李明 呂厚辰 張里程 尹鵬濱 胡堅(jiān)興 唐佩福 張立海

跟骨定量超聲與股骨近端特定區(qū)域骨密度相關(guān)性研究

李明 呂厚辰 張里程 尹鵬濱 胡堅(jiān)興 唐佩福 張立海

目的 探討跟骨定量超聲 （ QUS ） 參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域骨密度的相關(guān)性。方法 連續(xù)納入34 例患股骨頸骨折行髖關(guān)節(jié)置換的老年女性，行跟骨定量超聲、髖部雙能 X 線檢測(cè) （ DXA ），探討上述檢測(cè)結(jié)果相關(guān)程度。結(jié)果 根據(jù) DXA 檢測(cè)患者髖部骨密度 （ BMD ） T 值顯示，骨質(zhì)疏松患者 13 例 （ T ≤ -2.5 ），跟骨骨密度 （ Est. BMD ） 與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 呈現(xiàn)正相關(guān) （ r=0.355，P＜0.05 ）；跟骨超聲振幅衰減平均值 （ BUA ） 與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 呈現(xiàn)正相關(guān) （ r=0.450，P＜0.01 ）。結(jié)論 跟骨定量超聲檢測(cè)參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 存在相關(guān)性，對(duì)骨質(zhì)疏松特定區(qū)域的骨量的評(píng)價(jià)及骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)有一定參考價(jià)值。

跟骨；股骨；骨密度；超聲檢查；骨折

隨著人口老齡化的加劇，骨質(zhì)疏松性骨折已成為老年人健康的巨大威脅，60 歲以上的高齡人群中，約 1 / 2 的女性和 1 / 3 的男性將至少發(fā)生一次骨質(zhì)疏松性脆性骨折［1］，骨質(zhì)疏松性骨折具有較高的致殘率及死亡率［2-3］，以髖部骨折為例，1 年內(nèi)死亡率男性為 27.6%～40.5%，女性為 15.8%～23.3%，約 40% 患者需長(zhǎng)期護(hù)理［4］。因此骨質(zhì)疏松早期的診斷和治療對(duì)降低骨折風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。目前評(píng)價(jià)骨質(zhì)疏松常用的方法包括雙能 X 線吸收儀（ DXA ） 骨密度測(cè)定、定量計(jì)算機(jī)斷層掃描 （ QCT ） 骨密度測(cè)定以及定量超聲 （ QUS ） 骨密度測(cè)定［5-8］。自1984 年 Langton 等［9］首次報(bào)道采用定量超聲檢測(cè)骨質(zhì)疏松患者以來(lái)，定量超聲因其無(wú)輻射、操作簡(jiǎn)便、低成本等顯著優(yōu)勢(shì)已得到了廣泛應(yīng)用并逐漸推廣，在評(píng)價(jià)骨質(zhì)疏松中具有重要的價(jià)值。相關(guān)研究證實(shí)，定量超聲相關(guān)參數(shù)如寬帶超聲衰減 （ BUA ），超聲傳導(dǎo)速度 （ SOS ） 與髖部、腰椎骨折風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)［10］。然而就當(dāng)前多發(fā)的髖部骨折而言，特定區(qū)域的骨量變化可更好地預(yù)測(cè)骨折風(fēng)險(xiǎn)，跟骨定量超聲參數(shù)雖能夠很好地反應(yīng)跟骨松質(zhì)骨骨量性質(zhì)，但其與髖部股骨近端特定區(qū)域 （ 股骨頸、轉(zhuǎn)子間、Ward's 區(qū) ） 骨量變化的相關(guān)性卻研究甚少。故本研究通過(guò)對(duì) 34 例骨質(zhì)疏松性股骨頸骨折行關(guān)節(jié)置換的患者行 DXA 及跟骨定量超聲檢測(cè)，探討跟骨定量超聲參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域骨密度相關(guān)性，進(jìn)而證實(shí)跟骨定量超聲對(duì)髖部特定區(qū)域骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)能力。

