許樂洋 范永前△ 林偉龍 楊豐建 陳 聰 林上進(jìn) 潘依瀟

(1復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院骨科 上海 200040; 2上海市老年醫(yī)學(xué)臨床重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200040)

髖部骨折是骨質(zhì)疏松性骨折最常見的部位之一,它對肢體的活動、功能等方面造成嚴(yán)重?fù)p害,大大降低老年人的生活質(zhì)量,甚至帶來生命危險[1-2]。由WHO提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),到2050年,在發(fā)生髖部骨折的女性人群中,亞洲將占半數(shù)以上。識別髖部骨折高風(fēng)險人群能有效地采取干預(yù)策略,減少骨折負(fù)擔(dān)。

目前,骨質(zhì)疏松診斷的金標(biāo)準(zhǔn)是骨密度(bone mineral density,BMD),通過雙能X線吸光測量儀(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)進(jìn)行測定。然而,DXA測定BMD反映的只是骨骼中骨礦含量,而骨礦含量僅是骨質(zhì)疏松相關(guān)髖部骨折眾多危險因素中的一個,那么DXA是否能夠提供額外的非BMD的信息來預(yù)測骨折風(fēng)險呢？在此領(lǐng)域有很多臨床和基礎(chǔ)研究,Goodyear等[3]采用傳統(tǒng)的放射學(xué)影像獲得髖關(guān)節(jié)的形態(tài)和質(zhì)地來預(yù)測骨折風(fēng)險,稱為主動形態(tài)建模,同時在此基礎(chǔ)上改進(jìn)應(yīng)用主動外表建模來獲取股骨頭和股骨頸內(nèi)的BMD強(qiáng)度類型,發(fā)現(xiàn)從DXA影像中獲得的外形和外表的信息同樣可以預(yù)測髖部骨折,但是由此預(yù)測髖部骨折人群僅增加3%。Ayoub等[4]發(fā)現(xiàn)髖部骨折的人群中股骨頸壓縮強(qiáng)度指數(shù)(femoral neck compressive index,FN CSI)、股骨頸表面骨密度(femoral neck bone mineral apparent density,FN BMAD)和骨小梁指數(shù)(trabecular bone score,TBS)明顯低于非骨折人群,但是上述指標(biāo)尚未從生物力學(xué)的角度對髖部骨折的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測。

絕大部分老年髖部脆性骨折是由身體向側(cè)方傾倒時所產(chǎn)生的應(yīng)力瞬間施加在髖部所導(dǎo)致,這種側(cè)方應(yīng)力會導(dǎo)致骨的屈曲以及軸向壓縮。生物力學(xué)研究表明,當(dāng)施加在骨骼上的外力超過了其發(fā)生彈性形變(可逆)和塑形形變(不可逆)所能吸收的最大能量時就會發(fā)生骨折。通過DXA測得的BMD值只能反映部分骨強(qiáng)度情況[5-6],甚至有研究發(fā)現(xiàn)許多骨折高風(fēng)險人群的BMD在正常范圍內(nèi),所以單一的BMD指標(biāo)并不能理想地預(yù)測骨的力學(xué)性能。而由學(xué)者Beck等[7]提出的髖部幾何結(jié)構(gòu)分析(hip structural analysis,HSA)被認(rèn)為是較好的評價骨質(zhì)量的方法。許多相關(guān)的研究都發(fā)現(xiàn)髖部幾何結(jié)構(gòu)的改變與骨折的發(fā)生率有關(guān)[8-10]。通過HSA可以幫助我們?nèi)媪私夤堑膸缀谓Y(jié)構(gòu),對BMD起到了很好的補(bǔ)充優(yōu)化作用。

當(dāng)利用DXA進(jìn)行HSA分析時,只能有效地分析平面圖像,當(dāng)肢體擺放位置變化時其分析所得數(shù)值就會發(fā)生相應(yīng)的改變。并且,其默認(rèn)平面是對稱的,但現(xiàn)實(shí)中股骨頸和股骨粗隆間區(qū)域的橫截面并不對稱,所以得出結(jié)果只能是一個估算值。而定量CT(quantitative CT,QCT)是對基于CT掃描的三維圖像進(jìn)行分析[11]。結(jié)合外置質(zhì)量控制體模以及校準(zhǔn)體模使其能呈現(xiàn)出活體骨組織的真正幾何結(jié)構(gòu),從幾何學(xué)的視角展現(xiàn)某一特定橫截面骨的礦物質(zhì)信息,可以幫助我們?nèi)媪私夤堑膸缀谓Y(jié)構(gòu),是一種真正三維的體積BMD測量技術(shù)。利用QCT對髖部幾何結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步分析有助于評估骨強(qiáng)度,為髖部骨折的風(fēng)險預(yù)測提供理論依據(jù)。既往的研究多聚焦于股骨頸骨折,但股骨頸骨折和股骨粗隆間骨折在流行病學(xué)上仍存在差異,將兩種骨折人群分開進(jìn)行研究,更有助于闡釋髖部骨折的風(fēng)險。

