定量CT研究中老年男性椎后肌群退行性改变与年龄的相关性*

蔡 韦，王 玲，陈颐中，焦顺霞，赵 茜，李新彤，端木羊羊，王 晨，侯 雪，程晓光△

(1.北京积水潭医院放射科，北京 100035;2.四川省大邑县人民医院放射科，成都 611330;3.华西医院/华西临床医学院全科医学科，成都 610041;4.安徽医科大学附属第四医院放射科，合肥 230032)



论著·临床研究 doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.30.006

定量CT研究中老年男性椎后肌群退行性改变与年龄的相关性*

蔡 韦1，王 玲1，陈颐中2，焦顺霞2，赵 茜3，李新彤1，端木羊羊4，王 晨1，侯 雪1，程晓光1△

(1.北京积水潭医院放射科，北京 100035;2.四川省大邑县人民医院放射科，成都 611330;3.华西医院/华西临床医学院全科医学科，成都 610041;4.安徽医科大学附属第四医院放射科，合肥 230032)

目的 研究健康中老年男性椎后肌群的脂肪浸润及肌肉含量与腹内脂肪及年龄的相关关系。方法 使用定量CT(QCT)检测88名50～79岁健康男性L3腰椎中部层面椎后肌群的脂肪面积、肌肉面积、肌肉脂肪浸润(MFI)比例情况及腹部多层面内脏脂肪面积、皮下脂肪面积、总脂肪面积，并计算出腹部总内脏脂肪含量、腹部总皮下脂肪含量和腹部总脂肪含量。统计学处理应用组内相关系数、方差分析及Bonferroni分析、Pearson 相关分析和多元逐步回归分析。结果 高龄组(70～79岁)的MFI和肌量变化的程度明显高于另两组(P<0.05)。椎后肌群的脂肪面积及MFI程度与年龄有弱相关性(其中脂肪面积：r=0.381，P<0.05；MFI：r=0.358，P=0.001)，但肌肉含量的改变与年龄没有显著相关性。年龄是唯一进入全部椎后肌群体质成分的回归方程的影响因素。结论 在健康中老年男性人群中，年龄增长是影响椎后肌群退变进程的重要因素，而椎后肌群的MFI程度与衰老导致的骨骼肌退变密切相关。

椎后肌群；退行性变；脂肪浸润；定量CT

近年来发现，腰椎后肌群退行性改变与腰背部的多种病理改变的发生关系密切，同时，该部位肌肉含量与脂肪浸润程度也是诊断肌少症的重要指标之一[1-3]。肌少症可导致躯体功能减弱及失能[4]，防跌倒能力下降，骨折发生率上升，是一种与老年人生活质量和寿命密切相关的综合征。但是，在健康人群中随年龄的增长，骨骼肌发生退变的程度亦不断增高。作为评估骨骼肌退变程度的指标，脂肪浸润增加和肌肉含量减少的发生率在各年龄段都有所不同。目前，腰椎后肌群退变程度在健康人群中随年龄的变化还鲜有研究。本文应用定量CT(QCT)扫描测量社区健康中老年男性腰椎后肌群的脂肪浸润情况和肌肉含量，探讨年龄对腰椎后肌群退变程度的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究纳入人群的数据来源于一项大样本、多中心的城乡流行病学前瞻性研究(prospective urban and rural epidemiology，PURE)，所选择的社区人群来自中国四川省大邑县，所选取年龄范围为50～79岁，中位年龄62岁。以每10岁为年龄段将其分为3组，即50～<60岁(n=34)，60～<70岁(n=34)及70～79岁(n=20)组。所有对象均排除严重器质性疾病、脂肪萎缩症、甲状腺功能异常等全身和代谢性疾病，并排除服用糖皮质激素等药物者。所有受检者均签署知情同意书。本研究经北京积水潭医院伦理委员会批准实施。

