定量CT QCT测量体模软件系统检测法 测量腹部脂肪面积及分布的重复性研究
成都华西华科研究所分析定量CT QCT测量体模软件系统检测法 测量腹部脂肪面积及分布的重复性研究
摘要:目的研究采用定量CT骨密度(QCT)方法测量腹部脂肪面积及分布的重复性。方法以到 北京积水潭医院进行腰椎QCT骨密度检查的30例(女15例,男15例)患者为测量对象,采用QCT分 析软件中的“tissuecomposition”功能定量测量L2、L3、L4、L5椎体中心层面的腹部脂肪面积(TAA)及 腹内脂肪面积(VAA),两者相减得皮下脂肪面积(SAA)。由3名经过严格培训的放射医生独立进行 测量,并记录每次TAA及VAA测量用时。用重复测量方差分析及组内相关系数(ICC)评价3名不同 观察者测量间及同一观察者不同时间两次测量的重复性。结果3名不同测量者及同一测量者前后 两次测量L2、L3、LL、L5椎体中心层面TAA及VAA的均值无统计学显著差异(B >0. 05);3名测量者 及同一测量者两次不同时间测量L2、L3、L4、L5椎体中心层面TAA及VAA测量值之间高度一致(ICC >0. 900)。L2、L3、L4、L5 椎体中心层面平均 SAA/VAA 比分别为 1. 14 ±0. 58、1.46 ±0. 81、2. 00 土 1.08、2.23±1.04。使用该方法测量单层面TAA及VAA所需时间为3〜6min,平均约5min。结论 定量CT测量腹部脂肪具有准确、可重复及快速等特点。该方法在测量椎体骨密度的同时,可区域 性、简单、直观的评价皮下及腹内脂肪分布。
关键词:体层摄影术;X线计算机;腹部脂肪;重复性'测量
世界卫生组织将肥胖定义为体质指数(BMI,体 质量(kg)和身高(m)的比值)大于等于30,肥胖在 发展中国家和发达国家呈逐渐增多之势,在二十一 世纪将成为一个重大的公共卫生问题[1]。肥胖已 被证实与糖尿病、心血管疾病、高血压、中风、高脂血 症、胆囊疾病、骨关节炎、睡眠呼吸暂停综合症及多 种癌症有关[2-]。研究显示腹部脂肪的过多堆积与
健康损害的相关性很强,并且局部脂肪的分布比总 体脂肪量在预测心血管疾病及 疾病上更有指
意义[52]。目前能测量局部脂肪的方法 ,主要
有人体测量法、 、CT、MRI,而CT和MRI是测量
腹部脂肪的金 [&]。 这些方法
临床的实际需求仍有 距离。定量CT 用于 骨密度测量, 有 将其用于测量肌肉密
度[9],定量CT测量腹部脂肪及其测量结果的可 国内外尚未见 。本 笔者采用定量 CT测量腹部脂肪,探讨其测量腹部脂肪面积及分布 的重复性。
1材料与方法
1. 1 一般资料
测量对象 北京积水潭医院行腰椎骨密度 的患者,随机选取年龄在20〜50岁之
患者共30例,其中女性15例,中位年龄为32.6 岁,男 15例,中位年 34岁。排 腹部脂
肪分布的严重的腹部疾病或代谢类疾病。
1%设备和扫描
采用东芝64排CT机加垫5 样本固体体模进 $ - 120 9V、125 mAs),
DFOV-400 mm,使用标准体部重建为层厚为1 mm 的薄层Volume数据,图像传至QCT骨密度测量分析软件(QCT)工作站进行 测量,该据 用于QCT骨密度和脂肪的测量。
1. 3测量和分析
运用QCT骨密度测量分析软件(QCT PRO)中 的 + tissue composition” 功能分别测量 L2、L3、L4、L5 椎体中心层面的腹部脂肪面积(total adipose area, TAA)及腹内脂肪面积 $ visceral adipose area, VAA)。在Slicepick中通过定位像选取要测定的腹 部断面(图 1 ),tissue composition analysis 根据自动 值设定,脂肪与肌肉的阈值为脂肪平均CT值和 肌肉平均CT值的一半,肌肉的上 骨的CT值。 软件 图像 着色, 脂肪成分和内脏肌
肉成分(图2),使用Activate Closed Spline自动圈定 腹壁肌肉外围(图3),以腹壁肌肉 , 腹内脂
肪组织和 脂肪组织,继而通过软件 计算腹
脂肪面积$TAA)及腹内脂肪面积$ VAA),后两 者相减得皮下脂肪面积(subcutaneous adipose area, SAA)。
