定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法研究成年女性腰部椎后肌群体质成分与腰椎 骨密度的相关性

QCT可进行三维骨密度测量，不易受脊柱退变、体 位、血管钙化等的影响

摘要：目的探讨成年女性腰部椎后肌群体质成分与腰椎骨密度的相关关系。方法将518名²1~81岁的成年女性按年龄 分为青中年组（矣50岁）和老年组（>50岁），使用定量CT(QCT)测量L₂ ~L₄椎体骨密度（BMD)及L₃椎体中部层面椎后肌 群的脂肪面积、肌肉面积、脂肪肌肉比。使用独立样本检验比较两组间差异，使用偏相关及多元线性回归分析研究BMD与 年龄、BMI及椎后肌群体质成分的相关关系。结果青中年组BMI、椎后肌群脂肪面积及脂肪肌肉比低于老年组，而BMD及 椎后肌群肌肉面积高于老年组，差异有统计学意义（P <〇.〇1)。控制年龄、BMI因素偏相关分析结果显示，青中年组及老年组 BMD与椎后肌群脂肪面积呈负相关〇= -0.178、-0.200,P<0.05),与脂肪肌肉比呈负相关（r= -0.138、-0.177，尸< 0.05)，而与肌肉面积无显著相关性〇= -0.050、0.066,P>0.05)。回归分析显示，椎后肌群脂肪面积、年龄、BMI是BMD的 主要影响因素。结论成年女性腰部椎后肌群脂肪浸润程度与腰椎骨密度存在相关性，且相关性随年龄而增加。

关键词：腰部椎后肌群；肌肉脂肪浸润；骨密度；定量CT

肌肉减少症（sarcopenia)是指与增龄相关的进 行性、广泛性肌肉含量减少、肌力下降和肌肉功能减 退^[1]，造成人体机能减退，増加身体残疾的风险并 影响生活质量。腰部椎后肌群的肌肉含量与脂肪浸 润程度是诊断肌肉减少症的重要指标之一^m。骨 质疏松症（osteoporosis, 0P)是一种以单位体积骨组织中骨量减少和骨组织显微结构退化为特征的全身 性代谢骨病，会导致骨的脆性増加、正常负载功能减 低，易发生骨折”。目前主要通过检测骨密度 (l»one mineral density, BMD)诊断 OP■■随着年龄的 增长，骨骼肌与骨骼的退变程度不断增加，肌肉减少 症与骨质疏松症经常伴随发生^[4^   笔者应用定量

CT( quantitative computed tomography, QCT )测量成 年女性腰部椎后肌群的肌肉脂肪含量及腰椎骨密 度，探讨腰部椎后肌群体质成分与腰椎骨密度的相 关性。

1材料和方法

I.   ，般资料

本组研究对象来自于北京积水潭医院2013年 12月至2016年1月参与我国人群骨科退行性疾病 病因学研究的募集者及2016年3月至6月参加一 项大样本多中心城乡流行病学前瞻性研究

(prospective urban rural epidemiology，PURE )中的北

京地区人群样本共518名，均为成年中国女性，年龄 范围21 ~81岁，平均45.3岁。根据年龄将受检者 分为青中年组（矣50岁）和老年组（>50岁）。所有 受试者进行腰椎CT检查，测量身高、体重并计算体 重指数（body __SS index,BMI)。所有受检者均排除 因暴力外伤导致骨折，多发性骨髓瘤、淋巴瘤、转移 瘤等伴有骨质破坏，严重器质性疾病，脂肪萎缩症， 甲状腺功能异常等代谢性疾病及服用激素、钙片等 药物木研究经北京积水潭医院伦理委员会批准， 仅对受检者腰椎CT图像进行分析，不额外接受射 线，所有受检者签署知情同意书。

1.2扫描参数

CT扫描设备采用Toshiba Aquilion 6⁴排CT(扫 描参数为电压120kV,电流250mAs，床高73 c.m，层 厚 1.00 mm, SFOV400 mm )及 Toshiba Aquilion 80 排CT(扫描参数为电压120 kV，电流250 mAs,床 高 120 cm，层厚 1.00 rani, SFOV500 mni)。采用美 国Miiulways公司的5样本QCT固体体模塑于受检 者腰部下方，从T₁₂椎体下缘螺旋扫描至S,椎体丨： 缘水平，测量前常规校准。将获得的容积数据传至 Mindways公司的QCT骨密度测量分析软件（QCT PRO)工作站进行测量。

1.3测量方法

参照以往研究^，如图1，使用QCT PRO软件 的“ tissue imposition”功能测量椎后肌群的脂肪肌

肉面积.选取1._;椎体屮部层面的薄层轴位阄像为 测量层面，沿多裂肌及竖脊肌边缘人_圈阃感兴趣 区（R0T)，软件按预设阈值动K分R()l内的脂肪 与肌肉组织并得出各自面积（mi² )，计算二者比值 得到椎后肌群脂肪肌肉比此测量方法准确可靠， 详见文献[6,7],参照以往研究 '如图2,使用 (X:T PTK)软件的 “31) spiiie exam analysis” 功能测量 L₂ 椎体BM1) ,在椎体中心位置标记R0I,避开 骨皮质和椎体后中央静脉沟而包括尽可能多的骨松 质，必要时手动调节。软件动处理得出h ~L₄椎 体BMD(mg/<_m¹)，并计算平均值作为本次研究的 数据。所有测M均由一名有3年以t.肌骨放射诊断 经验、且经培训的医师完成。