資 料 和 方 法

研究對象本研究共納入復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院2016年3月至2017年1月因髖部脆性骨折(股骨頸骨折、股骨粗隆間骨折)收住入院的老年患者93例,其中男性21例,女性72例,股骨粗隆間骨折31例,股骨頸骨折62例。患者年齡70～96歲,平均年齡(82.31±7.76)歲;其中男性21例,平均年齡(81.61±10.06)歲,女性72例,平均年齡(82.51±7.03)歲;股骨粗隆間骨折31例,平均年齡(84.61±6.50)歲,股骨頸骨折62例,患者平均年齡(81.16±8.13)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)脆性骨折患者,即跌倒外傷(指在平地活動時人體重心高度跌倒發(fā)生的骨折);(2)骨折后48 h內(nèi)來院就診;(3)年齡>70歲。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)患有嚴(yán)重骨代謝疾病,如Ⅰ型糖尿病、未經(jīng)過治療的甲亢、過早絕經(jīng)(<45歲)、慢性營養(yǎng)不良、慢性肝病、腎性骨營養(yǎng)不良、庫欣綜合征等;(2)服用影響骨代謝的藥物,如皮質(zhì)類固醇激素、降鈣素、雙膦酸鹽等;(3)酗煙酒史;(4)惡性腫瘤治療中;(5)本次骨折前臥床達(dá)1個月以上;(6)既往髖關(guān)節(jié)置換術(shù)或髖部骨折內(nèi)固定術(shù)手術(shù)史;(7)高能量損傷導(dǎo)致的髖部骨折如高空墜落、車禍;(8)年齡<70歲。納入研究的患者均填寫髖部骨折信息記錄表,采集信息包括年齡、性別、民族、身高、體重、體質(zhì)指數(shù)、摔倒時的情況以及詳細(xì)的既往病史和藥物服用史。 本研究經(jīng)復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),研究對象均簽署知情同意書。

研究方法均在術(shù)前對健側(cè)髖關(guān)節(jié)行QCT BMD測量及運(yùn)用配套軟件分析髖部骨結(jié)構(gòu)參數(shù)。

QCT測量 髖部BMD測量:采用SOMATOM Definition Flash 64排CT掃描機(jī)(德國SIEMENS公司)加墊Mindways公司的5樣本固體體模掃描健側(cè)髖關(guān)節(jié)。掃描范圍:從髂嵴至股骨上段;掃描參數(shù):管電壓120 kV,管電流150 mAs,床高155.5 mm,SFOV 500 mm,層厚1mm,標(biāo)準(zhǔn)算法重建。掃描時將校準(zhǔn)體模放置于患者髖關(guān)節(jié)下方,患者取仰臥位,雙手上舉并抱頭。將CT原始圖像從CT主機(jī)傳輸至QCT工作站自動合成測量文件后,采用QCT Pro v 4.2.3軟件中的“Slice Pick”截取CT定位片圖像,從髖臼頂至股骨小粗隆下3～5 cm。采用QCT Pro軟件中CTXA(computed tomography X-ray absorptiometry) Hip軟件分析模塊,在 CT 橫斷面圖像上瀏覽包含股骨頸的層面,將含有綠色十字的定位框放置在待測一側(cè)的股骨頸中心位置。軟件自動去除軟組織并生成近端股骨橫斷面、矢狀面、冠狀面的重建圖像,手動調(diào)整圖像,使橫斷面上股骨頸長軸與水平線平行,冠狀位與矢狀位上股骨干長軸與豎直線平行,測量髖部及感興趣區(qū)(region of interest,ROI)區(qū)域的骨密度(圖1、2)。

A:The horizontal line was parallel to the long axis of the femoral neck;B and C:The vertical line was parallel to the long axis of the femoral shaft.

