張 鑫，劉 瑩

（北京市公安局刑事偵查總隊法醫(yī)檢驗鑒定中心，北京 100192）

胸腰段椎體壓縮骨折的法醫(yī)學(xué)鑒定

張 鑫，劉 瑩*

（北京市公安局刑事偵查總隊法醫(yī)檢驗鑒定中心，北京 100192）

如何判定椎體壓縮骨折發(fā)生時間，如何認定骨質(zhì)疏松癥在椎體壓縮骨折中的傷/病關(guān)系，是一直困擾法醫(yī)臨床鑒定工作者的難點問題，目前國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界及法醫(yī)學(xué)界尚未就此提出有效的解決方法。本文對骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的臨床研究現(xiàn)狀進行了綜述，介紹了椎體壓縮骨折的損傷機制、分類及特征，骨質(zhì)疏松癥的診斷標準和骨折風險因子的相關(guān)概念，分析比較了定量超聲檢查（QUS）、雙能X線吸收測量法（DXA）和定量CT（QCT）三種常用的骨密度測量技術(shù)的優(yōu)缺點，詳細闡述了臨床上應(yīng)用磁共振技術(shù)診斷椎體壓縮骨折和推斷新鮮陳舊椎體壓縮骨折的最新進展情況，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合法醫(yī)臨床鑒定工作的特點，探討用MR彌散加權(quán)成像（MR-DWI）和磁共振化學(xué)位移成像（CSI）技術(shù)解決椎體壓縮骨折時間判定，提出了應(yīng)用骨密度的骨折閾值解決骨質(zhì)疏松癥在椎體壓縮骨折中的傷/病關(guān)系問題的設(shè)想。

法醫(yī)臨床學(xué)；骨折時間；傷/病關(guān)系；骨密度；磁共振成像技術(shù)

法醫(yī)臨床學(xué)鑒定中，胸腰段椎體壓縮骨折較多見，致傷機制多見于巨大暴力和摔倒坐地，其中摔倒坐地所致骨折一直是鑒定工作的難點，原因在于此類骨折多見于老年人，其影像學(xué)表現(xiàn)與骨質(zhì)疏松癥引起的病理性椎體壓縮骨折不易區(qū)分。其次，當傷者外傷合并骨質(zhì)疏松癥時，應(yīng)如何正確判斷傷/病關(guān)系，國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界及法醫(yī)學(xué)界對此沒有系統(tǒng)的研究和報道。本文將臨床上關(guān)于骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折的研究現(xiàn)狀作以綜述，以望對法醫(yī)同仁們有所幫助。

1 椎體壓縮骨折損傷機制、分類及特征

胸腰段脊柱骨折目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一分類標準，臨床上多根據(jù)損傷機制、損傷受累范圍和椎管受壓情況進行分類。1983年，Denis結(jié)合多年脊柱外傷治療經(jīng)驗， 提出三柱分類的概念，將胸腰椎分成前、中、后三柱。前柱包括前縱韌帶、椎體前1/2、椎間盤前部，中柱包括后縱韌帶、椎體后1/2、椎間盤的后部，后柱包括椎弓、黃韌帶、椎間小關(guān)節(jié)和棘間韌帶。椎體壓縮骨折主要涉及椎體前柱、中柱，后柱無損傷，又分為四個亞類 （見圖1）。

圖1 三柱分類法中椎體壓縮骨折的分型。A：骨折累及上下終板；B：骨折單純累及上終板；C：骨折單純累及下終板；D：骨折不累及上下終板，為椎體前方的壓縮。Fig.1 Classification of vertebral compressed fracture with taxonomy of three column.A: fractures involving the superior endplate and inferior endplate； B: fractures involving the superior endplate; C: fractures involving the inferior endplate; D: anterior vertebral compressed fracture without involving the superior and inferior endplate.

1994 年，Magerl等基于兩柱理論（即：前柱為脊柱負重部分，包括前后縱韌帶、椎體和椎間盤，后柱為脊柱抗張力部分，包括椎弓、棘上、棘間韌帶、黃韌帶和椎間關(guān)節(jié)等），提出了脊柱骨折的AO分型。其中壓縮損傷又分為三個亞型（見圖2）。

骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折是骨質(zhì)疏松癥的常見并發(fā)癥之一［1，2］，屬于病理性骨折，主要表現(xiàn)為骨量減少、骨組織微結(jié)構(gòu)退變，骨質(zhì)脆性增加，多發(fā)生在45歲以后，流行病學(xué)對它的認識很局限，原因是相當比例的椎體壓縮骨折病人并無癥狀，常由胸部X線檢查偶然發(fā)現(xiàn)［3］。臨床上通常依據(jù)骨密度（bone mineral density，BMD）的檢測結(jié)果進行骨質(zhì)疏松癥診斷。世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定，BMD低于峰骨量均值- 2.5 SD的診斷為骨質(zhì)疏松癥。在我國，調(diào)查結(jié)果顯示，無論男女，在50歲以前，骨質(zhì)疏松癥患病率均在10%以內(nèi)；50歲以上開始明顯增高，患病率為15%，骨折發(fā)生率接近1/3，脊柱壓縮骨折的發(fā)病率隨年齡而呈直線增高，80歲以上患者甚至可達到36%［2，4］。Hayes等［5］利用骨密度來反映骨的強度，預(yù)測骨折危險，提出了風險因子的概念，既在某一特定活動中椎體承受的實際負荷與可耐受的最大負荷的比值。風險因子大于1表明椎體負荷過重，可能誘發(fā)骨折，對于BMD非常低的老年人，甚至像咳嗽、系鞋帶、持物這樣簡單活動也有椎體骨折的危險。高雅濱等［6-8］利用定量CT（quantitative CT，QCT）測量出的BMD進行了預(yù)測椎骨骨折風險的病例對照研究。研究結(jié)果證實QCT在預(yù)測非暴力創(chuàng)傷性椎骨骨折中具有較重要的價值，BMD值越高，椎骨骨折發(fā)生風險越低，反之，BMD值越低，椎骨骨折發(fā)生風險越高。在男性中，BMD的診斷閾值為64.16 mg/ cm3，敏感度和特異度分別為71.2%和90.4%；在女性中，BMD的診斷閾值為55.58 mg/cm3，敏感度和特異度分別為75.3%和94.9%。

圖2 AO分型中椎體壓縮骨折的分型。A1：壓縮型骨折；A2：劈裂型骨折；A3：爆裂型骨折。Fig.2 Classification of vertebral compressed fracture with AO taxonomy.A1: compressed fracture; A2: split fracture; A3: burst fracture.

骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折其除具外傷性骨折的一般癥狀外，還具以下特點：（1）有非暴力損傷性骨折病史，在彎腰、扭轉(zhuǎn)、持物、咳嗽等日?；顒又?，便可發(fā)生骨折；（2）骨折常見于T8、T12和L1，不伴有間盤撕裂，骨折部位僅限于椎體，不影響椎弓，罕見脊髓損傷；（3）壓縮骨折形態(tài)多見于楔形，雙凹形及扁平形；（4）好發(fā)于60歲以上的老人；（5）可發(fā)生多次多處骨折［9-12］；（6）骨折愈合較慢，存在骨折不愈合的情況；（7）X線檢查可見骨折處BMD減低，骨皮質(zhì)變薄，骨小梁數(shù)目減少，小梁間隙增寬。

2 骨密度測量技術(shù)

骨密度測量是骨質(zhì)疏松研究的一項突破性進展，對早期診斷骨質(zhì)疏松癥、預(yù)測骨折風險度［6］等方面具有重要意義。最常用的檢查方法有定量超聲（quantitative ultrasound，QUS）、雙能X線吸收測量法（dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）與定量CT（QCT）。

定量超聲的檢查部位為跟骨［3］，通過分析骨質(zhì)與聲波之間的關(guān)系來獲取骨質(zhì)的特性（如密度、結(jié)構(gòu)及強度）相關(guān)的定量變量。其優(yōu)點是廉價、方便。QUS分析技術(shù)是一種參數(shù)化方法，一般不用于圖像的重建。QUS評價個體骨質(zhì)狀態(tài)的價值并不高，僅可用于篩查或預(yù)篩查，篩檢出的患者要想評價骨質(zhì)疏松情況應(yīng)進一步進行DXA或QCT檢查。

DXA［13］是用來檢測脊柱、髖部及全身其他部位骨量的骨密度儀。具有射線投照量小、掃描時間短、檢查精確度高、檢查費用低等特點，已成為BMD測定的常用方法，也是目前國際上骨質(zhì)疏松診斷標準的基礎(chǔ)。其測得的BMD值以g/cm2表示。但DXA也存在一定缺陷，DXA測得的是投影面積，即所測的BMD都是面積BMD，而不是真正的體積BMD。由于是投影，BMD為掃描區(qū)內(nèi)所有骨的總和，除不能區(qū)分皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨外，還可能將周圍組織的鈣化、硬化或增生都包含在內(nèi)，容易造成測量結(jié)果不穩(wěn)定，導(dǎo)致DXA在預(yù)測骨折風險上應(yīng)用十分有限。

