腰椎定量CT骨密度测量对椎体骨折的诊断价值

孙金磊李葆青

腰椎定量CT骨密度测量对椎体骨折的诊断价值

孙金磊①李葆青①

目的：研究腰椎定量CT（QCT）骨密度测量对椎体骨折的诊断价值，提高QCT诊断椎体骨折的敏感性。方法：选择2012年7月-2013年7月本院收治的均行胸腰椎CT及MRI检查的外伤患者20例及2012年 1-7月于本院行腰椎CT检查有明确椎体陈旧骨折3个月以上病史的患者11例作为研究对象，将MRI上椎体骨髓水肿区作为感兴趣区（ROI），通过QCT PRO工作站上进行分析处理，共测量28个新鲜骨折椎体、14个陈旧骨折椎体及其邻近椎体的松质骨骨密度（BMD）。结果：新鲜骨折椎体骨松质密度高于其对照椎体骨松质密度，比较差异有统计学意义（P＜0.01）；陈旧骨折椎体骨松质密度与其对照椎体骨松质密度比较，差异无统计学意义（P=0.125）。结论：新鲜骨折椎体内骨松质BMD值会增高，陈旧骨折的骨松质BMD值能够反映椎体修复的特点，腰椎QCT BMD测量有助于椎体骨折的诊断。

骨密度； 定量CT； 骨折

脊柱外伤是骨科临床中的常见病，及时正确的诊断对患者的治疗及预后有重要意义。多层螺旋CT （MSCT）及后处理技术显示骨皮质骨折优于MRI，而且能辨别骨皮质或单纯骨小梁骨折，使大量在常规X线平片上不能发现的椎体隐性骨折得以诊断，充分显示其特异性好的特点[1]。但受软组织分辨率的限制，有些骨折线也很难被发现，并且骨小梁稀疏也使CT容易遗漏松质骨骨折，其诊断隐性骨折的敏感性低于MRI，并且对椎体骨折程度，尤其骨松质损伤程度的判断有一定的困难[2-3]。本文分析了20例胸腰椎椎体骨折患者的QCT及MRI资料，以期进一步提高CT诊断椎体骨折的敏感性，现具体报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2012年7月-2013年7月本院收治的均行胸腰椎CT及MRI检查的外伤患者20例，其中男12例，女8例，年龄36～85岁，平均63.3岁，8例先经MRI检查，12例先经CT检查，检查相隔时间不超过1 h，共发现新鲜骨折椎体28个。所选患者均无恶性肿瘤，测量前一周内均未行CT增强检查。另选择2012年1-7月于本院行腰椎CT检查有明确椎体陈旧骨折3个月以上病史的患者11例，其中男5例，女6例，年龄55～78岁，平均67.6岁，共发现陈旧骨折并且表现为楔形的椎体14个。

1.2 方法

1.2.1 设备 GE Signa HD 1.5T超导型MR仪，GE 64排螺旋CT扫描机，Image Analysis公司3样本固体体模，Mindways公司的QCT PRO工作站。

1.2.2 检查方法 受检者仰卧于检查台上，屈膝，使腰椎曲度消失，将标准体模置于腰椎下，与人体长轴平行，尽量让腰背部紧贴体模，扫描条件及重建方式均为kV120，mAs125，螺旋扫描采集，标准体部重建方式，层厚为0.625 mm的薄层Volume数据，DFOV 400 mm，床高160 cm。

1.2.3 测量和数据处理 扫描数据传至Mindways公司的QCT PRO工作站上进行分析处理，使用软件的3D测量模式进行测量，通过观察MRI图像，将椎体骨髓水肿区作为感兴趣区（ROI），避开骨岛、硬化、骨皮质及椎后静脉入口处骨小梁缺少区及椎体骨折后出现的横行致密带，测出椎体松质骨骨密度，同时测出下一椎体尽量相同部位的骨密度作为对照，相邻椎体同时骨折时则测量临近未骨折椎体的骨密度（图1）。所有测量均重复3次，取平均值。

