腰椎定量CT(QCT)骨密度测量体模软件检测方法与双能X线骨密度测韋对老年患者骨质疏松 检出率的比较分:析
腰椎定量CT(QCT)骨密度测量体模软件检测方法与双能X线骨密度测韋对老年患者骨质疏松
检出率的比较分:析
[摘要]目的评估腰椎定量CT骨密度测定(QCT)与双能X线骨密度测量(DXA)在老年骨质疏松症的 检出中是否存在差异,并分析其可能的影响因素。方法对短期内行腰椎正位DXA和腰椎QCT 2项检查的 108例老年人骨质疏松的检出率进行比较,通过腰椎CT对腰椎退行性变和腹主动脉钙化进行半定量分析。结 果腰椎正位DXA对骨质疏松的检出率为17.6%,腰椎QCT为44.4%,检出率差异有统计学意义 (P <0. 01)。单因素与多因素分析结果表明,重度椎体骨赘形成可造成腰椎正位DXA对骨质疏松的检出率低于 腰椎QCT,而年龄、小关节增生、棘突骨质增生、终板硬化、椎体变形及腹主动脉钙化对骨质疏松的检出率 无显著影响。结论腰椎QCT测量骨密度在老年患者骨质疏松的诊断中可能具有较高的临床价值。
骨质疏松症是一种全身性进行性发展的骨骼系患者生活质量,又增加社会负担。随着全球人口的 统疾病。由于其可引起骨折等合并症,既严重影响老龄化,骨质疏松症已成为受关注的公众健康问题
之^■〇
骨密度检查对骨质疏松症的诊断和疗效检测有 重要作用。目前临床常用的骨密度测量方法为双能 X 线骨密度测量(dual energy X-ray absorptiometry, DXA)和定量CT骨密度测量(quantitative CT, QCT)。DXA可反映骨皮质和骨松质的总和,测量 结果为面积骨密度,单位为g/cm2; QCT可以将皮 质骨与松质骨分开,测量真正的松质骨骨密度,测 量结果为体积骨密度,单位为g/cm%
不同骨密度测量方法所得的结果相互间并不能 直接进行比较,有时会发生同一患者DXA与QCT 诊断结果不一致的情况。本文以最常用的骨密度测 量部位腰椎和髋部为例,观察对相同的患者采用不 同骨密度测量方法,骨质疏松检出率的差异,并探 讨其可能的原因。
对象与方法
对象
2009年11月至2010年6月在北京积水潭医院 行DXA和QCT2项检查、且2项检查间隔时间不 超过2个月的老年患者(围绝经期及绝经后女性 和>50岁男性),排除多发性骨髓瘤及其他有局灶 性骨破坏者,共纳入受试者108例。
方法
DXA与QCT检查均由经过专业培训的技术人 员进行操作及分析。
DXA 检测:采用 GE Lunar Prodigy DXA 扫描 仪,测量椎体正位和右髋部骨密度。
QCT扫描方案与参数:采用东芝AqUilkm64 排螺旋CT及Mindways公司的5样本固体体模行椎 体螺旋扫描;参数设置:电压120 kV,电流 125 mA,床高 78 cm,重建视野(field of view, FOV) 400 mm。原始数据使用Mindways公司QCT 骨密度测量分析软件进行数据分析。分别测量L14 椎体骨密度及其邻近椎体骨密度;在椎体中部标记 感兴趣区,避开椎体周边皮质骨和基椎静脉走行 区。椎体明显骨折、变形者除外。
骨质疏松诊断标准
DXA采用世界卫生组织(WHO)于1994年 推荐的诊断标准,即T值>-1.0 SD为正常,
-1.0 ~ -2.5 SD为骨量减低,矣-2.5 SD为骨质 疏松,2.5 SD且伴有一处或多处脆性骨折为严 重骨质疏松[1]。国际临床骨密度学会(ISCD) 2007年宣布,该诊断标准可用于围绝经期及绝经 后女性和>50岁男性的腰部正位、股骨颈及全 髋[2]的骨密度测量。
QCT采用ISCD 2007年推荐的诊断标准,骨量 减低BMD阈值为12〇 mg/cm3 (相当于DXA T值= -1.0),骨质疏松BMD阈值为80mg/cm3 (相当 于 DXA T 值=-2.5)[3]0
腰椎ct a像分析
由2名放射科医师共同阅片,对腰椎退行性变 及腹主动脉转化情况进行分级,如意见不一,经讨 论达成一致。
腰椎退行性变指标及分级标准:参照腰椎退变 分级标准[4—6],分别对1^各椎体节段进行半定量 评分,将其得分相加,并按照下文所述方法进一步 分级。
骨赘评分:结合矢状位和冠状位重建,观察椎 体最大的骨赘并评分。无骨赘形成为〇分;远端不 超过椎体终板的小骨赘形成为1分;大骨赘形成为 2分;骨桥形成为3分。总分0~12分,1~3分为 轻度,4 ~6分为中度,為7分为重度。
