精神障碍患者腰椎骨密度定量CT研究

王文斌，耿健，于爱红，程晓光，尚宏元，毕凯

精神障碍发病率及致残率逐年增高，已经成为全球不容忽视的健康问题[1]。一些研究表明，精神障碍患者可伴发骨密度(bone mineral density，BMD)异常[2]。双能X线骨密度仪(dual X-ray absorbtiometry，DXA)是目前公认的测量BMD、诊断骨质疏松的“金标准”。但DXA是平面投影测量，所测得的重叠影像包括骨皮质、骨松质及椎体、椎小关节骨质及腹主动脉钙化等结构，导致产生测量误差[3]，且DXA设备尚无法在临床普及应用[4]。定量CT(quantitative CT，QCT)是一种三维BMD测量方法，提高了BMD测量的敏感度和准确度[5]。QCT在BMD测量、骨质疏松症诊治中的临床应用价值已取得共识[6]。本文应用QCT对精神障碍患者和健康人群腰椎BMD进行测量，对比精神障碍患者和健康人群BMD差异，探讨精神障碍患者BMD异常的相关因素，为临床精神障碍患者骨质疏松预防及诊疗提供依据。

材料与方法

1.研究对象

回顾性选取2021年7月-2022年2月以精神障碍症状在首都医科大学附属北京安定医院住院且有胸部CT检查的患者600例，年龄30～86岁，平均49.5岁。通过检索病历排除以下病例：①患有影响骨代谢疾病(如肾性骨营养不良、甲状旁腺功能亢进、Paget病、强直性脊柱炎等)；②既往有腰椎手术史、服用钙剂药物史及类固醇激素治疗史等影响骨代谢的相关疾病。正常对照组为618例健康体检人群，年龄31～78岁，平均51.3岁。

2.骨密度测量

采用GE Optima670 64排螺旋CT扫描机。CT机器每月定期用Mindways公司的Model 4 QCT BMD测量系统进行校准。CT扫描采用胸部低剂量CT的扫描参数：管电压120 kV，管电流75 mA，螺距1.375：1，旋转时间0.5 s，层厚0.625 mm，FOV 500 mm×500 mm。患者仰卧，双手上举，采取吸气末单次屏气扫描，扫描范围包括肺及肋骨。采集到的CT容积数据自动传送到QCT后处理工作站，应用Mindways公司的QCT Pro6.1分析软件对包含L1、L2椎体的图像进行测量，测量L1、L2椎体骨松质BMD(图1)。通过多平面重组的方式，进行三平面定位，选取腰椎中心层面的横轴面图像，层厚9 mm，自动设置兴趣区(ROI)，ROI尽可能多地包括骨松质，注意避开骨皮质及椎体后中央静脉走形区，辅助手动调节，数据全自动处理后得出L1、L2椎体BMD平均值[7]。

图1 QCT测量椎体BMD示意图。a)L1椎体横轴面图像；b)L2椎体横轴面图像；c)L1椎体矢状面图像；d)L2椎体矢状面图像。

3．统计学方法

采用SPSS 26.0软件对数据进行统计学分析。本研究采用病例对照研究设计，对性别及年龄(年龄差≤2岁)进行1:1匹配。所有计量资料均采用“中位数，平均值±标准差”的形式表示、分类变量以频数的形式表示。首先进行正态性检验，如果符合正态分布则采取独立样本t检验对患病组和对照组之间的数据进行统计，如果不符合则采用Mann-WhitneyU检验进行统计分析。采用spearman相关分析对所有计量资料的相关性进行分析。腰椎BMD与年龄、BMI以及是否患病的相关性采用多元线性回归分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

结 果

精神障碍患者与正常对照组经年龄及性别严格匹配后，男性组匹配成功208对，其中男性精神障碍患者年龄31～77岁，平均49.8岁，健康对照组年龄32～78岁，平均50.3岁；女性组匹配成功221对，其中女性精神障碍患者年龄32～79岁，平均52.7岁，健康对照组年龄31～77岁，平均52.3岁。精神障碍患者病种分类统计见表1，精神障碍患者与正常对照组基线特征见表2。

