大 腿 骨 近 位 部 骨 密 度 の
DEXA
(Dual
Energy
X-ray
Absorptiometry)法
に よ る検 討
光 輝 病 院 整 形 外 科(指 導:井 上 一 教 授)
井 上 貴 雄
(平 成5年1月12日 受 稿)
Key words:骨 密 度,DEXA法,大 腿 骨 近 位 部
緒 言 近 年,人 口の 高 齢 化 が 進 み,脊 椎 圧 迫 骨 折 や 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 に 代 表 され る高 齢 者 の 骨 折 が, 脳 血 管 障 害,老 人 性 痴 呆 症 な ど と と も に 寝 た き り老 人 の 原 因 疾 患 と し て 社 会 的 に 注 目 さ れ て い る.高 齢 者 の 骨 折 は 骨 粗 鬆 症 が 基 盤 と な り,軽 微 な 外 力 が 加 わ り発 症 して い る た め,骨 粗 鬆 症 の 予 防 お よ び 診 断,治 療 は 寝 た き り老 人 の 軽 減 の た め に も重 要 と な っ て き て い る. 骨 粗 鬆 症 診 断 上 の 骨 塩 定 量 法 と して,正 確 で 再 現 性 が 良 く侵 襲 が 少 な いDual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA)法 が 開 発 され,近 年 臨 床 に 応 用 さ れ て い る1).こ れ ま で骨 塩 定 量 の 測 定 部 位 に 関 し て は 統 一 し た 見 解 は な く,一 般 に 腰 椎 正 面 あ る い は 側 面,大 腿 骨 近 位 部,橈 骨 遠 位 部 お よ び 踵 骨 の 計 測 が な され て い る.解 剖 学 的 に 各 部 位 で 皮 質 骨 と 海 綿 骨 の 割 合 が 異 な る た め,目 的 に よ り測 定 部 位 や 測 定 方 法 を決 定 す る 必 要 が あ る.ま た,呼 吸 性 の 体 厚 変 動,骨 変 形 所 見,周 辺 組 織 の 石 灰 化,測 定 肢 位 な ど が 測 定 結 果 に 影 響 を与 え,未 だ 解 決 さ れ て い な い 問 題 点2)が 多 い.し か しな が ら,大 腿 骨 近 位 部 は 変 形 所 見 が 少 な く,ま た 呼 吸 性 の 体 厚 変 動 が な い た め,DEXA法 に よ る 骨 塩 定 量 検 査 に 適 して い る と考 え られ る.本 研 究 で は 測 定 精 度 を 高 め る た め に,大 腿 骨 近 位 部 の 体 厚 お よ び 測 定 肢 位 が 測 定 精 度 に 与 え る影 響 に つ い て 検 討 し た.更 に, 大 腿 骨 近 位 部 の 骨 塩 定 量 の 臨 床 的 意 義 に つ い て, 骨 折 閾 値 の 設 定 や 骨 折 の 予 後 お よ び 老 人 性 痴 呆 合 併 例 の 骨 密 度 に 与 え る影 響 につ い て検 討 した. 対 象 と 方 法 1. 基 礎 的 研 究 測 定 機 器 はDEXA装 置(Hologic社 製QDR -1000/W)を 使 用 した.系 統 解 剖 体 よ り摘 出 し 軟 部 組 織 を 除 去 し た 高 齢 女 性 の 大 腿 骨 近 位 部 骨 標 本(9股)を 用 い た.体 厚 の 変 化 に よ る骨 量 (Bone Mineral Content; BMC)と 骨 密 度 (Bone Mineral Density; BMD)の 測 定 誤 差 を検 討 す る た め,ア ク リル 製 容 器 に 大 腿 骨 近 位 部 骨 標 本 を 中 間位 に 固 定 し,水 お よび 食 料 油 を 10cmか ら2cm毎 に 増 加 さ せ30cmに な る ま で 漸 次 満 た し,そ れ ぞ れ の 大 腿 骨 頚 部,転 子 部 お よ びWard三 角 のBMD測 定 を マ ニ ュ ア ル に て 測 定 領 域 を設 定 し測 定 し た.つ い で,測 定 肢 位 に よ る測 定 誤 差 を検 討 す る た め,大 腿 骨 近 位 部 骨 標 本(9股)を 用 い,内 旋30度,外 旋30度,内 転30度,外 転30度,屈 曲30度 お よ び45度 に 固 定 し,そ れ ぞ れ の 大 腿 骨 頚 部,転 子 部 お よ びWard 三 角 のBMD測 定 を行 い,中 間 位 のBMDと 比 較 し た. 2. 