髖關節置換術等待期老年男性骨質減少和骨質疏松發生率研究

周祺，瞿玉興，高益，王斌，羅立立

（南京中醫藥大學附屬常州市中醫醫院骨一科，江蘇常州213000）

髖關節置換術等待期老年男性骨質減少和骨質疏松發生率研究

周祺，瞿玉興，高益，王斌，羅立立

（南京中醫藥大學附屬常州市中醫醫院骨一科，江蘇常州213000）

目的研究等待全髖置換術的髖關節炎老年男性患者骨質減少和骨質疏松發生情況。方法共有52例患者納入研究組，平均年齡64.7歲，研究對象行單側或者雙側雙能X線檢查以及實驗室檢查，記錄研究對象椎體、股骨近端以及前臂遠端的骨密度值，檢測外周血鈣離子濃度、25（OH）D、甲狀旁腺激素濃度以及骨吸收和骨生成標志物水平。結果有29%的研究對象骨質疏松，44%出現骨質減少，骨質疏松與年齡具有相關性，其中4例（8%）患者實驗室檢查異常，1例患者診斷為甲狀旁腺腺瘤，19例患者出現維生素D缺乏，骨密度較低的研究對象與其他的骨鈣素、I型原膠原N端前肽以及I型膠原N末端肽的水平比較，差異有統計學意義（P=0.001、0.010和0.048）。骨關節炎患側股骨頸骨礦鹽含量高于健側，差異有統計學意義（P=0.000），粗隆骨礦鹽含量低于健側，差異有統計學意義（P=0.005）。結論73%患者出現骨質減少以及骨質疏松，呈骨轉換表現，部分患者存在繼發性骨質疏松，骨關節炎側股骨近端骨密度分布異常。

骨質疏松；骨質減少；老年；男性；全髖關節置換

髖關節炎與老年性骨質疏松均為退行性病變，老年男性群體發病率較高[1]。有研究報道，稱骨關節炎與骨質疏松的發生率呈負相關[2]，但是在全髖關節置換術中（total hip arthroplasty，THA），常見骨關節炎患者股骨近端和中段以及髖臼周圍骨質減少，股骨斷段類似脆性骨折表現，提示髖關節炎與骨質疏松可能存在并發的情況。另外，據文獻報道，流行病學調查顯示接受髖關節置換的老年男性存在不同程度的維生素D缺乏以及骨密度（bonemineral density，BMD）降低[3]。

假體無菌性松動以及假體周圍骨折是THA后常見并發癥[4-6]，與股骨假體周圍骨量減少和骨密度降低密切相關。移植物因素，生物力學因素以及患者自身因素均為關節假體松動的危險因素[7]，有研究提示，THA術后早期予以抗骨質疏松治療可以一定程度上減少上述并發癥的發生率[8-9]。因此，對準備進行THA術的患者進行骨質疏松相關檢查，預先知曉患者骨質狀況，進行早期診治工作，具有重要臨床意義。

本研究的研究對象均為等待髖關節置換術的髖關節炎老年男性患者，擬研究原發性以及繼續性骨質疏松在該群體中的發生率，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 倫理審查

本研究方案通過南京中醫藥大學附屬常州市中醫醫院倫理委員會批準，所有操作及處置均獲得患者及家屬知情同意，本研究主要目的是調查研究對象（未經診斷的）原發性以及繼發性的骨質疏松的情況。

1.2 研究對象

2010年~2015年共有61例髖關節炎患者序貫招募入研究組。本研究采用的髖關節置換適應證：無嚴重的基礎疾病以及其他不適合手術的情況；具有一定的活動能力；年齡<75歲；常規髖關節X線檢查提示股骨上段以及髖臼未出現明顯骨質結構異常。排除標準以及排除情況：股骨頭缺血性壞死，入組前確診的骨質疏松癥，甲狀旁腺功能嚴重異?；蛘呔S生素D代謝紊亂，類風濕性關節炎以及其他炎癥性關節炎，嚴重的先天性骨關節疾病，有糖皮質激素、雙膦酸鹽以及降鈣素服用史。其中，2例患者因為已確診骨質疏松被排除，4例患者因為患有自身免疫疾病具有口服糖皮質激素史，3例患者有雙膦酸鹽類藥物服用史。最終共52例患者納入研究組。

