骨质疏松症患者MRI脂肪定量参数联合25-羟基维生素D预测骨折风险的价值

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2024.22.020

摘要/Abstract

摘要：

目的探究MRI脂肪定量参数椎体骨髓脂肪分数（FF）联合25-羟基维生素D［25（OH）D］预测骨质疏松症患者骨折风险的临床应用价值。方法选取2023年1月至2024年4月广州医科大学附属第四医院收治的90例骨质疏松症患者为对象，将50例发生骨质疏松性椎体压缩性骨折的患者纳入骨折组，40例未发生骨折的患者纳入对照组。所有患者均接受脊柱MRI脂肪定量技术（IDEAL-IQ）扫描，测定L_1~5各椎体FF及L_1~5椎体平均FF，采用电化学发光法检测血清25（OH）D水平。比较两组患者FF、血清25（OH）D水平，分析FF、25（OH）D与骨密度（BMD）的相关性；多因素logistic回归分析法分析影响骨质疏松症患者骨折的危险因素，受试者工作特征曲线（ROC）评估FF、25（OH）D及其联合诊断对骨质疏松症患者骨折的预测价值。结果骨折组年龄大于对照组，BMD、血清25（OH）D水平低于对照组（P < 0.05）。骨折组L₂椎体FF、L_1~5椎体平均FF均高于对照组（P < 0.05）。相关性分析结果显示，L₂椎体FF、L_1~5椎体平均FF与BMD均呈负相关（P < 0.05），血清25（OH）D水平与BMD呈正相关（P < 0.05）。多因素logistic回归分析示，年龄、L₂椎体FF是骨质疏松症患者骨折的独立危险因素，BMD、25（OH）D是其保护因素（P < 0.05）。ROC曲线示，L₂椎体FF、25（OH）D预测骨折的AUC分别为0.714（95%CI：0.606 ~ 0.822）、0.774（95%CI：0.672 ~ 0.876），联合预测的AUC为0.923（95%CI：0.867~0.978），明显大于单一指标预测（P < 0.05）。结论 L₂椎体FF、血清25（OH）D水平与骨质疏松症患者骨折有关，与年龄、BMD共同为骨质疏松症患者并发骨折的影响因素；L₂椎体FF、25（OH）D对骨质疏松症患者骨折风险具有一定预测价值，联合检测可进一步提高预测效能。

关键词: 骨质疏松症, 骨质疏松性椎体压缩性骨折, 脊柱MRI脂肪定量技术, 脂肪分数, 25-羟基维生素D

Abstract:

Objective To explore the clinical application value of MRI fat quantification parameter ［vertebral bone marrow fat fraction （FF）］ combined with 25?hydroxyvitamin D ［25（OH）D］ in predicting fracture risk in patients with osteoporosis. Methods A total of 90 patients with osteoporosis who were admitted to the hospital from January 2023 to April 2024 were selected as the subjects. Among them， 50 patients with osteoporotic vertebral compression fractures were included in the fracture group， and 40 patients without fractures were included in the control group. All patients underwent the iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least?squares estimation （IDEAL?IQ） method of MRI to measure the FF of each vertebra among L_1?5 and the average FF of L_1?5. Serum 25 （OH） D level was detected by electrochemiluminescence method. FF and serum 25（OH）D levels of the two groups were compared. The correlation of FF， 25（OH）D and bone mineral density （BMD） was analyzed. Multivariate logistic regression analysis was conducted to screen the risk factors for fracture in patients with osteoporosis. Receiver operating characteristic （ROC） curves were used to evaluate the predictive value of FF， 25（OH）D， and their combination for fracture in patients with osteoporosis. Results Patients in the fracture group were older than those in the control group. BMD and serum 25（OH）D level were lower than those of the control group （P < 0.05）. The FF of L₂ and average FF of L_1?5 in the fracture group were higher than those in the control group （P < 0.05）. Correlation analysis results showed that the FF of L₂ and the average FF of L_1?5 were negatively correlated with BMD （P < 0.05）， while serum 25 （OH） D level was positively correlated with BMD （P < 0.05）. Multivariate logistic regression analysis showed that age and FF of L₂ were independent risk factors for fracture in patients with osteoporosis， while BMD and 25（OH）D were protective factors （P < 0.05）. ROC curves indicated that the AUC values of FF of L2 and 25（OH）D for predicting fracture were 0.714 （95% CI： 0.606 ~ 0.822） and 0.774 （95% CI： 0.672 ~ 0.876）. The AUC of joint prediction was 0.923 （95% CI： 0.867 ~ 0.978）， which was significantly larger than that of separate prediction （P < 0.05）. Conclusions FF of L2 and serum 25（OH）D are related to fracture in patients with osteoporosis. Age and BMD are factors influencing the occurrence of fracture in patients with osteoporosis. FF of L2 and 25（OH）D have certain predictive value for fracture risk in patients with osteoporosis， and combined detection of the two can improve predictive efficiency.

