李新彤 王玲 王晨 蔡韋 錢占華 程曉光

北京積水潭醫(yī)院放射科，北京 100035

肌肉減少癥(sarcopenia)是指與增齡相關(guān)的進(jìn)行性、廣泛性肌肉含量減少、肌力下降和肌肉功能減退[1]，造成人體機(jī)能減退，增加身體殘疾的風(fēng)險(xiǎn)并影響生活質(zhì)量。腰部椎后肌群的肌肉含量與脂肪浸潤(rùn)程度是診斷肌肉減少癥的重要指標(biāo)之一[2]。骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)是一種以單位體積骨組織中骨量減少和骨組織顯微結(jié)構(gòu)退化為特征的全身性代謝骨病，會(huì)導(dǎo)致骨的脆性增加、正常負(fù)載功能減低，易發(fā)生骨折[3]。目前主要通過檢測(cè)骨密度(bone mineral density，BMD)診斷OP。隨著年齡的增長(zhǎng)，骨骼肌與骨骼的退變程度不斷增加，肌肉減少癥與骨質(zhì)疏松癥經(jīng)常伴隨發(fā)生[4,5]。筆者應(yīng)用定量CT(quantitative computed tomography，QCT)測(cè)量成年女性腰部椎后肌群的肌肉脂肪含量及腰椎骨密度，探討腰部椎后肌群體質(zhì)成分與腰椎骨密度的相關(guān)性。

1 材料和方法

1.1 一般資料

本組研究對(duì)象來自于北京積水潭醫(yī)院2013年12月至2016年1月參與我國(guó)人群骨科退行性疾病病因?qū)W研究的募集者及2016年3月至6月參加一項(xiàng)大樣本多中心城鄉(xiāng)流行病學(xué)前瞻性研究(prospective urban rural epidemiology，PURE)中的北京地區(qū)人群樣本共518名，均為成年中國(guó)女性，年齡范圍21～81歲，平均45.3歲。根據(jù)年齡將受檢者分為青中年組(≤50歲)和老年組(>50歲)。所有受試者進(jìn)行腰椎CT檢查，測(cè)量身高、體重并計(jì)算體重指數(shù)(body mass index，BMI)。所有受檢者均排除因暴力外傷導(dǎo)致骨折，多發(fā)性骨髓瘤、淋巴瘤、轉(zhuǎn)移瘤等伴有骨質(zhì)破壞，嚴(yán)重器質(zhì)性疾病，脂肪萎縮癥，甲狀腺功能異常等代謝性疾病及服用激素、鈣片等藥物。本研究經(jīng)北京積水潭醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，僅對(duì)受檢者腰椎CT圖像進(jìn)行分析，不額外接受射線，所有受檢者簽署知情同意書。

1.2 掃描參數(shù)

CT掃描設(shè)備采用Toshiba Aquilion 64排CT(掃描參數(shù)為電壓120kV，電流250mAs，床高73 cm，層厚1.00 mm， SFOV400 mm)及Toshiba Aquilion 80排CT(掃描參數(shù)為電壓120 kV， 電流250 mAs，床高120 cm，層厚1.00 mm，SFOV500 mm)。采用美國(guó)Mindways公司的5樣本QCT固體體模墊于受檢者腰部下方，從T12椎體下緣螺旋掃描至S1椎體上緣水平，測(cè)量前常規(guī)校準(zhǔn)。將獲得的容積數(shù)據(jù)傳至Mindways公司的QCT骨密度測(cè)量分析軟件(QCT PRO)工作站進(jìn)行測(cè)量。

1.3 測(cè)量方法

參照以往研究[2,6]，如圖1，使用QCT PRO軟件的“tissue composition”功能測(cè)量椎后肌群的脂肪肌肉面積。選取L3椎體中部層面的薄層軸位圖像為測(cè)量層面，沿多裂肌及豎脊肌邊緣人工圈畫感興趣區(qū)(ROI)，軟件按預(yù)設(shè)閾值自動(dòng)區(qū)分ROI內(nèi)的脂肪與肌肉組織并得出各自面積(cm2)，計(jì)算二者比值得到椎后肌群脂肪肌肉比。此測(cè)量方法準(zhǔn)確可靠，詳見文獻(xiàn)[6,7]。參照以往研究[3]，如圖2，使用QCT PRO軟件的“3D spine exam analysis”功能測(cè)量L2～L4椎體BMD。在椎體中心位置標(biāo)記ROI，避開骨皮質(zhì)和椎體后中央靜脈溝而包括盡可能多的骨松質(zhì)，必要時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)。軟件自動(dòng)處理得出L2～L4椎體BMD(mg/cm3)，并計(jì)算平均值作為本次研究的數(shù)據(jù)。所有測(cè)量均由一名有3年以上肌骨放射診斷經(jīng)驗(yàn)、且經(jīng)培訓(xùn)的醫(yī)師完成。