資料與方法

一、一般資料

連續(xù)納入 2014 年 1 月至 6 月于中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院骨科行關(guān)節(jié)置換的 34 例，56～93 歲的骨質(zhì)疏松性股骨頸骨折的絕經(jīng)女性為研究對(duì)象，平均年齡 （ 75.0±10.8 ） 歲，患腫瘤、關(guān)節(jié)感染、糖尿病和其它可能影響骨代謝的疾病患者均被排除。

二、方法

定量超聲測(cè)定 BMD：所用設(shè)備為 Sahara 型跟骨定量超聲儀 （ Sahara Clinical Bone Sonometer，HOLOGIC，Bedford，MA，USA ），測(cè)試前使用體模校正調(diào)試儀器。檢查時(shí)將受檢者基本信息輸入儀器，取端坐位 （ 無(wú)法取坐位患者行站立位 ），用超聲凝膠涂抹足跟部，按檢測(cè)要求放置并固定于儀器凹槽中進(jìn)行檢測(cè)，記錄測(cè)定結(jié)果：超聲傳播速度（ SOS，m / s ）、超聲振幅衰減平均值 （ BUA，dB / MH2）、estimated BMD （ Est. BMD， g / cm2），定量超聲硬度指數(shù) （ QUI / stiffness ），QUI / stiffness 計(jì)算公式為QUI=0.41×（ BUA+SOS ）-571，無(wú)計(jì)量單位［11］。上述檢測(cè)均由同一檢查者完成，Est. BMD、SOS、BUA的變異系數(shù)分別為 3%、0.22% 和 3.7%。

DXA 測(cè)定 BMD：所用設(shè)備為 Discovery 雙能X 線吸收儀 （ DXA，HOLOGIC Discovery-A，Apex software version 13.3，Bedford，MA，USA ）。受檢者均為術(shù)后 1～3 天內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)將受檢者基本信息輸入儀器，受檢者取仰臥位于檢測(cè)臺(tái)上，測(cè)定研究對(duì)象的健側(cè)股骨近端 （ 包括全髖部、股骨頸、轉(zhuǎn)子間及三角區(qū) ） BMD 值。上述檢測(cè)均由同一檢查者完成，髖部骨密度的變異系數(shù)為 0.8%。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。定量數(shù)據(jù)用±s 表示，相關(guān)性用簡(jiǎn)單相關(guān)及偏相關(guān)分析，相關(guān)系數(shù) r 表示參數(shù)間的相關(guān)性。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、基本資料

研究對(duì)象均為股骨頸骨折行髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的老年絕經(jīng)女性。年齡 56～93 歲，平均年齡 （ 75.0± 10.8 ） 歲，平均絕經(jīng)年齡 （ 50.1±2.6 ） 歲，其中年齡＞60 歲患者占 91.2%，骨質(zhì)疏松患者 13 例 （ T ≤-2.5 ） （ 表 1 ）。

二、檢測(cè)指標(biāo)

跟骨超聲檢測(cè)參數(shù)示：患者 Est. BMD 為 （ 0.249± 0.175 ） g / cm2，SOS 為 （ 1080.8±18.2 ） m / s，BUA 為（ 45.9±8.3 ） dB / MH2，Stiffness 為 47.8±8.4。DXA 檢查患者健側(cè)髖部示：總 BMD 為 （ 0.685±0.114 ） g / cm2，股骨頸 BMD 為 （ 0.568±0.130 ） g / cm2，轉(zhuǎn)子間 BMD（ 0.536±0.104 ） g / cm2，Ward's 區(qū) BMD 為 （ 0.427± 0.175 ） g / cm2（ 表 2 ）。

表 1 研究對(duì)象基本資料 （ n = 34，x- ± s ）Tab.1 Baseline characteristics of patients （ n=34，±s ）

表 1 研究對(duì)象基本資料 （ n = 34，x- ± s ）Tab.1 Baseline characteristics of patients （ n=34，±s ）

