骨密度和肝臟脂肪含量與內(nèi)臟脂肪含量相關(guān)性定量CT研究

祝鳳玲， 王植， 孟祥虹， 徐華， 仲玉僑， 樊紅星

骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis,OP)是以骨量減少、骨質(zhì)量受損及骨強度降低導(dǎo)致骨脆性增加、易發(fā)生骨折為特征的全身性骨病[1]。人口老齡化日益加重，OP已越來越多地引起廣泛關(guān)注。非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)在西方國家已成為慢性肝病的主要病因，代謝綜合征(metabolic syndrome,MS)是以腹型肥胖、糖耐量減退、高血壓和血脂異常等病變?yōu)橹鞯娜砑膊?，對于腹型肥胖者而言，?nèi)臟脂肪組織含量增多(visceral adipose tissue,VAT)為心血管疾病的重要危險因素。研究指出[2-5]OP、NAFLD和MS發(fā)病機制相似，如均受到胰島素抵抗、慢性炎癥和體力活動不足等因素的影響，三者密切相關(guān)、互相影響、互相作用。

定量CT(quantitative computed tomography,QCT)是利用臨床CT掃描的數(shù)據(jù)，結(jié)合QCT的質(zhì)控體模和軟件分析系統(tǒng)測量骨密度的方法。QCT和臨床常規(guī)CT掃描同步進行，無額外增加的輻射劑量，患者依從性好。目前的QCT設(shè)備可一次掃描完成腰椎骨密度、肝臟脂肪含量和腹部內(nèi)臟脂肪含量的定量測量[6-7]。

但對于OP、NAFLD和MS的大部分研究集中在絕經(jīng)后女性BMD與VAT的相關(guān)性上，而在不同性別間OP、NAFLD和MS之間相關(guān)性研究較少。本研究擬應(yīng)用QCT定量測量、分析不同性別間正常受試者和骨量減低、骨質(zhì)疏松患者的骨密度、肝臟脂肪含量和內(nèi)臟脂肪含量相關(guān)性。

材料與方法

1.入排標(biāo)準(zhǔn)

回顧性搜集2020年4月-2021年8月因擬入院而行胸部CT平掃及因退變、外傷等原因行胸腰段CT平掃的患者。排除胸、腰椎骨折、手術(shù)、感染、腫瘤等疾病患者；排除既往患有病毒性肝炎、自身免疫性肝病、酒精性肝病、藥物或毒素誘導(dǎo)性肝損害和肝細胞癌患者。

2.影像學(xué)檢查

胸部CT平掃采用美國GE公司 64排螺旋 CT(CT660,GE Healthcare,Milwaukee,WI,USA)進行數(shù)據(jù)采集，視野50 cm，重建視野38 cm，管電壓120 kV，管電流200～300 mA，據(jù)患者體重自動調(diào)節(jié)。掃描范圍從第1肋骨上方2 cm至第3腰椎下緣水平，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)算法進行掃描，層厚1.25 mm。胸腰段CT平掃視野50 cm，重建視野38 cm，管電壓120 kV，管電流300 mA，掃描范圍自胸11椎體上緣至腰3椎體下緣，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)算法進行掃描，層厚1.25 mm。掃描完成后，將數(shù)據(jù)上傳至美國Mindways QCT PRO V6.1工作站。

3.數(shù)據(jù)測量

由兩名經(jīng)過培訓(xùn)的高年資放射科醫(yī)師(MXH，從事骨肌系統(tǒng)影像診斷12年；WZ，從事骨肌系統(tǒng)影像診斷33年)完成以下測量，測量結(jié)果取二者平均值：

選定要測量的腰1-3椎體，手動選擇ROI，ROI中不包含骨島、椎靜脈、病損區(qū)域等(圖1) 。所有受試者據(jù)QCT測量得到的腰椎骨密度平均值分為3組。①骨量正常組：骨密度>120 mg/mm3;②骨量減低組：骨密度80～120 mg/mm3;③骨質(zhì)疏松組：骨密度<80 mg/mm3[8]。在肝臟顯示最大層面，共測量4個ROI，3個放在肝右葉，1個放在肝左葉。在肝右葉，ROI放置在肝右葉的中間位置，需避開膽囊窩以及肝臟邊緣空氣干擾，ROI面積不宜過大或過小。測量過程中如發(fā)現(xiàn)輕微改變ROI的位置或大小，肝臟脂肪測量結(jié)果即發(fā)生明顯變化時，更換層面重新測量(圖2)。腰3椎體中部層面進行VAT數(shù)據(jù)測量[9](圖3)。

圖1 應(yīng)用QCT進行腰1-3椎體骨密度測量。a) 腰1橫斷面ROI選擇； b) 腰2橫斷面ROI選擇； c) 腰3橫斷面ROI選擇； d) 腰1矢狀面ROI選擇； e) 腰2矢狀面ROI選擇； f)腰3矢狀面ROI選擇； g)腰1冠狀面ROI選擇； h)腰2冠狀面ROI選擇； i)腰3冠狀面ROI選擇。