1.2 方法 采用 GE公司 Optima CT660 128排CT及Mindways公司的5样品的QCT固体体模进行螺旋扫描，测量前常规校准。扫描参数设置:120 kV、125 mAs，床高 153 cm，层厚:1.25 mm，扫描视野(SFOV):500 mm。扫描范围：T12椎体下缘至S1上缘水平。将获得的容积数据传至 Mindways 公司的QCT骨密度测量分析软件(QCT PRO)工作站进行测量。使用QCT PRO软件的“tissue composition”功能，分别测量椎后肌群的脂肪肌肉面积及不同层面的腹部总脂肪面积(total fat area,TFA)和内脏脂肪面积(visceral fat area,VFA)。测量腰椎后肌群的体质成分时，选择L3中部层面的薄层轴位图像，沿多裂肌及竖脊肌边缘人工圈画感兴趣区(ROI)，按预设阈值，软件可自动区分ROI内的脂肪与肌肉组织，并得出各自面积，计算二者比值可得到腰椎后肌群内的脂肪比例，即肌肉脂肪浸润情况(muscle fat infiltration,MFI)，见图1。测量腹部脂肪面积时，选择T12～L5各椎间隙层面的薄层轴位图像，使用预设阈值及“Activate Closed Spline”功能，以腹壁肌肉为界，区分内脏脂肪组织及皮下脂肪组织，并计算出6个层面的TFA和VFA，继而两者相减得到皮下脂肪面积(subcutaneous fat area,SFA;SFA=TFA-VFA)，见图2。将各层面测得的面积值乘以各水平层间距，可得到腹部总内脏脂肪体积(total visceral fat volume,TVFV)、总皮下脂肪体积(total subcutaneous fat volume,TSFV)及总脂肪体积(total abdominal fat volume,TTFV)。该研究方法测量准确可靠，详见既往文献[5]。所有测量操作均由1名经培训的放射科住院医生负责。另外，从本次研究人群中随机抽取了25例，由2名经培训的住院医师(其中一位为本次研究测量者)分别进行独立测量。1周后，其中1名测量者按照同样的方法进行重复测量1次。

图1 手动圈定椎后肌群范围，根据预设阈值自动区分脂肪成分和肌肉成分

图2 自动圈定腹壁肌肉外围，区分内脏脂肪组织和皮下脂肪组织

2 结 果

2.1 受检对象的基本资料 本研究纳入的88位50～79岁健康男性的身高、体质量、体质量指数(BMI)及椎后肌群检测相近层面(L3～L4水平)的VFA、SFA与腹部TVFV、TSFV的情况见表1。

表1 检测人群的基本信息±s)

2.2 QCT测量L3水平椎后肌群体质成分的测量者间及测量者内的重复性检测 2名测量者对椎后肌群的脂肪和肌肉面积的测量结果及同1名测量者前后两次的测量结果相近，测量者间及测量组内的检验表明测量结果间一致性较高(ICC>0.80)，见表2。测量者间椎后肌群脂肪面积ICC=0.904 、肌肉面积ICC=0.957；测量者内椎后肌群脂肪面积ICC=0.804、肌肉面积ICC=0.933。

表2 使用QCT测量L3水平椎后肌群体质成分的重复性检测

2.3 老年男性椎后肌群体质组成差异的不同年龄组间比较 不同年龄组间比较椎后肌群体质组成可发现，70～79岁组的脂肪面积及MFI程度均明显高于另两组，肌肉面积在70～79岁组中明显低于60～<70岁组，差异有统计学意义(P<0.01)，而剩余各组间体质成分的差异不明显，见表3。

2.4 老年男性椎后肌群体质成分与年龄、腹部体质成分的相关性分析 L3水平椎后肌群的脂肪面积、MFI与年龄、相近水平(L3～L4椎间隙水平)腹部内脏脂肪或总脂肪含量、腹部总内脏脂肪含量或总脂肪含量呈正相关(P<0.05)，而L3水平椎后肌群的肌肉面积与上述因素的相关分析结果不显著。L3水平椎后肌群的脂肪面积、MFI与相近层面腹部内脏脂肪和腹部总内脏脂肪含量的相关性，均高于与同层面皮下脂肪和总皮下脂肪含量的相关性，见表4。