CharacteristicsValue （ n， % ）Age （ year ） 75.00±10.90 50～59 3 （ 8.8 ）60～69 9 （ 26.5 ）70～79 9 （ 26.5 ）80～89 9 （ 26.5 ）≥90 4 （ 11.7 ）Age of menopause （ year ） 50.10± 2.60 Diameter of the femoral head （ cm ） 5.02± 0.42 Height （ cm ）166.20± 9.40 Weight （ kg ） 65.30±15.70 BMI （ kg / cm2） 23.60± 5.00 T≤-2.513 （ 38.2 ）T ＞ -2.521 （ 61.8 ）

表 2 研究對(duì)象檢測(cè)指標(biāo) （ n = 34，x- ± s ）Tab.2 Detection index of patients （ n=34，±s ）

表 2 研究對(duì)象檢測(cè)指標(biāo) （ n = 34，x- ± s ）Tab.2 Detection index of patients （ n=34，±s ）

Detection indexValue DXA-BMD （ g / cm2）Total hip 0.685± 0.114 Femoral neck 0.568± 0.130 Intertrochanteric 0.536± 0.104 Ward's 0.427± 0.175 QUS-Est. BMD （ g / cm2） 0.249± 0.175 QUS-SOS （ m / s ）1080.800±18.200 QUS-BUA （ dB / MH2） 45.900± 8.300 QUS-Stiffness 47.800± 8.400

三、跟骨超聲參數(shù)與股骨近端骨密度相關(guān)性分析

跟骨超聲參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域骨密度（ total、femoral neck、Intertrochanteric、Ward's ） 相關(guān)性分析，控制了患者股骨頭直徑后行偏相關(guān)分析，結(jié)果顯示跟骨 Est. BMD、BUA 與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 呈現(xiàn)正相關(guān) （ r=0.355，P＜0.05；r=0.450，P＜0.01 ）（ 表 3，圖 1a，b ）。

四、跟骨超聲參數(shù)與股骨近端骨密度分組相關(guān)性分析

根據(jù)患者髖部總 BMD （ Total hip ） T 值分層，分為骨質(zhì)疏松 （ T ≤ -2.5，n=13 ） 和骨量降低或正常 （ T＞-2.5，n=21 ） 兩組，探討跟骨超聲參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域骨密度 （ total、femoral neck、Intertrochanteric、Ward's ） 相關(guān)性，控制患者股骨頭直徑后行偏相關(guān)分析，結(jié)果顯示兩組數(shù)據(jù)無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系。但當(dāng) T ≤ -2.5 時(shí)，Est. BMD、BUA 與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 相關(guān)性為 （ r=0.339，P=0.144；r= 0.429，P=0.059 ）。

表 3 跟骨定量超聲參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域骨密度相關(guān)性 （ n = 34，x- ± s ）Tab.3 Correlations between calcaneus quantitative ultrasound parameters and specifc areas of proximal femoral bone mineral density （ n=34，±s ）

表 3 跟骨定量超聲參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域骨密度相關(guān)性 （ n = 34，x- ± s ）Tab.3 Correlations between calcaneus quantitative ultrasound parameters and specifc areas of proximal femoral bone mineral density （ n=34，±s ）

注：r：相關(guān)系數(shù)，aP ＜ 0.05，bP ＜ 0.01Notice: R: Related coefficient，aP＜0.05，bP＜0.01

VariablesBUA （ dBMHz ）SOS （ m / s ）Est.BMD （ g / cm2）Stiffness Total-BMD （ g / cm2）r P 0.246 0.167 Neck-BMD （ g / cm2）r P 0.321 0.069 0.107 0.552 0.259 0.146 0.254 0.155 Tra-BMD （ g / cm2）r P 0.342 0.051 0.156 0.386 0.276 0.119 0.061 0.735 0.307 0.082 Ward-BMD （ g / cm2）r P 0.450 0.009b0.243 0.172 0.355 0.043a0.254 0.154 0.101 0.575 0.114 0.529