圖2 肝臟脂肪含量QCT測量。共測量4個ROI，3個放在肝右葉，1個放在肝左葉。a)肝右葉選擇第一個ROI；b) 肝右葉選擇第二個ROI；c) 肝右葉選擇第三個ROI；d)肝左葉選擇一個ROI。 圖3 應(yīng)用QCT在腰3椎體中部層面進行內(nèi)臟脂肪組織含量測量。a) 選擇內(nèi)臟脂肪含量進行測量的影像圖; b) 選擇內(nèi)臟脂肪含量進行測量偽彩圖。

4.統(tǒng)計學(xué)方法

本研究應(yīng)用SPSS 26.0(IBM公司，美國)軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。采用單因素方差分析及LSD檢驗分別觀察男、女性受試者骨量正常、骨量減低、骨質(zhì)疏松3組肝臟脂肪含量和內(nèi)臟脂肪含量有無區(qū)別; 檢驗測量數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，若符合正態(tài)分布，采用Pearson相關(guān)分析骨密度、肝臟脂肪含量、內(nèi)臟脂肪含量在男、女性受試者中有無相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.一般資料

本研究共納入男受試者398人，年齡20～85歲，平均50.0±16.3歲。骨量正常組230人，年齡20～85歲，平均41.7±13.5歲；骨量減低組118人，年齡27～80歲，平均58.0±12.6歲；骨質(zhì)疏松組50人，年齡49～85歲，平均69.3±8.5歲。

女受試者468人，年齡21～91歲，平均53.5±16.0歲。骨量正常組219人,年齡21～71歲，平均39.0±10.5歲；骨量減低組127人，年齡30～84歲，平均61±7.9歲；骨質(zhì)疏松組122人，年齡48～91歲，平均69.9±7.3歲。

2.男骨量正常、骨量減低、骨質(zhì)疏松組間肝臟脂肪含量及VAT含量的差異

肝臟脂肪含量在3組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=1.248，P=0.288)。VAT含量3組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=19.486，P<0.001)，骨量正常與骨量減低組(P<0.001)，骨量正常與骨質(zhì)疏松組(P<0.001)差異有統(tǒng)計學(xué)意義，骨量減低及骨質(zhì)疏松組的VAT含量明顯高于骨量正常組(表1)。

表1 男受試者骨量正常、骨量減低、骨質(zhì)疏松組間肝臟脂肪含量及VAT含量的差異

3.女骨量正常、骨量減低、骨質(zhì)疏松組間肝臟脂肪含量及VAT含量的差異

肝臟脂肪含量3組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=6.686，P=0.001)，骨量正常與骨量減低組(P=0.001)及骨量正常與骨質(zhì)疏松組(P=0.015)間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，骨量減低、骨質(zhì)疏松組肝臟脂肪含量高于骨量正常組。VAT含量3組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=85.228，P<0.001)，骨量正常與骨量減低組(P<0.001)，骨量正常與骨質(zhì)疏松組(P<0.001)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，骨量減低及骨質(zhì)疏松組的VAT含量明顯高于骨量正常組(表2)。

表2 女受試者骨量正常、骨量減低、骨質(zhì)疏松組間肝臟脂肪含量及VAT含量的差異

4.男BMD、肝臟脂肪含量和VAT含量的相關(guān)性分析

男BMD與肝臟脂肪含量(R=-0.057，P=0.258)無相關(guān)；BMD與VAT含量(R=-0.309，P<0.001)呈負相關(guān)；肝臟脂肪含量與VAT含量(R=0.450，P<0.001)呈正相關(guān)(圖4)。

圖4 男BMD、肝臟脂肪含量和VAT含量的相關(guān)性分析。a)男骨密度與肝臟脂肪含量的相關(guān)性分析散點圖; b)男骨密度與內(nèi)臟脂肪組織含量相關(guān)性分析散點圖; c)男肝臟脂肪含量與內(nèi)臟脂肪組織含量相關(guān)性分析散點圖。 圖5 女BMD、肝臟脂肪含量和VAT含量的相關(guān)性分析。a)女骨密度與肝臟脂肪含量的相關(guān)性分析散點圖; b)女骨密度與內(nèi)臟脂肪組織含量相關(guān)性分析散點圖; c)女肝臟脂肪含量與內(nèi)臟脂肪組織含量相關(guān)性分析散點圖。

5.女BMD、肝臟脂肪含量和VAT含量的相關(guān)性分析

女BMD與肝臟脂肪含量(R=-0.139，P=0.03)、BMD與VAT含量(R=-0.514，P<0.001)均呈負相關(guān)；肝臟脂肪含量與VAT含量(R=0.446，P<0.001)呈正相關(guān)(圖5)。

