升主动脉钙化作为低骨密度的潜在预测因素:一项初步研究

摘要

背景．确定与低骨密度(BMD)相关的因素对预防髋部骨折具有重要意义。升主动脉钙化与骨密度的相关性尚未见报道。因此，本研究的目的是确认升主动脉钙化可以作为低骨密度的预测因素的假设，并寻找x线表现。方法．91例髋部骨折患者的胸部平片和CT图像。利用图像对升主动脉靠近主动脉弓的钙化线进行评估。平片及CT均证实明显钙化线为+2。在普通胶片上模糊的线，经CT确认为+1。无钙化者为0(对照)。我们将分类评分与BMD进行了比较，并计算了kappa系数来衡量该影像学发现的观察者的可靠性。结果．28例患者呈+2线，24例患者呈+1线，39例患者呈0线。+2组的中位数BMD为0.37，+1组为0.45,0组为0.51。+2组的BMD明显低于其他组。kappa系数约为0.6 ( ）.结论．升主动脉钙化的影像学表现可能被认为是低骨密度的替代指标。在这些受试者中，BMD可能被用于确认骨质疏松症的诊断。Mini-Abstract．主动脉弓尾征是升主动脉的钙化线，在本研究中与低骨密度相关。如果在x线或CT上偶然发现升主动脉钙化，可以用BMD来确诊骨质疏松症。

1.介绍

髋部骨折是老年患者的严重健康问题，因为它们会导致活动能力显著下降，并降低预期寿命[1］．日本已成为世界上最老龄化的国家，2018年有27.7%的人口年龄在65岁以上[2］．在临床危险因素中，股骨颈骨密度(BMD)是各种骨折风险最可靠的预测值[3.］．研究表明，确定与低骨密度相关的因素对预防股骨骨折具有重要意义。

自2020年COVID-19大流行以来，整形外科医生要求进行的胸部CT扫描比以往任何时候都多，特别是对需要紧急手术的患者。

影像学分析显示，许多髋部骨折患者从升主动脉到主动脉弓均有主动脉钙化。

回顾性分析，我们也发现主动脉钙化在平片图像中可见。据我们所知，尚未有研究探讨髋关节骨折患者升主动脉钙化与低骨密度之间的关系。本研究的目的是证实升主动脉钙化可以作为骨质疏松患者股骨颈低骨密度的预测因素的假设。

2.材料和方法

2．1．病人

我们回顾性分析了在2020年4月至12月期间在同一医疗机构治疗的91例低创伤髋关节骨折患者(42例股骨粗隆骨折和49例股骨颈骨折)。所有患者均平卧位行胸部平片及CT检查，避免感染。弹道导弹防御(g / cm²使用Horizon DXA系统骨密度计(Hologic Inc.， MA)测量股骨颈非骨折部位的骨密度。这是因为股骨颈始终是髋部骨折的重要预测因素，其鉴别能力优于腰椎[4］．

患者组包括74名女性和17名男性，平均年龄88岁(65 - 105岁)。中位体重指数(BMI)为19.8 kg/m²(12.5, -30公斤/米²）.

根据美国麻醉医师协会身体状况(ASA-PS)评分，分级II级50例，分级III级41例。慢性疾病，包括糖尿病(DM)和高血压(HT)，因为血管疾病与髋部骨折密切相关[5，6］．糖尿病定义为空腹血糖≥126 mg/dl或服用降糖药物的患者。HT定义为收缩压≥140 mmHg、舒张压≥90 mmHg的患者。13例糖尿病患者，58例HT患者。79例患者接受超声心动图检查主动脉瓣狭窄(AS)和主动脉返流(AR)。本回顾性研究经九州中心医院评审委员会批准(21-1)。

2．2.影像学评估

从图像上评估升主动脉与主动脉弓相邻的钙化线。我们将这条线命名为“主动脉弓尾征”，如图所示1．平片及CT证实钙化线明显，分级为+2。在普通胶片上模糊的线，经CT验证为+1。图像无钙化者为0例(对照)。

