張 友 ZHANG You

趙 堯1 ZHAO Yao

朱曉勃2 ZHU Xiaobo

陳 巖3 CHEN Yan

2.北方醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院信息管理處 河北張家口 075000

3.石家莊職業(yè)病防治院放射衛(wèi)生防護(hù)所 河北石家莊 050031

成人脊柱側(cè)凸指骨骼發(fā)育成熟后脊柱的一個(gè)或數(shù)個(gè)節(jié)段在冠狀面上向側(cè)方彎曲偏離身體正中線，從而形成一個(gè)帶有弧度的脊柱的三維畸形[1,2]，根據(jù)其位置可以分為頸椎、胸椎和腰椎側(cè)凸。在多層螺旋CT基礎(chǔ)上發(fā)展的容積性定量CT（vQCT）通過(guò)圖像的三維后處理技術(shù)和工作站提供的直方圖計(jì)算方法，可得到椎體形態(tài)、結(jié)構(gòu)分布及骨小梁的連接性和數(shù)目等幾何參數(shù)[3]，是一種可在三維空間分布上衡量骨強(qiáng)度的方法。本研究擬通過(guò)觀察腰椎側(cè)凸患者的vQCT圖像，探討腰椎側(cè)凸患者CT值及骨小梁容積百分比的變化，及其與骨質(zhì)疏松的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集2011-01~12于河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院就診的100例腰椎側(cè)凸患者作為病例組，其中男32例，女68例；年齡36~87歲，平均（64.5±11.6）歲；所有患者均行腰椎CT檢查，采用Cobb法測(cè)量脊柱側(cè)凸的角度，冠狀位Cobb角≥10°確定為脊柱側(cè)凸[4]。收集因腰腿痛行腰椎CT檢查、影像學(xué)表現(xiàn)無(wú)腰椎側(cè)凸的100例患者作為對(duì)照組，其中男42例，女58例；年齡36~82歲，平均（62.8±10.5）歲。

1.2 儀器與方法 采用GE LightSpeed 16層螺旋CT，掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流200~250 mA，螺距0.938︰1，層厚5 mm，層間距5 mm，視野（FOV）200 mm×200 mm；重建層厚1.25 mm；骨算法及標(biāo)準(zhǔn)算法[4]。掃描范圍T12~S1水平。

1.3 圖像分析 將采集到的原始圖像傳送到ADW 4.3工作站進(jìn)行多平面重組和容積再現(xiàn)處理。測(cè)量項(xiàng)目包括：冠狀位及矢狀位Cobb角：冠狀位Cobb角≥10°確定為脊柱側(cè)凸。在多平面重組圖像中對(duì)L1~5椎體進(jìn)行三維定位，分別在各椎體正中橫斷水平重建形成10 mm層厚橫斷面圖像，選取骨松質(zhì)區(qū)4個(gè)位點(diǎn)的興趣區(qū)，注意避開骨島、硬化、骨皮質(zhì)和血管，4個(gè)位點(diǎn)分別位于椎體骨松質(zhì)區(qū)的左上、右上、右下、左下，并取4個(gè)興趣區(qū)的平均CT值，最后取L1~5椎體的平均CT值。容積定量CT可選擇性地測(cè)量骨松質(zhì)區(qū)骨密度的變化，從而較早地觀察測(cè)量體內(nèi)骨小梁的變化，周圍骨皮質(zhì)和增生骨對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響可以排除。測(cè)量骨小梁容積百分比（bone volume/total volume ratio, BV/TV）：在容積再現(xiàn)圖像中設(shè)定CT值250 Hu為閾值[5]，以保證使部分骨小梁隱匿程度相同，設(shè)定興趣區(qū)時(shí)選取椎體中部邊長(zhǎng)為20 mm，并與椎體長(zhǎng)軸平行的正方體，經(jīng)直方圖功能進(jìn)行骨小梁容積測(cè)量，分別測(cè)量L1~5椎體的BV/TV，取其平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 10.0軟件，計(jì)量資料組間比較采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，BV/TV值與年齡的相關(guān)性行Pearson分析，P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組患者年齡、性別、體重指數(shù)（BMI）比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1。病例組CT值及BV/TV值均顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。所有受試者BV/TV值與年齡呈負(fù)相關(guān)（r=―0.513, P<0.01）。容積再現(xiàn)三維圖像顯示，病例組患者骨小梁結(jié)構(gòu)稀疏，數(shù)目減少，其內(nèi)橫行和縱行骨小梁中斷；對(duì)照組患者骨小梁相對(duì)致密（圖1、2）。