圖1髖部CT重建圖像
Fig1CTreconstructimageofhip

髖部幾何參數(shù)測量 采用BIT v 2.0分析軟件。軟件自動將ROI置于股骨頸最窄區(qū)域的中心,將ROI自動分為11層軸位圖像,層厚1 mm(圖3)。因亞洲人種股骨頸軸長較白種人短,為避免截取到粗隆區(qū)域的骨質(zhì),所以通常取1～6層進(jìn)行髖部幾何參數(shù)的分析。記錄股骨頸區(qū)域的最小橫截面積(cross-sectional area,CSA)(cm2)、橫截面轉(zhuǎn)動慣量(cross-sectional moment of inertia,CSMI)(cm4)、截面模量Z值(cross-sectional modulus Z,Z score)(cm3)、屈曲比率(buckling ratio,BR)、皮質(zhì)骨厚度(crotical bone thickness,CTh)(mm) 以及髖關(guān)節(jié)軸線長度(hip axis length,HAL)(mm)。另外,軟件還可自動將每一層面分隔為16個扇形區(qū)域,并將16個扇形區(qū)域劃分為4個象限(圖3),扇形編號2～5為前上象限(superoanterior,SA),扇形編號6～9為前下象限(inferoanterior,IA),扇形編號10～13為后下象限(inferoposterior,IP),扇形編號14～1為后上象限(superoposterior,SP),BIT軟件自動計算出各象限CTh,并生成報告。

圖2 自動選取ROIFig 2 Automatic selection of the ROI

A:Select the minimal CSA automatically;B:The minimal CSA was divided into 11 layers;C:Each layers was splited into 4 quadrants.

圖3BIT軟件測量股骨頸最小橫截面上的相關(guān)參數(shù)
Fig3ThefemoralneckminimalCSAmeasuredbyBIT

結(jié) 果

QCT測量BMD可區(qū)分皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨,對比兩種髖部骨折在全髖(total hip,TH)、股骨頸(femoral neck,FN)、粗隆(trochanter,TR)、粗隆間(intertrochanter,IT)的總體BMD,以及皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨BMD,兩種髖部骨折的BMD參數(shù)均無統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。

對比兩種髖部骨折的髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù),股骨頸骨折組的CSA為(1.39±0.25)cm2,小于粗隆間骨折組[(1.53±0.29)cm2,P<0.05];而股骨頸骨折組的HAL為(108.54±7.37)mm,大于粗隆間骨折組[(105.06±6.59)mm,P<0.05]。兩組其余髖部幾何參數(shù)比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

由表2可知,兩種骨折在股骨頸區(qū)域的平均CTh在股骨頸骨折組為(1.16±0.38)mm,略小于粗隆間骨折組(1.17±0.35)mm,但兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。進(jìn)一步利用BIT分析軟件,將股骨頸軸位按象限進(jìn)行分析。在SA中,股骨頸骨折組的CTh小于粗隆間骨折組[(0.42±0.40)mmvs.(0.59±0.29)mm,P<0.05]。兩組在其他象限差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(表3)。

ElementsIntertrochanteric fracture (mg/cm3)Femoral neck fracture (mg/cm3)tPTotal TH202.17±40.39202.93±37.96-0.0880.930 FN217.84±38.02217.84±38.02-0.0010.999 TR141.64±29.40141.61±31.040.0040.997 IT236.45±54.27241.27±48.30-0.4360.664Cortical bone TH1 237.27±402.931 174.40±146.25 0.7980.438 FN1 333.37±642.221 361.96±459.24-0.2470.806 TR1 109.55±1 012.567 437.04±5 766.85-0.7680.806 IT1 054.30±118.181 024.99±98.991.2610.211Trabecular bone TH88.13±13.3290.13±14.45-0.6440.520 FN82.54±12.3786.24±15.37-1.1640.247 TR89.83±12.1092.04±15.85-0.6810.497 IT87.51±17.3389.15±17.24-0.4290.669

TH:Total hip;FN:Femoral neck;TR:Trochanter;IT:Intertrochanter.

Hip fracture typeCSA (cm2)CSMI (cm4)CTh (mm)Z (cm3)HAL (mm)BRIntertrochanteric fracture1.53±0.291.48±0.841.17±0.350.84±0.45105.06±6.5916.93±5.17Femoral fracture1.39±0.251.62±1.621.16±0.380.90±0.78108.54±7.3715.75±3.79t2.2650.3050.0260.373-2.2221.248P0.0260.6580.9790.6930.0290.215

CSA:Cross-sectional area;CSMI:Cross-sectional moment of inertia;CTh:Crotical bone thickness;Z:Cross-sectional modulus Z;HAL:Hip axis length;BR:Buckling ratio.