Key words: osteoporosis, osteoporotic vertebral compression fracture, spinal MRI fat quantification technique, fat fraction, 25-hydroxyvitamin D

中图分类号:

R445.2

王振,郭炼锦,梁嘉荣,叶浩翊,张勋梦. 骨质疏松症患者MRI脂肪定量参数联合25-羟基维生素D预测骨折风险的价值[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(22): 3238-3243.

Zhen WANG,Lianjin GUO,Jiarong LIANG,Haoyi YE,Xunmeng. ZHANG. Value of MRI fat quantification parameter combined with 25⁃hydroxyvitamin D in predicting fracture risk in patients with osteoporosis[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024, 40(22): 3238-3243.

图/表 8

表1

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表5

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参考文献 23

1	付银锋，史栋梁，马永胜，等. 骨质疏松症外周血miR-141评价骨折风险的价值［J］. 实用医学杂志，2023，39（4）：447-450. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2023.04.010 doi: 10.3969/j.issn.1006-5725.2023.04.010
2	刘源，彭莉红，殷黎，等. 湖南省2018年4个县区≥ 40岁人群骨质疏松症流行病学与影响因素［J］. 中华疾病控制杂志，2024，28（1）：20-25.
3	SABRI S A， CHAVARRIA J C， ACKERT-BICKNELL C， et al. Osteoporosis： An update on screening， diagnosis， evaluation， and treatment［J］. Orthopedics， 2023， 46（1）：e20-e26. doi:10.3928/01477447-20220719-03 doi: 10.3928/01477447-20220719-03
4	LEWIECKI E M. Assessment of skeletal strength： bone density testing and beyond［J］. Endocrinol Metab Clin North Am， 2021， 50（2）：299-317. doi:10.1016/j.ecl.2021.03.008 doi: 10.1016/j.ecl.2021.03.008
5	刘鹏，干旻峰，王华铮，等. 磁共振IDEAL-IQ评价骨质疏松症的价值［J］. 中国矫形外科杂志，2023，31（23）：2118-2123.
6	WU F， FULEIHAN G E， CAI G， et al. Vitamin D supplementation for improving bone density in vitamin D-deficient children and adolescents： Systematic review and individual participant data meta-analysis of randomized controlled trials［J］. Am J Clin Nutr， 2023， 118（3）：498-506. doi:10.1016/j.ajcnut.2023.05.028 doi: 10.1016/j.ajcnut.2023.05.028
7	中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会. 原发性骨质疏松症诊疗指南（2022）［J］. 中国全科医学，2023，26（14）：1671-1691.
8	中国康复医学会骨质疏松预防与康复专业委员会. 骨质疏松性椎体压缩骨折诊治专家共识（2021版）［J］. 中华医学杂志，2021，101（41）：3371-3379.
9	GOLD L S， SURI P， O'REILLY M K， et al. Mortality among older adults with osteoporotic vertebral fracture［J］. Osteoporos Int， 2023， 34（9）：1561-1575. doi:10.1007/s00198-023-06796-6 doi: 10.1007/s00198-023-06796-6
10	ZHENG X Q， XU L， HUANG J， et al. Incidence and cost of vertebral fracture in urban China： A 5-year population-based cohort study［J］. Int J Surg， 2023， 109（7）：1910-1918.
11	GREVE T， RAYUDU N M， DIECKMEYER M， et al. Finite element analysis of osteoporotic and osteoblastic vertebrae and its association with the proton density fat fraction from chemical shift encoding-based water-fat MRI - a preliminary study［J］. Front Endocrinol， 2022， 13（1）：900356. doi:10.3389/fendo.2022.900356 doi: 10.3389/fendo.2022.900356
12	BLUKACZ Ł， NOWAK A， WÓJTOWICZ M， et al. Clinical usefulness of non-invasive metabolic-associated fatty liver disease risk assessment methods in patients with full-blown polycystic ovary syndrome in relation to the MRI examination with the ideal IQ sequence［J］. Biomedicines， 2022， 10（9）：2193. doi:10.3390/biomedicines10092193 doi: 10.3390/biomedicines10092193
13	田兆荣，田博，王玉琪，等. 基于IDEAL-IQ技术定量评估特发性炎症性肌病下肢肌肉脂肪浸润的研究［J］. 中国医学影像学杂志，2023，31（12）：1304-1308.
14	BEEKMAN K M， DUQUE G， CORSI A， et al. Osteoporosis and bone marrow adipose tissue［J］. Curr Osteoporos Rep， 2023， 21（1）：45-55. doi:10.1007/s11914-022-00768-1 doi: 10.1007/s11914-022-00768-1
15	KLAUKE F， ZÄNKER K， SCHENK P， et al. Comparison of the zonal distribution of calcium salt density and fat marrow in bone-healthy and osteoporotic sacra： An image data analysis using quantitative computed tomography and magnetic resonance imaging［J］. Eur J Trauma Emerg Surg， 2024， 17（1）：126-130.
16	ZHOU F， SHENG B， LV F. Quantitative analysis of vertebral fat fraction and R2* in osteoporosis using IDEAL-IQ sequence［J］. BMC Musculoskelet Disord， 2023， 24（1）：721. doi:10.1186/s12891-023-06846-4 doi: 10.1186/s12891-023-06846-4
17	黄馨懿，章轶立，孙凯，等. 社区老年人维生素D水平调查及其与健康相关生命质量的相关性研究［J］. 中国全科医学，2022，25（36）：4515-4521.
18	张伟，樊宇宇，方秀统. 血清维生素D和骨转换标志物与老年女性骨质疏松性椎体单发骨折和多发骨折的关系［J］. 中国老年学杂志，2023，43（24）：5961-5964.
19	LEBOFF M S， BISCHOFF-FERRARI H A. The effects of vitamin D supplementation on musculoskeletal health： The VITAL and DO-health trials［J］. J Gerontol A Biol Sci Med Sci， 2023， 78（1）：73-78. doi:10.1093/gerona/glad073 doi: 10.1093/gerona/glad073
20	徐凤周，高开茜，孙亮亮，等. 老年人群骨质疏松性椎体压缩骨折的影响因素及预后营养指数的预测价值［J］. 颈腰痛杂志，2024，45（2）：305-310.
21	HWANG S H， CHO P G， KIM K T， et al. What are the risk factors for a second osteoporotic vertebral compression fracture？［J］. Spine J， 2023， 23（11）：1586-1592. doi:10.1016/j.spinee.2023.07.010 doi: 10.1016/j.spinee.2023.07.010
22	OKUWAKI S， FUNAYAMA T， IKUMI A， et al. Risk factors affecting vertebral collapse and kyphotic progression in postmenopausal osteoporotic vertebral fractures［J］. J Bone Miner Metab， 2022， 40（2）：301-307. doi:10.1007/s00774-021-01283-6 doi: 10.1007/s00774-021-01283-6
23	段克友，刘翔宇，熊风，等. 绝经后骨质疏松症患者发生骨质疏松性椎体压缩骨折危险因素分析［J］. 山东医药，2021，61（24）：34-38.

