基于骨密度和臨床特征分析的老年髖部骨折CT影像特征及危險因素預測

摘要：目的" 探討基于骨密度和臨床特征分析老年髖部骨折CT影像特征及危險因素預測模型構建。方法" 選取2020年2月～2023年2月南京市溧水區人民醫院收治的60例老年髖部骨折患者作為研究組，另選同期在本院體檢的50例老年健康志愿者作為對照組，通常采用定量CT方法測量骨骼的CT值并將其轉換為骨密度值進行分析。計算髖部和脊柱的骨密度Z值和T值，通過分析骨密度、年齡、性別、身高、體質量、BMI等臨床特征，建立一個預測模型以評估老年髖部骨折的風險。結果" CT影像圖顯示，體積骨密度下降的婦女更容易發生骨折，且骨折類型可能更加多樣化。在體積骨密度下降的患者中，骨折周圍軟組織可能更容易受損；單因素分析結果顯示，兩組年齡、體質量、身高、BMI、髖部骨密度和脊柱骨密度Z值和T值的差異有統計學意義（Plt;0.05），不同性別、缺乏運動、營養不良、吸煙和飲酒、家族遺傳史例數的差異有統計學意義（Plt;0.05）；建模分析結果顯示，年齡、性別、體質量、身高、BMI、缺乏運動、營養不良、吸煙和飲酒、家族遺傳史、脊柱骨密度Z值、脊柱骨密度T值均是影響老年髖部骨折的高危因素（Plt;0.05）。結論 通過分析骨密度和臨床特征，可以更好地了解老年髖部骨折的CT影像特征和危險因素，從而提高預測和治療的效果，預測老年髖部骨折的風險，有助于制定針對性的預防措施，以降低髖部骨折的風險。

關鍵詞：骨密度；臨床特征；老年髖部骨折；CT影像特征；危險因素；預測

CT imaging characteristics and risk factor prediction of elderly hip fracture based on analysis of bone density and clinical characteristics

CAO Yingwu， LU Haitao， CHEN Yingjun， ZHAO Le

Nanjing Lishui People's Hospital/Zhongdahospital Lishui Branch， Southeast University， Nanjing 211200， China

Abstract： Objective To explore the construction of a CT imaging feature and risk factor prediction model for elderly hip fractures based on bone density and clinical feature analysis. Methods Sixty elderly patients with hip fractures admitted to Lishui District People's Hospital in Nanjing from February 2020 to February 2023 were selected as the study group， and 50 elderly healthy volunteers who underwent physical examinations in our hospital during the same period were selected as the control group. Usually， quantitative CT methods are used to measure the CT values of bones and convert them into bone density values for analysis. Calculate the Z and T values of bone density in the hip and spine， and establish a predictive model to evaluate the risk of hip fractures in the elderly by analyzing clinical features such as bone density， age， gender， height， weight， BMI. Results CT imaging showed that women with decreased vBMD may be more prone to fractures， and the types of fractures may be more diverse. In patients with decreased vBMD， the soft tissue around the fracture may be more susceptible to damage; The results of univariate analysis showed that there were statistical differences between the two groups in terms of age， weight， height， BMI， hip bone density， spinal bone density Z values and T values （Plt;0.05）. There were also statistical differences between different genders， lack of exercise， malnutrition， smoking and drinking， and family genetic history cases （Plt;0.05）; The modeling analysis results showed that age， gender， weight， height， BMI， lack of exercise， malnutrition， smoking and drinking， family genetic history， spinal bone density Z value， and spinal bone density T value were all high-risk factors affecting elderly hip fractures （Plt;0.05）. Conclusion By analyzing bone density and clinical features， we can better understand the CT imaging features and risk factors of hip fractures in the elderly， thereby improving the prediction and treatment effectiveness， predicting the risk of hip fractures in the elderly， and developing targeted preventive measures to reduce the risk of hip fractures.

Keywords： bone density; clinical features; elderly hip fractures; CT imaging features; risk factors; forecast

隨著人口老齡化的不斷加深，老年髖部骨折已成為嚴重的公共衛生問題。早期準確診斷和治療對于改善患者預后至關重要［1］ 。既往研究針對老年髖部骨折的診斷方法進行了探索，但仍然存在局限性。老年髖部骨折的診斷方法雖然已經有很多研究，但仍存在一些局限性，主要包括準確性不足、操作復雜、成本高昂、對患者身體的影響、時間效率，因此，針對老年髖部骨折的診斷方法仍需進一步的研究和改進，以克服上述局限性。既往研究在骨密度、臨床特征和CT影像特征等方面進行了初步研究。有研究發現，低骨密度是老年髖部骨折的一個重要危險因素［2］ ；另有研究則表明，某些臨床特征（如跌倒史、平衡能力受損等）與髖部骨折的發生密切相關［3-5］ 。然而，這些研究僅關注單一因素，缺乏綜合分析方法。本研究擬通過綜合分析骨密度、臨床特征和CT影像特征，探討它們在預測老年髖部骨折中的作用，旨在為臨床醫生提供一種新的預測老年髖部骨折的工具，為臨床醫生制定更為合理的預防和治療策略提供依據。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