Hip fracture typeSA (mm)IA (mm)IP (mm)SP (mm)Intertrochanteric fracture0.59±0.291.32±0.562.54±0.580.25±0.27Femoral fracture0.42±0.401.38±0.642.61±0.570.25±0.28t0.042-0.459-0.500-0.043P0.044 0.647 0.618 0.966

SA:Superoanterior;IA:Inferoanterior;IP:Inferoposterior;SP:Superoposterior.

為了進(jìn)一步排除混雜因素的干擾,運(yùn)用協(xié)方差分析,將年齡與性別作為協(xié)變量進(jìn)行控制,發(fā)現(xiàn)兩組在髖部各部位的BMD差異依然無統(tǒng)計學(xué)意義,在髖部幾何參數(shù)上的差異與上述表格一致,表明年齡與性別并未對兩種髖部骨折的BMD及幾何結(jié)構(gòu)的差異造成影響(表4～6)。

ValueTotalCortical boneTrabecular boneTHFNTRITTHFNTRITTHFNTRITF0.3460.4900.2690.0350.1240.8220.4370.4970.1270.1090.0100.408P0.5580.4860.6050.8530.7250.3670.5100.4830.7220.7420.9200.525

Abbreviations as in Tab 1.

表5 兩種髖部骨折髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)協(xié)方差分析(控制年齡及性別協(xié)變量)Tab 5 Analysis of covariance of two kinds of hip fractures in hip geometric parameters (control age and sex covariance)

Abbreviations as in Tab 2.

表6 兩種髖部骨折股骨頸軸位各象限皮質(zhì)骨厚度協(xié)方差分析(控制年齡及性別協(xié)變量)Tab 6 Analysis of covariance of two kinds of hip fractures in cortical bone thickness of each quadrant (control age and sex covariance)

Abbreviations as in Tab 3.

討 論

骨骼健康的綜合情況通過骨強(qiáng)度來反映,骨強(qiáng)度由骨量與骨質(zhì)量(骨骼幾何形狀、骨材料性能等[12])來體現(xiàn)。所以BMD僅可解釋部分骨強(qiáng)度變異,其余的變異需用骨結(jié)構(gòu)等其他因素來解釋。甚至有研究發(fā)現(xiàn)許多骨折高風(fēng)險人群的BMD在正常范圍內(nèi),所以單一的BMD指標(biāo)并不能理想地預(yù)測骨的力學(xué)性能。

過去近30年,DXA測量骨密度已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于臨床,并且近年來采用雙能DXA自帶的HSA軟件能獲得髖部骨結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù),DXA的局限性是不能夠清晰的反映出髖部較為復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。QCT法在20世紀(jì)80年代正式用于臨床,在臨床CT機(jī)的基礎(chǔ)上,增添了外置質(zhì)量控制體模以及校準(zhǔn)體模,把獲取的CT值用羥基磷灰石的密度進(jìn)行精確替代。不同于傳統(tǒng)的DXA測量BMD,QCT測量的是真正的體積BMD,提高了測量的敏感度和精確度。其不受骨骼大小及形態(tài)的影響,可區(qū)分松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨,同時還能夠基于CT的三維數(shù)據(jù)反映骨的立體結(jié)構(gòu)。此外,CT能夠?qū)@取的橫斷面圖像進(jìn)行高精度分辨,防止因重疊造成的誤差。QCT的臨床應(yīng)用價值已得到國際公認(rèn)[13]。

通過QCT測量髖部骨結(jié)構(gòu)的參數(shù),我們可以從常規(guī)的BMD檢查中得到更多關(guān)于骨形態(tài)結(jié)構(gòu)方面更加精確的信息,從三維的視角展現(xiàn)某一特定橫截面骨礦物質(zhì)信息,從而幫助我們?nèi)媪私夤堑膸缀谓Y(jié)構(gòu),提供額外的非BMD的信息來預(yù)測骨折風(fēng)險,對傳統(tǒng)的單一的BMD測量起到了很好的補(bǔ)充優(yōu)化作用[14-15]。本研究的數(shù)據(jù)也顯示(表2),利用QCT測量的髖部幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)與DXA的結(jié)果具有良好的相關(guān)性,國外一些研究也證實(shí)了DXA與QCT的HSA結(jié)果高度相關(guān)[16-17]。