1.3 基線資料以及關節功能評估

通過設計調查問卷，收集以下資料：骨折病史、吸煙、酒精、鈣劑以及維生素D補充情況。根據就診記錄以及體檢報告測算身體體重指數（body mass index，BMI）。關節功能評估：分別用Harris髖關節評分量表以及WOMAC（Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index）關節評分量表評估關節功能。

1.4 骨密度測定

使用雙能X線骨密度儀（OSTEOCOREIII，法國medlink公司）測量骨礦鹽含量（bonemineral content，BMC）以及骨密度（bonemineral density，BMD）。測量部位包括腰椎（L1~L4），股骨近端以及前臂遠端。部分患者（n=15）因健側行THA或者其他原因未行健側雙能X線檢查（dual energy x-ray absorptiometry，DXA）。DXA檢測系統自動圈取感興趣區域（regionofinterests，ROIs），記錄ROIs面積（cm2），BMC（g）以及BMD（g/cm2）。其中股骨頸ROI區域包括股骨頸以及包含靠近基底部的外側緣。主要用于雙側DXA檢查。BMD的檢查結果以T值以及Z值表示，根據椎體，股骨頸以及股骨上段最低T值，將研究對象分為3組，正常組、骨質減少組以及骨質疏松組。分組標準如下T值-1～-2.5，歸為骨質減少組；T值<-2.5，歸為骨質疏松組，Z值分類方法類似，參照數據由設備商提供。

1.5 實驗室檢查以及骨轉換生化標志物檢測

實驗室檢查探測骨代謝紊亂以及維生素D缺乏狀況。于晨間收集血液樣本，檢查血常規、血鈣濃度、離子鈣濃度、血磷濃度、血清甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）以及25（OH）D濃度，所有檢查均由本院檢驗科完成。

骨轉換生化標志物檢測用于評估骨吸收以及骨生成情況。于晨間收集血液樣本，室溫離心樣本均分為6份，儲存在-70℃冰箱冷凍保存，以便統一檢測，主要檢查以下指標，骨形成指標：血清骨鈣素（OC）、血清骨堿性磷酸酶（BLAP）及I型原膠原N端前肽（PINP）。骨吸收指標：I型膠原C末端肽（CTX）、I型膠原N末端肽（NTX）以及酒石酸酸性磷酸酶5b（TRAP 5b）。

1.6 影像學檢查與評估

所有研究對象接受站立位X線片檢查，用Kellgren-Lawrence評分方法評估骨關節炎影像學表現[10]。由兩位影像醫師獨立評分，如果評分差異超過2分，則由第3位醫師重新評估。根據Dorr股骨近端形態分類方法評估髖關節骨性結構以及形態[11]。

1.7 統計學方法

采用SPSS 20.0統計軟件進行數據分析，計量資料數據以均數±標準差（±s）表示，兩兩比較用t檢驗；計數資料組間比較及兩兩比較用χ2檢驗。多組計量資料比較時，先進行方差齊性檢驗，若方差齊，采用單因素方差分析（one-way ANOVA），組間均數按檢驗水準有差異者，進一步用SNK檢驗（Student-Newman-Keuls test）進行均數間兩兩比較。相關性分析采用Spearman秩相關性分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 骨質疏松以及骨質減少發生情況

根據T值將研究對象分為正常組、骨質減少組以及骨質疏松組。27%的患者各項檢測部位骨密度正常，44%的患者出現骨質減少，29%患者出現骨質疏松，其中椎體骨質疏松發生率較高（23%），骨質疏松組椎體Z值為（1.04±1.07）。所有研究對象平均年齡為（64.7±8.4）歲，3組年齡比較，經方差分析，組間差異具有統計學意義（F=4.390，P=0.018），提示3組年齡均數均不全相等。其余如體重、身高、骨折病史以及鈣和維生素D用法用量，3組間差異無統計學意義。

3組研究對象Harris髖關節評分、WOMAC關節評分以及Kellgren-Lawrence影像學評分結果提示3組研究對象均符合骨關節炎表現，關節損傷程度（癥狀功能以及影像學表現），3組間差異無統計學意義。根據Dorr股骨近端形態分型標準，46%的患者歸為A型，44%的患者歸為B型，10%患者歸為C型，3組患者股骨近端形態分布，經χ2檢驗，差異有統計學意義（χ2=20.234，P=0.000），其中正常組多為A型，骨質減少以及骨質疏松組多為B型，C型僅在骨質疏松組出現（見表1、2）。

