腹部脂肪和肝脏脂肪含量与骨密度相关性的定量CT分析

朱传明，李燕，杨淑贞，王坤，张灿，郑晓风

腹部脂肪包括内脏脂肪及皮下脂肪，其与肝脏脂肪含量及骨密度之间的关系较为复杂。研究表明脂肪组织能增加骨量，对骨质疏松有保护作用[1]，而近年来一些流行病学研究却对此提出异议[2,3]。本文对低剂量肺CT体检的健康人群同时采用定量CT(QCT)分析软件测量腹部脂肪、肝脏脂肪含量及腰椎的骨密度，探讨不同年龄段男女之间腹部脂肪、肝脏脂肪含量及骨密度的相关性。

1.研究对象

体检中心2019年10月至2021年12月行低剂量肺CT联合QCT检查的健康人群，1448例受检者同时测量了腹部脂肪、肝脏脂肪和腰椎骨密度含量。排除标准：未完成全部测量的的受检者；
患甲状腺功能亢进或减退、恶性肿瘤等消耗性疾病及影响骨代谢的疾病受检者。女916人，年龄27～94岁，平均年龄64.31±12.79，男532人，年龄20～99岁，平均年龄63.03±15.87。所有患者均签署了知情同意书。根据年龄将男和女各分为5组：≤40岁组，男44人，女18人；
40～50岁组，男68人，女89人；
50～60岁组，男120人，女238人；
60～70岁组，男118人，女244人；
>70岁组，男182人，女327人。

2.方法

扫描方案：采用美国GE16排CT(Bright Speed)及Mindways公司的Model4QCT骨密度测量系统。参数：电压120 kV，采用自动毫安秒技术，SFOV为500 mm，扫描床高162.5 cm，层厚1.25 mm。扫描范围为肺尖至第二腰椎下缘。

骨密度测量方法：通过Mindways公司的QCT软件测量胸12、腰1、腰2椎体的骨密度均值，若椎体骨折，则另选相邻椎体替代。ROI范围及高度尽量保持固定值，避开骨皮质和椎体后部中央静脉沟。腹部脂肪运用“tissue composition”模块测量L2中心层面腹部脂肪，软件自动输出腹部总脂肪(TAT)和腹内脂肪(VAT)，两者相减得皮下脂肪(SAT)。肝脏脂肪取右前叶、右后叶以及左叶中心区域选取横截面积为290～310 mm2，层厚为9 mm的感兴趣区(ROI)进行测量，测量时尽量避开肝内血管和胆管，测量得到3个ROI的值，据Mindways提供的校正后换算公式测得肝脏脂肪百分比，记为Fat%QCT，最后取3个ROI测量值的平均值为最终QCT测量结果(等同于磁共振测量的脂肪含量。

3.诊断标准

采用国际临床骨密度学会(ISCD)和美国放射学院(ACR)骨质疏松QCT诊断标准，>120 mg/cm3骨密度正常，80～120 mg/cm3为低骨量，<80 mg/cm3为骨质疏松(OP)。

据Mindways提供的校正后换算公式测得肝脏脂肪百分比(Fat%QCT)，分为轻度脂肪肝(肝脏脂肪含量为5%～10%)，中度脂肪肝(肝脏脂肪含量为10%～25%)、重度脂肪肝(肝脏脂肪含量>25%)[4-6]。

4.统计学方法

1.年龄与BMD、腹部脂肪、肝脏脂肪含量的影响

年龄与骨密度含量之间呈显著负相关，r=-0.642，P<0.001；
女VAT与年龄之间正相关(r=0.308,P<0.001)，关系程度一般；
70岁以上组SAT明显较其他年龄组低，P<0.001；
60岁以上组TAT、VAT较60岁以下组高，P<0.05(图1、表1)。

BMD与腹部脂肪含量之间关系较为复杂，其中BMD与女VAT(r=-0.260，P<0.001)、TAT(r=-0.128，P<0.001)以及男VAT(r=-0.109，P=0.012)之间亦存在一定的负相关。男SAT与BMD之间存在较弱的正相关(r=0.118，P=0.006)，而男TAT、女性SAT与BMD之间无明显相关性(P>0.05)。对BMD与腹部脂肪TAT、SAT和VAT之间进行多元逐步回归分析，以BMD为因变量，年龄、TAT、SAT、VAT及肝脏脂肪为自变量，结果显示年龄是BMD的独立影响因素(P<0.001)，校正年龄因素后，VAT是BMD的独立负性影响因素(β=-0.003，P=0.044)。