圖1 腰部椎后肌群體質(zhì)成分測(cè)量Fig.1 Measurement of posterior vertebral muscle composition

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 一般資料及組間比較

本研究納入的518名成年女性的BMI、BMD及L3水平椎后肌群體質(zhì)成分情況具體見表1。結(jié)果顯示，青中年組的BMI、椎后肌群脂肪面積及脂肪肌肉比低于老年組，而BMD及椎后肌群肌肉面積高于老年組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

圖2 腰椎骨密度測(cè)量Fig.2 Measurement of BMD of the lumbar vertebrae

項(xiàng)目所有受檢者(n=518)青中年組(n=350)老年組(n=168)t值P值BMI(kg/m2)24.42±3.8923.88±3.8425.55±3.784.661<0.001BMD(mg/cm3)147.64±48.32170.78±33.7899.43±37.2121.763<0.001椎后肌群脂肪面積(cm2)4.95±3.303.71±32.227.54±3.6812.436<0.001椎后肌群肌肉面積(cm2)38.39±6.8839.63±6.6535.81±6.666.111<0.001椎后肌群脂肪肌肉比(×10-2)13.66±10.679.63±6.9022.04±12.1712.298<0.001

2.2 偏相關(guān)分析結(jié)果

控制年齡、BMI因素，采用偏相關(guān)分析受檢者L3水平椎后肌群體質(zhì)成分與BMD的相關(guān)性。結(jié)果顯示青中年組及老年組的BMD與椎后肌群脂肪面積及脂肪肌肉比呈一定負(fù)相關(guān)(P<0.05)，且老年組相關(guān)系數(shù)稍高。兩組中BMD與椎后肌群肌肉面積均無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05)。具體見表2。

表2 腰椎BMD與腰部椎后肌群體質(zhì)成分的相關(guān)性

2.3 多元線性回歸分析

將BMD作為因變量，將椎后肌群脂肪面積(X1)、肌肉面積(X2)、脂肪肌肉比(X3)、年齡(X4)、BMI(X5)作為自變量進(jìn)行多元逐步回歸分析(P>0.1為排除標(biāo)準(zhǔn)，P<0.05為進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn))，建立回歸方程。結(jié)果顯示椎后肌群脂肪面積、年齡、BMI是BMD的主要影響因素，而椎后肌群肌肉面積、脂肪肌肉比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。具體見表3。

表3 腰部椎后肌群體質(zhì)成分、年齡及BMI對(duì)BMD影響的回歸分析Table 3 Regression analysis of posterior vertebral muscles composition, age, and BMI with lumbar spine BMD

標(biāo)準(zhǔn)化回歸方程：QCT BMD=-3.060X1-2.300X4+1.102X5+239.955。

3 討論

肌骨系統(tǒng)由骨、骨骼肌和關(guān)節(jié)組成，其中骨骼為人體提供支架和支撐作用，骨骼肌提供運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，兩者在人體發(fā)育達(dá)到峰值后都會(huì)隨著年齡的增加而逐漸發(fā)生退變，出現(xiàn)骨量減少、肌肉體積減少和脂肪浸潤(rùn)。這在50歲以后更加明顯，且對(duì)女性的影響大于男性[8]，嚴(yán)重時(shí)則形成骨質(zhì)疏松癥和肌肉減少癥[9-11]。骨質(zhì)疏松癥和肌肉減少癥常同時(shí)發(fā)生，并互為影響[12]，Binkley等[13]首次將肌肉與骨量減少同時(shí)存在的病癥定義為肌肉減少性骨質(zhì)疏松。此類患者人體機(jī)能明顯減退，摔倒、骨折及身體殘疾的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，嚴(yán)重影響患者身體健康和生活質(zhì)量，并增加死亡率。

骨密度測(cè)量是目前診斷骨質(zhì)疏松、進(jìn)行療效監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)骨折風(fēng)險(xiǎn)的主要測(cè)量指標(biāo)。與雙能X線骨密度儀(dual X-ray absorbtiometry，DXA)相比，QCT可進(jìn)行三維骨密度測(cè)量，不易受脊柱退變、體位、血管鈣化等的影響，根據(jù)ISCD的診斷標(biāo)準(zhǔn)能更敏感準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松癥[11]，在國(guó)際上得到廣泛認(rèn)可并使用。椎后肌群在維持脊柱穩(wěn)定性、保持體位及協(xié)調(diào)軀干運(yùn)動(dòng)等方面發(fā)揮著重要作用[14]， 其退變程度是診斷肌肉減少癥的重要指標(biāo)之一。以往研究中常以L3椎體中部層面的整體肌量或單獨(dú)椎后肌群肌量作為診斷依據(jù)[2]，故本研究亦選取了相同層面進(jìn)行測(cè)量。利用QCT可以精確測(cè)量椎后肌群的肌肉及脂肪面積，評(píng)價(jià)肌肉的脂肪浸潤(rùn)程度，從而反映椎后肌群的退變程度，其結(jié)果準(zhǔn)確性高。

