基于MRI探讨腹部脂肪厚度与腰椎间盘退变的相关性

黄凯宇，何家维，杨丽丽

（温州医科大学附属第二医院，浙江 温州 325027，1.心血管内科；2.放射影像科）

基于MRI探讨腹部脂肪厚度与腰椎间盘退变的相关性

黄凯宇1，何家维2，杨丽丽2

（温州医科大学附属第二医院，浙江 温州 325027，1.心血管内科；2.放射影像科）

目的：基于磁共振（MRI）T2加权像探讨腹部脂肪厚度与腰椎间盘退变的相关性。方法：收集2008年10月-2013年9月在温州医科大学附属第二医院住院行术前腰椎间盘MRI检查的患者1 108例。在T2加权像上测量腹部各径距包括腹部直径（AD）、正中矢状径（SAD）、腹部皮下脂肪厚度（VST）、背部皮下脂肪厚度（DST），并用改良的Pfirrmann分级标准对各腰椎间盘退变程度进行评分，采用spearman相关及有序logistic回归分析各径距与腰椎间盘退变的相关性。结果：spearman相关分析显示，女性SAD、AD与腰椎间盘退变总分均呈显著正相关（r=0.20，P＜0.001；r=0.19，P＜0.001）；男性VST与腰椎间盘退变总分呈负相关（r=-0.10，P=0.01）。有序logistic回归分析显示，女性SAD、AD增加腰椎间盘退变的风险（OR=1.14，95%CI：1.08～1.20，P＜0.001；OR=1.15，95%CI：1.08～1.23，P＜0.001）；男性VST降低腰椎间盘退变的风险（OR=0.70，95%CI：0.55～0.89，P=0.003）。结论：女性SAD、AD和男性VST与腰椎间盘退变密切相关，基于MRI的腹部脂肪各项径距可作为预测腰椎间盘退变的指标之一。

肥胖；腰椎间盘退变；磁共振成像

肥胖为一种常见疾病，其发病率呈逐年上升趋势。有研究证实，肥胖会增加腰椎间盘的承重负荷，促进腰椎间盘退行性改变，因此超重或肥胖者的临床一系列并发症中，下腰痛为常见症状之一[1-3]。

目前有诸多方式衡量超重或肥胖，如体质量指数（body mass index，BMI）、腰围、腰臀比、生化电阻分析、水下称重、双能X线吸收测定法（dual energy X-ray absorptiometry，DXA）等，但上述方法未能衡量身体不同部位的脂肪分布和反映个体差异性[4]。而MRI作为一项无创、无X线辐射、无年龄限制的检测手段，能清晰显示人体不同部位脂肪堆积情况[5]。测定BMI值是公认的用于评估肥胖程度的手段，但其无法解释体脂与肌肉分布规律[6]，而采用在T2WI的正中矢状位上观测腹型肥胖各指标的方式，可以弥补此项不足，且MRI已被证实在评价腹部内脏脂肪方面要优于腰围[7]。

MRI在评估超重或肥胖者的腹部脂肪分布规律和堆积程度有诸多优势，在此基础上，本课题组提出假设：腹部不同部位的脂肪堆积程度是否与腰椎间盘的退行性变存在相关性呢？因此，本研究采用基于MRI的T2WI测量腹部各项脂肪厚度及评估腰椎间盘退变情况，并探讨腹部肥胖与腰椎间盘退变的相关性。

1 资料和方法

1.1 一般资料 收集2008年10月-2013年9月在温州医科大学附属第二医院住院进行术前腰椎间盘MRI检查的患者1 108例，按照以下标准纳入。入选标准：①年龄18～65岁，性别不限；②行MRI检查；③能够遵守方案规定的研究程序和访视计划；④MRI的T2WI图像清晰，能借此精确测量本研究所 需要的参数。排除标准：①存在已经诊断的其他内分泌代谢疾病；②存在腰椎外伤史、手术史等；③存 在诸如椎体滑移、峡部裂、隐裂、蝴蝶椎等合并先天性腰椎畸形；④可能为药物性肥胖。所有患者主要临床症状表现为腰腿痛、肌肉萎缩、运动无力、感觉障碍、腱反射减弱或消失等。本研究已经通过温州医科大学附属第二医院伦理委员会审查并签署患者知情同意书。

1.2 MRI检查方法 所有对象的MRI图像通过Ge HDXT 3.0T扫描仪获取，采用脊柱线圈，取仰卧位进行脊柱扫描，获取常规扫描的矢状位T2WI（TR 2500 ms，TE 107 ms）图像。图像参数：矩阵256mm×256mm， 窗宽320mm×320mm，层厚4mm，层间距1mm，采集次数2次。