图中描述了每个分类评分的代表性图像2．我们将钙化线的强度与患者数据(年龄、性别差异、BMI、ASA-PS和既往病史)进行比较，并研究钙化与这些参数之间的相关性。

2．3.评税人协议的衡量

计算kappa系数来研究观察者的可靠性。kappa系数，也被称为科恩的一致性系数，是评估评分者之间一致性的一种广泛使用的指标[7］．从91例中随机抽取24例，其中两名合著者解释了普通的电影图像。首先，将24例患者分为有或无主动脉弓尾征组。一周后，他们再次解读相同的图像，将所有病例按上述方法分为0、+1、+2组。然后计算两种情况下的kappa系数。我们参考了之前的一篇论文来解释kappa [8]， 0.41-0.6区间表示基本一致，0.61-0.8区间表示基本一致。

2．4．主动脉弓尾征在无髋部骨折患者中的应用

我们回顾性检查了35例70岁以上无髋部骨折患者的平片。患者组由30名女性和5名男性组成，平均年龄80岁(70 - 89岁)。我们评估主动脉弓尾征是否与骨密度有关。

2．5．统计分析

所有数据均以中位数表示，且均在25%-75%四分位间(IQR)范围内。采用夏皮罗-威尔克检验进行正态性检验后，采用皮尔逊卡方检验和学生卡方检验评价两组间的差异t以及。采用独立Wilcoxon符号秩检验评估非正态分布变量，采用Kruskal-Wallis和steel - dass检验确定+2、+1和0(对照组)组的BMD差异。一个值<0.05认为有统计学意义。数据分析采用JMP统计软件包(ver。15;SAS Institute, Cary, NC)。

3.结果

人口统计数据汇总见表1．约60%的病例表现为升主动脉钙化。91例患者中a +2线28例，a +1线24例，0线39例。我们还参考CT图像对降主动脉钙化进行了评估，其阳性率为74.7%。这些阳性比率有显著差异( ）.+2线组的BMI显著低于0线组(18.7 vs. 21.1;< 0.01)。两组患者的其他临床参数，包括性别、年龄、ASA-PS、骨折类型、病史和心电图结果均无显著差异。根据主动脉弓尾征分类的骨密度比较如图所示3.．+2线组的BMD为0.37(0.35-0.4)，+1线组为0.45(0.4-0.54)，0线组为0.51(0.39-0.57)。+2线组的BMD明显低于0线组和+1线组( ）.

对于评估者的一致性，关于主动脉弓尾征的kappa系数为0.61 (95% CI, 0.26-0.95) ( ),三个分类组的kappa系数为0.56 (95% CI, 0.27-0.85) ( ）.

在无髋部骨折的患者中，19 / 35(54.2%)的主动脉弓尾征阳性(中位年龄:82岁，10名女性，1名男性)。平均年龄和性别差异与主动脉弓尾征阴性组相似(中位年龄:78岁，12名女性，4名男性)。阳性组的BMD低于阴性组(0.44 vs. 0.58， ),但高于髋部骨折+2线组(0.44 vs. 0.37， ）.

4.讨论

在目前的研究中，我们证实了髋关节骨折患者升主动脉钙化与骨密度低有关的假设。我们将与主动脉弓相邻的升主动脉钙化线命名为“主动脉弓尾征”。主动脉弓尾征明显与低骨密度密切相关。我们的结果提示，升主动脉钙化线可以作为骨质疏松患者股骨颈骨密度低的预测因素。

