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        慢性乙型肝炎患者骨質疏松性椎體壓縮骨折的危險因素及腰椎椎旁肌肉的MRI表現(xiàn)

        2023-11-23 10:52:40陳科第張熙明
        實用醫(yī)學雜志 2023年20期
        關鍵詞:狀位線圖椎體

        陳科第 張熙明

        1襄陽市中醫(yī)醫(yī)院肝膽科(湖北襄陽 441021);2湖北文理學院附屬醫(yī)院襄陽市中心醫(yī)院骨科(湖北襄陽 441021)

        乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)是慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)的主要病原體,還可誘導腫瘤壞死因子抑制骨形成、促進骨吸收,間接引發(fā)骨代謝疾?。?]。CHB與骨質疏松的報道日益增多[2-3],但其與骨斷裂性發(fā)展的關聯(lián)尚未明確。骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fractures,OVCFs)是骨質疏松癥嚴重的并發(fā)癥之一,發(fā)病率約25.32%[4]。OVCFs與脊柱骨強度減低密切相關,增強腰椎堅固性對OVCFs有良好的保護作用[5]。骨骼與肌肉作為統(tǒng)一的運動系統(tǒng),椎旁肌肉通過生物力學刺激影響著椎體的質量。近期研究[6-8]顯示,椎旁肌的體積與椎體骨密度呈正相關,其脂肪浸潤程度影響脊柱的矢狀面和冠狀面平衡。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)憑借多序列、高分辨率等優(yōu)點成為肌肉組織分析的首選方式[9]。然而MRI應用于腰椎系統(tǒng)的方法學中,目前尚無統(tǒng)一標準以界定肌肉與OVCFs之間的關系。故本研究通過列線圖預測CHB患者OVCFs風險的基礎上,進一步闡述了椎旁肌肉質與量的MRI表現(xiàn),以期加強臨床防治的同時,為患者退行性變評估提供理論證據(jù)。

        1 資料與方法

        1.1 研究對象選取2019年4月至2023年4月我院收治的CHB患者627例,依據(jù)矢狀位或冠狀位T2加權脂肪飽和MRI圖像評估分為OVCFs組(n= 124)和Non-OVCFs組(n= 503)。納入標準:(1)年齡≥ 18歲;(2)CHB病程持續(xù)半年以上;(3)初發(fā)OVCFs且為單節(jié)段骨折;(4)均于OVCFs發(fā)生14 d內接受腰椎MRI檢查;(5)臨床資料完整。排除標準:(1)腰胯部骨折史;(2)丙型肝炎病毒感染史;(3)抗病毒藥物服用史> 1年;(4)多節(jié)段骨折;(5)經(jīng)X線確診第五腰椎的下緣或全部與第一骶椎相融合者;(6)合并惡性腫瘤者。研究對象均已簽署知情同意書,本項目已通過倫理審查委員會批準(編號:201904301)。

        1.2 資料收集通過本院電子病歷查詢患者的基線資料,包括性別、年齡、合并癥、體質量指數(shù)(body mass index,BMI)、吸煙史、飲酒史、補劑服用史、運動鍛煉史?;颊呔诩{入研究12 h后采空腹靜脈血,檢測鈣(calcium、Ca)、磷(phosphorus,P)、骨鈣素(osteocalcin,OST)、β-骨膠原交聯(lián)(Beta-Crosslaps,β-CTX)、1型前膠原氨基端延長肽(procollagen 1 N-terminal propeptide,P1NP)水平。

        1.3 影像學分析使用雙能X光骨密度儀測量腰椎骨密度,T=使用1.5TSignaTMExcite行腰椎常規(guī)掃描,患者取仰臥位,定位中心在患者的肚臍以上約3 cm處,序列包括矢狀位T2WI、矢狀位T2WI脂肪抑制、矢狀位T1WI、橫軸位T2WI和短時間反轉恢復序列,圖像采用4層切片,層間隔和層厚為0 ~ 0.5 mm/4 mm,重復脈沖時間為2 000 ~ 6 000 ms,信號回波時間為80 ~130 ms。導入Image J圖像處理軟件中HIS模式處理,利用各肌群灰度值不同分析L3/4和L4/5水平豎脊肌、多裂肌的凈面積和脂肪浸潤情況。