1.3 MRI图像诊断评分及径距测量 所获图像均由2位副主任医师双盲阅片，当评定结果出现不同时，通过讨论达成一致。

1.3.1 腰椎间盘退变评分：在MRI T2WI图中，参照国际公认的改良Pfirrmann分级方法[8]，根据髓核结构、髓核纤维环界限、髓核信号强度和腰椎间盘高度等差异，将每位患者中各腰椎间盘（L1/2、L2/3、 L3/4、L4/5、L5/S1）的退变程度划分为8个等级。其中正常腰椎间盘（1级）评为1分，退化程度每增高一级，评分增加1分，如退变2级评为2分，最终将5个腰椎间盘得分相加所得评分为该患者腰椎间盘的退变评分。

1.3.2 腹部径距测量：在MRI T2WI的正中矢状位上，在L3/4腰椎间盘水平测量患者的腹部直径（abdominal diameter，AD）[9]、正中矢状径（sagittal diameter，SAD）[7]、腹部皮下脂肪厚度（ventral subcutaneous thickness，VST）[10]，在L5/S1腰椎间盘后缘水平测量患者的背部皮下脂肪厚度（dorsal subcutaneous thickness，DST）[11]（见图1）。

图1 选择棘突显示最清晰、蛛网膜下腔间隙最宽的T2WI矢状面图像，来测量肥胖各径距。SAD和AD表示在L3/4腰椎间盘水平，从腹部皮下筋膜分别到背部皮下筋膜和椎体腹面分界处的最短距离。VST与SAD和AD在同一水平测量。DST在骶骨前的高度垂直于皮肤测量，在L5-S1水平棘突后方的皮下筋膜到棘突表明筋膜的距离（图中所示VST、SAD、AD、DST不在同一水平，是由于解释说明需要）

1.4 统计学处理方法 采用SPSS18.0统计软件进行分析。所有数据采用中位数（四分位间距）表示。采用spearman相关分析各项径距与腰椎间盘退变总分的相关性。采用有序logistic回归分析各径距对腰椎间盘退变的危险度。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者的基本特征 纳入分析的1 108例患者各项指标见表1。

2.2 腹型肥胖各径距与腰椎间盘退变总分的相关分析 spearman相关分析显示，男性SAD与腰椎间盘退变总得分呈正相关（r=0.09，P=0.04），而VST与腰椎间盘退变总得分呈负相关（r=-0.10，P= 0.01）；女性AD、SAD与腰椎间盘退变总得分呈正相关（r=0.19，P＜0.001；r=0.20，P＜0.001）；其余各径距与腰椎间盘退变总得分未见显著相关性（见表2）。

表1 患者的基本特征

表2 腹型肥胖各径距与腰椎间盘退变总分的相关分析

2.3 腹型肥胖各径距与腰椎间盘退变风险的logistic回归分析 结果显示，男性的VST每增加1 cm， 腰椎间盘退变风险降低30%（OR=0.70，95%CI：0.55～0.89，P=0.003）；女性的AD和SAD每增加1 cm，腰椎间盘退变风险分别增加15%（OR=1.15，95%CI：1.08～1.23，P＜0.001）和14%（OR=1.14，95%CI：1.08～1.20，P＜0.001）；其余各径距与腰椎间盘退变风险未见相关性（见表3）。

表3 腹型肥胖各径距与腰椎间盘退变风险的logistic回归分析

3 讨论

近年来，超重或肥胖的发病率显著上升，已成为全世界关注的话题，2013年美国糖尿病协会已正式将“肥胖”定义为一种疾病[1]。肥胖不仅显著增加代谢性疾病诸如糖尿病、高血压和其他心血管疾病的发病率[12]，且其与腰椎间盘退变的发生发展密切相关，发病时间越早，对生活质量影响越大[13]。通过MRI测定DST是优于腰围以及腰臀比的全身肥胖检测方式[11]，基于MRI的SAD[10]和AD[9]也被视为良好的内脏脂肪组织测评指标。

