骨、肌肉及脂肪老年性改變的影像學(xué)評價(jià)

程曉光

·影像診斷思路·

骨、肌肉及脂肪老年性改變的影像學(xué)評價(jià)

程曉光

骨骼病變； 肌肉病變； 脂肪組織； 老年性改變； 磁共振成像

根據(jù)2015年全國人口抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)，我國60周歲及以上人口共21242萬人，占總?cè)丝诘?5.5%，65周歲及以上人口為13755萬人，占總?cè)丝诘?0.1%。根據(jù)《中華人民共和國2015年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，我國人均預(yù)期壽命76.34歲，說明我國已經(jīng)進(jìn)入老年化社會。

肌骨系統(tǒng)由骨，關(guān)節(jié)和骨骼肌組成，起到支架、保護(hù)和運(yùn)動作用，是維持人體基本功能和日常生活的保障。在人體生長發(fā)育達(dá)到峰值以后，隨著年齡增加骨骼會發(fā)生骨丟失，根據(jù)不同程度分為正常，低骨量和骨質(zhì)疏松，最終的結(jié)果是骨脆性增加，易發(fā)生骨折，即骨質(zhì)疏松性骨折，主要發(fā)生在脊柱、髖部和前臂。骨質(zhì)疏松性骨折是老年人群最常見的骨折，尤其是髖部骨折的致死率和致殘率高，嚴(yán)重影響老年人群的身體健康和生活質(zhì)量。

骨折的發(fā)生是一個非常復(fù)雜的過程，骨強(qiáng)度的減低只是其中的原因之一。骨骼提供支架和支撐作用，骨骼肌提供人體運(yùn)動的動力，所以骨骼肌的功能和力量是保持人體正常的運(yùn)動，預(yù)防跌倒以及跌倒后起到保護(hù)作用，所以骨骼肌的力量和功能在骨折的發(fā)生過程中起到非常重要的作用。而老年人的骨骼肌也會隨年齡增加而發(fā)生肌肉萎縮、脂肪浸潤，肌肉功能和力量的減低，增加了老年人跌倒的風(fēng)險(xiǎn)，也就是增加了骨折的風(fēng)險(xiǎn)。

新生兒骨骼內(nèi)多數(shù)是紅骨髓，具有很強(qiáng)的造血功能，隨著生長發(fā)育，紅骨髓逐步轉(zhuǎn)換為黃骨髓(即脂肪)，并隨著年齡增長而增加，尤其在老年女性更為明顯(圖1)[1]。正常長骨的骨髓腔內(nèi)含黃骨髓(脂肪)，骨小梁間分布的也是黃骨髓。研究表明骨母細(xì)胞和脂肪細(xì)胞都來源于同一多潛能骨髓干細(xì)胞，受局部和/或全身的調(diào)控，骨髓干細(xì)胞轉(zhuǎn)換成骨母細(xì)胞或者脂肪細(xì)胞，很顯然脂肪與骨的解剖關(guān)系是非常密切的(圖2)[2,3]，但骨髓脂肪增加與骨丟失之間是一種什么樣的關(guān)系，以及骨髓脂肪在骨質(zhì)疏松的發(fā)生以及骨強(qiáng)度中的作用，目前了解很少。跌倒是骨折發(fā)生的原因之一，跌倒的風(fēng)險(xiǎn)除肌肉力量和功能有關(guān)，還與人體的共濟(jì)平衡能力有關(guān)，由于跌倒是瞬間發(fā)生的偶然事件，而且很難預(yù)測，所以目前關(guān)于跌倒的預(yù)測研究不多。

隨著年齡增加，骨、肌肉和骨髓脂肪都會發(fā)生老化，比如骨量減少，肌肉體積減少和脂肪浸潤，以及骨髓脂肪含量增加，這些與年齡相關(guān)的老化，都會增加骨折的風(fēng)險(xiǎn)。骨折的影像學(xué)檢查方法有很多，包括X線平片、CT、磁共振成像以及骨密度測量等，都可以對上述人體老化過程進(jìn)行精確定量測量，從而可篩查出骨質(zhì)疏松癥高危人群，對高危人群進(jìn)行干預(yù)可以減少骨折的發(fā)生。

