改良X线检查方法对骨质疏松性椎体压缩骨折的诊断效能

李祖昌 韦祎 李东航 吴佳源 轩艳姣 王祺龙

骨质疏松症是一种骨骼代谢性疾病，可引起骨量减少和骨质下降，进而导致骨强度下降，增加骨折发生风险[1]。据报道，全球每年至少有1亿人存在发生骨质疏松性骨折风险[2]。骨质疏松性骨折好发于椎体、髋、桡骨远端等部位。骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fractures，OVCFs)是骨质疏松性骨折最常见的类型，其发生率约是髋部骨折和桡骨远端骨折发生率的总和[3-4]。OVCFs可造成患者身高丢失、脊柱后凸、慢性疼痛、活动能力降低、心理负担增加和独立生活能力下降等问题，最终导致患者健康相关生活质量下降[5]。此外，OVCFs还会明显增加医疗费用。在美国，每年接诊近150万OVCFs患者，其中有15万患者接受住院治疗，16万患者接受门诊治疗，共计造成超过10.7亿美元的直接医疗支出和60亿美元左右的间接经济损失[3]。OVCFs患者若得不到及时诊治，其并发症发生率、病死率和医疗费用将进一步增加[6-10]；并且还会增加其他部位发生骨质疏松性骨折的风险，严重影响患者的生存质量[11-12]。多数OVCFs患者在发病早期临床症状不明显，约3/4的患者并未立即给予注意[11]。既往OVCFs多通过患者的症状、体征及常规X线检查结果确诊，漏诊率较高。传统X线诊断OVCFs的漏诊率高达34%[13]。虽然结合CT、MRI、骨扫描等检查方法可有效降低漏诊率，但会增加医疗费用和患者经济负担。因此，亟需寻求一种新型的高灵敏度、低成本的检查手段或影像学测量方法来诊断OVCFs。基于此，本研究主要探讨改良X线对OVCFs的诊断效能，以期为临床诊断OVCFs提供参考。

资料与方法

一、资料

1.病例纳入与排除标准：(1)纳入标准：经CT、MRI、骨扫描等检查确诊为胸椎或腰椎压缩骨折的患者；摄对应胸椎或腰椎正、侧位X线片的患者；低能量损伤的患者；合并骨质疏松症的患者。(2)排除标准：高能量损伤导致的椎体压缩骨折患者；因先天性椎体发育异常、陈旧性椎体结核等原发或继发疾病导致椎体畸形的患者；严重脊柱侧弯(Cobb角>80°)的患者；影像学资料不完整的患者。

2.病例来源：回顾分析2013年1月至2015年6月于北京积水潭医院脊柱外科确诊的406例OVCFs患者的病历资料。其中男63例，女343例；年龄(69.32±8.19)(55～92)岁。以每例患者的骨折椎体作为病例组，根据病例组椎体所对应节段、患者年龄、患者性别等信息，于病历资料中匹配最接近节段、患者年龄、患者性别的未骨折椎体作为对照组。

二、方法

1.影像学测量：由1名经验丰富的脊柱外科医生测量每例患者的胸椎或腰椎X线片上所有椎体的数据。具体测量方法：在椎体侧位X线片上测量椎体前缘高度(L-A)、椎体后缘高度(L-P)，根据椎体前后缘位置选取椎体中间的位置并测量其高度(L-M)；在椎体正位X线片上测量椎体左缘高度(A-L)、椎体右缘高度(A-R)，根据椎体左右缘位置选取椎体中间的位置并测量其高度(A-M)。

2.信度检验：按照数字表法随机选取其中30例患者的影像学资料，在不同时间点由同一测量者重复测量数据，再由另两名经验丰富的脊柱外科医生和放射科医生进行测量，计算组内相关系数(intraclass correlation efficient，ICC)进行信度检验。30例患者的ICC为0.912(0.899～0.924)，ICC>0.8说明测量方法具有很好的可重复性。