2.肝脏脂肪含量与BMD及腹部脂肪含量之间的关系

1448例受检者中脂肪肝的患病率59.3%(859/1448)，其中男(69.5)较女(53.4)高。男肝脏脂肪含量均值较女显著高(P<0.001)。肝脏脂肪含量与BMD之间呈正相关(r=0.061,P=0.020)，与TAT、VAT、SAT亦呈正相关，其中与TAT相关性最紧密(r=0.768，P<0.001，图2、表2)。

表2 不同程度脂肪肝组别之间TAT、VAT、SAT与BMD均值

QCT可以利用胸、腹部常规CT检查的同时测定骨密度、腹部脂肪和肝脏脂脏含量，与常规影像学检查相比具有独有的优势[7,8]。程晓光等[9]研究认为L1/2～L3/4区域脂肪含量能够较好地反映全腹脂肪含量，其中L2/L3是评估全腹脂肪含量的最佳层面。本研究重点分析了腹部脂肪、肝脏脂肪与腰椎骨密度之间的相互关系，并且纳入了性别和年龄等因素的影响。

BMD约在人类20～40岁时达峰值，其后随年龄增长而逐渐减低，女性绝经期后雌激素水平下降，会导致BMD急剧减低，国内外对此有过较多研究，本文的研究结果与既往的研究结论也是一致的，两者之间呈显著负相关(r=-0.642，P<0.001)[10-12]。而年龄与腹部脂肪之间的关系，本次研究结果发现女性VAT随年龄增长而增长，特别是50岁以后，增长幅度显著增高，可能与女性卵巢功能减退有关[13]。本次研究还发现VAT可能是腰椎BMD的独立负性影响因素，这与潘亚玲等[3]的研究结果一致，而苏丽叶.苏里堂江等[14]则认为脂肪组织可能通过增加骨机械负荷和改变骨代谢从而影响BMD，国内对腹部脂肪与与BMD之间有过多个小样本的不同方式的研究，结论争议较大，可能还需要多中心大样本量的临床研究来进一步验证。

近年来，定量CT也被用于肝脏脂肪含量的测定，QCT经校正后的计算公式准所测量的肝脏脂肪含量与MR mDixon-quant的测量结果高度一致，目前已被广泛应用于中国健康人群的肝脏脂肪含量测定[5,6]。本文研究结果表明肝脏脂肪含量与腰椎BMD、腹部脂肪含量均呈正相关，特别是腹部总脂肪含量呈显著正相关,这可能是因为腹部脂肪是人体脂肪较为集中的部位，而肥胖可致脂肪(主要是甘油三酯)在肝细胞内蓄积过多导致脂肪肝的形成[15]。关于肝脏脂肪含量与BMD之间相关性的研究目前报道较少，本文研究结果提示肝脏脂肪含量与腰椎BMD之间呈弱的正相关(r=0.061,P=0.020)。彭亚娟等[16]的一项纳入了288例患者的研究结果发现在绝经后女性T2DM患者中股骨颈及左髋BMD值随着肝脏脂肪含量的增加而增加，因此认为肝脏脂肪含量可能是女性绝经期后T2DM患者骨密度的保护因素，而杨鸿兵等[17]在一项1014例体检人群B超检查脂肪肝和双能X线(DXA)检查前臂桡骨远端骨密度的研究中发现脂肪肝组和肥胖组骨量减低发病率明显低于非脂肪肝组和非肥胖组，这可能是因为BMD的保护作用与体内激素相关，绝经后女性因卵巢功能衰退，体内雌激素明显减少，此时血中的雌激素主要由少量前体物质(雄烯二酮及雄烯二醇)在脂肪等组织中经芳香化酶的作用衍生而成，所以体内脂肪含量对于绝经后女性骨量有一定的保护作用[18]。另一方面，脂肪肝的形成与腹部脂肪含量增高显著相关，脂肪含量较高可促使肾上腺雄性激素在脂肪细胞内转化为雌激素，抑制骨吸收，加速骨形成，增加骨密度[19]。Lee等[20]对韩国成年人非酒精性脂肪肝与骨密度的一项研究结果发现男性髋部骨密度与脂肪肝呈负相关，而绝经期女性腰椎骨密度则与脂肪肝呈正相关。这些研究结果的差异可能与地域、饮食以及研究所采用的检查方法、骨密度的检查部位不同有关，关于QCT在肝脏脂肪含量与骨密度相关性的临床应用，可能也需要多中心的进一步临床研究来分析。

综上所述，年龄与骨量的减少，骨质疏松的发生存在显著负相关。腹部脂肪与BMD的关系较为复杂，VAT可能是影响BMD的独立负性相关因素，而肝脏脂肪含量随腹部脂肪含量增加而增加，肝脏脂肪含量的增加有可能是BMD的保护因素。