昆明地区中老年人群髋部不同位置骨密度与肌肉参数及躯体功能的相关性研究

高 萌，刘兴利，宋 巍，吕 梁，王 罡

（云南省第一人民医院/昆明理工大学附属医院放射科，云南 昆明 650032）

骨折是骨质疏松最常见的并发症，好发于老年人，其中髋部骨折因其较高的发病率、致死率和高昂的经济成本[1]，已逐步成为全球重大的公共卫生问题。昆明地处高原，特殊的环境因素加之中老年人群对疾病的认知较少，使得骨质疏松性骨折的防治面临巨大挑战。

骨密度（bone mineral density，BMD）是骨强度的重要标志，与骨折密切相关，髋部BMD 的减低[2]及形态结构的差异[3]能够一定程度上预测髋部骨折风险。绝大部分骨质疏松性骨折都发生于跌倒后，因此与跌倒相关的肌肉参数及躯体功能水平也被很多学者用于探讨和骨折的关系[4-5]。尽管骨折患者骨量流失和肌肉减少情况常同时发生[6]，但BMD 与肌肉性质和功能的直接关系仍不清楚。明确髋部不同位置BMD 与肌肉参数和躯体功能的相关性对于髋部骨折高危人群早期预测具有非常重大的意义，目前未见针对昆明地区中老年人群的相关研究报道。

定量CT（quantitative CT，QCT）在髋部BMD测量、肌肉定量分析等方面已得到广泛应用。5次坐立实验（five-times sit-to-stand test，FTSST）作为测量下肢肌肉力量的功能测试可信度较高[7]。因此，本研究采用QCT 测量昆明地区中老年人群髋部不同部位的体积BMD，首次探讨其与肌肉参数及FTSST 时间的相关性，为临床诊疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本研究纳入2021 年5 月至 2022 年4 月于云南省第一人民医院放射科自愿接受FTSST 测试及髋部QCT 扫描的50 岁以上中老年志愿者，所有志愿者均定居在昆明地区超过10 a。以 10 岁为 1个年龄层，按照不同性别，将男、女志愿者各分为 3 组（50～59 岁，60～69 岁，70 岁及以上）。排除标准包括：（1）不能独立行动；（2）恶性肿瘤病史或严重的系统性、代谢性疾病；（3）腰椎、髋关节畸形或测量部位有金属植入物；（4）服用糖皮质激素类药物。本研究经云南省第一人民医院伦理委员会审核通过（KHLL2021-KY056），所有志愿者均签署知情同意书。

1.2 FTSST

对符合要求的志愿者进行FTSST 测试，具体操作为：志愿者采取双手交叉扶肩的姿势，在记录员发出“开始”指令同时以最快的速度从椅子上起立坐下，连续5 次，直到最后1 次完成起坐动作为止，记录所需时间。根据亚洲肌少症工作小 组（asian working group for sarcopenia，AWGS）2019 年发布的肌少症共识[8]，按照不同性别，将男、女志愿者各分为FTSST 时间≥12 s（阳性组）及 <12 s（阴性组）2 组。检测前记录志愿者的身高、体重，并计算体重指数（body mass index，BMI）。

1.3 QCT 扫描及髋部BMD 测量

采用SOMATOM Force 双源 CT 机进行髋部扫描，将 Mindways 公司的QCT 体模置于志愿者的髋部下方。扫描范围：髋臼顶上1cm 到大腿中段。扫描参数：电压 120 kV、层 厚 1.0 mm、扫描野460 mm、床高 143 cm，标准算法重建。将 CT 容积数据上传至QCT PRO 工作站，使用软件的髋关节分析模块，测得左髋关节各部位的体积BMD，本研究主要纳入全髋关节（total hip，TH）、股骨颈（femoral neck，FN）、转子间（intertrochanter，IT）3 个感兴趣区（region of interest，ROI），见图1A。

图1 髋部骨密度BMD 及肌肉参数测量Fig.1 Measurement of hip bone density (BMD) and muscle parameters

1.4 髋部肌肉测量

采用Pixmeo 公司OsiriX 软件的工作站测量志愿者左侧臀大肌、臀中小肌和大腿中段肌肉的密度及面积，截面位置依次为股骨近端的大转子水平、第三骶椎水平、股骨小转子下方3 cm 水平，参照文献[9]进行具体的肌肉勾画与测量，见图1B～图1D。

1.5 统计学处理

所得数据采用 SPSS 26.0 进行整理分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（）表示，组间比较采用独立样本t检验。指标之间的相关性采用Pearson 相关分析，校正年龄及BMI 后进行偏相关分析。P<0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象的基本情况

本次研究共招募志愿者531 人，其中男性161 人，女性370 人，年龄范围在50～93 岁，研究人群一般资料见表1。

表1 研究人群一般资料特征（）Tab.1 General data characteristics of the study population（）

表1 研究人群一般资料特征（）Tab.1 General data characteristics of the study population（）

*P < 0.05。

2.2 不同FTSST 时间组髋部BMD 比较

所有志愿者均能独立完成FTSST 测试。男性FTSST 阳性组及阴性组髋部各部位BMD 间差异无统计学意义（P>0.05）；女性FTSST 阳性组髋部各部位BMD 较阴性组更低（P<0.001），见表2。

表2 不同FTSST 时间组髋部BMD 比较（）Tab.2 Comparison of hip BMD in different FTSST time groups（）

表2 不同FTSST 时间组髋部BMD 比较（）Tab.2 Comparison of hip BMD in different FTSST time groups（）

