骨質疏松狀態(tài)下骨組織不均一退變的定量評價及其臨床應用價值.pdf

1、隨著人口老齡化加劇，全球骨質疏松癥患病人數(shù)逐年激增，目前全球已有2億患者。骨質疏松所致骨折具有高致死率、致殘率，已成為危害嚴重的公共衛(wèi)生問題。對高危人群進行早期篩查、干預是預防骨質疏松性骨折的有效策略，但臨床上骨質疏松的診斷、評估、以及骨折風險預測主要依賴于雙能X線(DXA)骨密度值(Bone mineral density, BMD)，其效果并不理想。前期研究發(fā)現(xiàn):骨質疏松時，骨組織結構存在差異性退變，在組成成分、骨小梁微觀結構、力學

2、性質等方面呈現(xiàn)出病理性不均一改變，現(xiàn)有證據(jù)提示:除骨密度外，骨組織結構不均一改變也可能反映骨質疏松嚴重程度。然而，上述不均一性改變的特征、規(guī)律及其與骨質疏松嚴重程度、骨折風險之間的關聯(lián)關系尚不清楚，系統(tǒng)評價骨質疏松時骨組織結構退變特征，將其補充到現(xiàn)有的基于BMD的病情評價體系中，對于改進疾病的診斷、評估以及骨折風險預測大有裨益。
　　目的:
　　(1)通過分析骨質疏松患者股骨頭內(nèi)骨組織結構特征，建立骨組織結構不均一性(bon

3、e structural heterogeneity,BSH)定量評價方法，并探索BSH與骨質疏松嚴重程度之間的關聯(lián)關系;(2)將BSH概念擴展到股骨近端，利用現(xiàn)有DXA數(shù)據(jù)，計算股骨近端骨密度不均一度(BMD-heterogeneity, BMD-H)，并分析BMD-H與骨質疏松性髖部骨折(OPHF)患病風險之間的聯(lián)系，初步探討其潛在的臨床應用價值;
　　方法:
　　(1)設計一種基于計算機體層掃描成像(CT)及3D打印技

4、術的股骨頭內(nèi)骨組織精準取樣方法，并驗證其精確性和可行性，為不同個體間骨組織性質比較提供方法學支持;(2)采用DXA、定量CT、Micro-CT、生物力學等評價方法，測定股骨頭內(nèi)骨組織密度(BMD)、骨小梁微觀參數(shù)(Tb.N，Tb.Th，Tb.Sp等)、力學性能等指標，通過二次運算得到BSH，分析BSH與解剖位置、骨質疏松嚴重程度之間的關聯(lián)關系;(3)通過一個骨質疏松性骨折與非骨質疏松人群的病例對照研究，基于無創(chuàng)的髖部DXA檢測，通過二次

5、運算計算股骨近端BMD-H，分析BMD-H與BMD、OPHF患病風險、髖部幾何力學參數(shù)之間的聯(lián)系，初步探討B(tài)MD-H與骨質疏松性髖部骨折患病風險的關聯(lián)關系，評估BMD-H潛在的臨床應用價值。
　　結果:
　　(1)證明:股骨頭結構呈不均一表現(xiàn)，其中股骨頭中心在疾病進展過程中變化較小，可作為參照區(qū);主要負重區(qū)(PCT)上層可敏感反映骨量剩余狀態(tài)，可作為指示區(qū)，進一步運算后可實現(xiàn)BSH定量評估;(2)在嚴重骨質疏松人群中，負重區(qū)

6、BSH具有較好代表性，可反映該股骨頭骨量吸收情況;(3)發(fā)現(xiàn):PCT取樣位置的偏差會嚴重影響B(tài)SH數(shù)值，當進一步控制解剖因素后，負重區(qū)BSH與疾病嚴重程度(T-score)存在關聯(lián)關系(Pearson's correlation:-0.29～-0.70，P＜0.05)。(4)臨床研究表明:BSH與疾病的關聯(lián)關系普遍存在。BMD-H與骨質疏松嚴重程度(T-score)存在密切關聯(lián)(Pearson's correlation:-0.32～-

7、0.46，P＜0.001);BMD-H是骨密度的效應修飾因子，當BMD-H處于高值(OR14.04，P＜0.001)時，骨密度與骨折風險之間的聯(lián)系強度遠高于BMD-H處于中值(OR3.08，P＜0.001)和低值(OR4.40，P＜0.001)時的聯(lián)系強度;BMD-H與骨密度相互結合，能夠更加準確的對骨質疏松嚴重程度、骨折風險進行評價。
　　結論:
　　(1)BSH與骨質疏松疾病嚴重程度之間存在普遍的相關關系（已在股骨頭內(nèi)、