第三章 骨质疏松症及骨质疏松性骨折的诊断
第一节 骨质疏松性骨折的X线征象
骨质疏松症同时影响着皮质骨和松质骨。皮质骨的吸收主要发生在3个部位：骨内膜、骨膜、皮质内。成熟骨的任何表面都是骨重塑的潜在位置。在密质骨中，大多数吸收发生在皮质富血管的内外表面，即骨膜及骨内膜表面。更年期骨质疏松症中，骨内膜表面的吸收最为活跃。骨内膜扇形边在骨质疏松早期可见，但常见的表现是骨髓间隙增宽伴随皮质变薄。在严重病例中，皮质变薄、变脆（铅笔样薄皮质），且内表面光滑。骨内膜、骨膜、皮质内的吸收过程根据代谢刺激物而反应不一致。反应模式由诱发因素引起的骨转换速率决定。例如，甲状旁腺功能亢进时，为骨高转换状态，骨膜下骨吸收可见，表现为沿着骨外表面分布的微小不规则变化，尤其在掌骨中能很好显示。如此高的骨转换速率在其他疾病很少见到，因此，骨膜下骨吸收伴随普遍骨量减少几乎全为甲状旁腺功能亢进的症状。皮质内骨丢失见于低骨转换速率，导致骨膜下透亮影（在如甲状腺功能亢进等高代谢状态下，结缔组织的分解代谢加速，皮质骨较松质骨更易受影响）。皮质内吸收表现为纵向条纹或小梁形成，皮质内侧1/2最适宜观察。在更年期骨质疏松症中，吸收速率不够高而不能在放射片中产生骨膜下透亮影或皮质纵向条纹影。这一认识可帮助鉴别骨密度丢失的代谢原因及预防某种潜在的可治疗的病因导致的普遍性骨量减少，而不是被误认为老年性骨质疏松症。松质骨的表面积更大，对代谢刺激的反应更为迅速，因此对骨质疏松症的反应较皮质骨更早。在松质骨中，骨小梁弓形交叉以适应施加在其上的压缩及拉伸力。骨量丢失的顺序可通过在放射片上观察骨小梁模式来研究。非承重的次要骨小梁首先消失。与重力传导平行的主要骨小梁一直存至最后。承重的骨小梁有时会增厚，部分因为其遭遇微骨折愈合的结痂，部分因为增厚为一种代偿机制。因此在骨质疏松症早期，主要骨小梁在放射片上能突显出来，在后期其消失，造成“水洗”外观。
X线片是一种投影成像模式，空间分辨率可达40μm，其能提供良好的组织对比，且能反映骨微结构，可广泛开展。然而，皮质骨和松质骨在成像时是重叠的，仅能显示松质骨的纹理，而不是其真正的3D结构。尽管有这些限制，凭纹理分析能判断松质骨的属性，有能力检测到骨骼老化的变化、区分伴或不伴骨质疏松性椎体压缩骨折的患者，能为BMD提供补充信息。骨质疏松症在X线的表现为：骨密度弥漫性减低，密度减低明显者其骨髓腔的密度与周围软组织密度相似；骨皮质厚度减薄及骨皮质松质化；非承重方向的骨小梁减少或消失，承重力方向的骨小梁稀疏或相对增粗。骨量减少是一个描述性术语，用于表示由于骨矿物含量或骨量减少而在放射片上表现为骨的密度降低。在放射片上确定骨量减少是不精确的，在总骨量减少30%～40%前无明确证据。骨质疏松症患者的脊柱骨，生物力学作用导致水平方向骨小梁首先丢失，因此竖直方向骨小梁变得更为突出及增厚，使得椎骨呈现竖直条纹表现。骨骼增加的放射可透性是“骨贫乏”的直接反映。组织投影的密度与组织吸收X线的比例成反比，X线吸收随着原子数目的三次幂增加，因此与骨中钙离子数目相关。骨质疏松症骨中矿物质含量不足，导致X线吸收减少，随之放射片上呈现为更大的放射可透性。在放射片能观察到时，骨量丢失至少达到30%～50%。传统放射成像技术主要应用于外周骨如根骨、桡骨远端，因这些部位周围软组织不会影响成像质量，并能标准化。当然，亦有文献指出腰椎和股骨也也得到理想结果。
骨骼X线片通常用来诊断骨折，监测骨折愈合，评价非骨质疏松性骨疾病（如软骨病、骨佩吉特病、多发性骨髓瘤）可能增加的骨折风险。放射片骨量减少是对X线片透亮度增高的描述，具有高度主观性，与世界卫生组织使用DXA测量得到的T值处于-1.0和-2.5范围内的关于骨量减少的量化定义很不一致。因为在脊柱侧位片能发现骨量减少时，约20%～40%骨量已丢失。标准X线成像对诊断骨质疏松症虽不敏感，但X线片能在出现明显应力性骨折显示骨质疏松症的证据，尽管如此，骨质疏松X线片证据有时被忽视或者漏报。
更年期骨质疏松脊柱的影像学表现可概括地分为非骨折改变和椎骨骨折。
垂直方向骨小梁的保存和更多水平方向骨小梁的退化，使得平行于重力线的骨小梁轮廓更易凸显，使椎体呈粗糙的小梁/条纹表现，类似于血管瘤。椎体血管瘤同样有骨量减少（由于骨为血管瘤组织所替换）及竖直条纹。然而，多个连续节段乃至全脊柱受累且不伴随骨膨胀或软组织阴影，可帮助鉴别“假血管瘤征象”和真血管瘤（图3-1-1）。