作為髖部最為薄弱的區(qū)域,股骨頸區(qū)的骨強(qiáng)度指標(biāo)可能也是髖部區(qū)域中最為敏感的,其對髖部各種類型骨折風(fēng)險都有預(yù)測意義。既往的研究聚焦于髖部骨折與正常對照人群,而將股骨頸骨折及粗隆間骨折這兩種最為常見的髖部骨折分開研究并不多見,將兩者分開研究更有助于細(xì)化髖部骨折的風(fēng)險預(yù)測。所以本研究選取兩種骨折人群中股骨頸區(qū)域的相關(guān)BMD及HSA參數(shù)進(jìn)行比較,以期發(fā)現(xiàn)兩種骨折類型之間的異同。

本研究利用QCT對比了兩種髖部骨折在全髖、股骨頸、粗隆、粗隆間的BMD,并區(qū)分皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨,但在上述部位的BMD差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

既往的研究對松質(zhì)骨的關(guān)注程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過皮質(zhì)骨。骨小梁丟失和富含骨小梁的椎體骨折作為骨質(zhì)疏松的特征,是過去半個多世紀(jì)研究骨脆性結(jié)構(gòu)的主流,減少椎體骨折是許多臨床及藥物試驗(yàn)的終點(diǎn),這轉(zhuǎn)移了人們對皮質(zhì)骨的注意力。但事實(shí)上,約80%的骨折是非椎體骨折,并且這些骨折多數(shù)發(fā)生在皮質(zhì)骨區(qū)域,約70%與年齡相關(guān)的四肢骨骨量丟失都發(fā)生在皮質(zhì)骨。DXA在計算某一截面的CTh時,默認(rèn)這一截面的皮質(zhì)骨是均勻?qū)ΨQ的,然而我們知道實(shí)際上皮質(zhì)骨是不對稱的。QCT明顯區(qū)別于DXA的方面在于,其能夠?qū)腃T上所獲得的數(shù)據(jù)在三維結(jié)構(gòu)上進(jìn)行成像,并且能夠取得ROI區(qū)域股骨頸全長的連續(xù)CT值,從而測定生物力學(xué)參數(shù)。

本研究比較兩種髖部骨折股骨頸區(qū)域的皮質(zhì)骨平均厚度,股骨頸骨折組,略小于粗隆間骨折組,但兩組間無統(tǒng)計學(xué)意義[(1.16±0.38) mmvs.(1.17±0.35) mm]。進(jìn)一步利用BIT v 2.0軟件,將股骨頸橫斷面劃分成4個象限后發(fā)現(xiàn),在SA中股骨頸骨折組的皮質(zhì)骨厚度小于粗隆間骨折組[(0.42±0.40)mmvs.(0.59±0.29)mm,P<0.05]。

一項AGES-Reykjavik的研究[18]認(rèn)為在股骨頸外上象限的CTh是最好的風(fēng)險預(yù)測指標(biāo),股骨粗隆間骨折與股骨頸骨折的病例之間比較,股骨頸下方的厚度明顯變薄。Poole等[19]應(yīng)用皮質(zhì)骨地圖(cortical bone mapping,CBM)對整個近端股骨的皮質(zhì)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)股骨頸骨折的病例在股骨頸的外上區(qū)域指甲大小的區(qū)域皮質(zhì)薄30%,而這在股骨粗隆間骨折的病例中并不明顯。

股骨頸75%為皮質(zhì)骨,25%為松質(zhì)骨,大粗隆50%為皮質(zhì)骨,50%為松質(zhì)骨,髖部和椎體皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨分布不同,皮質(zhì)骨承擔(dān)了更多的負(fù)荷。有研究表明,在完全剔除股骨頸所有松質(zhì)骨后,骨的強(qiáng)度并未受到多少影響,因此可以推測,松質(zhì)骨對股骨頸的骨強(qiáng)度影響有限,但皮質(zhì)骨對骨強(qiáng)度影響較為明顯[20]。特別是在老年人摔倒時,皮質(zhì)骨所承擔(dān)的損壞載荷將是決定老年人髖部骨折與否的關(guān)鍵。