终板硬化评分:在矢状位重建图像上分别评价 L14椎体上、下终板硬化程度并相加。终板厚度 1 mm,无终板下骨质硬化为0分;终板厚度> 1mm,和(或)终板下骨质硬化范围 <椎体前后 径的1/2为1分;终板下骨质硬化范围 >椎体前后 径的1/2为2分。总分0~16分,1~2分为轻度, 3〜4分为中度,為5分为重度。
棘突增生评分:无棘突骨质增生/硬化为〇分; 有棘突骨质增生/硬化为1分。总分〇 ~4分,1 ~2 分为轻度,3 ~4分为重度。
小关节退变评分:分别评估LM左右两侧共6 个椎小关节。〇分(正常)为无关节间隙狭窄(关 节间隙>2 mm),无骨赘形成,无关节突肥大,无 骨质硬化。1分为关节间隙1 ~2 mm,和(或)小 骨赘,和(或)轻度关节突肥大,和(或)骨质 硬化,无软骨下侵蚀,无关节间隙真空征。2分为 关节间隙< 1mm,和(或)中度骨质增生,和
(或)中度关节突肥大,和(或)骨质硬化,和 (或)轻度软骨下侵蚀,和(或)轻度软骨下囊 变,和(或)关节间隙真空征。3分为关节间隙严 重狭窄(骨性关节面相贴),和(或)重度骨质增 生,和(或)重度关节突肥大,和(或)重度关 节侵蚀,和(或)重度软骨下囊变。总分〇~ 18 分,1~3分为轻度,4 ~6分为中度,&7分为重 度。
椎体高度评分:参照Genant半定量法,在矢 状位正中层面重建图像上测量椎体高度减少最明显 处与同一椎体后部高度。若全椎体压缩,则测量椎 体高度减少最明显处与邻近椎体后部高度。无椎体 压缩为〇分;椎体高度降低20% ~ 25%为1分; 椎体高度降低25% ~40%为2分;椎体高度降低 >40%为3分。总分0〜12分,1~3分为轻度压 缩,&4分为重度压缩。
腹主动脉钙化分级:参照文献[7]对腹主动脉钙 化斑块进行评估。分别评估L14的钙化斑块,以邻 近椎间盘的中线为上下节段分界。无钙化斑块为〇 分;钙化斑块覆盖<1/3节段为1分,钙化斑块覆 盖介于1/3 ~ 2/3节段之间为2分,钙化斑块覆 盖>2/3节段为3分。在轴位图像上评估每一节段 腹主动脉钙化范围(取钙化范围最大的层面),无 钙化斑块者为〇分,钙化斑块覆盖少于腹主动脉周 径1/2为1分,钙化斑块覆盖超过腹主动脉周径 1/2为2分。二者得分相乘,每一椎体节段分数为 〇~6分,总分范围为0~24分。总分0分为无腹 主动脉钙化,1~2分为轻度腹主动脉钙化,3〜5 分为中度腹主动脉钙化,&6分为重度腹主动脉钙 化。
统计学方法
采用SPSS 11_ 5统计学软件,计数资料比较采 用X2检验,相关因素分析采用logistic回归法,以 P <0• 05表示差异有统计学意义。
结 果
DXA与QCT对老年人骨质疏松的检出率
本组108例受试者中男性30例,女性78例。 年龄45.1 -86. 9岁,平均年龄(61.1 ±10. 4)岁。 DXA与QCT检查的间隔时间为0 ~42 d,平均间隔
时间为(5. 5 ±10.1) d0
腰椎正位DXA检查结果显示,本组受试者骨 量正常者61例,占56. 5%;骨量减低者28例, 占25. 9%;诊断为骨质疏松者19例,占17. 6%。
髋部DXA检查结果显示,以股骨颈T-sc〇re诊 断,本组受试者骨量正常者45例,占41. 7%;骨 量减低者51例,占47. 2% ;诊断为骨质疏松者12 例,占11.1%。以全髋T-SC〇re诊断,本组受试者 骨量正常者56例,占51.9%;骨量减低者40例, 占37.0%;诊断为骨质疏松者12例,占11. 1%。
以上述DXA检查结果中的最低T-score诊断, 本组受试者骨量正常者34例,占31. 5%;骨量减 低者49例,占45. 4% ;诊断为骨质疏松者25例, 占 23. 1%0
根据QCT检查结果,本组受试者骨量正常者 18例,占16. 7% ;平均BMD介于120 mg/cm3与 80 mg/cm3之间诊断为骨量减低者42例,占 38. 9% ;平均BMD <80 mg/cm3诊断为骨质疏松者 48 例,占 44. 4%。
经x2检验,与腰椎QCT相比,腰椎正位、髋 部DXA (股骨颈、全髋)及最小T-score对老年受 试者骨质疏松的诊断均有统计学意义(P <〇. 〇1), QCT对老年患者骨质疏松的检出率较DXA更高。
DXA与QCT诊断差异的影响因素
