性檢驗：采用一般檢驗或Fisher 精確檢驗來處理。 當總頻數大于40，且無小于5 的理論頻數，可采用一般檢驗，否則采用Fisher 精確檢驗來處理。

（4）單因素三水平設計無序原因變量R表資料差異性檢驗： 采用一般檢驗或Fisher 精確檢驗來處理。 當總頻數大于40，且無小于5 的理論頻數，可采用一般檢驗，否則采用Fisher 精確檢驗來處理。

（5）單因素三水平設計有序原因變量R表資料差異性檢驗： 采用一般檢驗或Fisher 精確檢驗來處理。 當總頻數大于40，且無小于5 的理論頻數，可采用一般檢驗，否則采用Fisher 精確檢驗來處理。

（6）單因素三水平設計雙向無序R×C 表資料差異性檢驗：采用一般檢驗或Fisher 精確檢驗來處理。 當總頻數大于40，且無小于5 的理論頻數，可采用一般檢驗，不然就用Fisher 精確檢驗來處理。

（7）單因素三水平設計有序結果變量R×C 表資料差異性檢驗：采用Kruskal-Wallis 秩和檢驗來處理，根據3 組進行秩和檢驗的結果，判斷3 組之間結果的分布差異是否有統計學意義。

（8）所有三水平定性資料的兩兩比較都使用獨立分割法。

2 結果

實驗結果如表4~8 所示。 由表5 可知：矯正后分析顯示，無疏松骨折組與病理性骨折組骨折類型存在顯著性差異（P<0.05）；有疏松骨折組與無疏松骨折組、病理性骨折組骨折類型均無顯著性差異（P＞0.05）。 由表 6 可知：Tukey 法矯正兩兩比較分析顯示，無疏松骨折組、有疏松骨折組與病理性骨折組任意兩組椎高比均無顯著性差異（P＞0.05）。 由表7 可知：病理性骨折組椎高比與骨密度相關系數無統計學意義（r<0.5）。 由表8 可知：高度比與骨密度之間的相關系數為0.436，即r<0.5，沒有實際意義。

表4 各組骨折椎體數量統計結果

表5 各組骨折類型統計結果

表6 各組高度比統計結果

表7 病理性骨折組椎高比與骨密度相關性分析結果

表8 椎高比與骨密度相關性分析結果（包括三組骨折情況）

3 討論

3.1 骨質疏松癥及骨密度

骨質疏松癥是一種以低骨量和骨組織微結構破壞為特征，導致骨骼脆性增加和易發生骨折的全身性疾病。可分為三大類:（1）原發性骨質疏松癥，包括絕經后女性骨質疏松和老年性骨質疏松，多發于脊柱、髖骨和橈骨遠端;（2）繼發性骨質疏松癥，常繼發于其他疾病，如內分泌代謝病（甲狀旁腺功能亢進癥、甲狀腺功能亢進癥、性腺功能減退癥、糖尿病）、血液病、胃腸道疾病、長期臥床、制動等，（3）特發性骨質疏松癥，多見于青少年，多有家族遺傳史。

單純X 線檢查顯示骨質疏松時，骨量丟失至少達30%～50%，骨質疏松癥表現為骨強度降低，甚至發生骨折。骨強度是骨密度與骨質量的整合反映，但骨強度難以直接測量，無法作為骨質疏松的診斷依據。而骨密度是單位體積（面積）的骨礦物質含量，可以直接測量。目前，主要依賴骨密度檢查及其他方法來預測骨質疏松性骨折及分析療效。 臨床上，骨質疏松癥引起的骨折主要位于脊柱、股骨頸、橈骨遠端等富含松質骨的部位。 骨密度的測量方法有多種，本實驗應用的是QCT。 因QCT 是體積骨礦含量，是真正的三維骨密度測量，且選擇測量松質骨的體積骨密度，不受脊柱退變和增生等因素的影響。采用國際臨床骨密度學會腰椎QCT＜80mg/cm的標準診斷骨質疏松癥。

有必要指出，按照我國2018年、2020年有關CT 骨質疏松癥診斷指南及專家共識，目前推薦多排CT 行QCT 測量，且推薦2 節椎體測量平均值的方法（一般以L，L為宜）。故按照上述要求的研究，尚需今后進一步開展。

3.2 脊柱的解剖生理特點與椎體壓縮性骨折的生物力學機制

脊柱位于人體背部中央，是連接上方顱骨與下方髖骨的人體中軸線，由33 塊形態特殊的脊椎骨（椎骨）通過椎間關節和椎間盤、韌帶連接組成，周圍還有肌肉包裹、附著，具有支撐整個軀干，傳遞壓力，緩沖震動，保護脊髓及內臟的功能。 其中，椎骨由前方的短圓柱形的椎體和后方板狀的椎弓組成，椎體是椎骨負重的主要部分，椎體內部為骨松質，表面的密度則較薄，雙面均粗糙，通過椎間纖維與鄰近椎骨相連。 腰椎是軀干的主要負重部位，也是整個軀干受外力作用時壓力緩沖的最主要部位，因此腰椎在支撐人體自重及遭受縱向鈍性外力作用時，腰椎受到的縱向擠壓力最大，椎體之間的相互壓縮形成了腰椎壓縮性骨折。

從生物力學角度將脊柱分為前、中、后三柱，單純壓縮性骨折通常為前柱（前柱包括：前縱韌帶、椎體及纖維環和椎間盤的前2/3）受累，椎體通常呈楔形變。 正常人的椎體主要是由彼此縱橫交錯的骨小梁構成。 外力作用于脊柱產生的壓縮力通過椎間盤傳導至終板，然后由骨小梁由中心向四周發散，在椎體內部應力，如果該應力超過骨小梁耐受的最大強度，骨小梁結構將被破壞，失去穩定性，從而引起椎體壓縮性骨折。

3.3 在人體損傷程度鑒定的應用

《人體損傷程度鑒定標準》傷病關系處理原則為：4.3.1 損傷為主要作用的，既往傷/病為次要或者輕微作用的，應依據本標準相應條款進行鑒定。4.3.2 損傷與既往傷/病共同作用的，即兩者作用相當的，應依據本標準相應條款適度降低損傷程度等級，即等級為重傷一級和重傷二級的，可視具體情況鑒定為輕傷一級或者輕傷二級，等級為輕傷一級和輕傷二級的，均鑒定為輕微傷。4.3.3 既往傷/病為主要作用的，即損傷為次要或者輕微作用的，不宜進行損傷程度鑒定，只說明因果關系。 有關實驗研究表明，骨小梁的抗壓能力與骨密度有關，但摔跌坐地后椎體壓縮后的高度變化與骨密度有無關聯性的研究仍缺乏報道，使法醫鑒定缺乏足夠的理論依據。 基于本研究的結論，筆者認為，根據本研究結果，因摔跌坐地致胸腰椎壓縮性骨折的傷情鑒定中，涉及椎體高度變化無需考慮骨密度，可直接依照《人體損傷程度鑒定標準》相關條款進行鑒定。