图1腰部椎后肌群体质成分测量 Fig. 1 Measurement of posterior vertebral muscle composition

1.4统丨卜学处理

采用SPSS 19. 0统丨卜软件进彳_r分析所有数据 进行K-S正态性检验，正态分布的计量资料采用* ±6.的形式表示使川独立样本《检验比较两年龄 组间及1,₃水平椎后肌群体质成分的差 异。控制年龄、BMI W素，采用偏相关分别分析受检 者L,水平椎后肌群脂肪面积、肌肉面积及脂肪肌肉 比与B MI)的相关性将B MI)作为闶变量，分别将 椎后肌群脂肪面积、肌肉面积、脂肪肌肉比、年龄、 B M丨作为变量进行多元逐步M归分析以P < 〇.〇5为差异有统丨丨'学意义.

2 结果

2.   '般资料及组间比较

本研究纳人的518名成年女性的BMl.BMD及 L,水平椎后肌群体质成分情况具体见表1。结果显 示，青中年组的BMI、椎后肌群脂肪面积及脂肪肌肉 比低于老年组，而B\1D及椎后肌群肌肉面积高于老 年组，差异有统计学意义（P< 0.001

表1不同年龄组间丨丨Ml、BMI)及腰部椎后肌群体质成分差异的比较U ±.s)

Table 1 Comparison of I，BM I)，an(l posterior vertebral muscle composition l)et.w(光

项U	所科受检者 (n = 51 8 )	靑中年组 (n =350)	老年组 (= 168 )	/ fi'l.	"值
BMI( kg/m2 )	24. 42 ±3. 89	23. 88 ±3. 84	25.55 ±3.78	4. 661	< 0. 001
BMl)(mg/c-m3)	147. 64 ±48. 32	170. 78 ±33. 78	99. 43 ±37. 21	2I.763	<()•0() 1
椎后肌群脂肪面积（cm2)	4. 95 ±3. 30	3. 71 ±32. 22	7. 54 ±3. 68	12. 436	<0•()() 1
椎后肌群肌肉面积（<，m2)	38. 39 ±6. 88	39. 63 ± 6. 65	35. 81 ±6. 66	6. Ill	<()•0() 1
椎后肌群脂肪肌肉比（x l(K2)	13. 66 ± 10. 67	9. 63 ± 6. 90	22. 04 ± 12. 17	12. 298	< 0. 001

2.2偏相关分析结果 积及脂肪肌肉比呈■•定负相关（P< 〇.〇5)，且老年

控制年龄、BM丨W素，采用偏相关分析受检者   组相关系数稍高。两组中B MI)与椎后肌群肌肉面

h水平椎后肌群体质成分与BM1)的相关性。结果  积均无®著相关性>〇. ()5)。具体见衣2,

显示青中年组及老年组的B M D与椎后肌群脂肪面

表2腰椎B MI) ¹ ；/'腰部椎/T；•肌群体质成分的相关性

Table 2 Correlation of lumf)ar spine RMI) and posterior vertebral muscle composition

项n 控制年龄、BMI	所布‘受检#(„	= 518)	青中年组(《	= 350)	老年组（〃	：=168 )
	厂	P	r	r	r	r
BMI)与椎后肌群脂肪面积	-0. 226	0. 000	-0. 178	0. 001	-2. 000	0. 010
BMI) 4椎肌群肌肉面积	0. 034	0. 442	-0. 050	0. 350	0. 066	0. 397
B M丨）与椎)r;•肌群脂肪肌肉比	-0. 203	0. 000	-0. 138	0. 010	-0. 177	0. 023

II.  多元线性丨"丨归分析

将BMD作为闪变量，将椎后肌群脂肪而积 U,)、肌肉面积U₂)、脂肪肌肉比（兄,）、年龄（X₄)、 BMI (X₅)作为自变量进行多元逐步回归分析（P > 〇. I为排除标准，< (). 05为进人标准），建立回归 方程。结果显示椎后肌群脂肪面积、年龄、BMI是 B M D的主要影响W素，而椎后肌群肌肉面积、脂肪 肌肉比无统计学意义。具体见表3。

表3腰部椎后肌群体质成.分、年龄及BM1对BMD影响 的回归分析

Table 3 Roigression	analysis ol	|)〇steri〇r	veitehral	muscles
composition, age,	and BMI	with luml)ar spine 1		\m\)
因素	非标准化系数		f值	P值
	冋归系数	标准误
常量	239.955	10. 124	23. 701	<0. 001
椎后肌群脂肪面积（^)	-3. 060	0. 583	-5. 249	<0.001
年龄u4)	-2. 300	0. 129	-17.785	<0. 001
BM1( )	1. 102	0. 401	2. 750	0. 006
标准化丨"丨归方程：QCT B M1)=-		3. 060 -	2. 300 ,V4	+ 1.102 久5