3.评价标准：传统诊断方法参考半定量法或SQ法，即在椎体侧位X线片上，若(L-A)/(L-P)、(L-M)/(L-P)、邻近节段(L-P)/(L-P)a的值中有一个变化>20%，则高度怀疑骨折[14]。其中，a表示对应的邻近节段，为骨折椎体形态最接近的上一椎体或下一椎体。

结 果

一、一般情况

406例患者骨折椎体节段分布以胸腰段(T11～L2)为主，共337例(83.00%)；其中L1节段骨折最多，共146例(35.96%)。见图1。

图1 406例患者的骨折节段分布

二、传统诊断方法检测结果

传统诊断方法对全部椎体及胸腰段椎体的检测结果见表1。

三、改良X线诊断方法检测结果

应用脊柱正位X线片诊断骨折椎体的ROC曲线见图2，ROC曲线分析结果见表2。应用脊柱正位X线片诊断胸腰段(T11～L2)骨折椎体的ROC曲线见图3，ROC曲线分析结果见表3。ROC曲线分析结果显示，脊柱正位X线片上椎体的形变程度同样可用于诊断椎体骨折。结合ROC曲线分析结果及临床实际测量要求，选取形变程度5%作为诊断的截断值，即(A-L)/(A-R)、(A-M)/(A-R)、(A-R)/(A-R)a中任意一个比值相对于1的变化>5%，则诊断为椎体骨折。对于伴有骨质疏松症的患者，若椎体侧位X线片上形变程度>20%或椎体正位X线片上形变程度>5%，则诊断为椎体压缩骨折(改良X线诊断方法)。对于全部椎体，改良X线诊断的灵敏度为71.67%，明显高于传统诊断方法的56.65%，差异有统计学意义(P<0.001)；对于胸腰段椎体，改良X线诊断的灵敏度为81.90%，明显高于传统诊断方法的56.68%，差异有统计学意义(P<0.001)。见表4。

表1 传统诊断方法检测结果(%)

注：(A-L)为正位X线片椎体左缘高度；(A-M)为正位X线片椎体中间高度；(A-R)为正位X线片椎体右缘高度；(A-R)a为正位X线片邻近节段椎体右缘高度

图2脊柱正位X线片上骨折椎体的ROC曲线A(A-L)/(A-R)B(A-M)/(A-R)C(A-R)/(A-R)a

表2 脊柱正位X线片上骨折椎体ROC曲线分析结果

注：(A-L)为正位X线片椎体左缘高度；(A-M)为正位X线片椎体中间高度；(A-R)为正位X线片椎体右缘高度；(A-R)a为正位X线片邻近节段椎体右缘高度

注：(A-L)为正位X线片椎体左缘高度；(A-M)为正位X线片椎体中间高度；(A-R)为正位X线片椎体右缘高度；(A-R)a为正位X线片邻近节段椎体右缘高度

图3T11～L2椎体的ROC曲线A(A-L)/(A-R)B(A-M)/(A-R)C(A-R)/(A-R)a

表3 T11～L2椎体ROC曲线分析结果

注：(A-L)为正位X线片椎体左缘高度；(A-M)为正位X线片椎体中间高度；(A-R)为正位X线片椎体右缘高度；(A-R)a为正位X线片邻近节段椎体右缘高度

表4 改良X线诊断方法结果(%)

讨 论

OVCFs好发于绝经期女性，可由低能量损伤引起。由于女性绝经后雌激素水平明显下降，骨量丢失严重[15]；随着年龄的增加，男性骨膜下成骨多于女性，且骨密度下降程度低于女性[16]。因此，椎体压缩骨折的男性少于女性。本研究纳入的研究对象多数为女性患者，年龄在55岁以上。