臨 床 的 研 究 対 象 は 当 施 設 で 骨 塩 定 量 を施 行 した女 性509例 (年齢 は19歳 か ら96歳,平 均72.5歳)で あ る. 高 齢 女 性 で 手 術 を施 行 した 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 症 例 は75例(頚 部 骨 折28 例 平 均 年 齢83.2歳,転 子 部 骨 折47例 平 均 年 齢83.0歳)で,年 齢 は65歳 か 331
332 井 上 貴 雄 ら95歳,平 均83.1歳,術 後 経 過 期 間 は 平 均24.6 ヵ 月 で あ っ た(表1).骨 折 群 に つ い て 飯 田3)の 予 後 判 定 基 準 を用 い 予 後 評 価 を行 い,長 谷 川 式 痴 呆 診 査 ス ケ ー ル4)を 用 い 痴 呆 を 判 定 した.ま た, 健 側 大 腿 骨 近 位 部 のBMDを 測 定 し,大 腿 骨 近 位 部 骨 折 例 の 術 後 成 績 とBMDの 関 連 に つ い て 検 討 し た.測 定 領 域 は 大 腿 骨 頚 部,転 子 部 お よ びWard三 角(い ず れ も非 骨 折 群 で は 原 則 と し て 左 側,骨 折 群 で は健 側)と し た. 表1 対 象 図1 水 厚変 動 とBMD 図2 油 厚 変動 とBMD 結 果 1. 基 礎 的 研 究 水 厚 を10cmか ら2cm毎 に 増 加 させ26cmま で は全 て の 測 定 領 域 でAreaの 変 動 は認 め ず,BMC は 減 少 し,そ の 結 果BMDは 減 少 し た(相 関 係 数>-0.9)(図1).ま た,水 厚 を28cm以 上 に し た 時,BMDが 低 い 骨 標 本 に お い て は 装 置 側 の 特 性 で骨 組 織 と水 の 認 識 が 成 さ れ な い た め に 解 析 が 出 来 な い 症 例 が あ りBMDの 平 均 値 は 上 昇 した(図1).し か し,皮 質 骨 の 多 い 頚 部 で は BMCお よ びBMDの 測 定 誤 差 は 少 な く,26cm 以 下 と 同様 の 相 関 係 数(相 関 係 数>-0.9)を 得
た.ま た,油 厚 を10cmか ら2cm毎 に30cmま で 増 加 させ た 実 験 系 に お い て は,全 て の 測 定 領 域 で28cmま で はBMDの 測 定 誤 差 は 少 な く,水 厚 変 動 の 実 験 系 と 同 様 の 相 関 係 数(相 関 係 数>-0.9)を も っ て 減 少 し,30cmで は 頚 部 の BMD以 外 は 平 均 値 の 上 昇 を 認 め た(図2). 図3 内外 転 がBMDに お よぼす 影 響 図4 回旋 がBMDに お よぼ す 影響 測 定 肢 位 に よ る検 討 で は,内 外 転(30度 以 内) は い ず れ の 測 定 領 域 に お い て もArea, BMCお よ びBMDに 有 意 な 影 響 は 認 め られ な か っ た. しか し,30度 を越 え る肢 位 に す る と,測 定 領 域 の 決 定 が 出 来 ず 測 定 不 能 と な っ た(図3).内 外 旋 の 影 響 は,中 間 位 に 比 較 し内 旋30度 で 頚 部 の Areaは9.7%増 加 す る が,他 の 測 定 領 域 で は 4.0∼9.2%減 少 した.一 方,転 子 部 のBMCは 減 少 し頚 部 お よ びWard三 角 のBMCは 増 加 し,そ の 変 化 率 の 相 違 に よ りBMDは 結 果 と し て 転 子 部 で 減 少 す る も の の,他 の 測 定 領 域 に お い て は 増 加 して い た(図4) .ま た,外 旋 位 で は 中 間 位 に 比 較 し,BMDは い ず れ の 測 定 領 域 に お い て も有 意 な 変 動 は 認 め な か っ た(図4).屈 曲 に よ る影 響 は,い ず れ の 測 定 領 域 に お い て も Areaは 減 少 し測 定 誤 差 の 原 因 と な るが,30度 以 内 の 屈 曲 で は,BMDに 有 意 な変 動 は 認 め な か っ た(図5).