本研究中，在比較成年女性不同年齡組間差異時(shí)發(fā)現(xiàn)，老年組BMD均值明顯低于青中年組，表明年齡是影響B(tài)MD的重要因素，與以往年齡與腰椎BMD呈負(fù)相關(guān)的研究結(jié)果相一致[15]。在椎后肌群體質(zhì)成分方面，青中年組椎后肌群脂肪面積及脂肪肌肉比的均值低于老年組，而椎后肌群肌肉面積的均值高于老年組，這在一定程度上說明了隨著年齡增大，椎后肌群會(huì)出現(xiàn)肌肉萎縮、脂肪含量增加，與Fortin等[16]的研究結(jié)果一致。但是與Crawford等[17]的研究結(jié)果卻有所出入，其認(rèn)為椎后肌群肌肉脂肪浸潤(rùn)程度隨年齡而增加，但肌肉面積卻無(wú)明顯降低，筆者考慮這可能與研究人群及樣本量不同有關(guān)。

在本研究中，由于年齡、BMI是影響B(tài)MD和椎后肌群體質(zhì)成分的重要因素[6,15]，故在進(jìn)一步分析BMD與椎后肌群體質(zhì)成分的相關(guān)關(guān)系時(shí)，對(duì)年齡、BMI因素進(jìn)行了控制。結(jié)果顯示青中年組及老年組的BMD與椎后肌群脂肪面積、脂肪肌肉比呈一定負(fù)相關(guān)，且老年組的相關(guān)系數(shù)稍高，而BMD與肌肉面積在兩組均無(wú)顯著相關(guān)性。這表明隨著年齡增加，BMD與椎后肌群脂肪含量及肌肉脂肪浸潤(rùn)程度的相關(guān)性會(huì)有所增加。在多元線性回歸分析中，椎后肌群脂肪面積進(jìn)入回歸方程，表明椎后肌群脂肪面積是BMD的影響因素，但肌肉面積及脂肪肌肉比對(duì)BMD無(wú)明顯影響。此前已有文獻(xiàn)報(bào)道了肌肉退變與骨密度的相關(guān)關(guān)系。Ormsbee等[18]認(rèn)為肌肉減少癥是骨質(zhì)疏松癥重要的危險(xiǎn)因素之一，同齡的肌肉減少癥患者發(fā)生骨質(zhì)疏松的風(fēng)險(xiǎn)高于非肌肉減少癥患者。而Sinaki等[19]比較了女性絕經(jīng)后伴或不伴骨質(zhì)疏松的椎后伸肌群力量，發(fā)現(xiàn)伴有骨質(zhì)疏松的椎后伸肌群力量明顯減低，且椎后伸肌群力量減低與骨質(zhì)疏松、姿勢(shì)異常相關(guān)。侯雪、代永亮等[20,21]研究發(fā)現(xiàn)女性腰椎BMD與腰部椎后肌群的平均CT值呈正相關(guān)，而與椎后肌群的橫截面積無(wú)明顯相關(guān)，雖然與本文椎后肌群的測(cè)量方法不同，但結(jié)果卻存在一致性。

綜上所述，成年女性椎后肌群退變是腰部骨質(zhì)疏松的重要危險(xiǎn)因素，BMD與椎后肌群的脂肪面積、脂肪肌肉比呈負(fù)相關(guān)，且相關(guān)性隨年齡增大而有所增加。然而本研究尚存在一定的局限性，測(cè)量時(shí)僅對(duì)腰部椎后肌群做單一層面的測(cè)量，只能對(duì)椎后肌群的肌肉含量及脂肪浸潤(rùn)程度做出初步觀察和判斷，不能全面準(zhǔn)確地評(píng)估椎后肌群退變程度。此外，職業(yè)、運(yùn)動(dòng)鍛煉等均可對(duì)BMD及椎后肌群體質(zhì)成分產(chǎn)生影響，而本研究中缺乏這些具體信息，會(huì)對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生一定影響。今后還需要改良測(cè)量方法，并收集受檢者全面信息進(jìn)行進(jìn)一步研究。