本组108例受试者腰椎退行性变及腹主动脉钙 化程度半定量分级与DXA和QCT的诊断结果详见 表1。以DXA与QCT对骨质疏松的诊断差异(二 者诊断相同=〇, DXA未诊断而QCT诊断为骨质疏 松=1)作为因变量,对7个自变量(年龄、骨赘 形成、终板硬化、棘突增生、小关节增生、椎体变 形、腹主动脉钙化)分别进行单因素分析。其中 年龄、重度骨赘形成与重度小关节增生对DXA与 QCT骨质疏松的检出率差异有统计学意义(表2)。 而不同程度终板硬化、棘突骨质增生、椎体变形及 腹主动脉钙化对DXA与QCT骨质疏松检出率的差 异均无统计学意义。
将有意义的变量纳人logistic回归模型并行多 因素分析的结果显示,重度骨赘形成被筛选人回归 方程(相对危险度0i?=3.6fi5,奶iW=5.548,f< 〇.〇5)。重度骨赘形成者出现DXA未诊断而QCT
表1 108例老年患者不同程度腰椎退行性变及腹主动脉钙化的腰椎DXA和诊断结果 Table 1 Diagnosis of DXA and QCT of 108 elderly patients of different grade of spinal degeneration and AAC
征象及程度 |
例数 |
年龄(岁,hs) |
|
DXA诊断结果(例数) |
|
QCT诊断结果(例数) |
||
正常 |
骨量减低 |
骨质疏松 |
正常 |
骨量减低 |
骨质疏松 |
|||
骨赘 正常 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
轻度 |
36 |
56.4 ±8.6 |
17 |
12 |
7 |
9 |
13 |
14 |
中度 |
40 |
50. 1 ± 10. 3 |
24 |
10 |
6 |
6 |
21 |
13 |
重度 |
32 |
67.5 ±9.4 |
20 |
6 |
6 |
3 |
8 |
21 |
终板硬化 |
||||||||
正常 |
22 |
58.9±11.3 |
16 |
4 |
2 |
6 |
9 |
7 |
轻度 |
44 |
62. 3 ± 10. 1 |
22 |
12 |
10 |
5 |
16 |
23 |
中度 |
28 |
59. 2 ±8.0 |
14 |
9 |
5 |
5 |
11 |
12 |
重度 |
14 |
64. 2 ±13. 5 |
9 |
3 |
2 |
2 |
6 |
6 |
棘突增生 |
||||||||
正常 |
49 |
60. 1 ± 10. 5 |
20 |
16 |
13 |
8 |
16 |
25 |
轻度 |
31 |
61.9±9.5 |
17 |
9 |
5 |
6 |
7 |
18 |
重度 |
28 |
61.9±11.3 |
24 |
3 |
1 |
4 |
19 |
5 |
小关节退变 |
||||||||
正常 |
24 |
57.5 ±9.8 |
13 |
7 |
4 |
7 |
9 |
8 |
轻度 |
49 |
59. 1 ± 10. 2 |
31 |
12 |
6 |
7 |
24 |
18 |
中度 |
21 |
62.8 ±6.7 |
7 |
5 |
9 |
2 |
5 |
14 |
重度 |
14 |
71.5 ±10.5 |
10 |
4 |
0 |
2 |
4 |
8 |
椎体高度 |
||||||||
正常 |
83 |
60. 1 ± 10. 8 |
52 |
22 |
9 |
18 |
34 |
31 |
轻度 |
15 |
65. 2 土 6. 8 |
7 |
4 |
4 |
0 |
6 |
9 |
重度 |
10 |
63.0 ±10. 2 |
2 |
2 |
6 |
0 |
2 |
8 |
腹主动脉钙化 |
||||||||
正常 |
54 |
55. 9 ±6.9 |
35 |
11 |
8 |
13 |
22 |
19 |
轻度 |
23 |
62.6 ±9. 9 |
12 |
6 |
5 |
4 |
9 |
10 |
中度 |
15 |
64.5 ±9. 6 |
6 |
6 |
3 |
1 |
4 |
10 |
重度 |
16 |
73.1 ±10.4 |
8 |
5 |
3 |
0 |
7 |
9 |
表2老年患者腰椎DXA和QCT诊断结果差异的 单因素分析