選取2020年2月～2023年2月南京市溧水區人民醫院收治的60例老年髖部骨折患者作為研究組，另選取同期在本院體檢的老年健康志愿者50例作為對照組。納入標準：確診為老年髖部骨折；年齡gt;60歲；具有高質量CT影像；影像包括髖關節及周圍骨骼的完整橫斷面；獲取患者的骨密度數據來自可靠的CT檢查方法。排除標準：患有嚴重全身性疾病，如惡性腫瘤、嚴重心肺疾病等；CT影像質量差。本研究符合赫爾辛基宣言，經醫院倫理委員會批準（審批號：2019-H-67），所有患者均知情同意。

1.2" 方法

采用多層螺旋CT設備進行骨密度測量。首先確保CT設備正常工作并完成校準。患者根據測量部位的不同采取相應的臥位：對于髖部骨密度測量，患者側臥，患側髖部朝向掃描儀；對于脊柱骨密度測量，患者仰臥，背部緊貼掃描床，掃描區域覆蓋L1～L4椎體。調整掃描區域以精確覆蓋測量部位，避免過度或不足的掃描。掃描參數：管電壓120 kV，管電流200 mA，螺距0.984，層厚1 mm。啟動掃描程序后，設備自動發射X線并獲取所需的掃描圖像。完成掃描后，將圖像導入QCT Pro或BoneMiner等專用骨密度測量軟件。利用軟件對骨骼的CT值進行定量分析，將這些值轉換為骨密度數據。計算了骨密度Z值和T值，以便與同性別、同年齡的正常人群和年輕健康人群進行比較，從而評估骨密度是否處于正常范圍。T值=（骨密度值-年輕健康人群的骨密度平均水平）/年輕健康人群骨密度的標準差，正常范圍為-1～+1，如果T值lt;-2.5，通常被認為是骨質疏松癥；Z值=（個體的骨密度值-同年齡、同性別人群的骨密度平均水平）/同年齡、同性別人群骨密度的標準差，正常范圍為-2～+2。

1.3" 統計學分析

采用SPSS 25.0統計軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差表示，連續變量的組間比較采用獨立樣本t檢驗，偏態分布變量的組間比較采用Mann-Whitney U檢驗；計數資料以n（%）表示，組間比較采用卡方檢驗或Fisher確切概率法。在建立預測模型時，首先進行單因素分析，以確定每個潛在預測因子與結局之間的關聯。在此基礎上，采用逐步回歸分析方法，以Plt;0.05的標準將顯著的預測因子納入多因素模型。在模型建立后，評估其預測效能，包括ROC曲線下面積（AUC）、校準曲線以及決定系數等指標。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2" 結果

2.1" 老年髖部骨折的CT影像特征分析

在骨折區域，骨密度明顯降低。CT影像能清晰地顯示骨折線的走向、骨折碎片的數量、大小和位置。在體積骨密度（vBMD）下降的患者中，骨小梁出現稀疏、斷裂或排列紊亂等改變。髖部的橫斷面掃描顯示了明顯的骨折線（圖1A）和周圍的骨折碎片（圖1B），還可以觀察到局部的骨密度降低（圖1C）以及骨小梁結構的紊亂（圖1D）。

2.2" 老年髖部骨折的單因素分析

單因素分析結果顯示，兩組年齡、體質量、身高、BMI、髖部骨密度和脊柱骨密度的差異均有統計學意義（Plt;0.05），兩組性別、缺乏運動、營養不良、吸煙和飲酒、家族遺傳史例數的差異有統計學意義（Plt;0.05，表1）。

2.3" 老年髖部骨折的危險因素預測模型構建

各影響因素的BootBias較小，Bootstrap估計較接近原始估計。且BootSE較小，Bootstrap估計較為穩定（表2），二元Logistic回歸多因素分析（表3），列線圖（圖2），校準曲線（圖3）。

3" 討論

vBMD下降的婦女更容易發生骨折，且骨折類型可能更加多樣化，這是因為vBMD下降導致骨骼變得較為脆弱，更容易受到外力的影響而發生骨折。骨折周圍軟組織可能更容易受損，這是因為骨折后，骨折部位的血管破裂，導致血腫形成，軟組織受損［6-7］ 。如果骨折沒有得到及時救治，會導致周圍軟組織的進一步損傷，如肌肉、肌腱、韌帶等。這些損傷會影響患者的運動功能和生活質量。因此，在治療vBMD下降的患者時，除了關注骨骼本身的情況，還需要關注骨折周圍軟組織的狀況。通過影像學檢查，如CT、MRI等，可以評估骨折周圍軟組織的情況，對于骨折的穩定性、手術計劃和預后的評估具有重要意義。及時有效的治療可以幫助患者恢復骨骼和軟組織的功能，降低并發癥的風險［8-9］ 。