年齡的增長使得股骨近端的皮質(zhì)厚度降低,進(jìn)而使髖部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度發(fā)生改變[21]。已有相關(guān)研究指出,HAL作為髖部幾何結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一,與股骨頸骨折相關(guān),老年女性HAL增加1個標(biāo)準(zhǔn)差,骨折的可能性就會提升1.8倍[22]。同時還有研究發(fā)現(xiàn),在發(fā)生髖部骨折的老年人群中,HAL要大于同齡的正常人[23]。那么,HAL是否也是導(dǎo)致不同類型髖部骨折的原因？

Duboeuf等[24]認(rèn)為HAL是股骨頸骨折的預(yù)測因子,OR值為 1.64,但并非粗隆間骨折的相關(guān)因素。Gnudi等[25]研究表明,粗隆間骨折的女性一般HAL較短,但也有相關(guān)報道認(rèn)為HAL與髖部骨折及骨折類型無關(guān)。本研究顯示,股骨頸骨折組的HAL大于粗隆間骨折組,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義[(108.54±7.37)mmvs.(105.06±6.59)mm,P<0.05]。可以推測,髖軸長增加,使得力臂增加,發(fā)生股骨頸骨折的危險性加大。

股骨頸的CSA反映股骨頸的粗細(xì)程度,本研究對比兩種髖部骨折的CSA,股骨頸骨折組的橫截面積小于粗隆間骨折組[(1.39±0.25)cm2vs.(1.53±0.29)cm2,P<0.05]。說明股骨頸較細(xì)的老年人摔倒可能更容易造成股骨頸骨折。本研究測量的是股骨頸最小CSA,比單純測量股骨頸的寬度或內(nèi)外皮質(zhì)直徑更能代表股骨頸的粗細(xì)程度。

在古典力學(xué)中,轉(zhuǎn)動慣量是剛體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性的量度,轉(zhuǎn)動慣量在旋轉(zhuǎn)動力學(xué)中的角色相當(dāng)于線性動力學(xué)中的質(zhì)量,可理解為一個物體對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的慣性,其用于建立角動量、角速度、力矩和角加速度等數(shù)個量之間的關(guān)系,是衡量剛體抵抗旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的慣性的物理量。橫截面的轉(zhuǎn)動慣量(cross-sectional moment of inertia,CSMI)值等于π的1/4與骨的內(nèi)外半徑4次方的差值的乘積。簡言之,當(dāng)CSMI值增加時,骨的抗折彎能力也隨之增加。截面模量Z值等于CSMI除以形心距離(即質(zhì)量中心到內(nèi)側(cè)或外側(cè)表面距離中數(shù)值較大的一個距離),它與該截面的最大彎曲應(yīng)力呈負(fù)相關(guān),是某一截面彎曲強(qiáng)度的參數(shù),一個橫截面在屈曲時所能承受的最大應(yīng)力取決于該截面的截面模量,當(dāng)Z值增加時骨的抗折彎能力也會隨之增加。BR為骨的最大外半徑(質(zhì)量中心到皮質(zhì)骨外側(cè)緣最大距離)與平均皮質(zhì)骨厚度的比值。有研究表明[26-27],BR被認(rèn)為是“骨不穩(wěn)定”的指標(biāo),具有明確的判斷值,當(dāng)BR>10,就會導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定以致結(jié)構(gòu)破壞,對于骨組織即會造成骨折的發(fā)生。即CSMI和Z越大,BR越小,骨質(zhì)量越佳,骨的抗折彎能力越強(qiáng)。

Gnudi等[28]研究表明,髖部骨折患者的CSMI和Z值降低,BR增高;Lacroix 等[29]發(fā)現(xiàn),BR是髖部骨折的獨(dú)立風(fēng)險預(yù)測因子。本研究中,兩種髖部骨折的CSMI、Z值及BR的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義,提示 CSMI、Z值和BR也許不是造成不同類型髖部骨折的因素,但也有可能與兩組研究人群平均年齡均超過80歲有關(guān)。

綜上所述,結(jié)合QCT的參數(shù)可推測HAL較長,股骨頸CSA較小,股骨頸前上象限CTh較薄的老年人跌倒后可能更易發(fā)生股骨頸骨折。本研究在HSA的研究基礎(chǔ)上,結(jié)合最新的QCT技術(shù),對近端股骨的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并在髖部骨折中將股骨頸骨折和股骨粗隆間骨折分開進(jìn)行研究,以期提高對這兩類髖部骨折的風(fēng)險預(yù)測,爭取早期采取干預(yù)策略。兩種髖部骨折在髖部幾何結(jié)構(gòu)上存在差異的機(jī)制,還需進(jìn)一步研究。