圖 1 線性回歸分析 a：跟骨 Est. BMD 與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 相關(guān)關(guān)系；b：跟骨 BUA與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 相關(guān)關(guān)系Fig.1 Linear regression analysis a: Correlations between QUS-BMD and intertrochanteric BMD； b: Correlations between QUS-BUA and intertrochanteric BMD

討 論

骨質(zhì)疏松癥是全身性的骨骼疾病，其特征為骨量減少，骨小梁變細(xì)、斷裂、數(shù)量減少，皮質(zhì)骨多孔、變薄為特征，導(dǎo)致骨強(qiáng)度下降、骨脆性增加及骨折的危險(xiǎn)性增加的全身性骨?。?2］。骨強(qiáng)度主要由骨密度和骨質(zhì)量?jī)煞矫嬉蛩厮鶝Q定。目前 DXA 作為臨床上診斷骨質(zhì)疏松的金標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)測(cè)定骨密度及 T 值反應(yīng)骨骼中的礦物質(zhì)含量從而診斷骨質(zhì)疏松［8］，但對(duì)骨骼強(qiáng)度及微觀結(jié)構(gòu)等因素卻缺乏有效評(píng)價(jià)。跟骨定量超聲不僅可反映骨密度，還可反映骨彈性、強(qiáng)度和顯微結(jié)構(gòu)，對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷具有一定意義［13］。

當(dāng)前已有研究表明，股骨頭的骨密度值明顯高于轉(zhuǎn)子間及 Word's 區(qū)域［14］。并且上述區(qū)域內(nèi)骨代謝及骨丟失率也不盡相同［15］。所以筆者認(rèn)為股骨近端不同特定區(qū)域骨質(zhì)變化對(duì)股骨整體生物力學(xué)性質(zhì)及骨折風(fēng)險(xiǎn)有著重要的意義。而當(dāng)前跟骨超聲研究多為不同人群骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及預(yù)后判斷［16］，探討定量超聲較 DXA 之間不同方面的比較，探索臨床進(jìn)一步推廣使用［17-18］。僅有少數(shù)研究探討了骨骼不同部位 BMD 與跟骨超聲參數(shù)之間的關(guān)系［19］。而定量超聲參數(shù)與髖部特定區(qū)域 （ 股骨頸、轉(zhuǎn)子間、Word's 區(qū) ） 之間的關(guān)系卻尚未有明確研究。

故本研究通過(guò)對(duì) 34 例絕經(jīng)后老年女性行跟骨定量超聲及健側(cè)髖部 DXA 檢查，結(jié)果顯示跟骨Est. BMD 與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 有相關(guān) （ r=0.355，P＜0.05 ），但其與髖部其它部位 BMD 無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系，考慮原因?yàn)楦?、轉(zhuǎn)子間區(qū)皆為高含量松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)，其骨改建周期短，對(duì)骨質(zhì)變化敏感，可能存在一定程度的相關(guān)性。而股骨頸及股骨內(nèi)部較之皮質(zhì)骨含量較多，Ward's 區(qū)多為空虛結(jié)構(gòu)。因此，跟骨與上述區(qū)域 BMD 相關(guān)性不明顯。此外，通過(guò)分析患者跟骨定量超聲檢測(cè)參數(shù)，發(fā)現(xiàn) BUA 與股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 呈現(xiàn)正相關(guān)。上述結(jié)果初步解釋了跟骨超聲參數(shù)與股骨近端骨量之間的聯(lián)系，也提示其可能與髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)之間的相關(guān)性［17，20-21］。

進(jìn)一步通過(guò) T 值分層后，在 T＞-2.5 組，股骨轉(zhuǎn)子間 BMD 與跟骨 Est. BMD 及 BUA 存在有近似相關(guān)關(guān)系 （ r=0.339，P=0.144；r=0.429，P= 0.059 ）；而對(duì)于 T＜-2.5 組 （ N=13 ），并未發(fā)現(xiàn)跟骨超聲參數(shù)與股骨近端特定區(qū)域存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的相關(guān)關(guān)系。本研究結(jié)果顯示：經(jīng) DXA 評(píng)價(jià)后，對(duì)于T＞-2.5 的老年股骨頸骨折患者，其跟骨超聲的相關(guān)參數(shù)與股骨粗隆間處的密度存在相關(guān)關(guān)系。對(duì)于通過(guò) DXA 評(píng)價(jià)可以診斷為骨質(zhì)疏松的患者 T＜-2.5，本研究由于樣本量不足，未發(fā)現(xiàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)關(guān)系，下一步應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，評(píng)價(jià)兩者之間的聯(lián)系。