表3 各年龄组间L3水平椎后肌群体质组成差异的比较±s)

*：P<0.01，与70～79岁组比较。

表4 L3水平椎后肌群体质成分与年龄、腹部体质成分等因素的相关性分析

*：校正BMI后。

表5 L3水平椎后肌群体质成分与年龄、腹部体质成分等因素的多元逐步回归分析

标准化回归方程:L3椎后肌群内脂肪含量=-0.996+0.053X1+0.001X5；L3椎后肌群内肌肉含量=-62.390-0.204X1；L3椎后肌群内MFI=-4.352+0.146X1+0.001 7X3。

2.5 对老年男性椎后肌群体质成分的多元回归分析 分别以椎后肌群脂肪面积、肌肉面积、MFI作为因变量，以年龄(X1)、BMI(X2)、L3～L4水平VFA(X3)、L3～L4水平SFA(X4)、TVFV(X5)、TSFV(X6)为自变量进行多元逐步回归分析(P>0.1为排除标准，P<0.05 为进入标准)，建立回归方程(表5)。结果显示椎后肌群内脂肪面积的主要影响因素是年龄和TVFV；椎后肌群MFI的主要影响因素是年龄和L3～L4水平VFA；而年龄也是决定椎后肌群内肌肉面积变异的重要影响因素。年龄是唯一进入了全部3组回归方程的影响因素。除年龄外，腹部内脏脂肪也是影响椎后肌群体质组成的重要因素。

3 讨 论

椎后肌群对维持脊柱正常形态、协调躯干运动有重要作用，竖脊肌维持椎体的稳定性，而多裂肌参与脊柱运动驱动。利用QCT测量MFI及肌含量变化，反映了椎后肌群的退变程度，其结果准确性高。目前认为增龄必然导致肌量减少，并已知多种与年龄相关的原因，如代谢抵抗、性激素/生长激素分泌降低、炎性因子水平增高、神经/肌肉功能衰退等，但肌量减少进展程度的个体差异很大，而肌少症可能是其中的一类病理表型[6-7]。肌少症以广泛性肌量减少和肌肉功能减退为特点，与中老年人不良预后的发生相关[8]。肌量减少是肌少症的必备诊断，以往的研究常以L3腰椎中部水平的整层肌量或单独椎后肌肌量的变化作为诊断依据[3],因此，本研究中亦选取了相同层面对椎后肌群进行测量。了解正常衰老中骨骼肌退变的发展进程对识别肌少症的发生、阐明其发病机制、进而早期干预均有重要的意义。

本研究对2名测量者的椎后肌群的脂肪和肌肉面积的测量结果和同一测量者前后测量的结果的重复性检测表明，不同测量者测定的数据有较高的一致性，表明使用QCT测量椎后肌群脂肪和肌肉具有很好的重复性，验证了QCT对椎后肌群体质成分分析结果的可靠性。

在比较健康中老年男性不同年龄组间椎后肌群体质成分的差异时发现，70～79岁最高年龄组的MFI程度明显高于50～<60岁组和60～<70岁组，肌肉面积明显低于60～<70岁组，且上述差异均有统计学意义(P<0.05)；而50～<60岁和60～<70岁两组间椎后肌群的体质组成差异无统计学意义(P>0.05)。这一结果与另一个只针对35～69岁男性的研究结果相符，该研究在35～69岁年龄段内未发现椎后肌体质成分改变与年龄的相关关系[9]。根据上述结果可以推测，健康男性不同年龄的椎后肌群退变进程速度不同，在70岁以上的高龄组中进展可能更快。