3 討論

腰椎是骨質(zhì)疏松最常見和最早受累的部位，骨質(zhì)疏松引起的骨密度下降常引起腰椎微小壓縮性骨折，進(jìn)而出現(xiàn)骨結(jié)構(gòu)變形，甚至出現(xiàn)脊柱側(cè)凸[6]。在成人皮質(zhì)骨約占骨量的80%，另外約20%為松質(zhì)骨。雖然骨總量?jī)H20%為松質(zhì)骨，但其表面積與體積之比卻是皮質(zhì)骨的10倍。松質(zhì)骨代謝活性很高，其代謝轉(zhuǎn)換率是皮質(zhì)骨的8倍，因此，在骨量變化早期即可出現(xiàn)骨小梁數(shù)目減少和連接中斷。研究顯示，整體骨的骨密度并不能完全提示骨強(qiáng)度的變化[7-9]。Rüegsegger等[10]研究發(fā)現(xiàn)，松質(zhì)骨的骨密度隨著年齡的增長(zhǎng)逐漸減少，骨小梁數(shù)目減少，連接中斷，而皮質(zhì)骨的骨密度在20~70歲人群中保持在相對(duì)穩(wěn)定的水平。測(cè)定腰椎椎體松質(zhì)骨的變化對(duì)骨質(zhì)疏松的發(fā)生具有很高的預(yù)測(cè)能力[11]。

表1 兩組患者年齡、性別、體重指數(shù)（BMI）比較

表2 兩組椎體CT值及骨小梁容積百分比比較

圖1 患者女，65歲，無(wú)腰椎側(cè)凸，L3椎體三維容積再現(xiàn)顯示骨小梁致密，椎體中心部骨小梁容積百分比為46.8%

圖2 患者女，66歲，腰椎側(cè)凸。L3椎體三維容積再現(xiàn)顯示骨小梁稀疏，部分縱行骨小梁明顯中斷，椎體中心部骨小梁容積百分比為18.5%

本研究應(yīng)用vQCT測(cè)量腰椎椎體的BV/TV值，觀察測(cè)量椎體中部骨小梁的變化，整個(gè)椎體骨量的變化趨勢(shì)可以通過(guò)椎體中部的骨密度變化來(lái)反映，vQCT骨密度測(cè)量的最敏感部位位于椎體中部骨松質(zhì)區(qū)[12]。本研究顯示，病例組椎體的平均BV/TV值與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且病例組BV/TV值低于對(duì)照組，而且椎體的BV/TV值與年齡呈明顯負(fù)相關(guān)，即隨著年齡的增長(zhǎng)，BV/TV值逐漸下降，椎體所含的骨量逐漸下降，在腰椎椎體的橫斷面圖像及骨小梁的三維重建圖像上顯示，骨松質(zhì)的均勻性發(fā)生改變，骨小梁稀疏，結(jié)構(gòu)紊亂，粗細(xì)不均。對(duì)于某些骨密度特別低的患者，橫行骨小梁幾乎消失，縱行骨小梁的數(shù)目也明顯減少，骨小梁的連接中斷，并出現(xiàn)很多殘端。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)病例組椎體中部層面骨松質(zhì)的平均CT值與對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），并且病例組骨松質(zhì)的平均CT值低于對(duì)照組，證明腰椎側(cè)凸患者椎體所含的骨量減少，骨密度減低。由于椎體骨質(zhì)疏松時(shí)，骨密度減低，骨小梁數(shù)目減少，并且骨小梁變細(xì)以致間隙加寬，實(shí)驗(yàn)選擇測(cè)量椎體骨松質(zhì)興趣區(qū)的平均CT值，椎體的骨松質(zhì)骨小梁數(shù)目減少，骨含量越少，骨密度就越低，CT平均值也就越低。

本研究中，在興趣區(qū)選擇上，由于椎體側(cè)凸形成骨小梁左右分布不均勻，選取椎體中部邊長(zhǎng)為20 mm并與椎體長(zhǎng)軸平行的正方體在客觀上數(shù)據(jù)會(huì)有微小誤差。另外，造成側(cè)彎的原因很多，如椎間盤突出癥、各種原因的下腰痛，而本研究未對(duì)入組患者進(jìn)行病因分類，研究不深入。通過(guò)CT的橫斷面圖像及三維重組圖像觀察發(fā)現(xiàn)，成人腰椎側(cè)凸患者常常有更嚴(yán)重的、廣泛的椎間盤退變，椎小關(guān)節(jié)的退變、脊柱不穩(wěn)、黃韌帶鈣化，并且多數(shù)還伴有冠狀面?zhèn)确揭莆弧⑹笭蠲孀刁w滑脫及脊柱旋轉(zhuǎn)半脫位，這些病變會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)成人腰椎側(cè)凸的進(jìn)展，需深入研究。

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