血管疾病和骨质疏松之间的关系已被报道过。老年人或2型糖尿病患者的血管钙化与骨质疏松和低骨密度有关[9，10］．腹部主动脉钙化(AAC)较明显的老年女性骨折风险较高[11］．从基础科学的角度来看，动脉钙化过程与骨生理学，特别是骨质疏松症有一些共同的途径[12］．Iba等人检查了骨特异性碱性磷酸酶(破骨细胞分化的制造者)，发现有腹主动脉钙化的骨质疏松患者的血清水平高于无钙化的患者[13］．Rhee等研究了核因子受体激活因子配体(Receptor Activator of Nuclear Factor-kappaB Ligand, RANKL)基因多态性与主动脉钙化的关系[14］．然而，相反的，Aoyagi等报道，通过统计分析，几乎没有证据支持骨质疏松症(低BMD)与主动脉钙化之间的直接关系[15］．在目前的研究中，无论是否存在髋部骨折，主动脉弓尾征都与低骨密度相关。然而，与髋部骨折患者相比，非髋部骨折患者的主动脉弓尾征对其影响不大。这种结果可能是因为髋部骨折不仅与低骨密度密切相关，而且与低相对肌肉质量密切相关[16］．最近的一项研究表明，严重的腹主动脉钙化与髋部骨折显著相关，但与椎体或非椎体骨折无关[17］．对于医生和骨科医生来说，在测量骨密度之前，及早发现主动脉钙化可以预防髋部骨折。

如前所述，自2020年COVID-19大流行以来，整形外科医生要求进行的胸部CT扫描比以往任何时候都多，特别是对需要紧急入院或紧急手术的患者。我们回顾性分析了91例患者的CT影像，其中约60%的患者表现为从升主动脉到主动脉弓的主动脉钙化。在91例患者中有28例表现出明显的主动脉钙化，这在平片影像上很容易发现。我们假设升主动脉钙化可以作为低骨密度的预测因素，我们的主动脉弓尾征与低骨密度显著相关。此外，我们的结果显示，主动脉弓尾征的观察者内可靠性具有统计学意义，这表明医生和骨科医生可能会发现这一新发现是一种有效的预测低严重骨质疏松症的工具。

DXA扫描是骨质疏松筛查和决定抗骨质疏松治疗的金标准工具。另外，在辐射剂量方面，每次检查的剂量约为0.5 mSv，与胸部x光检查的剂量相当，但远低于一次CT检查的25 mSv。从这些方面来看，胸部x光的用途仍然不清楚。而2015年日本骨质疏松体检扩散率约为5%。考虑到胸片的广泛性和成本效益，我们的主动脉弓尾征可以在DXA检查前作为骨质疏松的“非常早期筛查工具”。

在我们的研究中，主动脉弓尾征也与低BMI相关。这一结果与之前一篇论文的研究结果相一致，该研究表明，低BMI可能与骨钙动员增加主动脉钙化有关[18］．然而，其他临床参数与主动脉弓尾征无关。Allison等人报道，所有血管床的钙化随年龄增长而增加[19，而其他研究表明，主动脉钙化在女性中比男性更为普遍[6，20.］．相反，Takasu等人证实胸降主动脉钙化是冠状动脉钙化的预测因子，但与心血管危险因素无关[20.］．需要更多的研究来寻找新的与主动脉弓尾征相关的临床参数。

我们的研究有局限性。由于主动脉钙化在老年人中较为常见，低BMD与主动脉钙化的关系可能是偶然发现的。然而，与降主动脉相比，我们的数据显示升主动脉钙化斑块的阳性率较低。心跳的持续运动可能会阻止斑块的形成，导致钙化变化出现的频率较低，如降主动脉或腹主动脉。以前的一篇论文表明，动脉粥样硬化斑块的病因可能因主动脉组织而异[21］．考虑到以往关于升主动脉的研究数量有限，目前的研究虽然患者数量较少，但仍然有意义。

5.结论

主动脉弓尾征是x线和/或CT扫描图像上见的升主动脉毗邻主动脉弓的钙化线，被发现与低骨密度有关。因此，对于在x线或CT上偶然发现升主动脉钙化的患者，BMD可以作为骨质疏松的确诊依据。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者感谢来自Edanz集团的Paul Mitchell (B.Sc) (https://en-author-services.edanz.com/ac)为编辑本手稿的初稿。

参考文献

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