本研究發現，年齡、性別、體質量、身高、BMI、缺乏運動、營養不良、吸煙和飲酒、家族遺傳史、脊柱骨密度Z值、脊柱骨密度T值均是影響老年髖部骨折的高危因素。根據分析結果，本研究提出建議和措施，以降低老年髖部骨折的風險：生活方式因素：鼓勵老年人進行適當的運動，如散步、游泳和瑜伽等，以增強肌肉力量和平衡能力；同時，改善營養狀況，保證攝入足夠的蛋白質、脂肪和碳水化合物，以維持健康的身體。禁止吸煙和限制飲酒：吸煙和過量飲酒都會對骨骼健康產生負面影響。鼓勵老年人戒煙和限制飲酒，以降低髖部骨折的風險。家族遺傳史：對于有家族遺傳史的老年人，需要更加關注骨密度和生活方式因素。定期進行骨密度檢查，采取預防措施，以降低髖部骨折的風險。脊柱骨密度Z值和T值：關注脊柱骨密度，尤其是對于Z值和T值較低的老年人。采取預防措施，如補充鈣和維生素D，進行適當的運動，以提高脊柱骨密度。性別和年齡：對于高風險人群，如女性和老年人，需要更加關注骨密度和生活方式因素。定期進行骨密度檢查，采取預防措施，以降低髖部骨折的風險［10-14］ 。通過以上措施，可以降低老年髖部骨折的風險，提高老年人的生活質量。同時，建議老年人及其家人關注髖部骨折的預防知識，積極參與預防活動，以確保老年人的健康。校準曲線是一種用于評估預測模型的準確性與可靠性的圖形化工具。其通常通過繪制預測值（x軸）與實際觀察值（y軸）之間的關系來展示模型的校準效果［15-16］" 。校準曲線越接近45°對角線（0～1范圍內），表明模型的預測效果越好，即預測值與實際觀察值之間的差異越小［17-18］ 。本研究校準曲線接近45°對角線，說明模型預測效果較好。后續可進一步深入探究影響因變量的因素，優化模型結構，提高預測和分類的準確性。在決策方面，研究者可以根據模型結果為實際問題提供解決方案，如制定政策、優化資源分配等。同時，還需要結合實際情況和其他研究結果綜合考慮，以確保決策的有效性和可靠性［19-22］ 。

骨密度降低是老年髖部骨折的高風險因素。關注骨密度，尤其是脊柱骨密度較低的老年人，定期進行骨密度檢查，采取預防措施，如補充鈣和維生素D，進行適當的運動，以提高骨密度。本研究顯示年齡、性別、體質量、身高、BMI、缺乏運動、營養不良、吸煙和飲酒、家族遺傳史等均是影響老年髖部骨折的高危因素，關注這些臨床特征，采取相應措施，如改善生活方式、禁止吸煙和限制飲酒等，以降低髖部骨折的風險。通過CT影像分析，可以評估骨折的穩定性、手術計劃和預后。關注骨折周圍軟組織的狀況，對于骨折的穩定性、手術計劃和預后的評估具有重要意義。通過對骨密度和臨床特征進行分析，可以預測老年髖部骨折的風險。制定針對性的預防措施，以降低髖部骨折的風險。

通過與既往研究的對比，可以更清晰地展示本研究在老年髖部骨折風險評估方面的獨特貢獻。在研究方法上，本研究采用了二元Logistic回歸分析和bootstrap重抽樣方法，對老年髖部骨折的高危因素進行了全面而深入的分析。這與既往研究相比，具有更高的準確性和可靠性［23-25］ 。通過這種方法，不僅能夠確定影響老年髖部骨折的多個高危因素，還能評估這些因素對骨折風險的具體影響程度。在研究對象上，本研究專注于老年人群，特別是脊柱骨密度較低的老年人。隨著年齡的增長，老年人的骨密度逐漸降低，骨折風險也隨之增加。因此，關注老年人群的骨密度和骨折風險，對于預防和治療老年髖部骨折具有重要意義。此外，本研究還采用了CT影像分析技術，對骨折的穩定性、手術計劃和預后進行了評估，這也是既往研究所缺乏的。通過CT影像分析，可以更直觀地了解骨折的情況，為臨床決策提供有力支持。最后，在預防措施方面，本研究提出了一系列針對性的措施，如改善生活方式、禁止吸煙和限制飲酒等。這些措施既符合老年人的實際情況，又具有可操作性和可行性。本研究的預防措施更加具體和實用，對于降低老年髖部骨折的風險具有重要意義。

本研究仍然存在一些局限性：盡管樣本量足夠，但研究結果可能受到所研究人群的限制，可能無法推廣到所有老年人群體；數據依賴于患者的自我報告和醫療記錄，可能存在信息偏差；本研究使用了回顧性分析，因此不能確定因果關系，只能識別相關性；雖然本研究關注了老年人群的骨密度，但并未涵蓋所有可能影響髖部骨折的變量。未來的研究可以考慮進一步擴大樣本量，采用前瞻性研究設計以確定因果關系，并結合其他生物標志物來完善風險評估模型。

綜上所述，通過分析骨密度和臨床特征，可以更好地了解老年髖部骨折的CT影像特征和危險因素，從而提高預測和治療的效果，預測老年髖部骨折的風險，有助于制定針對性的預防措施，以降低髖部骨折的風險。

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（編輯：郎" 朗）