图1 骨密度测量感兴趣区的选择

1.3 统计学处理 采用SPSS 11.5对所得数据进行统计学处理，计量资料以（±s）表示，比较采用t检验，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

新鲜骨折椎体骨松质密度平均为（122.31±28.36）mg/cm3，相应对照椎体骨松质密度平均为（81.32±31.87）mg/cm3，新鲜骨折椎体骨松质密度高于其相应对照椎体骨松质密度，比较差异有统计学意义（P＜0.01）；陈旧骨折椎体骨松质密度平均为（97.90±26.56）mg/cm3，相应对照椎体骨松质密度平均为（87.95±30.77）mg/cm3，陈旧骨折椎体骨松质密度与其相应对照椎体骨松质密度比较，差异无统计学意义（P=0.125）。典型病例见图2。

图2 典型病例MRI及CT图像

3 讨论

MRI对椎体骨折的诊断敏感性极高，尤其是公认的诊断隐性骨折的最佳方法，Kiuru等[4]认为MRI应作为诊断隐性骨折的金标准，但其也有局限性，如对单纯无变形椎体骨皮质裂纹骨折易漏诊，对某些隐性骨折的诊断特异性较差，需密切结合病史。另外，该检查对患者检查条件有要求，这就限制了MRI的应用。QCT对患者检查条件要求较低，对椎体骨折诊断具有非常高的特异性，通过对椎体形态的观察及对椎体骨密度的测量，可能进一步提高QCT诊断的敏感性。

3.1 对感兴趣区的选择 骨折横行致密带是由于单纯性屈曲压缩型骨折导致的骨小梁折断并互相嵌顿，嵌顿处骨小梁密度增大导致的，在MPR图像上表现为椎体内的骨折横行致密带[5]。避开该部位可以更准确测量在MRI上表现为骨髓水肿区的骨密度，避免了由于横行致密带影响而导致的骨折线周围骨密度的虚高，从而能够更准确地反映骨松质受损程度及范围，为临床医师对椎体骨折程度的判断以及后续治疗方式的选择提供帮助。

3.2 对照椎体的选择 张昕等[6]认为QCT测量L2～4椎体间BMD值差异无统计学意义（P＞0.05），Engelke等[7]认为L1、L2椎体内不同部位BMD值测量结果差异具有统计学意义（P＜0.05），李葆青等[8]也认为L1～3椎体内不同部位BMD值测量结果差异有统计学意义（P＜0.05），但在实际临床应用中该差异影响较小。故本研究病例中选择同一患者骨折椎体的下一椎体相同的感兴趣区作为对照组，以尽量减小误差，仅在测量部位受限时才选择其他椎体或其他感兴趣区。

3.3 对新鲜骨折的观察 MRI及MSCT诊断骨折的标准：MRI诊断骨折的标准为T1WI呈不规则线状、条状低信号带，以及T2WI低信号带周围有高信号水肿区；骨折伴骨髓水肿并出血在T1WI上表现为低信号带周围夹杂斑点状高信号，而T2WI仍呈一致的高信号。MPR图像观察到骨皮质或骨小梁中断为确诊骨折的多层CT表现[2]。然而由于骨折线细小，且骨折处骨小梁稀疏等原因，导致多层CT会遗漏松质骨骨折。

椎体骨折中骨单位在外力作用下相互挤压聚集，致使骨小梁挤压断裂，进而导致局部骨组织骨髓充血水肿，并且骨小梁中断、骨髓内微血管断裂则引起骨髓出血，这些改变在CT上表现为骨纹理模糊、聚集，骨密度减低或增高[9-10]。故认为椎体骨折时骨小梁断裂、骨髓水肿及骨髓出血共同导致骨松质密度出现变化，本组研究就是基于该基础上，通过测量骨松质密度变化来反映骨松质的损伤情况。