        1.4 統(tǒng)計學方法利用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,計量資料以(±s)表示,組間比較采用t檢驗;計數(shù)資料以[例(%)]表示,組間比較采用χ2檢驗,P< 0.05表示差異有統(tǒng)計學意義;logistic回歸采用1∶1最鄰近匹配;多因素Cox模型分析OVCFs的危險因素;R軟件構建列線圖,Bootstrap法(原始數(shù)據(jù)重復抽樣1 000次)驗證,以ROC曲線下面積(area under curve,AUC)和校準曲線評價區(qū)分度與準確性;基于列線圖統(tǒng)計患者風險值,遞歸分割法展開樹形結構模型,建立危險分層系統(tǒng);Cox比例風險模型分析MRI表現(xiàn)與OVCFs風險的關聯(lián)性。檢驗水準α= 0.05。

        2 結果

        2.1 傾向性匹配調整基線資料均衡性共匹配成功73對,匹配后兩組基線特征差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。

        表1 CHB患者傾向性匹配前后基線資料的比較Tab.1 Comparison of baseline information before and after propensity matching in patients with CHB 例(%)

        2.2 影響CHB患者發(fā)生OVCFs的單因素分析OVCFs組BMI、吸煙史、飲酒史、OST、β-CTX、P1NP、矢狀位Cobb角、脊柱后凸畸形比例高于Non-OVCFs組,而骨密度T值、維生素/鈣補劑服用史、運動鍛煉史、Ca低于Non-OVCFs組,差異有統(tǒng)計學意義(P< 0.05),見表2。

        表2 影響CHB患者OVCFs的臨床資料比較Tab.2 Comparison of clinical information affecting OVCFs in patients with CHB

        2.3 多因素Cox回歸分析CHB患者OVCFs的危險因素OST、β-CTX、P1NP、矢狀位Cobb角、脊柱后凸畸形是CHB患者OVCFs的危險因素,而骨密度、維生素/鈣補劑服用史和運動鍛煉史是其保護因素,見圖1。

        圖1 影響CHB患者OVCFs的多因素Cox回歸森林圖Fig.1 Multifactorial Cox regression forest plot affecting OVCFs in CHB patients

        圖2 預測CHB患者發(fā)生OVCFs的列線圖模型Fig.2 Columnar line graph model for predicting the occurrence of OVCFs in patients with CHB

        2.4 建立OVCFs的預測模型及驗證以列線圖讀出對應指標的賦分結果,見圖4。某CHB患者骨密度-2.5、無維生素/鈣補劑服用史、無運動鍛煉、OST為25 ng/mL、β-CTX為0.8 ng/mL、P1NP為57.5 ng/mL、脊柱后凸畸形、矢狀位Cobb角為65°,累積345分,其OVCFs風險率為97.16%。模型驗證前后AUC分別為0.928(95%CI:0.858 ~ 0.998)和0.926(95%CI:0.854 ~ 0.997),模型的區(qū)分度較好,校準曲線平均絕對誤差均為0.012,準確度較高,見圖3。

        圖3 預測CHB患者OVCFs列線圖的模型驗證Fig.3 Model validation for predicting column line graphs of OVCFs in CHB patients

        2.5 基于MRI測量CHB患者腰椎椎旁肌肉與OVCFs風險的關聯(lián)性依據(jù)列線圖,將CHB患者劃分為極低風險組(模型 < 105分,n= 50)、低風險組(105分 ≤ 模型 < 204分,n= 52)、中風險組(204分 ≤ 模型 < 341分,n= 26)與高風險組(模型≥ 341分,n= 18)。CHB患者L3/4和L4/5水平豎脊肌、多裂肌與OVCFs存在顯著關聯(lián)性(P趨勢< 0.05),各亞組間不具有交互性(P交互> 0.05),見表3。

        表3 CHB患者腰椎椎旁肌與OVCFs風險分組的關聯(lián)性分析Tab.3 Association analysis between lumbar paravertebral muscles and risk grouping of OVCFs in patients with CHB HR(95%CI)

        3 討論

        3.1 CHB與骨質疏松癥的研究意義骨質疏松癥具有骨骼脆性和骨折易感性的特點[10-11]。慢性肝炎患者由于營養(yǎng)和生物合成過程受損,更加重了骨質疏松性骨折的風險[12]。ZHANG等[13]研究發(fā)現(xiàn),CHB患者骨質疏松癥的發(fā)病率隨著年齡而變化,其中65歲以上女性風險最高。然而,鮮有總結OVCFs風險的可視化工具,難以支持個性化防治和臨床決策。