3名经过培训的测量者$2名住院医师、1名研
图1在定位像中选取要测定的腹部断面
图2依据自动密度阈值,断面图像自动着色, 区分脂肪成分和内脏肌肉成分
图3自动圈定腹壁肌肉外围,区分腹内 脂肪组织和皮下脂肪组织
究生)分别独立进行测量,记录测量数据及所需测 量 。1周后,其中一名测量者按照同样的方法 重复测量一次。
1.4数据分析
统计软件使用SPSS 17.0。对不同测量者之间 所测各层面脂肪面积均值差异的显著性及同一测量 者不同时间测量值的均值差异的显著性采用重复测 量方差分析。用组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)评价三名测量者及同一测量者2次 测量值的可重复性,+C越接近1表明结果的一致 性越好。B <0.05为差异有统计学意义。数值以均 数±标准差表示(N ±@。
& 结果
3名不同测量者及同一测量者前后两次L2、L3、 L4、L5椎体中心层面TAA及VAA的均值相近,无统 计学显著差异(B> 0.05);3名测量者及同一测量者 不同时间两次测量L2、L3、L4、L5椎体中心层面TAA 及VAA测量值之间高度一致(ICC>0.900)(表1、表 2)。L2、L3、L4、L5椎体中心层面平均SAA/VAA比 分别为 1. 14 ±0. 58、1.46 ±0. 81、2. 00 ±1.08、2. 23 ± 1.04(表3)。使用该方法测量单层面TAA及VAA所 需时间为3 ~6 min,平均约5 min。
表1表1 3名不同测量者及同一测量者前后两次L2、L3、L4、L5椎体中心层面TAA(cm2,n ± s)
测量层面 |
测量者1 |
测量者2 |
测量者 3 第一 |
测量者 3 第 |
L2中心层面 L3中心层面 L4中心层面 L5中心层面 |
222.89 ±111.39 230.43 ±97.36 236.67 ±96.66 253.35 ±102.60 |
221.40 ±109.89 229.64 ±99.11 237.07 ±96.63 257.10 ±102.55 |
222.26 ±113.57 231.53 ±103.58 237.89 ±97.84 261.97 ±119.66 |
223.99 ±113.28 230.52 ±99.86 239.22 ±97.33 259.39 ±105.54 |
注:L2 中心层面 ICC 0.995, L3 中心层面 ICC 0.996,L4 中心层面 ICC 0.997,L5 中心层面 ICC 0.989, ' (B>0.05 |
||||
表& |
3名不同测量者及同一测量者前后两次L2、L3 |
、:L4、L5椎体中心层面VAA(cm2 |
,N ±@ |
|
测量层 |
测量者1 |
测量者2 |
测量者 3 第一 |
测量者 3 第 |
L2中心层面 L3中心层面 L4中心层面 L5中心层面 |
113.65 ±62.91 102.06 ±49.90 [4] ±40.45 2. ±30.75 |
112.81 ±62. 18 102.39 ±50.64 85.79 ±39.71 81.87 ±29.55 |
111.59 ±62.26 101.43 ±50.03 85.40 ±38.65 83.78 ±32.67 |
111.19 ±62.38 101.33 ±51.51 86.14 ±38.17 83.23 ±29.49 |
注:L2 中心层面 ICC 0. 993, L3 中心层面 ICC 0. 996,L4 中心层面 ICC 0. 990,L5 中心层面 ICC 0. 974, ' B>0. 05
目前局部脂肪测量的方法主要有人体测量法、 超声、CT、MRI。人体测量法包括腰臀比、腰围、腹部 矢径。人体测量法简便易用,成本低而效果好,无辐 射,并且与一些代谢指标和影像方法测量结果有一 定的相关性[7],所以人体测量法作为衡量腹内脂肪 的指标被广泛接受[21]。但人体测量法的准确性和 重 。 测量腹 脂肪
脂肪组织和腹内脂肪组织,无辐射,但其只能测量某 一层面腹部脂肪的厚度而无法测量腹部脂肪面积及 腹部脂肪量。MRI和CT都能准确的定量测量VAT 和SAT。尽管据报导MRI和CT在不同测量者和同 一测量者的测量重复性好[2224],但MRI费用昂贵, 耗费时间,且其测量的腹部脂肪可能会被高估[8]。