对于明确的椎体骨折，放射科医生可以通过X线、CT或者MRI等常规检查提供给他们的椎体骨折的诊断进行治疗，然而由于医疗技术水平的提高，治疗方法多种多样，不同骨折状况治疗的效果也千差万别，患者与医生都希望能够以最佳的治疗方式、最小的损伤来获得最大的医疗效果，这就需要骨科医生更加全面详细的了解患者的基本情况，这时临床医生可能就会认为影像诊断意见没有多少实用价值，临床医生需要的是骨折椎体及邻近椎体更深层次的情况，进而决定治疗方式。在本组病例中新鲜骨折的椎体骨松质密度的变化与MRI信号的变化具有一致性，且新鲜骨折的椎体骨松质密度均较对照组高，比较差异有统计学意义（P＜0.01），这就证明了通过测量骨密度反映骨损伤的可行性，通过QCT测量椎体骨松质密度发现实际椎体骨折损伤的范围要较常规CT肉眼观察到的范围广，这有可能改变患者的治疗方式。

对于隐性骨折，在X线片上无改变，尤其那些在CT上也没有明显改变的，多属稳定性骨折，既往认为不需手术治疗，故骨科医生对此研究较少，对于年轻人而言因其骨强度高，修复能力强而较少发生并发症，但据统计50岁以上人群中，20%男性及50%女性一生中将会发生一次或多次由于骨质疏松而引起的骨折[11]。而这一类骨折中又有相当一部分因为骨小梁稀疏，骨皮质变薄而不容易被发现，同时患者椎体本身强度就低，修复能力差，如果患者继续活动就会加重病情甚至出现椎体塌陷、骨折错位等，严重的影响他们的生活质量。随着椎体成形术的出现以及人们追求更高的生活质量，整个社会对骨质疏松性椎体骨折的诊断也愈加重视[12]。通过MRI检查并结合病史可以对骨质疏松性椎体骨折做出明确诊断，但在CT上可能会出现阴性结果，而MR虽然提供了椎体骨折以及骨折程度的诊断，但是却无法告诉骨科医生椎体骨质疏松的程度，临床医生只能通过目测估判骨松质的情况，根据经验向椎体内注入一定量的骨水泥，这有一定的盲目性并要求较高的临床经验，江晓兵等[13]认为在经皮椎体成形术中骨水泥是否在骨折线内充分填充，很可能会影响骨折椎体术后的即时稳定性及力学强度，可能是影响手术治疗效果的重要因素。在本研究中通过QCT对疼痛和压痛部位椎体骨密度进行测量，新鲜骨折椎体内BMD值会增高，可以发现常规CT上没有发现骨折而实际上骨松质已经出现异常改变的椎体，提示椎体骨折或骨挫伤的存在，提高了CT诊断椎体骨折的准确率，同时又告诉临床医生骨折的大致范围及是否有骨质疏松，提供了常规CT和MRI没有的信息，也为患者减轻了经济负担，尤其对于没有MRI的医疗机构提供了一个新的选择。通过术后复查，QCT也可以反映骨水泥在椎体内弥散情况，进而对手术的预后进行预判。

3.4 对陈旧骨折的观察 大量学者研究了椎体骨折在不同时期的MRI表现，认为MRI能够反映椎体骨折不同时期的变化，然而对椎体修复完成最终时间的认识还是有一定的差距，但基本上都认为椎体骨折的正常修复重建约在6～12个月内完成。本组病例也观察了一部分陈旧骨折的患者，发现陈旧骨折椎体骨松质密度与对照椎体间比较，差异没有统计学意义（P＞0.05），这种改变可能与松质骨骨折修复的特点有关系。松质骨结构不同于皮质骨，松质骨的小梁相对较细，之间的间隙较大，血运较丰富，骨细胞可以借扩散作用获得营养，因此松质骨骨折修复过程也不同于皮质骨，在松质骨骨折修复过程中由成骨细胞和毛细血管增生而直接修复，因为没有包绕骨折端的血肿，软骨内成骨的作用就很弱，通过在断裂的间隙内堆积新骨来修复骨小梁，因此在松质骨骨折愈合过程中没有明显的类似皮质骨的骨痂形成[14]。由于血运丰富，其愈合过程较皮质骨快，断端发生骨坏死程度轻，故其骨质密度能较快恢复到正常水平[15]。本组病例中所入选的骨折3个月后的患者有可能因骨折时间过长而表现出骨质密度差异不明显，但由于本研究病例数量较少，仅能笼统地反映椎体骨折修复的特点，无法准确的反映椎体骨折在不同时期骨质密度的特点，也无法与MRI上某些信号的改变相对应，因此需要进一步的研究。