进一步分析椎后肌群体质组成与年龄的相关关系，笔者发现MFI和肌群肌量与年龄变化的关系不尽相同，MFI的增加与年龄增长呈正相关，并在校正BMI后，相关性有少许增加；而肌量减少与年龄增长的相关性分析显示意义不显著。肌量变化与年龄的非相关性在其他学者对外国人四肢骨骼肌量变化的研究中也有发现[10-12]；另外，有学者认为肌肉组成类型的不同会影响肌肉对抗MFI的能力，组成椎后肌群的多裂肌和竖脊肌是由多个起点不同的肌束共同构成，其肌束间隙较疏松，对抗MFI的能力弱[13]。因此，本研究的结果提示，在正常衰老进程中，与肌量相比，椎后肌群的MFI程度与年龄的关系更为密切，可能是更敏感的监测指标。而在多元逐步回归分析中，年龄是唯一进入了全部3组回归方程的分析因素，再次印证年龄是影响椎后肌群体质组成的重要因素。

本研究同时发现，健康男性椎后肌群的脂肪含量或MFI与相近层面VFA或TVFV呈正相关，但未见于与同层面SFA或TSFV的分析结果，提示椎后肌群MFI的发生机制与腹型肥胖的相关性高于周围型肥胖。在腹型肥胖中，脂肪细胞的活跃程度高于周围型肥胖[14]，参与椎后肌群MFI的脂肪细胞是否有类似作用有待进一步研究。

本文纳入50～79岁年龄段人群，研究中国健康中老年男性椎后肌群退变进程与年龄的关系，目前同类研究的数量仍较少，在将本研究与其他一些具有重叠年龄段的研究进行比较时，结果有一定出入，推测差异可能与使用不同人种、测量方式不同、样本量偏低等因素有关[15]。因此，未来仍需要多年龄段、大样本的研究来进一步检验上述发现。

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Relationships between the spine muscle degenerative changes and the aging in elderly males by quantitative computed tomograph*

Cai Wei1,Wang Ling1,Chen Yizhong2,Jiao Shunxia2,Zhao Qian3,Li Xintong1,DuanmuYangyang4,WangChen1,HouXue1,ChengXiaoguang1△

(1.DepartmentofRadiology,BeijingJishuitanHospital,Beijing100035，China；2.DepartmentofRadiology,thePeople′sHospitalofDayi,Chengdu,Sichuan611330,China；3.DepartmentofGeneralMedicine,WestChinaHospital/WestChinaSchoolofMedicine,Chengdu,Sichuan610041,China；4.DepartmentofRadiology,theFourthAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei,Anhui230032,China)

Objective To explore the age related decline in spine muscle volume and fat content in healthy elderly males.Methods Totally 88 males aged 50-79 years were selected from the patients who underwent quantitative CT (QCT) exam of lumbar spine.They were subgrouped by 50-<60 years,60-<70 years and 70-79 years.The muscle fat area,skeletal muscular area,muscle fat infiltration (MFI),abdominal visceral fat volume and subcutaneous fat volume,abdominal total fat volume were measured by the QCT software.Statistical analysis was performed using intraclass correlation coefficient,ANOVA with post hoc Bonferroni correction，Pearson correlation analysis and multiple regression analysis．Results Compared to other two groups,subjects in 70-79 years subgroup had highest muscle fat area/MFI and least skeletal muscular mass(P<0.05).Age-dependent correlation was found in muscle fat mass(r=0.381,P<0.05) and MFI(r=0.358，P=0.001),but no obvious correlation was found between age and skeletal muscular mass.Age was the only factor entered into the all three paravertebral muscle composition regression equations,meaning age may had an important influence on paravertebral muscle degeneration.Conclusion Lumbar paravertebral muscle degeneration in elderly men is correlated with the aging and MFI,which may play a important role in the normative age-related decline of skeletal muscle.

vertebral muscle；degeneration； muscle fat infiltration；quantitative CT

国家自然科学基金资助项目(81401407)；北京市卫计委首都医学发展科研基金资助项目(首发2014-2-1122);北京市卫生局“215”高层次卫生技术人才培养计划基金资助项目(2009-2-03)。 作者简介:蔡韦(1988-),住院医师,硕士,主要从事肌骨影像研究。△

R445.3

A

1671-8348(2016)30-4193-04

2016-04-08

2016-07-01)