QCT是20世紀80年代發(fā)明的利用常規(guī)CT進行BMD測量的技術(shù)，主要對腰椎（L1~L3）進行測量，其測量結(jié)果準確并且可重復(fù)性強［14］。其最大的優(yōu)勢在于能將皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨分開評價，因為脊椎松質(zhì)骨的代謝活性是皮質(zhì)骨的8倍，所以QCT測得的與年齡相關(guān)或治療相關(guān)的BMD變化比DXA測得的整體椎體的區(qū)域BMD變化大，結(jié)果更為敏感。并且，QCT可分別測量任何部位骨小梁和皮質(zhì)骨單位體積內(nèi)的骨礦含量，即體積密度，單位以mg/cm3表示。國際臨床骨密度學(xué)會（ISCD）2007年QCT骨質(zhì)疏松癥診斷標準：QCT骨密度低于80 mg/cm3。但QCT與DXA相比，檢查時間較長，檢查費用較高，目前可以進行QCT檢查的醫(yī)院較少。

3 椎體壓縮骨折的影像學(xué)診斷

椎體壓縮骨折在影像學(xué)中主要應(yīng)用CT、磁共振成像技術(shù)（magnetic resonance imaging，MR）進行檢查和診斷。CT對骨組織顯像敏感，可清晰顯示線形骨折、水平走行的骨折以及輕微不全骨折。但是，由于椎體主要由松質(zhì)骨組成，骨折愈合是由骨小梁斷裂出血后骨細胞和毛細血管增生、堆積新骨進行修復(fù)，沒有明顯的類似皮質(zhì)骨的骨痂形成，致使CT不方便觀察骨折愈合過程。同時，對于沒有骨折線和椎體變形的隱匿性骨折，CT也難做出診斷。

MR對出血、水腫和脂肪組織敏感，能及時發(fā)現(xiàn)松質(zhì)骨內(nèi)各時期的病理變化［15］。王晨等［16，17］將椎體壓縮性骨折愈合過程分為三型，即：Ⅰ型（新鮮型）、Ⅱ型（修復(fù)型）、Ⅲ型（陳舊型），不同類型在MRI中表現(xiàn)不同。Ⅰ型（新鮮型）：T1WI和T2WI上信號在椎體內(nèi)均勻一致分布，T2WI與STIR序列呈現(xiàn)高信號，與正常骨髓逐漸過渡，界限不清。這反映了椎體骨折后急性期和亞急性期的表現(xiàn)，大部分在外傷后3~14 天內(nèi)。Ⅱ型（修復(fù)型）：T1WI和T2WI上信號在椎體內(nèi)分布不均勻，呈斑片狀、點狀或條狀影；信號變化不統(tǒng)一，表現(xiàn)為T1WI等、低信號混雜，T2WI與STIR序列等、低、高多種信號混雜。這反映了骨折后的早期修復(fù)，尚未完全骨性愈合，大部分出現(xiàn)在外傷后7~60 天，也有少數(shù)病例持續(xù)至外傷后5個月。Ⅲ型（陳舊型）：T1WI和T2WI上信號與正常椎體相同，這表示椎體骨折修復(fù)后血腫或機化組織被完全清除。損傷椎體的修復(fù)重建在1年內(nèi)完成。椎體壓骨折也存在不愈合的情況，在MRI上表現(xiàn)為椎體內(nèi)裂隙或真空現(xiàn)象，裂隙基本位于前上方區(qū)域［18］，T2像可表現(xiàn)為高信號或低信號，這取決于裂隙內(nèi)含液體還是氣體，以及取決于脊柱骨折的時間。新鮮骨質(zhì)疏松性椎體骨折一般不會出現(xiàn)裂隙，只有在骨折未愈合和以及椎體長時間持續(xù)活動才出現(xiàn)裂隙并且邊緣逐漸硬化可形成假關(guān)節(jié)。

除BMD外骨質(zhì)量和骨結(jié)構(gòu)亦可獨自對骨強度和骨折風險構(gòu)成影響［19］，為此，近年在眾多科研中［20-22］，高分辨率MRI（high-resolution MRI， HR-MRI）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于骨質(zhì)疏松癥的研究。HR-MRI可提供0.15 mm的平面空間分辨率和最小0.3 mm的層厚，通過梯度回波和自旋回波可獲取可視的骨小梁結(jié)構(gòu)圖像，從而預(yù)判生物力學(xué)強度。梯度回波序列的優(yōu)點是采集時間相對較短，但是偽影多；自旋回波序列采集時間長，信噪比低，但是偽影少。