3.5 新鲜骨折与陈旧骨折的鉴别 杨明亮等[16]认为椎体楔形变的基础上伴有骨质硬化、骨质增生，提示陈旧性骨质疏松性骨折；有外伤病史，伤后胸背部疼痛，且具备叩、压痛与影像检查发现的骨折水平相符时，应高度怀疑新鲜骨折。在本组研究中通过对比椎体骨质密度的变化即可对新鲜骨折与陈旧骨折做出区分，可以减少对骨折的漏诊。

综上所述，外伤后X线片及MSCT未见明显骨折患者，若受伤部位持续疼痛、肿胀，通过QCT检查测量相应椎体骨密度，可以提示隐性骨折或骨挫伤的存在；对于明确的骨折，测量椎体的密度则可以对椎体损伤的程度做出一定的判断。总之，QCT通过对椎体形态的观察，对椎体骨密度的测量，可以进一步提高CT的敏感性，增加CT检查的适应证，给临床提供更多、更全面的信息，为临床医师治疗方式的选择提供了新的依据，从而在一定程度上可替代MRI检查并弥补MRI检查的不足。但本研究因观察病例数较少，存在一定的局限性，仍需增大样本量进一步研究。

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Diagnostic Value of Bone Mineral Density Measurement by Quantitative Computed Tomography of Lumbar for Vertebral Fractures/

SUN Jin-lei，LI Bao-qing.//Medical Innovation of China，2015，12（29）：038-041

Objective：To study the diagnostic value of bone mineral density measurement by quantitative computed tomography of lumbar for vertebral fracture，to improve the sensitivity of QCT in the diagnosis of vertebral fracture.Method：20 injury patients who received thoracolumbar CT and MRI examination in our hospital from July 2012 to July 2013 were selected as the research objects.11 patients with obsolete vertebral fractures for more than 3 months in our hospital from January 2012 to July 2012 were also selected as the research objects.The area of marrow edema in MRI were selected as the region of interest（ROI）.The scan data of 28 fresh vertebral fractures，14 old vertebral fractures and their adjacent vertebral bodies were analyzed by the QCT PRO station in order to catch the BMD of cancellous bone.Result：The BMD of cancellous bone in the fresh fractured vertebral bodies was higher than that in their adjacent vertebral bodies，the difference was statistically significant（P＜0.01）.There was no statistically significant difference in the BMD of cancellous bone between the old fracture vertebral bodies and their adjacent vertebral bodies（P=0.125）.Conclusion：The BMD of cancellous bone in the fresh fracture vertebral body increases and the BMD of cancellous bone in the old fracture vertebral body can reflect the characteristics of renovation in vertebral body.Using spine QCT to measure the BMD is valuable in the diagnosis of vertebral fracture.

Bone mineral densitometry； Quantitative computed tomography； Fracture

10.3969/j.issn.1674-4985.2015.29.012

2015-06-07） （本文编辑：王利）

①首都医科大学石景山教学医院北京市石景山医院 北京100043

孙金磊

First-author’s address：Shijingshan Hospital of Beijing City，Shijingshan Teaching Hospital of Capital Medical University，Beijing 100043，China