Table 2 Single factor analysis of the difference between spinal DXA and QCT in elderly patients
变量 |
囬归系数标准误Wald值自由度 |
尸值 |
OR值 |
||
年龄 |
0- 047 |
0.021 |
5.117 1 |
0.024 |
1.049 |
重度骨赘形成 |
1.296 |
0. 550 |
5.548 1 |
0. 018 * |
3.655 |
重度小关节增生 |
1.897 |
0. 769 |
6.083 1 |
0. 014 |
6.667 |
注:•与轻度骨赘形成组相比较
诊断为骨质疏松的概率为无或轻度骨赘形成者的
I. 655 倍。
讨 论
目前临床诊断骨质疏松症仍以世界卫生组织 (WHO) 1994年推荐的DXA为“金标准”。DXA 常用的测量部位为腰椎和髓关节。其中,正位腰椎 测量的感兴趣区包括椎体及其后方的附件结构,其 易受到腰椎退行性改变(如椎体和椎小关节骨质
增生硬化等)和周围软组织钙化(如腹主动脉钙 化)的影响。QCT最常用、技术最成熟的测量部 位为腰椎。松质骨的表面积和体积比值高,其代谢 转化率也比皮质骨更高,因此,QCT应较DXA更 早、更灵敏地反映骨矿含量的变化。本研究对短期 内行腰椎和髋部DXA与腰椎QCT检查的同一组老 年患者骨质疏松诊断率差异的分析印证了这一观 点。
由于QCT与DXA的检查原理不同,其检查结 果无法进行直接比较,也不宜照搬WHO推荐的 DXA诊断骨质疏松的标准进行QCT结果判断,因 此,2007年ISCD推出QCT对骨质疏松的诊断标 准。本研究对比分析同一组老年受试者用DXA和 QCT得出的骨质疏松检出率,认为采用ISCD推荐 的诊断标准,QCT对骨质疏松的检出率高于腰椎 和髋部DXA,差异有统计学意义。由于骨质疏松 症、骨关节退行性变以及主动脉钙化均好发于老年 人,且均有随年龄增大逐渐加重趋势,因此,临床 工作中常可见到高度怀疑骨质疏松而DXA检查结 果正常的老年患者,其DXA与QCT检查结果可能 不一致。国内外均有学者报道过腰椎骨关节病对骨 密度测量结果影响。余卫等[8]认为椎体、棘突和 椎小关节的骨质增生和硬化均影响腰椎正位DXA 测量结果,且其测量值随病变程度升高而增加,以 骨质增生征象最为明显,骨质增生的程度越高其平 均骨密度值越高。Ito等[4]的研究亦表明腰椎骨赘 形成可导致DXA对骨密度测量结果偏高。孙晶 等[9]对64例多发性骨髓瘤患者的研究结果表明, 骨赘形成、终板硬化和腹主动脉转化可能是导致腰 椎DXA对骨质疏松的诊断率低于QCT的原因,其 影像学分析多基于X线平片。CT为断层影像,可 避免X线平片组织重叠投影的缺点,可以对腰椎 退行性变及腹主动脉钙化进行更精确的分析。本研 究单因素及多因素分析结果提示,重度骨赘形成可 影响DXA对骨质疏松的诊断,这与以往关于影响 DXA骨密度测量结果因素的研究结果一致。 年龄、小关节增生、棘突骨质增生、终板硬化、椎 体变形及腹主动脉钙化等因素可能致腰椎正位 DXA的骨密度测量值偏高,并导致骨质疏松症诊 断率减低,单独某个因素并无统计学意义,也可能
与本研究样本量有限有关。
目前存在的多种骨密度测量方法各有优、缺 点,因此,针对患者个体情况选择适宜的检查手段 和检查部位对正确诊断尤为重要。Diane等[1°]对 1 082例老年女性的研究表明,脊柱骨关节病患者 的股骨颈和全髋DXA骨质疏松的检出率较无退行 性变者更高,但腰椎正位DXA骨质疏松的检出率 反而低于无退行性变者(14. 1%比24. 5% )。建议 多65岁的老年女性应采用髋部DXA检查进行骨质 疏松的诊断和骨折风险评估。髋部DXA反映骨皮 质和骨松质的总和,是面积骨密度,必然对骨密度 测量产生一定影响,可能导致骨质疏松检出率偏 低,本研究结果也提示髋部DXA骨质疏松检出率 低于腰椎QCT。因此,对老年患者而言,选择腰 椎QCT测量骨密度可能更能反映其真实的骨质疏 松状况。
成都华西华科研究所研发生产QCT骨密度测量体模软件系统
联系人:王经理 手机13072875151
电话: 028-65830598 028-83190122
传真:028-67708638 QQ:110480527
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