MR彌散加權(quán)成像（MR-diffusion weighted imaging，MR-DWI）技術(shù)［23］。彌散是指分子擴散，即由熱引起的不規(guī)則的微觀水分子及其他小分子的運動。MRI中水分子的擴散運動，單位組織容積內(nèi)的位相差引起信號減低。水分子擴散越快信號越低，因此幾乎為自由水的腦脊液呈現(xiàn)黑色。常規(guī)MR-DWI序列包括SE-DWI、EPI-DWI和SSEP-DWI等。生物組織中體素內(nèi)非相干性運動的大小用彌散系數(shù)來描述。彌散系數(shù)越大，代表分子彌散運動越強。通常將DWI測得的生物組織彌散系數(shù)稱為表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）。Herneth等［24，25］試驗證實，腫瘤性壓縮骨折的ADC值較良性壓縮骨折的ADC值低。原因在于腫瘤性壓縮骨折的骨折椎體中腫瘤細胞堆積，細胞外水分子相對減少，分子彌散運動受到抑制，致使測得ADC值偏低。因此，DWI在鑒別細胞毒性水腫和血管源心血源性水腫，在鑒別新鮮骨折和陳舊骨折等方面具有較大優(yōu)勢。

正反化學(xué)位移成像技術(shù)（chemical shift imaging，CSI）是一種無損傷性研究體內(nèi)組織代謝的技術(shù)［26］，屬于脂肪抑制技術(shù)中的一種。常用于SE序列和梯度回波序列中。CSI對機體脂肪組織非常敏感，其原因在于脂肪組織中氫質(zhì)子進動頻率比水中氫質(zhì)子低，發(fā)射頻率激發(fā)脂肪中氫質(zhì)子并使其相位分散后再使用所選擇的脈沖序列，射頻停止后，水和脂肪橫向弛豫矢量進動頻率一致即同相位（IP），水和脂肪的信號強度在圖像中疊加，信號強度增加。由于水中氫質(zhì)子較脂肪的進動快，一段時間后，兩者進動矢量正好相反，呈反相位（OP），水和脂肪的信號相互抵消，信號強度減低。魏君臣［27］研究發(fā)現(xiàn)良性病變的反相位/正相位信號比為0.63±0.21，病理性病變的反相位/正相位信號比是1.02±0.11，正常椎體組織的信號比是0.46±0.14。

綜上所述，CT能夠清晰、敏感地發(fā)現(xiàn)壓縮椎體的骨折線，QCT測量的骨密度有助于骨折風險的評估，MR有利于觀察壓縮椎體的愈合過程，特別是MR-DWI和CSI技術(shù)可作為椎體骨折病因鑒別診斷的定量指標。

4 法醫(yī)臨床學(xué)展望

2014 版《人體損傷程度鑒定標準》［28］中，對損傷和既往傷/病與鑒定結(jié)果的關(guān)系進行了更嚴格的規(guī)定。例如4.3.1規(guī)定：損傷為主要作用的，既往傷/病為次要或者輕微作用的，應(yīng)依據(jù)本標準相應(yīng)條款進行鑒定。4.3.2規(guī)定：損傷與既往傷/病共同作用的，即二者作用相當?shù)?，?yīng)依據(jù)本標準相應(yīng)條款適度降低損傷的程度等級，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規(guī)定：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(guān)系。這就要求在做鑒定時，要對既往傷/病的作用做出清楚的判定。

新標準實施后椎體壓縮性骨折的損傷程度評定面臨兩個難題急需解決：（1）摔倒坐地后的單純性椎體壓縮骨折多見于老年人，骨質(zhì)正常的年輕人一般不會出現(xiàn)，骨折發(fā)生往往與傷者骨質(zhì)疏松程度有關(guān)，損傷程度評定時如何解決骨質(zhì)疏松與外傷的傷/病關(guān)系；（2）非外傷的骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折隱匿性強，可自行發(fā)生或由微小的損傷（如咳嗽、搬抬重物）引起，無明顯臨床癥狀，常由胸部X線偶然發(fā)現(xiàn)。損傷程度評定時如何判斷外傷后檢查發(fā)現(xiàn)的椎體壓縮骨折是否為外傷所致，即骨折時間的判定。