討 論

QCT[10-11]是利用臨床CT掃描的數(shù)據(jù)，結(jié)合QCT的質(zhì)控體模和軟件分析系統(tǒng)測量骨密度的方法，QCT可以測量多個部位的骨密度，目前應(yīng)用比較多的是脊柱和髖部，單獨測量胸腰段椎體骨密度即可反應(yīng)全身骨密度情況。腰椎QCT診斷OP的標(biāo)準(zhǔn)由國際臨床骨密度學(xué)會[12]于2007年提出，并在中國人群中得到驗證，證明該標(biāo)準(zhǔn)適用于中國人群。椎體QCT測量的是椎體中央松質(zhì)骨的體積骨密度, 單位是mg/cm3。QCT測量的是真正的體積骨密度，測量結(jié)果不受脊柱退變、側(cè)彎和體重等因素的影響，可以減少漏診。DXA[13]只能測量二維的骨密度(mg/cm2)，因此很容易受到骨大小、脊柱退變、椎體變形、腹主動脈鈣化等因素的影響，這些因素往往會導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確，尤其是對老年人。以骨小梁數(shù)作為骨質(zhì)疏松癥的測量指標(biāo)，QCT可分別測量骨小梁和皮質(zhì)骨密度，它可以提供早期骨量的變化的程度，較DXA能更早、更準(zhǔn)確地反應(yīng)BMD的變化。隨著設(shè)備的發(fā)展，目前的QCT設(shè)備可在不增加輻射劑量和費用的基礎(chǔ)上，在進行骨密度測量的同時準(zhǔn)確、定量測量肝臟脂肪含量和VAT含量。同時有研究指出脊柱QCT的骨質(zhì)疏松檢出率高于DXA[14]。

本研究發(fā)現(xiàn)男受試者骨量減低、骨質(zhì)疏松組VAT含量明顯高于骨量正常組，骨密度越低，VAT含量越高，而肝臟脂肪含量在3組間無統(tǒng)計學(xué)差異。而對于女受試者，骨量減低、骨質(zhì)疏松組肝臟脂肪及VAT含量明顯高于骨量正常組，骨密度越低，肝臟脂肪和VAT含量越高。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對BMD、肝臟脂肪含量及VAT含量之間的關(guān)聯(lián)進行研究。Sung等[15]認為NAFLD和BMD之間沒有相關(guān)，但調(diào)整了混雜因素后，NAFLD與女性BMD有較低的相關(guān)，與本研究有所不同。本研究男BMD與肝臟脂肪含量無相關(guān)，女BMD與肝臟脂肪呈負相關(guān)。原因可能與BMD和肝臟脂肪含量的測量方法不同有關(guān)，本研究采用的是QCT測量，而Sung等的研究是用超聲診斷脂肪肝，用DXA測量骨密度。洪玉芹等[16]通過 CT 定量探討腹部脂肪分布與 NAFLD嚴(yán)重程度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)VAT與NAFLD密切相關(guān)，VAT能較好地反應(yīng)NAFLD的嚴(yán)重程度，與本研究結(jié)果一致。陳佳等[17]認為成年男腰椎BMD與VAT呈負弱相關(guān)(R=-0.129)，Zhang等[18]認為女BMD與VAT呈負相關(guān)，與本研究一致。楊沛等[19]認為男VAT在60歲以上與BMD正相關(guān)，女VAT在60歲以上與BMD呈負相關(guān)。張曉東等[20]應(yīng)用QCT分析測量L3的BMD及相應(yīng)層面的皮下脂肪、VAT含量并進行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示男BMD與皮下脂肪含量、VAT含量均無明顯相關(guān)，但女BMD與VAT呈負相關(guān)。以上兩位筆者與本研究結(jié)果有所不同。本研究男與女的VAT與BMD 均呈負相關(guān)，但男VAT與BMD的相關(guān)性弱于女VAT與BMD的相關(guān)性。原因可能是研究選取樣本量的大小以及年齡組成不一致導(dǎo)致的。另外男與女結(jié)果的不同可能與女性內(nèi)分泌因素特別是絕經(jīng)后的中老年女性的雌激素分泌減少有關(guān)。

OP、NAFLD、MS在發(fā)病機制、調(diào)節(jié)因子等方面密切相關(guān)、互相影響、互相作用[21-22]。近年來的研究表明胰島素抵抗、生長激素和胰島素樣生長因子-1缺乏、骨鈣素降低、骨橋蛋白增加、骨保護素降低、瘦素增加、脂聯(lián)素降低、維生素D缺乏、慢性炎癥和氧化應(yīng)激(TNF-α和IL-6升高等)、體育運動減少等因素會導(dǎo)致骨密度減低、肝臟脂肪變性甚至肝炎、肝硬化以及代謝綜合征等的發(fā)生發(fā)展。

本研究尚有不足。第一，本課題為單中心研究，未去除BMI等因素對脂肪肝、VAT含量的影響，可能造成測量偏倚；第二，本課題未按年齡對受試者進行分組，年輕受試者較少，樣本量不足，今后需進一步納入年輕人的QCT數(shù)據(jù)。

骨量減低、骨質(zhì)疏松的男VAT含量明顯高于骨量正常者，骨密度越低，VAT含量越高。而對于女性而言，骨量減低、骨質(zhì)疏松者肝臟脂肪及VAT含量明顯高于骨量正常者，骨密度越低，肝臟脂肪和VAT含量越高。QCT可無創(chuàng)、定量、準(zhǔn)確、一體化評價BMD與肝臟脂肪和內(nèi)臟脂肪含量的相關(guān)性。