2.2 實驗室檢查結果

3組研究對象血鈣濃度，甲狀旁腺激素以及25（OH）D濃度比較，經方差分析（見表3），差異無統計學意義。有4例患者實驗室檢查結果異常，具體情況已列入表4。4例患者均接受內分泌科醫師會診，其中1例診斷為甲狀旁腺腺瘤，經相關治療后，上述患者病情穩定，延期接受全髖關節置換。所有研究對象均出現不同程度的維生素D缺乏，以25（OH）D<50 nmol/L為標準，37%患者（n=19）出現維生素D缺乏，以25（OH）D<80 nmol/l為標準，83%患者（n=43）出現維生素D缺乏。

表1 3組研究對象基線資料

表2 3組研究對象關節功能以及影像學評價

2.3 骨轉換生化標志物檢查結果

骨質減少組和骨質疏松組與正常組患者的骨轉換率比較，前兩組骨轉換率較高，骨吸收以及骨生成相關標志物增加（見表3）。骨質疏松組與正常組骨鈣素水平比較，經q檢驗，差異有統計學意義（Q=5.020，P<0.05），骨松組骨鈣素水平高于正常組。骨質減少組與正常組PINP水平比較，經q檢驗，差異有統計學意義（Q=4.430，P<0.05），骨質減少組PINP水平高于正常組。骨質減少組與正常組NTX水平比較，經q檢驗，差異有統計學意義（Q=3.551，P<0.05），骨質減少組NTX水平高于正常組。

2.4 患側與健側股骨近端骨密度分布的配對評估

有38例的研究對象接受雙側DXA檢查，利用配對設計比對股骨近端骨密度分布情況（見表5），患側與健側骨礦鹽含量比較，經配對t檢驗，差異有統計學意義（t=3.546，P=0.000），患者BMC低于健側?；紓扰c健側股骨頸面積比較，經配對t檢驗，差異有統計學意義（t=2.429，P=0.025），患者股骨頸面積低于健側。與股骨頸骨密度相反，股骨粗隆部位患側與健側骨礦鹽含量比較，經配對t檢驗，差異有統計學意義（t=2.652，P=0.005），患者BMC高于健側。

表3 3組研究對象實驗室及骨轉換標志物檢測結果（±s）

表3 3組研究對象實驗室及骨轉換標志物檢測結果（±s）

組別P -C a /（m m o l / L）C a2+/（m m o l / L）P T H /（n g / L）參考值范圍2 . 2 ~ 2 . 5 1 . 2 ~ 1 . 3 1 0 ~ 5 5正常組（n= 1 4）2 . 3 ± 0 . 2 1 . 2 ± 0 . 2 3 7 . 0 ± 1 7 . 9骨質減少組（n= 2 3）2 . 3 ± 0 . 2 1 . 3 ± 0 . 2 3 8 . 5 ± 1 8 . 4骨質疏松組（n= 1 5）2 . 4 ± 0 . 2 1 . 2 ± 0 . 1 4 2 . 5 ± 1 9 . 4F值1 . 3 3 2 . 0 4 0 . 3 5P值0 . 2 7 3 0 . 1 4 1 0 . 7 0 5 2 5（O H）D /（n m o l / L）O C /（μ g / L）> 5 0 8 ~ 5 6 5 5 . 0 ± 2 7 . 8 1 0 . 3 ± 7 . 2 5 7 . 2 ± 2 9 . 5 2 1 . 3 ± 1 0 . 2 5 9 . 0 ± 3 2 . 9 2 3 . 2 ± 1 1 . 10 . 0 6 7 . 5 5 0 . 9 3 8 0 . 0 0 1組別B A L P /（u / L）P I N P /（μ g / L）C T X /（n m o l / L）N T X /（n m o l / L）T R A C P 5 b /（u / L）參考值范圍< 6 9 1 9 ~ 8 4 0 . 1 1 2 ~ 0 . 7 3 8 6 . 2 ~ 1 9 1 . 4 ~ 4 . 2正常組（n= 1 4）2 8 . 1 ± 1 0 . 5 3 6 . 4 ± 1 6 . 4 0 . 4 ± 0 . 2 8 . 4 ± 6 . 1 2 . 7 ± 1 . 4骨質減少組（n= 2 3）3 9 . 2 ± 2 0 . 5 6 2 . 5 ± 2 9 . 3 0 . 5 ± 0 . 3 1 2 . 6 ± 4 . 9 3 . 6 ± 2 . 1骨質疏松組（n= 1 5）3 3 . 4 ± 1 5 . 2 5 6 . 7 ± 2 2 . 7 0 . 5 ± 0 . 2 1 1 . 6 ± 3 . 6 3 . 4 ± 2 . 0F值1 . 8 6 5 . 0 5 0 . 8 2 3 . 2 3 1P值0 . 1 6 6 0 . 0 1 0 . 4 4 7 0 . 0 4 8 0 . 3 7 7