迄今为止，基于MRI探讨腹型肥胖与腰椎间盘退变关系的研究在国内外甚少。近年来，Takatalo等[14]基于芬兰人群的一项横断面研究显示，男性SAD、AD与腰椎间盘退变有密切联系，随SAD、AD的增加，腰椎间盘退变的风险显著增加，而在女性中未发现各项径距与腰椎间盘退变的关系。我们研究发现，男性SAD与腰椎间盘退变总分呈显著正相关，而VST与腰椎间盘退变总分负相关；女性AD、SAD与腰椎间盘退变总分呈正相关。同时，男性VST降低腰椎间盘退变风险；女性AD和SAD显著增加腰椎间盘退变风险。本研究与其他研究的结果存在差异可能由以下因素造成：①对于女性群体：西方人群与东方人群生活行为习惯存在较大差异导致肥胖程度有显著不同[15]。在脂肪分布方面，东方女性内脏脂肪占有更高的比例[16]，其肥胖发生率也显著高于男性[17]，安静不好动的性格使女性腹部更容易堆积脂肪[9]。②对于男性群体：有研究[18]证实，男性血浆雄性激素水平与其腹内脂肪积累呈负相关，故AD和SAD这2个受腹内脂肪影响的径距在男性中不具有显著意义。而VST相较腹腔内脂肪对机体机械作用效应小，不足以引起腰椎间盘退变[19]，但与机体营养状况呈正相关[20]，腰椎营养供应越好，腰椎间盘退变概率越小。③DST与两性腰椎间盘退变均无明显关联，可能由于此处脂肪通常位于臀部水平线附近，对腰椎间盘的机械性压力不显著[14]。

目前超重或肥胖加剧腰椎间盘退变的机制主要有：超重或肥胖会引起的身体负荷增加而使腰椎间盘组织内压力的增加，进而导致腰椎间盘组织细胞活性丧失，细胞外基质和酶的生物合成改变及其基质的重塑，最终引起于腰椎间盘退变[19]；由肥胖引起的代谢紊乱如高血压、糖尿病和血脂紊乱等及慢 性炎症反应，可导致动脉粥样硬化，进而引起腰椎间盘的退变[21-23]。

综上所述，基于MRI的腹型肥胖指标AD、SAD与VST分别是女性和男性腰椎间盘退变的危险因素，故有必要在超重或肥胖人群中展开基于MRI的各项径距检查，发现潜在的腰椎间盘退变患者，以便及早进行干预，降低腰椎间盘进一步退变的风险。

本研究采用Ge HDXT 3.0T扫描仪进行扫描，与以往的1.5T扫描仪相比，其T2WI正中矢状位图像的对比度与分辨率提高，相应各径距的测量更准确。对于扫描腹部脂肪的磁场均匀度更好，信噪比更高，利于提高图像质量。此外，本研究还根据国际上公认的改良8级Pfirrmann分级法对相应腰椎间盘进行评分，其与以往的5级Pfirrmann分级法相比，对老年、严重的腰椎间盘退变有更好的分辨力，更易理解操作，结果更为可靠[8]。因此，本研究对腰椎间盘退变的观察和评定更加精确。本研究的不足之处：①研究对象年龄波动较大，不能针对特定年龄段的人群进行统计分析。②本研究未能排除个体吸烟史、工作及运动方式等对腰椎间盘突出的影响[24]。 ③本研究为回顾性研究，尚有待设计缜密的前瞻性研究加以证实及深入探讨。

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（本文编辑：吴昔昔）

Correlation between abdominal adipose tissue thickness and lumbar disc degeneration: A study based on magnetic resonance imaging

HUANG Kaiyu1, HE Jiawei2, YANG Lili2. 1.Department of Cardiology, the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027； 2.Department of Radiology, the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325027

Objective: To investigate the correlation between abdominal adipose tissue thickness and lumbar disc degeneration. Methods: A total of 1 108 inpatients were enrolled from the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University between October 2008 and September 2013. Parameters of abdominal adipose tissue thickness based on MRI included abdominal diameter (AD), sagittal diameter (SAD), ventral subcutaneous thickness (VST), and dorsal subcutaneous thickness (DST). Improved Pfirrmann grading system was adopted to evaluate the degree of lumbar disc degeneration. Results: Spearman correlation analysis revealed that SAD and AD had significant associations with disc degeneration score sum (r=0.20, P＜0.001； r=0.19, P＜0.001) in females. There was negative correlation between VST and disc degeneration score sum (r=-0.10, P=0.01) in males. Ordinal logistic regression showed that SAD (OR=1.14, 95%CI： 1.08～1.20, P＜0.001) and AD (OR=1.15, 95%CI： 1.08～1.23, P＜0.001) were risk factors of disc degeneration in females； VST (OR=0.70, 95%CI： 0.55～0.89, P=0.003) decreased the risk of disc degeneration in males. Conclusion: AD, SAD and VST are associated with lumbar disc degeneration, and parameters of abdominal adipose tissue thickness based on MRI may be early markers for screening lumbar disc degeneration.

obesity； lumbar disc degeneration； magnetic resonance imaging

R445.2

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2016.10.007