張 薇,周鳳云,蘇永彬,劉艷東,黃朋舉,閆 東,耿 健,尹 潞,程曉光,王 玲,3△

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京積水潭醫(yī)院放射科,北京 100035;2.國(guó)家心血管中心醫(yī)學(xué)研究與生物信息中心,北京 102300;3.北京市創(chuàng)傷骨科研究所積水潭肌少癥研究中心,北京 100035)

老年髖部骨折是最嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松性骨折,具有高致殘率和死亡率,且治療費(fèi)用高昂[1-2]。而對(duì)于髖部骨折的患者,再次發(fā)生髖部骨折的風(fēng)險(xiǎn)較高,其發(fā)生率為2%～11%[3]。另外,也有研究報(bào)道髖部骨折可導(dǎo)致對(duì)側(cè)再發(fā)骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加2～4倍,并且再發(fā)骨折多發(fā)生在初次髖部骨折后2年內(nèi)[4]。因此,對(duì)髖部骨折的患者進(jìn)行再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)防至關(guān)重要。目前很少有經(jīng)證實(shí)的治療方法來減少髖部骨折患者的再發(fā)骨折,因而再發(fā)事件的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)就更為重要[5]。雙能X線測(cè)量?jī)x(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)測(cè)量的面積骨密度(area bone mineral density,aBMD)是診斷骨質(zhì)疏松和預(yù)測(cè)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo),既往前瞻性研究表明低aBMD可以預(yù)測(cè)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)[6-7]。定量CT(quantitative CT,QCT)可測(cè)量近端體積骨密度(volumetric BMD,vBMD),它能反映骨礦物質(zhì)三維分布及幾何結(jié)構(gòu),可提高髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)[8]。目前除了骨密度外,肌肉參數(shù)被認(rèn)為是評(píng)估髖部骨折和預(yù)測(cè)再發(fā)骨折風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)[4],而基于CT測(cè)量的肌肉面積和密度與2年內(nèi)髖部再發(fā)骨折風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性目前尚不清楚。本研究探討髖部骨折患者手術(shù)治療后2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)與術(shù)前CT測(cè)量的肌肉參數(shù)及股骨近端骨密度間的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

所有髖部骨折的受試者都被招募參加中國(guó)第2次髖部骨折評(píng)估(CSHFE),美國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)庫(kù)(NCT03461237),本研究為前瞻性縱向研究,旨在評(píng)估首次髖部骨折患者發(fā)生第2次髖部骨折的風(fēng)險(xiǎn)[9]。本研究共招募2015年5月至2016年6月北京積水潭醫(yī)院收治的低能量髖部骨折患者共278例,將受試者分為2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折組(A組)、2年以上再發(fā)髖部骨折組(B組)、隨訪期內(nèi)未再發(fā)骨折組(C組)。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)發(fā)生髖關(guān)節(jié)骨折后48 h內(nèi)就診;(2)自主生活的社區(qū)成年居民;(3)髖部骨折均為低能量損傷骨折。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)不能獨(dú)立坐立,不能獨(dú)立行走(有或無輔助裝置),或因?yàn)樘弁礋o法進(jìn)行測(cè)試;(2)中風(fēng)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、代謝疾病、風(fēng)濕病、心力衰竭、嚴(yán)重慢性阻塞性肺疾病和凝血功能障礙,以及其他限制功能的疾病;(3)手術(shù)后或者死亡前帕克活動(dòng)能力評(píng)分(parker mobility score,PMS)<3分。采用PMS評(píng)分評(píng)估患者在第1次髖部骨折前的活動(dòng)能力。2019-2020年(隨訪中位時(shí)間4.5年),通過電話對(duì)患者進(jìn)行隨訪,以了解再發(fā)髖部骨折和/或死亡的發(fā)生率,并評(píng)估再發(fā)髖部骨折前或死亡前的PMS評(píng)分。如果患者既沒有死亡也沒有發(fā)生第2次髖部骨折,則評(píng)估電話訪談前3個(gè)月內(nèi)患者的活動(dòng)能力。本研究經(jīng)北京積水潭醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(201512-2),患者及家屬知情同意。