胸腰段椎体是胸段椎体向腰段椎体的过渡区域。与胸段椎体相比，胸腰段椎体缺少两侧肋骨结构的保护；与腰段椎体相比，胸腰段椎体体积较小、横突及周围结构保护较少。因此，胸腰段是骨质疏松症患者出现压缩骨折最常见的部位[17-18]。本研究结果显示，椎体骨折以胸腰段(T11～L2)骨折为主，占总体的4/5以上，单独L1节段骨折者占总体的1/3以上。在侧位X线片上以椎体前缘及中部压缩骨折表现为主。这是因为椎体后缘有椎弓根、棘突、横突等骨性结构以及后纵韧带、黄韧带、棘上韧带、棘间韧带等软组织保护[19]；当椎体受到垂直作用力时，作用力分散作用于上述结构和组织，因此椎体后缘不易出现骨折。而椎体前缘及中部则不同，随着患者年龄的增加，脊柱后凸使椎体前方较后方承受更多的作用力；另一方面，中老年患者腹部组织的重量大于背部，在摔倒时椎体前方将承受更多的作用力，因此发生于椎体前缘及中部的压缩骨折多于椎体后缘。既往研究指出，绝经后女性出现椎体压缩骨折的发病率与胸腰椎后凸相关[20]。对于胸腰段椎体(T11～L2)，除以上特点外，在正位X线片上还表现为左右两侧的压缩骨折。这是由于T10及以上椎体两侧有肋骨等结构的保护，L3及以下椎体有粗大的横突及周围软组织的保护；而胸腰段椎体缺少肋骨等结构的保护，使得其在受到外力作用时，除了会发生前后方向上的骨折外，还有可能由于受力时左右方向上失衡而导致椎体左缘或右缘发生压缩骨折。这一结论在本研究中得到了证实。

本研究结果显示，在传统诊断方法的基础上增加脊柱正位X线片形变程度的诊断标准后，能够提高诊断灵敏度，这在一定程度上降低了传统诊断方法的漏诊率。虽然改良X线诊断方法会降低诊断的特异度，从而提高假阳性率，但由于临床初次诊断时即行X线检查进行筛查，后续还会辅以其他影像学检查予以确诊，因此并不会因为特异度的降低而影响下一步诊疗计划。传统SQ法的灵敏度较低的原因有：(1)受X线测量方法的限制，对于不伴有明显椎体高度变化的骨折X线片无法清晰显示，因此需要通过CT、压脂序列MRI或全身骨扫描等检查方法明确诊断。(2)在侧位X线片上椎体高度变化不足20%时亦无法确诊。这是由SQ法的截断值所决定的。SQ法的制定有其循证医学基础，且随着椎体的退行性改变，椎体高度会出现自发性变化。如果降低20%这一截断值，将会影响诊断效能。(3)对于部分骨折在椎体腹侧和背侧高度变化不明显，但在左右两侧高度变化明显的患者易漏诊，这可能与受伤时身体侧屈有关。骨质疏松症患者在摔倒、抬举重物时，可能会导致椎体压缩骨折。传统诊断方法将关注点聚焦于侧位X线片，考虑摔倒时重心多在椎体前方，故容易造成侧位X线片上椎体高度的改变。但却忽视了在摔倒的同时会出现左右方向上的重心偏移，进而导致左侧或右侧的椎体高度的改变。而改良X线诊断方法则可以弥补传统诊断方法的这一缺点。本研究结果显示，改良X线诊断方法的灵敏度高于传统诊断方法。

本研究有其自身的局限性与不足：(1)作为一项回顾性研究，在样本的选择上存在一定偏倚；(2)受样本量的限制，研究结果可能存在偏差；(3)缺少对应的生物力学试验和前瞻性研究来验证改良X线诊断方法的可靠性；(4)改良X线诊断方法不能区分陈旧骨折和新鲜骨折，且不适用于伴有严重脊柱畸形的患者。但本研究针对改良X线诊断方法存在的不足，结合复诊(1、2、4周)机制，密切关注椎体高度的变化，通过及时的复诊以追加诊断，增加诊断效能，减少椎体塌陷、骨折块椎管内移位等严重并发症的发生。

综上所述，改良X线诊断方法能有效提高诊断的灵敏度，能够更好地帮助临床医生对OVCFs进行初步诊断，特别是提高了对胸腰段椎体压缩骨折的诊断效能。