表1 精神障碍患者分类统计表

表2 精神障碍组与正常对照组基线特征

精神障碍患者腰椎平均BMD为(131.0±40.5) mg/cm3，明显低于健康对照组(147.3±37.0) mg/cm3，且差异具有统计学意义(t=6.16，P<0.001)。男性精神障碍组腰椎平均BMD为(129.3±36.6) mg/cm3，健康对照组腰椎平均BMD为(152.5±31.3) mg/cm3，差异具有统计学意义(Z=6.940，P<0.001，表2)。女性精神障碍组腰椎平均BMD为(132.6±43.8) mg/cm3，健康对照组腰椎平均BMD为(142.4±41.2) mg/cm3，差异有统计学意义(Z=-2.510，P=0.012，表2)。

腰椎BMD与年龄呈中度负相关(r=-0.65，P<0.001)，与身高呈正相关(r=0.088，P=0.01)，见表3。多元线性回归显示，在以非精神障碍者为对照的条件下，调整了年龄和BMI对腰椎BMD的影响后，腰椎BMD与患精神障碍疾病呈明显负相关(B=-16.341，Beta=-0.206，P<0.001，表4)。

表3 精神障碍组各连续变量间相关性

表4 骨密度影响因素多元线性回归分析的结果

讨 论

精神障碍与骨质疏松的关系，目前国内外的研究结论不完全一致，部分研究显示精神障碍会导致BMD降低，也有文献报道精神障碍与骨质疏松并没有明确的因果关系[8]。既往研究中BMD的测量方法多采用DXA，DXA是BMD二维测量方法，易产生测量误差[3]。QCT是一种BMD三维测量方法，与DXA相比较，可以针对性选择骨松质进行测量，有效避免腰椎退变、腹主动脉钙化和椎体骨折等因素对BMD的影响，显著提高BMD测量的准确度和敏感度[5,9]。目前，QCT检查技术已在国内外得到了广泛认可[10-12]。本研究采用QCT测量腰椎BMD，增加了测量结果的准确性和可靠性。

本研究结果显示，男性、女性精神障碍患者腰椎BMD都明显低于健康人群，差异有统计学意义。本研究采用病例对照研究设计，对性别及年龄(年龄差≤2岁)进行1:1严格匹配，因此结果具有较强的说服力。本研究结果与既往文献研究精神分裂症、抑郁症等结果一致[2,13-14]。精神障碍患者发生BMD减低甚至骨质疏松，可能包含多种发病机制：包括免疫介导机制、交感神经系统调节失常、服用抗精神病药物、酒精摄入增多、运动减少等多方面的影响因素[15]。因此，对精神障碍患者应尽早进行BMD检查、骨质疏松筛查，以备临床提前多方面干预，减低骨质疏松性骨折的发生风险。

本研究多元线性回归的结果显示，BMD与年龄呈显著负相关，与既往文献研究结果一致[16]；BMD与是否患病有显著相关性，在校准了年龄和BMI后，相关性依旧显著，进一步验证精神障碍会导致BMD减低。本研究显示精神障碍组BMD与BMI相关性不具有统计学意义，与王玲等[17]研究结论一致。QCT是一种容积测量方法，它以体积密度表示BMD(mg/cm3)。理论上物理学中"密度"，不受被测体的形状、体积大小的影响。QCT测得的BMD最接近物理学中“密度”的概念，因而不受人体形状及体重等因素的影响[17]。

本研究有不足之处，首先是研究对象存在异质性，由于患者样本量的限制，笔者没有对精神障碍组各病种单独归类分析，此次研究结果是精神分裂症、抑郁症等疾病的共同结果，将来笔者会收集更多的病例进行研究，对不同精神障碍病种进行分别讨论，有针对性地进行分析。此外，本文没能获得患者用药情况、病程长度等详细信息，抗精神病药物的应用及病史的长短都会对BMD产生影响。

综上所述，本研究应用QCT测量精神障碍患者腰椎BMD，结果显示男性、女性精神障碍患者腰椎BMD显著减低，BMD与是否患病有显著相关性，提示临床需对精神障碍患者进行必要的骨密度检查、骨质疏松筛查，以降低骨质疏松性骨折的发病风险。QCT的BMD测量对预防和诊治精神障碍患者骨质疏松症具有重要临床意义。