1.2 方法

1.2.1肌肉參數(shù)和骨密度評(píng)估

采用東芝Aquilion CT掃描儀(日本東芝公司)對(duì)所有患者進(jìn)行髖關(guān)節(jié)掃描。患者呈仰臥位,掃描范圍從髖臼頂部至小轉(zhuǎn)子下3 cm,包括雙腿。掃描參數(shù):管電壓120 kVp,管電流125 mAs,視野50 cm,矩陣512×512,層厚1 mm,標(biāo)準(zhǔn)重建算法。

肌肉測(cè)量的步驟和精度參照文獻(xiàn)[10]。2018年9月采用OsiriX軟件(Lite version 10.0.2,瑞士Pixmeo公司)測(cè)量非骨折側(cè)股骨近端的大轉(zhuǎn)子水平的臀大肌(gluteus maximus,G.Max)和第三骶椎(S3)水平的臀中小肌(gluteus medius and minimus,G.Med/Min)的肌肉橫截面積(cross sectional area,CSA)和密度,見圖1A、B。2017年5月采用計(jì)算機(jī)斷層X射線吸收技術(shù)(version 4.2.3,美國(guó)Mindways公司)測(cè)量非骨折側(cè)股骨近端的股骨頸(femoral neck,FN)、粗隆(trochanter,TR)、粗隆間(intertrochanter,IT)和全髖關(guān)節(jié)(total hip,TH)的aBMD,見圖1C。采用醫(yī)學(xué)圖像分析組件軟件中的股骨分析系統(tǒng)(MIAF,Femur Version 7.1.0,MRH,德國(guó)埃朗根紐倫堡大學(xué))測(cè)量三維股骨頸皮質(zhì)厚度(CortThick),見圖1D。

A:臀大肌面積和密度;B:臀中小肌面積和密度;C:股骨近端各骨密度;D:股骨頸CortThick。

1.2.2評(píng)估活動(dòng)能力

PMS評(píng)分是評(píng)估移動(dòng)能力的有效可靠方法[11]。在第1次髖部骨折前(3個(gè)月內(nèi))、第2次髖部骨折前(3個(gè)月內(nèi))和未發(fā)生第2次髖部骨折的患者電話訪談前(3個(gè)月內(nèi))評(píng)估PMS評(píng)分。

1.2.3數(shù)據(jù)收集

人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和人體測(cè)量學(xué)評(píng)估:年齡、性別和體重指數(shù)。健康相關(guān):血壓、高血壓、既往骨折、骨關(guān)節(jié)炎、冠心病、糖尿病和抗骨質(zhì)疏松治療情況。骨質(zhì)疏松癥的治療認(rèn)定為服用雙膦酸鹽或特立帕肽。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 各組肌肉參數(shù)和骨密度比較

A組年齡高于C組(P<0.05),肌肉參數(shù)和骨密度均低于C組(P<0.05),但上述指標(biāo)與B組比較無明顯變化(P>0.05)。各組肌肉面積、密度及股骨近端各骨密度比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見表1。

表1 各組一般資料、肌肉參數(shù)和骨密度比較

續(xù)表1 各組一般資料、肌肉參數(shù)和骨密度比較

2.2 相關(guān)性分析

G.Med/MinM密度在校正年齡、性別和第1次髖部骨折前PMS評(píng)分后仍與2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)(OR=1.88,95%CI:1.20～2.94,P=0.01),而其他肌肉參數(shù)在校正后與2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)無關(guān)(P>0.05)。所有骨密度參數(shù)均與2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)(P<0.05),而僅IT aBMD與2年以上再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)(OR=1.70,95%CI:1.03～2.82,P=0.01),見表2。

表2 肌肉參數(shù)和骨密度每降低一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差發(fā)生再骨折風(fēng)險(xiǎn)OR和AUC

2.3 再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)模型選擇

G.Med/MinM密度和TR aBMD結(jié)合的模型在校正年齡、性別和第1次髖部骨折前PMS評(píng)分后區(qū)分2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)效能最好,見表3。

表3 肌肉參數(shù)和骨密度每降低一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差再發(fā)骨折風(fēng)險(xiǎn)模型選擇