本研究存在不足：（ 1 ） 本次實(shí)驗(yàn)樣本均選自股骨頸骨折老年女性患者，故研究結(jié)論適用于股骨頸骨折人群，若將結(jié)論擴(kuò)大到更大的范圍的骨質(zhì)疏松人群或者正常人群，其外部真實(shí)性需要進(jìn)一步研究證實(shí)。（ 2 ） 本研究?jī)H評(píng)價(jià)了定量超聲檢測(cè)與股骨近端密度之間的聯(lián)系，其結(jié)構(gòu)學(xué)、力學(xué)參數(shù)未涉及，可在后續(xù)研究中補(bǔ)充完善。（ 3 ） 校正因素為骨骼大小 （ 股骨頭直徑 ）?？紤]到骨骼大小對(duì)測(cè)量的影響，及其它影響因素 （ 如骨代謝等 ），可能對(duì)跟骨超聲參數(shù)對(duì)髖部特定區(qū)域骨質(zhì)變化也存在一定的影響，須進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果提示在股骨頸骨折人群中，同為負(fù)重區(qū)松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)，跟骨定量超聲檢測(cè)參數(shù)與股骨轉(zhuǎn)子間區(qū)域存在相關(guān)性。因此，筆者推測(cè)跟骨超聲參數(shù)在一定程度上可以反映股骨轉(zhuǎn)子間骨質(zhì)變化，對(duì)骨質(zhì)疏松患者早期特定區(qū)域的診斷及預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)子間骨質(zhì)疏松性骨折相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)具有一定的參考價(jià)值。

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（ 本文編輯：王永剛 ）

Correlations between quantitative ultrasound of calcaneus and specific areas of proximal femoral bone mineral density

LI Ming， LU Hou-chen， ZHANG Li-cheng， YIN Peng-bin， HU Jian-xing， TANG Pei-fu， ZHANG Li-hai. Department of Orthopaedics， Chinese PLA General Hospital， Beijing， 100853， PRC

ZHANG Li-hai， Email: zhanglihai74@qq.com

Objective To discuss correlations between quantitative ultrasound parameters of the calcaneus and specifc areas of proximal femoral bone mineral density. Methods Thirty-four elderly female with femoral neck fractures， who underwent total hip replacement surgery， were selected. The bone mass of the proximal femur was tested by dualenergy X-ray absorptiometry （ DXA ） and ultrasonic properties of the calcaneus by quantitative ultrasound（ QUS ）. Relevant results above were discussed. Results According to T value of bone mineral density （ BMD ）testing， 13 patients were of osteoporosis （ T≤-2.5 ）. BMD of the calcaneus and intertrochanter was positively correlated （ r=0.355， P＜0.05 ）. BUA was positively correlated with BMD of the intertrochanter （ r=0.450， P＜0.01 ）. Conclusions Parameters of BUA are correlated with specifc areas of proximal femoral BMD （ intertrochanteric ）with reference value for the diagnosis of osteoporosis and risk prediction of the specifc areas of proximal femoral fracture.

Calcaneus； Femur； Bone density； Ultrasonography； Fractures， bone

10.3969/j.issn.2095-252X.2015.12.013

R681， R445.1

2014-2017 國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目 （ 31370947 ）

100853 北京，解放軍總醫(yī)院骨科 （ 李明、呂厚辰、張里程、尹鵬濱、唐佩福、張立海 ），影像科 （ 胡堅(jiān)興 ）

張立海，Email: zhanglihai74@qq.com

2015-07-16 ）