+ 239. 955。

3讨论   

肌骨系统由骨、骨骼肌和关节组成，其中骨骼为 人体提供支架和支撑作用，骨骼肌提供运动的动力， 两者在人体发育达到峰值后都会随着年龄的增加而 逐渐发生退变，出现骨量减少、肌肉体积减少和脂肪 浸润。这在50岁以后更加明显，且对女性的影响大 于男性m，严重时则形成骨质疏松症和肌肉减少 症^[WI]。骨质疏松症和肌肉减少症常同时发生，并 互为影响^[12], Binkley等^[13]首次将肌肉与骨量减少 同时存在的病症定义为肌肉减少性骨质疏松。此类 患者人体机能明显减退，摔倒、骨折及身体残疾的风 险显著增加，严重影响患者身体健康和生活质量，并 增加死亡率。

骨密度测量是目前诊断骨质疏松、进行疗效监 测及预测骨折风险的主要测量指标。与双能X线 骨密度仪（dual X-ray absorbtiometry, DXA )相比， QCT可进行三维骨密度测量，不易受脊柱退变、体 位、血管钙化等的影响，根据ISCD的诊断标准能更 敏感准确的发现骨质疏松症^[11],在国际上得到广泛 认可并使用。椎后肌群在维持脊柱稳定性、保持体 位及协调躯干运动等方面发挥着重要作用^[14],其 退变程度是诊断肌肉减少症的重要指标之一。以往 研究中常以L₃椎体中部层面的整体肌量或单独椎 后肌群肌量作为诊断依据^[2]，故本研究亦选取了相 同层面进行测量。利用QCT可以精确测量椎后肌 群的肌肉及脂肪面积，评价肌肉的脂肪浸润程度，从 而反映椎后肌群的退变程度，其结果准确性高。

本研究中，在比较成年女性不同年龄组间差异 时发现，老年组BMD均值明显低于青中年组，表明 年龄是影响BMD的重要因素，与以往年龄与腰椎 BMD呈负相关的研究结果相一致^[15]。在椎后肌群 体质成分方面，青中年组椎后肌群脂肪面积及脂肪 肌肉比的均值低于老年组，而椎后肌群肌肉面积的 均值高于老年组，这在一定程度上说明了随着年龄 增大，椎后肌群会出现肌肉萎缩、脂肪含量增加，与 Fortin等^[16]的研究结果一致。但是与Crawford 等^[17]的研究结果却有所出人，其认为椎后肌群肌肉 脂肪浸润程度随年龄而增加，但肌肉面积却无明显 降低，笔者考虑这可能与研究人群及样本量不同 有关。

在本研究中，由于年龄、BMI是影响BMD和椎 后肌群体质成分的重要因素^[6’^15],故在进一步分析 BMD与椎后肌群体质成分的相关关系时，对年龄、

BMI因素进行了控制。结果显示青中年组及老年组 的BMD与椎后肌群脂肪面积、脂肪肌肉比呈一定负 相关，且老年组的相关系数稍高，而BMD与肌肉面 积在两组均无显著相关性。这表明随着年龄增加， BMD与椎后肌群脂肪含量及肌肉脂肪浸润程度的 相关性会有所增加。在多元线性回归分析中，椎后 肌群脂肪面积进人回归方程，表明椎后肌群脂肪面 积是BMD的影响因素，但肌肉面积及脂肪肌肉比对 BMD无明显影响。此前已有文献报道了肌肉退变 与骨密度的相关关系。〇«!1₈1_36(；等^[18]认为肌肉减 少症是骨质疏松症重要的危险因素之一，同龄的肌 肉减少症患者发生骨质疏松的风险高于非肌肉减少 症患者。而Sinaki等^[19]比较了女性绝经后伴或不 伴骨质疏松的椎后伸肌群力量，发现伴有骨质疏松 的椎后伸肌群力量明显减低，且椎后伸肌群力量减 低与骨质疏松、姿势异常相关。侯雪、代永亮 等^[2°’^21]研究发现女性腰椎BMD与腰部椎后肌群的 平均CT值呈正相关，而与椎后肌群的横截面积无 明显相关，虽然与本文椎后肌群的测量方法不同，但 结果却存在一致性。

综上所述，成年女性椎后肌群退变是腰部骨质 疏松的重要危险因素，BMD与椎后肌群的脂肪面 积、脂肪肌肉比呈负相关，且相关性随年龄增大而有 所增加。然而本研究尚存在一定的局限性，测量时 仅对腰部椎后肌群做单一层面的测量，只能对椎后 肌群的肌肉含量及脂肪浸润程度做出初步观察和判 断，不能全面准确地评估椎后肌群退变程度。此外， 职业、运动锻炼等均可对BMD及椎后肌群体质成分 产生影响，而本研究中缺乏这些具体信息，会对研究 结果产生一定影响。今后还需要改良测量方法，并 收集受检者全面信息进行进一步研究。

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