334井 上 貴 雄
図5 屈 曲 がBMDに お よぼす 影 響
図6 年 齢 と各測 定 領域 のBMD
2. 臨 床 的 研 究
非 骨 折 群 の 最 大 骨 塩 量(peak bone mass)は い ず れ の 測 定 領 域 で も20歳 代 に 認 め ら れ,50歳 代 以 降 にBMDの 減 少 を認 め た(図6).非 骨 折 群 と骨 折 群 のBMDを 比 較 す る と,骨 折 群 の BMDが 全 て の 測 定 領 域 に お い て 低 値 で あ っ た. ま た,骨 折 型 に よ る比 較 で は,転 子 部 骨 折 群 の BMDが 全 て の 測 定 領 域 で 頚 部 骨 折 群 よ り低 値 で あ っ た(図7).大 腿 骨 近 位 部 骨 折 症 例75例 の 日常 生 活 動 作(以 下ADL)は,全 例 介 助 歩 行 以 上 の 活 動 性 を有 し,予 後 評 価 で は優12例(16%), 良50例(67%),可13例(17%)で あ っ た.各 評 価 群 に お け るBMDを 比較 す る と,予 後 不 良 例 ほ どBMDが 全 て の 測 定 領 域 で低 値 で あ っ た(図 8).ま た,大 腿 骨 近 位 部 骨 折 症 例75例 の う ち, 痴 呆 を合 併 して い た 症 例 は21例(28%)で,無 欲 型12例(57%),興 奮 型9例(43%)で あ っ た. 痴 呆 非 合 併 例 に 比 較 し痴 呆 合 併 例 のBMDが 全 て の 測 定 領 域 で低 値 で あ り,無 欲 型 の 痴 呆 を合 併 し て い た 症 例 のBMDが 興 奮 型 に 比 較 し全 て の 測 定 領 域 で 低 値 で あ っ た(図9).
図7 骨折 型 と各 領域 のBMD * P<0.05 ** P<0 .01 骨 折 型 図8 予 後 評価 と各 領域 のBMD * P<0 .05 **P<0.01 予後 評 価 考 察 DEXA法 に よ る測 定 精 度 の 研 究 で は,一 般 的 にK2HPO4溶 液 を 水 フ ァ ン トム 内 に 入 れ 水 厚 を 変 動 させBMDを 測 定 し た実 験 系 で,水 厚 は10 cmか ら30cmで はBMDに 変 化 が な い と して い る.し か し,本 研 究 で は,よ り生 体 に 近 い 検 体 と し て 系 統 解 剖 体 よ り摘 出 し た 大 腿 骨 近 位 部 を 用 い,水 厚 お よ び 油 厚 を10cmか ら30cmま で2cm 間 隔 に 変 動 させ,そ のBMDを 測 定 した.K2HPO4 溶 液 のBMDは,生 体 に 比 較 し高 値 で あ る た め, 10cmか ら30cmの 間 で は水 厚 に 影 響 さ れ な い が, 生 体 で はBMDがK2HPO4溶 液 よ り低 値 で あ る た め 各 領 域 間 に 変 化 率 の 差 を生 じ た と考 え ら れ る.ま た,水,油 厚 が 増 す とX線 が 減 衰 す る た め,28cm以 上 に な る とBMDの 低 い 骨 標 本 で は,骨 を認 識 で きず 解 析 不 能 と な り,住 居 ら5)の 報 告 と 同様,体 厚 に よ るBMDの 変 化 が 生 じ る と考 え た.従 って,測 定 値 が 水,油 厚 変 動 の 影 響 を受 け に くい 測 定 領 域 と し て は,骨 密 度 が 高 く皮 質 骨 の 多 い 大 腿 骨 頚 部 領 域 で あ る と推 察 さ れ た.こ の こ とは,頚 部 領 域 以 外 はBMDが 体
336 井 上 貴 雄 図9 痴 呆 類 型 と各領 域 に お け るBMD * P<0 .05 ** P<0 .01 精神 症 状 厚 に 大 き く影 響 を受 け る た め,骨 粗 懸 症 の 定 量 的 評 価 を 行 う場 合 に,頚 部 領 域 のBMDを 指 標 に す べ きで あ る と考 え る. 大 腿 骨 近 位 部 骨 塩 定 量 は 内 旋 位 に 比 較 し,自 然 肢 位 で は 見 か け 上,大 腿 骨 頚 部 は 短 縮 し,転 子 間稜 は 頚 部 に 重 な り頚 部 のBMDは 約12%過 大 評 価 さ れ る と い う報 告2)が あ る.