        3.2 骨量對CHB患者OVCFs的影響本研究發(fā)現(xiàn),服用維生素或鈣補劑有助于降低OVCFs風險。究其原因,CHB患者極有可能受到代謝紊亂等影響,使活性膽鈣化醇水平顯著降低[14]?;钚阅戔}化醇有助于胃腸道對鈣的吸收,而CHB患者往往伴隨鈣磷代謝紊亂,進一步加重骨量的病理性改變[15-18]。同時,OVCFs風險與骨形成減少和較高的骨吸收量息息相關,OST、β-CTX、P1NP升高極可能伴隨著CHB病程進展而加重[19-20]。HBV感染使患者炎癥因子升高,促進破骨細胞在骨髓中形成并加速其分化和活動[21-22]。當骨密度值下降時,不足以提供有效的強度、彈性,輕微外力即可導致骨斷裂,增加OVCFs風險[23]。

        3.3 脊柱生物力學對CHB患者OVCFs的影響脊柱是人體的重要力學支撐與運動結構,而椎骨是脊柱的基本構成單位,腰椎骨折的發(fā)生同椎體受力的大小、方向密切相關[24]。本研究中,CHB患者在矢狀位Cobb角≥ 55°、后凸畸形影響下,椎骨有輕微旋轉,導致髖部或肩部出現(xiàn)不平衡,椎體穩(wěn)定性下降,OVCFs風險升高。脊柱屈曲時,體質量載荷更多作用于椎體,而后伸時則對后部椎弓產生更大的壓力。LEBOFF等[25]研究顯示,基于重量的阻力訓練在降低了腰椎疼痛感的同時加強了脊柱穩(wěn)定,減少椎間盤的退行性變化。而本研究中,運動鍛煉正是降低CHB患者OVCFs風險的保護因素。

        3.4 列線圖評估OVCFs的風險分級本研究構建預測CHB患者OVCFs風險的列線圖模型,將每一個預測變量以評分進行了可視化展現(xiàn),再將總得分投影到概率尺上。經(jīng)驗證,其區(qū)分度較好且準確性較高,可由臨床醫(yī)生作為工具使用。據(jù)此,即可把患者椎體的骨形和骨量指標等代入列線圖中,劃分出該患者的OVCFs風險級。

        3.5 各級OVCFs風險下椎旁肌群的凈含量和脂肪浸潤程度由于L3橫突特殊的解剖結構,L3/4和L4/5水平椎旁肌群對脊柱的整體質量和椎體穩(wěn)定性尤為重要[26]。本研究顯示,隨著CHB患者L3/4和L4/5水平豎脊肌、多裂肌的肌肉凈含量增加,OVCFs風險下降。多裂肌斜行的肌纖維保證了體上部的旋轉,其肌肉凈含量減少阻礙腰椎前凸的“弓弦”作用,進一步增加后凸畸形,增高OVCFs風險[27]。研究[28]表明,椎間盤附近或同側節(jié)段出現(xiàn)損傷后,多裂肌迅速萎縮。肌肉萎縮使腰椎穩(wěn)定性下降,甚至豎脊肌長期處于高張力牽伸狀態(tài)時會出現(xiàn)局部炎癥反應,加重損傷[29-30]。與此同時,隨著OVCFs風險升高,脂肪浸潤程度增加。AIVAZOGLOU等[31]研究發(fā)現(xiàn),腰椎兩旁極易出現(xiàn)脂肪浸潤,脂肪占比顯著影響骨骼肌的功能。筆者認為,肌肉中脂質積累會降低胰島素敏感性,而胰島素是骨骼肌的合成代謝因子,骨骼肌中的正常蛋白質合成受損會直接影響肌肉量,生物力學強度減弱[32]。MIURA等[33]也印證了本結論,肌肉脂肪浸潤是MRI中腰椎退行性特征。由此可見,強力的豎脊肌和多裂肌是預防脊柱退變的重要因素。

        3.6 研究局限性與展望首先,本研究納入的樣本數(shù)據(jù)來自單一中心,增加了選擇偏倚的風險。其次,本研究缺少針對OVCFs患者的預后分析,若將此作為研究變量納入,分析結果的深度和廣度將進一步提升,可在后續(xù)研究中不斷改進。綜上所述,應基于列線圖對OST、β-CTX、P1NP、矢狀位Cobb角升高,骨密度值< -3.0、脊柱后凸畸形、未服用維生素/鈣補劑、缺乏運動鍛煉CHB患者的OVCFs風險等級及時預警,在合適時機采取有效的手段干預,避免進一步加重患者L3/4、L4/5水平豎脊肌和多裂肌的退行性改變。

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