表中模型為2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折vs.未再發(fā)骨折;G.MaxM:臀大肌肌肉;G.Med/MinM:臀中小肌肌肉;P1:邏輯回歸模型;P2:Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)。

3 討 論

老年髖部骨折患者再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)較高,特別是2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn),這與髖部骨折患者術(shù)后的活動(dòng)能力降低密切相關(guān)。老年髖部骨折患者發(fā)生再次髖部骨折后,其死亡和致殘風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增高,故研究老年髖部骨折患者的再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)意義重大。目前文獻(xiàn)報(bào)道中的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素,如年齡、性別、既往慢病史等[12-13],均無法進(jìn)行干預(yù),也就無從預(yù)防。而本研究中發(fā)現(xiàn)G.Med/MinM密度與2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折密切相關(guān),提示加強(qiáng)肌肉鍛煉、增強(qiáng)相關(guān)髖關(guān)節(jié)的肌肉質(zhì)量和力量能夠預(yù)防再次髖部骨折的發(fā)生,為進(jìn)一步提高髖部骨折患者的診療效果提供了新的思路。

基于CT測(cè)量的肌肉參數(shù)包括橫斷面的肌肉面積和密度。肌肉密度是反映肌肉質(zhì)量的重要指標(biāo),其與失能、骨折、預(yù)后等臨床事件密切相關(guān)。然而肌肉密度的測(cè)量需要將肌肉間的脂肪組織剔除后計(jì)算,以消除密度很低的脂肪組織對(duì)于肌肉真實(shí)密度測(cè)量的影響。目前多采用第三方軟件,如Osirix、Image J、Slice-O-matic等,或某些品牌CT的后處理工作站進(jìn)行閾值分割,肌肉的閾值分割常定位-29～150 HU。但需要指出的是,該閾值范圍不一定適用于所有肌肉組織。

既往有研究采用病例對(duì)照研究設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn),髖部肌肉密度和面積或大腿肌肉間脂肪面積與髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[11,14-16],而最近一項(xiàng)研究[4]發(fā)現(xiàn)髖部肌肉密度和再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),但臀肌的肌肉面積和密度與2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系則尚不清楚。因老年髖部骨折患者術(shù)后常需臥床且活動(dòng)往往受限,故難以獲得術(shù)后的CT或MRI等影像資料,而術(shù)前髖關(guān)節(jié)CT平掃檢查是確診髖部骨折的重要手段,并且不受骨折后體質(zhì)成分變化影響,通過測(cè)量術(shù)前髖部的肌肉面積和密度,可探索性研究術(shù)前髖部CT評(píng)估骨折術(shù)后再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)。本研究前瞻性地收集了術(shù)前髖關(guān)節(jié)CT平掃資料,建立了髖部骨折患者的術(shù)前肌肉測(cè)量值的基線資料,明確了低肌肉密度與老年髖部骨折患者2年內(nèi)再發(fā)骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。

骨密度在髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中占據(jù)重要地位,而目前國(guó)內(nèi)外骨質(zhì)疏松相關(guān)的指南中[17-18]均建議發(fā)生髖部脆性骨折后,無論患者的骨密度如何,均應(yīng)積極抗骨質(zhì)疏松治療,以預(yù)防再次骨折的發(fā)生。本研究顯示股骨近端的TH aBMD、FN aBMD、IT aBMD、TR aBMD均與再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),這符合指南中的臨床實(shí)踐。

本研究存在以下局限性:(1)2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折的樣本量較小,今后嘗試擴(kuò)大樣本量后進(jìn)一步核實(shí)研究結(jié)果;(2)髖部骨折患者的日?；顒?dòng)能力和營(yíng)養(yǎng)狀況未評(píng)估;(3)基于CT測(cè)量的肌肉面積和密度均為單層面CT圖像測(cè)量,而肌肉的功能應(yīng)從整塊肌肉的三維角度分析,這有待未來人工智能自動(dòng)分割軟件實(shí)現(xiàn)后進(jìn)一步分析。

綜上所述,G.Med/MinM密度與2年內(nèi)再發(fā)髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān),髖部肌肉質(zhì)量評(píng)估可用于再發(fā)髖部骨折的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。