表4 實驗室檢查異?；颊叩幕€數據以及會診結果

表5 研究對象雙側髖部雙能X線檢查（n=38±s）

表5 研究對象雙側髖部雙能X線檢查（n=38±s）

面積/ c m2股骨頸股骨粗隆股骨頸股骨粗隆股骨近端患側4 . 7 ± 0 . 9 7 . 2 ± 1 . 9 3 3 . 2 ± 6 . 2 5 . 3 ± 0 . 8 1 0 . 6 ± 1 . 6 3 6 . 0 ± 3 . 8健側3 . 9 ± 0 . 7 7 . 9 ± 1 . 6 3 2 . 7 ± 5 . 3 5 . 1 ± 0 . 6 1 0 . 9 ± 1 . 3 3 5 . 9 ± 3 . 4t值3 . 5 4 6 2 . 6 5 2 0 . 3 6 0 2 . 4 2 9 1 . 3 0 4 0 . 1 2 3P值0 . 0 0 0 0 . 0 0 5 0 . 6 8 0 0 . 0 2 5 0 . 1 0 3 0 . 9 0 8組別骨礦鹽含量/ g股骨近端

3 討論

本實驗研究提示在等待行全髖關節置換的老年男性患者中，有74%出現不同程度的骨質減少和骨質疏松，骨轉換率升高。其中骨密度降低與年齡因素密切相關，與國內外相關研究結論一致。此外，高達8%的患者存在繼發性骨質疏松等問題，在術前需要內分泌科醫師會診，關節置換手術延期。骨關節炎患者股骨近端骨密度出現重新分布的情況。

全髖關節置換術后假體周圍骨折以及假體無菌性松動發生率逐年增高[12-13]，影響假體壽命以及患者生存質量。有文獻報道，骨質疏松型骨折患者THA術后假體周圍骨折發生率明顯增高，但是由于我國醫療現狀以及公共衛生事實，大部分接受THA的患者并未進行系統性骨質疏松檢查以及治療，因此圍手術期，特別是等待手術的患者骨質疏松發生情況尚無報道。本研究提示較多該類患者出現骨質異常，骨質疏松患者股骨近端異常比例較高，因此對擬行全髖關節置換術的患者，在等待期行危險因素評估以及椎體骨密度檢查具有必要性。

本實驗的研究結果提示，骨質疏松與維生素D缺乏相關性，與文獻研究結果較為一致[14]，其研究中25%的患者出現嚴重骨質疏松，22%的患者出現維生素D缺乏以及4%的患者出現PTH增高。出現骨質疏松患者可能為維生素D水平正常，也提示骨質疏松是多發病因素的疾病。本研究中37%患者維生素D缺乏，可能由于本研究采用的參考值較高（50 nmol/L），而上述研究中采用標準為25（OH）D≤37.5nmol/L。近年來研究強調，維生素D濃度超過80 nmol/L，才能保證腸道吸收鈣功能的穩定[15-17]。按此標準，81%的患者出現維生素D攝入不足。本研究中還發現4例患者存在實驗室檢查異常，該患者PTH均有不同程度增高，其中1例患者存在甲狀旁腺腺瘤。甲狀旁腺功能亢進在老年患者中并不罕見，有文獻報告，2.5%的老年患者有未經確診的原發性或者繼續發性甲狀旁腺功能亢進，與骨密度降低具有一定相關性[18]，頸部彩超以及PTH檢測有助于上述異常的早期發現。

本實驗研究結果提示骨關節炎患者骨質疏松呈高轉換型表現，多項骨轉換相關標志物均有不同程度增高，考慮與骨關節炎患側肢體負重減少，骨密度重新分布以及對側肢體的相對載荷增加有關，與糖皮質激素應用后低轉換型骨質疏松有區別[19]，進行骨轉換指標篩查也有助于圍手術期骨量改變的發現。