椎体的密度不断降低，失去内部特征，当骨密度近似于周围软组织时，最终呈水洗样表现。Saville将这种进展性特征丢失和透亮度增加分为5级（表3-1-1）。在脊椎中，皮质厚度在侧位片上的椎骨终板处显示最佳，此处皮质相对较厚。随着松质骨密度的丢失，椎骨皮质线形阴影越发稀疏，产生众所周知的“相框”征。
椎骨骨折是骨质疏松症的标志。椎体在轴向负荷下通常发生压缩。次级骨小梁的丢失产生残余的承重垂直骨小梁骨折的生物力学环境。von Euler方程阐明一个交叉关系的结构将垂直柱两等分，弯曲此结构需要的重量与距交叉结构距离的平方成反比。简而言之，随着水平方向骨小梁的丢失，只需施加原负荷的四分之一的力，椎体就会弯曲。这一过程解释了骨质疏松性椎体压缩骨折频繁发生的原因。
脊椎骨质疏松性骨折分类的国际标准为Genant制定的半定量分级系统（表3-1-2，图3-1-2），为ISCD、国际骨质疏松基金和欧洲骨骼放射学会等大多数学会所推荐。依照此分级系统，T4～L4中椎骨高度减少20%以上和高度减小面积为10%～20%定义为骨折。此方法在大量临床药物试验和流行病学研究中被广泛应用和检测。骨质疏松症中楔形和双凹形骨折变形最常见，同时因原发肿瘤或转移瘤浸润椎体引起的椎骨后部骨折应引起重视。除了半定量分级系统最为广泛应用外，应注意到亦有一些其他方法制定出来用于骨质疏松性骨折分级，包括基于定性定义算法，其把椎体终板的改变作为最重要的影像证据指标。
脊椎骨折是最常见的骨质疏松性骨折，且是未来发生骨折的一个重要预测因子：当开始出现脊柱骨折后，个体随后发生脊柱骨折的风险增大5倍，发生髋关节骨折的风险增加2倍，20%的骨折在初次骨折12个月内发生。
有很大比例的脊柱骨折（30%～50%）无临床症状，常在因其他临床原因行X线检查时被发现，如侧位胸片、静脉尿路造影术、胃肠道钡剂造影、CT和MRI。采用多排螺旋CT获得的胸部和腹部正中矢状面重建图像，能确认横断位不能发现的脊柱骨折。脊柱骨折在侧位脊柱片和由多层螺旋CT重建的矢状位显示最佳。脊柱骨折漏报是一个被公认的问题。国际骨质疏松基金会开始制定脊柱骨折倡议，用来促进精确及明确报道放射片及DXA片上的脊柱骨折。该项倡议的目的是为了促进骨质疏松症患者的鉴别和管理。Kim等分析了100名某三级保健医院急诊科随机选取的60岁及以上患者的正侧位胸片，中到重度椎骨骨折的患病率为22%，然而仅有55%（12/22）椎骨骨折在官方放射报告中有所提及。Gehlbach等回顾了某医院934名60岁以上男性和女性的正侧位胸片：132名研究对象存在中等或严重的椎骨骨折（14.1%），但目前仅在50%的放射报告中得以确认骨折，934名患者中仅17名（1.8%）患者得到椎骨骨折的出院诊断。因此，几乎没有多少椎骨骨折的患者能接受合适的骨质疏松特异性药物治疗以预防未来的骨折。随后其他发表的研究亦提出相似观点。这些研究表明侧位胸片能发现已存在未诊断的椎骨骨折，但放射医师对这些发现的重要性认识有限。这促使国际骨质疏松基金和欧洲骨骼放射学会制定脊柱骨折倡议来提升放射医师重视意识，指导其如何诊断骨质疏松性骨折。
髋部和骨盆骨质疏松症的放射学表现同其他部位一致。髂窝附件的髂骨叶、耻骨、髋臼、股骨颈和大转子是易受骨质疏松症影响的部位。松质骨骨质疏松性改变在股骨近端、骶髂关节和髋关节之间的区域最为严重，其中髂骨的皮质变薄最为明显。Singh等提出Singh指数，该指数是根据股骨近端正位X线片将正常股骨近端骨小梁分组，各骨小梁组详细分布如下（图3-1-3）：①主压力组：骨小梁起自股骨颈下方的股骨干内侧皮质，略呈放射状向上分布至股骨头。②次压力组：骨小梁起自小转子股骨干内侧皮质，弯向外向至大粗隆及股骨颈。③大粗隆组：骨小梁起自大粗隆下方骨皮质，向上止于大粗隆上方。④主张力组：骨小梁起自大粗隆外下方，呈弧形向内上方经股骨颈上部至股骨头下方。⑤次张力组：骨小梁在主张力组骨小梁下外方的皮质，向内上方止于股骨颈中部。Ward三角：由主压力组、次压力组和主张力组骨小梁相围而成。Singh等同时提出放射学发现分级指标，见表3-1-3。