*P < 0.05。

2.3 髋部BMD 与肌肉密度及面积的相关性

男性50～59 岁及60～69 岁年龄组中，FN BMD 与臀中小肌密度呈正相关，校正年龄及BMI后两者仍具相关性（P<0.05）。60～69 岁年龄组IT BMD 与臀中小肌密度呈正相关，校正后无相关性。70 岁及以上年龄组校正后TH BMD、FN BMD 及IT BMD 均与臀中小肌密度呈较强的正相关（P<0.05），IT BMD 与大腿中段肌肉密度也具有较高的相关性（P<0.05）。各年龄分层中髋部各部位BMD 与臀大肌密度无关（P>0.05），见表3。

表3 男性组髋部BMD 与肌肉参数相关性分析及控制年龄、BMI 后偏相关分析Tab.3 Correlation analysis and partial correlations analysis after control for age and BMI between hip BMD and muscle parameters in male groups

对于女性志愿者，50～59 岁年龄组校正年龄及BMI 后，TH BMD、IT BMD 与臀大肌、臀中小肌及大腿中段肌肉密度成弱相关，FN BMD 仅与臀中小肌密度成弱相关。60～69 岁年龄组校正后仅可见TH BMD 与臀中小肌密度成弱相关。70 岁及以上年龄组髋部各部位BMD 与肌肉密度均无关（P>0.05），见表4。

表4 女性组髋部BMD 与肌肉参数相关性分析及控制年龄、BMI 后偏相关分析Tab.4 Correlation analysis and partial correlations analysis after control for age and BMI between hip BMD and muscle parameters in female groups

男性50～59 岁年龄组FN BMD 与臀中小肌面积呈负相关，校正年龄及BMI 后，相关性更显著（P<0.01）；TH BMD 与臀中小肌面积校正后也显示出相关性（P<0.05）。60～69 岁年龄组各部位BMD 均与大腿中段肌肉面积相关，但校正后均无相关性（P>0.05）。70 岁及以上年龄组髋部各部位BMD 与肌肉面积均无关（P>0.05）。女性50～59 岁及60～69 岁年龄组表现出相关性的髋部BMD 及肌肉面积在校正年龄及BMI 后均无相关性显示，仅在70 岁及以上年龄组校正后发现TH BMD、IT BMD 与臀大肌面积呈明显负相关（P<0.05），见表3、表4。

3 讨论

随着人口老龄化进程的加快，髋部骨折的发病率逐年攀升，肌少症与骨脆性增加均与髋部骨折有关。基于QCT 测量髋部体积BMD，能够清楚地划分不同ROI 的解剖位置，展示相应部位骨量的空间分布情况，相较于面积BMD 而言，基本不受身高的影响，能更加合理预测脆性骨折的风险[10]。本研究选择临床中最常见的髋部骨折类型（即股骨颈骨折、股骨转子间骨折）相应部位放置ROI，明确髋部不同位置体积BMD 与肌肉参数及躯体功能的相关性，具有较高的临床应用价值。

FTSST 是基于躯体功能的临床测试，常用于评估老年人下肢力量和平衡功能，它易于操作，不需要专门的设备及场地，Zanker 等[11]已证明FTSST 是跌倒发生的最重要的预测因素。AWGS-2019 年肌少症共识中也将FTSST 列为评价躯体功能的独立项目[8]。本次研究发现昆明地区中老年人群普遍能够较好的完成FTSST 测试，可能与其日常生活方式有关。Cheng 等[12]证明快走运动和一定的日照量可增加 BMD 并缩短FTSST 时间。昆明地区日照量丰富，标准光照下年平均日照时间为4 h/d[13]。针对昆明地区中老年人群FTSST测试可能需要新的标准进行衡量，将12 s 作为临界值的合理性有待进一步探究。本次研究发现不同性别FTSST 阳性组的髋部BMD 均低于阴性组，但仅女性组中差异具有统计学意义，表明女性髋部肌肉力量的降低更容易引发骨量丢失。有研究显示FTSST 时间随年龄的增大而增加，老年女性在FTSST 中比老年男性表现更差[14]。本研究高龄志愿者相对较少，阳性志愿者所占比例较低，对统计结果造成一定影响。因此，FTSST 与BMD 的关系仍需要进一步讨论。

本次研究发现臀中小肌肌肉密度在多个性别、年龄分层中，与髋关节不同部位BMD 均有较强的相关性，尤其在男性各年龄分层中均与FN BMD 成正相关，说明臀中小肌密度的增高在起到机械保护作用的同时，能够提高髋部骨强度，从而降低骨折风险，在已有的文献中未见类似报道。男性70 岁及以上年龄组IT BMD 与大腿中段肌肉密度也具有较高的相关性，可能与解剖位置有关。研究还发现在偏相关分析中仅70 岁及以上女性组臀大肌面积与TH BMD 及IT BMD 呈较强负相关，证明髋部肌肉面积更容易受到年龄和BMI 的影响。有研究[15]表明臀大肌和大腿肌肉大小与股骨近端体积BMD 呈正相关，这与笔者部分分层结果并不一致。骨骼与肌肉的相互作用受到机械力学、遗传基因、炎症及内分泌等多方因素的调控[16]，昆明高海拔所导致的缺氧环境[9]对骨骼、肌肉性质均产生影响，可能导致结果的差异。

本研究也存在一定的局限性。首先，研究目前仅对髋部BMD 与肌肉参数进行初步探讨，没有髋部不同类型骨折的患者参数作为应证；其次，本研究纳入的高龄志愿者较少，统计数据存在一定的偏差。

综上所述，本研究发现女性FTSST 阳性组髋部各部位BMD 较阴性组更低。臀中小肌肌肉密度一定程度上能够作为昆明地区中老年男性股骨颈骨强度的预测指标。