项目	骨折组（n = 50）	对照组（n = 40）	t/χ ² 值	P值
性别			0.918	0.338
男	14（28.00）	15（37.50）
女	36（72.00）	25（62.50）
年龄（x ± s）/（岁）	68.34 ± 7.59	61.45 ± 8.41	4.078	< 0.001
BMI（x ± s）/（kg/m²）	21.89 ± 2.11	22.68 ± 2.02	1.799	0.076
吸烟史	8（16.00）	5（12.50）	0.220	0.639
饮酒史	6（12.00）	7（17.50）	0.544	0.461
基础疾病
糖尿病	17（34.00）	9（22.50）	1.431	0.232
高血压	28（56.00）	19（47.50）	0.643	0.422

项目	骨折组（n = 50）	对照组（n = 40）	t/χ ² 值	P值
TC/（mmol/L）	5.24 ± 1.24	4.89 ± 1.13	1.384	0.170
TG/（mmol/L）	1.09 ± 0.25	1.14 ± 0.31	0.847	0.399
HDL-C/（mmol/L）	1.45 ± 0.41	1.40 ± 0.36	0.606	0.546
LDL-C/（mmol/L）	3.05 ± 1.05	3.46 ± 1.02	1.864	0.066
血钙/（mmol/L）	2.26 ± 0.21	2.21 ± 0.19	1.170	0.245
血磷/（mmol/L）	1.78 ± 0.57	1.82 ± 0.53	0.341	0.734
BMD	-3.79 ± 0.95	-3.15 ± 0.57	3.752	< 0.001
25（OH）D/（ng/mL）	19.46 ± 3.19	22.73 ± 3.35	4.726	< 0.001

椎体	骨折组（n = 50）	对照组（n = 40）	t值	P值
L₁	62.04 ± 7.71	59.25 ± 7.89	1.688	0.095
L₂	66.30 ± 7.38	60.62 ± 6.33	3.861	< 0.001
L₃	64.81 ± 5.63	62.14 ± 7.68	1.902	0.060
L₄	65.08 ± 6.72	63.64 ± 7.13	0.983	0.328
L₅	66.21 ± 5.98	64.85 ± 8.16	0.912	0.364
L_1~5	64.89 ± 6.57	62.10 ± 6.21	2.051	0.043

指标	BMD
指标	r值	P值
L₂椎体FF	-0.539	< 0.001
L_1~5平均FF	-0.428	< 0.001
25（OH）D	0.697	< 0.001

变量	β	SE	Wald χ²	P值	OR（95% CI）
年龄	0.103	0.046	5.059	0.024	1.109（1.013 ~ 1.213）
BMD	-1.482	0.492	9.090	0.003	0.227（0.087 ~ 0.595）
25（OH）D	-0.433	0.119	13.247	< 0.001	0.649（0.514 ~ 0.819）
L₂椎体FF	0.166	0.050	11.222	< 0.001	1.181（1.071 ~ 1.301）
L_1~5平均FF	0.020	0.046	0.186	0.666	1.020（0.933 ~ 1.115）
常量项	-14.125	5.016	7.931	0.005	-