QCT测量腹部脂肪面积是建立在定量CT骨密 度(QCT)测量扫描的基础上,同一 CT数据可以用 于测量椎体骨密度。该)CT数据密度分辨率高,测 量方法直接、简便,能清楚地区分皮下和腹内脂肪组 织,在获得定量测量结果的同时,在腹部断面图像上 清晰的显示腹部脂肪的分布情况。定量CT测量单
表3 3名不同测量者及同一测量者前后 两次L2、L3、L4、L5椎体中心层面平均SAA/VAA比
测量层面 |
SAA/VAA 比 |
最小值 |
最值 |
L2中心层面 |
1. 14 ±0. 58 |
0. 37 |
2. 15 |
L3中心层面 |
1. 46 ±0. 81 |
0.65 |
4. 33 |
L4中心层面 |
2. 00 ± 1. 08 |
0. 72 |
5. 13 |
L5中心层面 |
2. 23 ± 1. 04 |
0.63 |
4. 37 |
3讨论
肥胖被认为与多种心血管疾病和代谢类疾病相 关,并且流行病学研究证实肥胖是患病率和死亡率 的一个独立危险因素[1022]。有研究认为腹内脂肪 组织的增加比皮下脂肪组织的增加更容易导致肥胖 相关性疾病[11'1325]。腹内脂肪可以像内分泌器官一 样分泌被称作脂肪细胞因子的各种活性蛋白[16]。 脂肪细胞因子在2型糖尿病、代谢综合征、心血管疾 病的等肥胖相关性疾病患者体内的水平较高[1620]。 因此,腹内脂肪的定量测量相较于腹部皮下脂肪而 言,对于预测肥胖相关性疾病的发生更有意义。
层面TAA及VAA所需时间平均约5 mm,自动区分 腹内及皮下脂肪,自动获得脂肪面积结果,准确快 速,便于临床操作。
本研究结果表明同一测量者前后测定的TAA 及VAA的均值相接近,无统计学差异;不同测量者 所测定的TAA及VAA的均值也无显著性差别,提 示同一测量者前后测定的数据以及不同测量者测定 的数据有很好的一致性,因而定量CT测量腹部脂 肪面积及腹内脂肪面积具有很好的重复性。早在 1980s,就有研究认为腹部单层面脂肪面积可以评估 整个腹部脂肪[25]。后来又有研究认为腹部脂肪面 积与腹部脂肪体积密切相关,脐平面的腹部脂肪面 积是最理想的能够代表整个腹部脂肪的指标[20 ]。 进行CT检查的射线剂量是制约定量CT进行腹部 脂肪测量的主要因素,但单层面扫描的射线剂量大 大减低,因而可以用定量CT测量单层面的脂肪面 积去评估肥胖相关性疾病发生风险。对于进行骨密 度检查的患者,不仅获得骨密度结果,也可了解腹部 相关层面的脂肪面积及分布的情况,从而帮助临床 医生评估冠心病、糖尿病等疾病的风险,不增加射线 量。
本研究表明腹部脂肪层面越向下,其脂肪分布 SAA/VAA比值越大,同时TAA及SAA越来越大, 但VAA越来越小。脐平面一般位于L4-L5层面,而 目前很多研究都认为脐平面的脂肪最多,将脐平面 的脂肪 积作 腹 脂 肪的 指 , 测 冠
心病、糖尿病及代谢综合征等疾病的发生风险。本 研究证实VAA在L4、5中心层面的值是小于L2、3 中心层面的,即VAA在腹部越向下越小,所以尽管 脐平面的总的脂肪面积是大于上腹部的,但其腹内 脂肪面积是小于上腹部的,因而用脐平面的脂肪面 积去预测肥胖相关性疾病的发生风险是值得商榷 的。所以笔者将在下一步研究中确定哪一层面与腹 部脂肪的相关性最好,以更准确真实的评估肥胖相 关性疾病的发生风险。
本研究的不足之处在于尽管腹壁肌肉内的脂肪 面积相对整个腹部脂肪面积而言基本可忽略不计, 但以腹壁肌肉为界区分腹内及皮下脂肪,腹内脂肪 的测量结果会被轻微的高估。在分析腹部脂肪分布 上,本研究的样本人数较少,无法充分说明腹部脂 肪分布的情况,故需要进一步的大样本研究去核实 腹 脂肪 布的 。
定量CT测量腹部脂肪准确、可重复及快速,可 区域性、简单、直观的评价皮下及腹内脂肪分布。因
而可用于大样本的临床研究、评估进行骨密度检查 患者的腹部脂肪情况及作为评估代谢类疾病患者治 疗前后疗效的临床常规检查。
成都华西华科研究所研发生产多种定量CT QCT骨密度测量体模软件分析系统网址:http:// www.qctqct.cn
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