し か し,高 齢 者 で は 股 関 節 の 可 動 域 制 限 が あ る こ と が 多 く, 内 旋 位 を強 制 す る と骨 盤 が 傾 き,厳 密 に30度 内 旋 す る こ と は 困 難 で あ り再 現 性 に 乏 し く な る. 大 腿 骨 近 位 部 骨 標 本 を用 い た 本 研 究 で は,中 間 位 と外 旋 位 との 間 に は 有 意 な 測 定 値 の 変 動 が な く,内 旋 位 よ りむ しろ 中 間 位 か ら30度 以 内 の 軽 度 外 旋 位,即 ち 自然 肢 位 で の 測 定 が 再 現 性 の 点 か ら有 益 と推 察 さ れ た. 骨 折 の 危 険 因子 と して 骨 粗 鬆 症 が 存 在 す る こ と は よ く知 られ て い る6,7).骨 塩 定 量 法 の 臨 床 的 意 義 は,骨 粗 鬆 症 の 診 断 と治 療 効 果 判 定 お よ び 骨 折 の 予 防 等 に あ り,骨 折 閾 値 に つ い て の 報 告1,6,8∼12))も散 見 さ れ る.ま た,測 定 に あ た り腰 椎 のBMDは 骨 の 変 形 や 大 動 脈 の石 灰 化,さ らに 下 位 肋 骨 と骨 盤 の 影 響 を強 く受 け る よ うに な る. ま た 体 厚 の 呼 吸 性 変 動 に よ り誤 差 を 生 じ易 い た め,骨 粗 鬆 症 の 診 断 に は,大 腿 骨 近 位 部 のBMD が 適 して い る と考 え る. 本 研 究 に お け る 臨 床 的 検 討 で は,当 院 で 骨 塩 定 量 を行 っ た非 骨 折 群509例 の年 齢 別 のBMDの 推 移 は 諸 家2,6,13)の報 告 と同 様,最 大 骨 塩 量 は いず れ の 測 定 領 域 に お い て も20歳 代 に 認 め られ,閉 経 を 迎 え る50歳 代 前 後 にBMDの 著 し い 減 少 を 認 め た.他 方,骨 折 群 のBMDを 非 骨 折 群 と比 較 す る と,各 測 定 領 域 に お い て 骨 折 群 のBMD が 低 く,骨 折 部 位 の 比 較 で は 頚 部 骨 折 群 に 比 べ 転 子 部 骨 折 群 のBMDが 低 い 傾 向 に あ り,BMD が 低 値 に な る ほ ど転 子 部 骨 折 が 起 こ りや す い と 推 察 され る.骨 折 群 と非 骨 折 群 を骨 密 度 の 差 で 明 確 に 分 離 す る こ とは 困 難 で あ るが,骨 折 を 予 防 す る た め に は 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 の 骨 折 閾 値 の 設 定 が 必 要 とな る.乗 松7)ら は 健 常 者 最 大 骨 塩 量 の80%す な わ ち0.67g/cm2を,Nordinら1)は mean-2SD, Mazessら8,9)はmean-4SD, Riggsら11∼13)はsensitivity 90%,藤 原 ら6)は sensitivity 80%を それ ぞ れ 骨 折 閾 値 と して い る. 本 研 究 の 結 果 か ら は,骨 折 者 の80%を 含 む 値 が 健 常 者 の70歳 以 降 のBMDに 相 当 す る こ とか ら, 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 の 骨 折 閾 値 と し て のBMD値 を頚 部0.547,転 子 部0.406,Ward三 角0.315g/ cm2と し た(表2).藤 原 ら5)の値 に 比 較 し,い つ れ の領 域 もや や 高 値 とな っ たが,乗 松 ら15)の値 に 比 較 す る と低 値 と な っ た.も し乗 松 らの0.670を 骨 折 閾 値 と した 場 合,60歳 以 上 の ほ と ん どが 閾 値 以 下 とな り,不 適 切 と考 え た.ま た,骨 折 型 別 に 検 討 す る と転 子 部 骨 折 の 骨 折 閾 値(頚 部 0.494,転 子 部0.391,Ward三 角0.268g/cm2)が