值得注意的是，骨關節炎患者股骨頸與對側的骨礦鹽含量不同，該點可以解釋骨關節炎患者骨質疏松性骨折發生率較低[2]。本研究結果還提示，患側股骨粗隆骨密度較低，與老年男性粗隆骨折發生率較高相符合，有研究提示雙胞胎中患有骨關節炎患者其股骨頸骨密度高于另一個體，但是椎體以及全身其他部位的骨密度并未出現類似差異[20]。終末期骨關節炎股骨頸可能具有更高的骨密度，但是股骨粗隆的骨密度降低更值得關注，后者對THA影響較大。

骨質疏松型股骨頸骨折和股骨粗隆骨折的病理學原因不同[21]，股骨近端骨密度的重新分布可能由以下機制形成：由于疼痛以及活動范圍減少，患側關節承重以及肌肉力量的變化導致髖關節生物力學分布改變。股骨近端形態與附著肌肉收縮密切相關[22-23]。股骨頸和股骨粗隆均有承重，但是僅后者為肌肉附著部位，上述部位因為總體生物力學因素變化導致骨密度改變不同。髖關節炎終末期由于附著肌肉受損，導致粗隆骨密度下降，另一方面，股骨頸相對負重增加，提高了該部位骨密度。

本實驗存在以下幾點不足：本研究未對正常人群進行對比，缺乏相關對照組實驗；僅研究原發性關節炎群體骨密度改變情況，未深入研究繼發性關節炎患者骨密度改變；研究樣本較小，在后續實驗中將彌補上述研究不足。

綜上所述，骨關節炎與骨質疏松可以同時存在，38例患者出現骨質減少以及骨質疏松，呈高骨轉換表現，部分患者存在繼發性骨質疏松，骨關節炎患側股骨近端骨密度分布異常，股骨頸骨礦鹽含量較高，上述結論可為關節置換圍手術期管理策略的制定提供參考。

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（張蕾編輯）

Incidence of osteopenia and osteoporosis in oldermen w ith hip osteoarthritis scheduled for total joint rep lacement

Qi Zhou,Yu-xing Qu,YiGao,Bin Wang,Li-li Luo
(Department of orthopedics one，Changzhou City Hospital of Traditional Chinese Medicine，Affiliated to Nanjing University of Traditional Chinese Medicine, Changzhou,Jiangsu 213000,China)

ObjectiveTo investigate the incidence of osteopenia and osteoporosis in oldermen selected for cementless total hip arthroplasty(THA).MethodsA subgroup of fifty-twomale patients(average age,64.7 years) with advanced primary hip OA scheduled for cementless THA were recruited for DXA and laboratory screening. Before surgery,bonemineral density(BMD)of the lumbar spine,the proximal femurs and the distal forearm were measured.The serum concentrations of calcium,25-hydroxyvitamin D,parathyroid hormone and biochemical markers of boneresorption and formation were determined to exclude secondary OP.ResultsThe prevalence of OP(T score＜2.5)and osteopenia(1.0＞T score＞2.5)were 29%and 44%,respectively.Statistically,OP was related to patient's age,and 4 patients(8%)had abnormal laboratory findings.One was found to have a parathyroid adenoma. The prevalence of vitamin D insufficiency[S 25(OH)D levels≤50 nmol/l]was 37%(n=19).As a sign of high bone turnover,the patientswith reduced BMD values showed significantly increased serum levels of osteocalcin(P= 0.001),intact procollagen type IN propeptide(P=0.010)and N-terminal crosslinking telopeptide of type I collagen (P=0.048).The BMC of the femoral necks of the osteoarthritic hips were significantly higher(P=0.000)and the BMC of the trochanter regions were significantly lower(P=0.005)compared to the contralateral hips.ConclusionsThemajority(73%)of themale hipOA patients are osteopenic or osteoporotic with signs of increased bone turnover.An unexpectedly high number of patients require preoperative consultation with anendocrinologist.The altered distribution of BMD observed in the proximal femursmay explain the lower prevalence of fractures reported in the femoral necks of osteoarthritic hips.

osteopenia;osteoporosis;older;men;total joint replacement

R 681

B

10.3969/j.issn.1005-8982.2016.24.020

1005-8982（2016）24-0091-06

2016-04-08