骨質(zhì)疏松性骨折的影像學(xué)檢查

影像學(xué)檢查，包括X線平片、CT、MRI和骨掃描等，在骨質(zhì)疏松癥的診斷和治療過程中有著重要作用。臨床考慮的骨質(zhì)疏松性骨折往往需要影像學(xué)檢查來證實(shí)并作為治療選擇的依據(jù)之一。明顯的骨折X線平片和CT既可明確診斷，隱匿性骨折常需要行磁共振成像或骨掃描。同時，磁共振對顯示骨髓水腫，區(qū)分新鮮與陳舊骨折，鑒別骨質(zhì)疏松性骨折與其它疾病引起的骨折。脊柱骨質(zhì)疏松性骨折在老年人群很常見，而且患者往往沒有癥狀，所以對即使沒有癥狀的老年人群也應(yīng)該攝脊柱正側(cè)位X線平片來發(fā)現(xiàn)椎體骨折。脊柱椎體骨折主要表現(xiàn)為椎體的形態(tài)改變，包括不同程度的楔形變形和雙凹變形。目前國際上常用的是Genant的椎體骨折半定量分析法(SQ法)(圖3)[4]，還有采用X線脊柱側(cè)位片進(jìn)行椎體前、中、后部的高度測量，并根據(jù)測量結(jié)果來判斷是否有骨折以及骨折的程度分級，即定量分析法(QM法)。這兩種方法在骨質(zhì)疏松癥的臨床藥物試驗(yàn)和觀察中得到廣泛應(yīng)用。骨質(zhì)疏松性骨折是骨質(zhì)疏松癥的晚期表現(xiàn)，如果影像學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)有骨折了，往往是骨質(zhì)疏松癥的晚期了。骨質(zhì)疏松癥防治的關(guān)鍵是要早期發(fā)現(xiàn)，早期診斷和早期治療，這就需要進(jìn)行骨密度測量。

骨密度測量與骨質(zhì)疏松的診斷

骨密度測量是目前早期診斷骨質(zhì)疏松癥，療效監(jiān)測和骨折風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的主要測量指標(biāo)之一。目前常用的骨密度測量方法是雙能X線骨密度儀(DXA)，測量的BMD值和T值在臨床上應(yīng)用廣泛(圖4)。但由于DXA的平面投影特性以及各廠家選擇的正常數(shù)據(jù)庫的不同，造成不同DXA測量結(jié)果不一致的情況，同時由于老年人群脊柱退變，骨質(zhì)增生和鈣化的影響，造成BMD假性升高的情況，研究證明采用DXA骨密度診斷骨質(zhì)疏松，有約1/3的骨折患者采用DXA測量的T值沒有達(dá)到-2.5SD，造成骨質(zhì)疏松癥漏診的情況，DXA診斷骨質(zhì)疏松癥的局限性應(yīng)該引起重視[5]。利用臨床CT機(jī)加上專業(yè)的定量CT體模和軟件就可以在CT掃描的基礎(chǔ)上進(jìn)行骨密度測量，即定量CT(QCT)技術(shù)[6]。與DXA相比，QCT測量的BMD是真正的體積骨密度，受脊柱退變和骨質(zhì)增生的影響小。根據(jù)國際臨床骨密度學(xué)會(ISCD)和美國放射學(xué)會(ACR)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[7,8]，研究發(fā)現(xiàn)QCT比DXA能更敏感地發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松癥。同時QCT的原始數(shù)據(jù)還可以用于復(fù)雜的圖像處理，來分析和研究骨的變化和結(jié)構(gòu)特征。QCT的缺點(diǎn)是放射劑量比DXA高，在臨床使用中要注意防護(hù)。要強(qiáng)調(diào)的是，就骨質(zhì)疏松癥的診斷而言，如果有骨質(zhì)疏松性骨折，就可以診斷骨質(zhì)疏松癥，而不考慮骨密度測量的結(jié)果。骨密度測量主要是為了在骨折沒有發(fā)生之前進(jìn)行早期診斷，以及可進(jìn)行療效評價(jià)和隨訪觀察。有研究表明MRI的一些測量參數(shù)與骨密度具有相關(guān)性[9]，但MRI在測量骨密度方面遠(yuǎn)不及QCT和DXA精確。