頚 部 骨 折 の 骨 折 閾 値(頚 部0.568,転 子 部0.463, Ward三 角0.350g/cm2)と 比 較 し低 値 で あ った(表 3).大 腿 骨 近 位 部 骨 折 例75例 のADLは,全 て 介 助 歩 行 以 上 の 活 動 性 を有 し,飯 田 の 予 後 判 定 基 準3)で 優12例,良50例,可13例 で あ り,予 後 不 良 例 ほ どBMDが 低 く,杉 浦 ら7)の報 告 と 同 様 ADLが 低 い も の ほ どBMDは 低 値 を と っ て い た.大 腿 骨 近 位 部 骨 折 に お い て,術 前 の 機 能 評 価 が 低 い 症 例 ほ ど術 後 予 後 不 良 例 が 多 くな る こ とか ら,術 前 の 骨 塩 定 量 に よ り術 後 の 予 後 を予 測 す る こ とが 可 能 で あ る と考 え ら れ た.ま た, 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 に 痴 呆 を 合 併 して い た 症 例 は 21例(無 欲 型12例,興 奮 型9例)あ り,痴 呆 非 合 併 例 に 比 べ 痴 呆 合 併 例 のBMDが 低 く,ま た 無 欲 型 が 興 奮 型 に 比 べBMDが 低 か っ た.無 欲 型 痴 呆 合 併 例 で は,活 動 性 が 低 下 して い る た め
に廃 用性 骨萎 縮が招 来 された結 果 と推察 され る.
今 後 高齢者 の骨 折 を減 少 させ るため に,骨 粗
鬆症 の早 期発 見,治 療 お よび予 防 が必要 で あ り,
骨塩 定 量的検 査 は臨床 的 意義 が高 い と言 え る.
DEXA法
は骨塩 定 量的検 査 法 として,再 現性 に
優 れ,被 爆線 量 が少 な く簡便 に測定 が 出来 る装
置 で あ るが,よ り再現 性 を高 め るため に測定 部
位や 測定 肢位 の統 一 を計 るべ きで あ り,本 研 究
か ら下肢 を 自然肢 位(軽 度 外旋位)と
した大 腿
骨近位 部 の測 定 を推奨 したい.
表2 大腿骨近位部骨折閾値
(単 位: g/cm2) 表3 大 腿 骨頚 部 骨 折 お よび 転子 部 骨 折 の 骨折 閾 値 (単 位: g/cm2) 結 論 1. 大 腿 骨 近 位 部 骨 密 度 測 定 に お い て,水, 油 厚 に よ り測 定 値 の 変 動 を 生 じ,水,油 厚28cm 以 上 で は 測 定 値 の 信 頼 性 が 乏 しか っ た. 2. 測 定 肢 位 は 中 間 位 が望 ま し い が,内 外 転, 外 旋 位 で は 肢 位 に よ る 測 定 誤 差 は 少 な か っ た. 3. 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 患 者 のBMDは,非 骨 折 例 に 比 較 し低 値 で あ り,転 子 部 骨 折 例 は 頚 部 骨 折 例 に 比 較 し よ り低 値 で あ っ た. 4. 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 術 後 予 後 不 良 例 ほ ど BMDは 低 値 で あ っ た. 5. 大 腿 骨 近 位 部 骨 折 に 無 欲 型 の 痴 呆 症 を合 併 し た症 例 のBMDは,興 奮 型 の 痴 呆 症 を合 併 した 症 例 に 比 較 し著 し く低 値 で あ っ た. 稿 を終 え るに あ た り,御 指 導,御 校 閲 を賜 り ま し た 岡 山大 学 整形 外 科 学教 室井 上 一 教 授 に深 く謝 意 を表 します.ま た直接 御 指 導,御 教 示 を賜 りま した 岡 山 県立 大 学住 居 広 士 助教 授 に 深 謝 い た し ます.ま た,DEXA測 定 に ご協 力 頂 い た光 生 病院 の 佐 能 量雄 先 生,放 射 線 技 師の 小 野 敦 先 生 に 深謝 い た します。 文 献1) Nordin BEC: The definition and diagnosis of osteoporosis. Calcif Tissue Int (1987) 40, 57-58. 2) 小 泉 潔,内 山 暁,荒 木 力,日 原 敏 彦,尾 形 均,門 澤 秀 一,可 知 謙 治,大 西 洋,大 場 洋,遠 山 敬
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338 井 上 貴 雄
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