對于椎體壓縮骨折的傷/病關(guān)系，筆者認為，BMD降低水平嚴重關(guān)系到骨折的發(fā)生，也就是臨床所說的骨折風險系數(shù)。因此，椎體單純性壓縮骨折的鑒定，應(yīng)要求傷者增加骨密度檢查和HR-MRI檢查，并且在有條件的情況下最好采用QCT法測量椎體的體積骨密度，利用骨密度值與骨小梁結(jié)構(gòu)綜合評價骨折椎體的骨質(zhì)特性。當BMD和骨小梁結(jié)構(gòu)屬于骨質(zhì)疏松癥的范疇，特別是男性BMD低于64.16 mg/cm3，女性BMD低于55.58 mg/cm3，應(yīng)考慮降級處理或不予以進行損傷程度鑒定，以解決椎體壓縮骨折的傷/病關(guān)系。

對于椎體壓縮骨折時間的判定，借鑒前文所述普通 MRI檢查方法，根據(jù)T1WI和T2WI上信號特點，可將椎體壓縮骨折分辨為14天內(nèi)的新鮮型，60天以內(nèi)的修復(fù)型及時間較長的陳舊型。但此方法對法醫(yī)自身的閱片能力要求較高，人為因素影響較大。如何解決鑒定中的人為因素，筆者認為DWI和磁共振化學(xué)位移成像的同相位反相位值已在臨床上廣泛應(yīng)用于良惡性椎體骨折的鑒別。試想，可否利用骨折修復(fù)過程中髓內(nèi)細胞內(nèi)外水分子和脂肪細胞的變化，測量椎體骨折患者不同時期的ADC值及同相位-反相位值，統(tǒng)計分析不同時期兩值的取值范圍，轉(zhuǎn)化為新鮮、陳舊骨折鑒別診斷的定量指標。如此法可行，將量化判定骨折時間的方法，減化鑒定工作程序，減少案件的信訪和投訴，大幅提高鑒定效率。

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引用本文格式：張鑫， 劉瑩.胸腰段椎體壓縮骨折的法醫(yī)學(xué)鑒定 ［J］.刑事技術(shù)， 2015，40（4）:300-304.

Forensic Identifcation of Thoracolumbar Compressed Fracture

ZHANG Xin, LIU Ying*
(Forensic Medical Examination Center of Beijing Public Security Bureau, Beijing 100192, China)

Vertebral compressed fracture, possibly caused by osteoporosis or a trauma, is one of the most encountered cases in forensic clinical settings.Determining the time of vertebra crush and identifying the cause-effect relationship of vertebral compressed fracture with osteoporosis have always been a challenge for forensic medical examiners.However, there has not yet been better approaches brought up by either domestic or international clinical including forensic communities till present.This article reviews current researches on the mechanism of collapse of vertebra， classifcation and characteristics of thoracic and lumbar compressed fractures, and the diagnostic criteria of osteoporosis as well.An introduction to the concept of risk factors associated with fractures is also presented.Three most common techniques in clinical settings, quantitative ultrasound (QUS), dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) and quantitative CT (QCT), are compared comprehensively for the measure of bone density.Their pros and cons are outlined respectively.In addition, magnetic resonance imaging (MRI) is specifcally introduced of its most current progresses， its applications in diagnosis of vertebral compresses fractures， as well as its implementation to predict acute versus chronic vertebral compressed fracture.Finally, based on the characteristics of forensic clinical work, we propose an initiative of implementing magnetic resonance diffusion weighted imaging (MRDWI) and magnetic resonance chemical shift imaging (MR-CSI) technology in the examination of vertebral compressed fractures with purpose to play their potential to determine the timing and acuity of fractures.Moreover, we also put forward the application of the bone density and its fracture threshold in recognition and interpretation of the cause-effect relationship between osteoporosis and vertebral compressed fracture.

forensic clinical medicine; time of fracture; relation between injury and disease; bone mineral density; magnetic resonance imaging

DF795.4

A

1008-3650（2015）04-0300-05

10.16467/j.1008-3650.2015.04.012

“市委、市政府重點工作及區(qū)縣政府應(yīng)急項目預(yù)啟動”計劃課題（No.Z121100000312015）

張 鑫（1976—），女，北京人，副主任法醫(yī)師，大學(xué)本科，研究方向為法醫(yī)學(xué)。 E-mail: 13621198308@139.com

劉 瑩，女，副主任法醫(yī)師，碩士，研究方向為法醫(yī)學(xué)。 E-mail: snow.ly@163.com

2014-03-26