肌肉的影像學(xué)測量與肌少癥

骨丟失導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥的同時，肌肉也隨著年齡增加而發(fā)生肌少癥[10,11]。肌少癥是指隨年齡增加而發(fā)生的肌肉量的減少和肌肉功能的減退[11]。在20～80歲肌肉纖維大小和數(shù)量的減少使肌肉的量減少30%，橫斷面積減少20%，肌肉強(qiáng)度和力量也隨年齡增加而減低[11]。肌少癥是最近幾年提出來的概念，關(guān)于肌少癥的定義，診斷標(biāo)準(zhǔn)和患病率存在分歧[12,13]。隨著老年化，骨骼肌的肌纖維會縮小同時數(shù)量也會減少，肌細(xì)胞內(nèi)外脂肪浸潤。大體表現(xiàn)為肌肉體積縮小，脂肪增多，導(dǎo)致肌肉力量和功能的下降。影像學(xué)有很多種方法可以用于評價(jià)肌肉[11,13]。DXA可以做全身掃描，并且分部位分析人體不同部位比如軀干和四肢部分的肌肉和脂肪成分，DXA測量的優(yōu)點(diǎn)是輻射劑量低，缺點(diǎn)是DXA測量結(jié)果是平面投影圖像，不能顯示斷面分布。CT和MRI都是斷面圖像，可以精確測量肌肉的面積，體積和密度(信號)，CT和MRI都可以評價(jià)肌肉脂肪浸潤的程度(圖6)。CT和MRI可以采用臨床的CT和MR檢查圖像做后處理，當(dāng)然需要做好質(zhì)量控制[11]。雖然說肌肉的量和密度可以通過DXA，CT和MR來精確測量，但影像學(xué)測量不能全面肌肉的力量和功能，還需要有測量肌肉力量，強(qiáng)度和疲勞的方法[11]。如等速測力法，手握力器測量法和行走速度測量等。有研究表明大腿中段的骨和肌肉同樣與骨折相關(guān)[14]，而且在同一研究人群發(fā)現(xiàn)肌肉質(zhì)量與致死率相關(guān)，肌肉面積減少和肌肉脂肪侵潤增加致死率風(fēng)險(xiǎn)[15]。

國內(nèi)對肌少癥的研究剛剛起步，目前還缺乏對中國人群正常老年化過程中肌肉減少的程度和規(guī)律的研究，尤其缺乏大樣本的正常人肌肉量和肌肉力量的數(shù)據(jù)，所以肌少癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)和患病率還需要進(jìn)一步研究。

骨髓脂肪含量的影像學(xué)測量

以往的研究主要關(guān)注骨結(jié)構(gòu)本身，而對骨髓的研究很少，從解剖來看骨與骨髓脂肪是密切相關(guān)的[2,3]， 而且所有采用放射線進(jìn)行骨密度測量的，其測量所得的骨密度值都會受到骨髓脂肪含量的影響，骨髓脂肪含量高會使測量所得的骨密度值低[16]。所以在骨質(zhì)疏松研究中應(yīng)該要重視骨髓脂肪含量的研究。雙能量CT可以用于測量骨髓脂肪含量測量，并與磁共振波譜成像(MRS)測量的骨髓脂肪含量結(jié)果有很好相關(guān)性[17,18]，但雙能CT放射劑量大限制在臨床的常規(guī)應(yīng)用。現(xiàn)在磁共振可以用于測量骨髓脂肪含量并成為研究的主流，主要有MRS(圖7)和最近發(fā)展的Dixon技術(shù)[1，19,20](圖8)。磁共振成像檢查沒有輻射，是將來測量骨髓脂肪含量的首選方法，尤其是多點(diǎn)Dixon技術(shù)掃描時間短，又同時可以做多個椎體的測量，具有明顯優(yōu)勢。磁共振骨髓脂肪測量，結(jié)合QCT的骨密度測量，將為研究骨與骨髓脂肪開辟新的領(lǐng)域。

總之，肌骨系統(tǒng)對人體完成基本功能和保證生活質(zhì)量有非常重要的作用。肌骨系統(tǒng)包含骨，肌肉和脂肪等組織與結(jié)構(gòu)，都會隨著年齡增加而發(fā)生老年化改變，采用先進(jìn)的影像學(xué)手段對這些組織與結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面評價(jià)，而不是做單一組織的評估，綜合評價(jià)人體肌骨系統(tǒng)的健康狀況，早期發(fā)現(xiàn)高危人群，對高危人群進(jìn)行干預(yù)，以期減少骨質(zhì)疏松骨折的發(fā)生，提供人群的健康與生活質(zhì)量。

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100035 北京，北京積水潭醫(yī)院放射科

程曉光(1965-)，男，安徽績溪人，博士，教授，主要從事肌肉影像學(xué)診斷工作。

R814.42; R445.2; R681; R685

A

1000-0313(2016)12-1163-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.12.013

2016-08-22)