联系我们   Contact

正常人*群的骨密度定量CT(QCT)骨密度测量体模软件检测方法测量

2020-4-24 10:38:58      点击:

正常人*群的骨密度定量CTQCT)骨密度测量体模软件检测方法测量

摘要,用仿制标准桧測件对正常男女412人椎体松质骨做单能定S CT测定骨密度,并对40个棰 体坛本灰化进行■准确性测试求得标准件的重复性为1,4%,人体骨密度的和量值与灰化标本灰重值相 比的准确性为18.3%。表明标准作质置可靠。对正常人测董发现骨密度与年龄明显相关。男性骨密度 呈直线相关,相关系数1' = 〇,72,尸<0.〇〇1|女性曾密度呈立方回归关系,相关系想^=〇.92,尸< 0.05,且在50岁以前女性骨密度®于男性,5D岁以后男性髙于女性e

定量CT (QCT)测量是一种无创性的骨 密度测量方法,主要用于测量中轴骨的骨松 质。国内曾有单光子测量前臂皮质骨骨密度的 报道11],但尚未见到不同年龄组OCT测量的 报道。由于骨密度值与年龄、性别、种族、地 区及饮食营养等因素有关,因此,我们试图找 出北京地区正常人群的骨密度变化趋势及与性 别、年龄、身高、体重的关系》

材料和方法 、

一、受试对象,

从受试者中选出血(钙、璘、碱性磷酸海 及肝功能)、尿(常规及尿糖)检验正常,体检 正常,腰腿活动正常,无肝炎、曱旁亢、肾及 肾上腺疾患或猓电类固醉,激素者412人。 其中男183人,女229人,年龄20〜69岁,分

5个年龄组。

二、标准件的制作和检测,

(一)  标准件的制作,

用有机玻璃仿制Cann-Genam发明使用 的参考标准模型,体模内有5根长管分别灌注 蒸馏水,60%酒精及50、100、200 mg/cm*浓 度的磷酸氢二钾溶液。再用有机玻璃做一个直 径34 era,厚10 cm的圆柱形杯巢,用以模拟 人体和脊椎的关系。

扫描时,先将脊椎骨标本块置于装满水的 有机玻璃杯内,再将杯子放到水模的杯巢内。

(二)  标准件的检测r

I.    准确性的检测:为了栓测仿制参考楔. 型测量骨密度的准确性,我们从16具新鲜尸 体内取出完整的腰椎骨4Q个,分别装在模拟 人体体模的杯巢内进行CT扫描。年龄2Q〜40 岁8人,全部为男性;70〜90岁8人,其中 女3人,男5人。用保鲜膜#裹从尸体中取出 的椎体骨标本,放入一 6CTC~_80°C的低温冰 箱内保存,扫描前2〜4小时取出解冻,再将 标本放到有机玻璃柘内*加满水后放入体模杯 巢内有描。扫描层厚5 mm,共3层15 mra。 扫描条件130 kVp

将扫描过的脊椎骨标本切除附件,骨皮质 和上、下终板,做成20 mm x 20 mm X 15 mm 的松质骨块,用水中称重法测量每个骨块的体 积,再将其送入灰化炉中加温到80CTC,持续 4小时,置于干燥箱冷却后用天平称重。得到 每个标本的灰重,再换算成单位体积的骨矿物 含量。用标本的CT骨密度与其灰重作相关分 析,评价其准确性。

II.  精确性的检测,将灌满蒸馏水的水模 和参考标准件放置一起,在同一层面用相同的 扫描条件连续扫描10次。以这10次的标准差 和变异考数的大小来衡量参考核准件的重复 性。

III. 方法■ (1)扫描方法《 a.受试者的扫 推,令受检者仰卧,将参考标准件置于其腠 下,下肢半屈,使其腰部与参考体模贴紧,免 除间隙先扫侧位定位像,然后用定位线分别

穿过第2、3、4腰推的中间层面。扫描层面与 椎板平行。在CT横断图像上,用尽量大的方 形感兴趣区测量惟体松质骨的CT值,注意 不要包括皮质和椎静脉窝的骨小梁映少区。 K标本的CT扫描:扫描前2〜4小时从冰箱 中取出耘本解冻,将其放在有机玻璃杯内,加 满水后,再把杯子放在体模内的杯巢中。扫描 方法与受试者的扫描相同,不同的是:在推体 中部用5 mm层厚,连续扫描3层,共厚15 mmj2)计算方法:在CT图像上,测量松质 骨CT值的同时,还醑量标准件内的水和_酸 氢二钾溶液的CT值井作记录。按下式计算腰 椎骨松质的密度[2]

應椎骨松所密度的计算公式为5 BMD^Cr x (Ht-HWV(HK-H») 式中的松质骨CT值,1^为体模水 的CT值,HK为标准件磷酸蠢二押溶液的CT 值,(^为体模磷酸氢二钾溶液的浓度 mg/cma

结 果

一、    参考模型(标准件)的精确性, 经对磷酸氢二钾溶液(lQmg/cm3)在

相同条件下(130 fcVp)进行同一层面的连续 10次扫描,其CT值标准差为2.25,变异系 数为1.4%。说明参考体模的重复性,即精确 性良好。

二、 标本灰化与CT骨密度值的关系:

CT骨密度值与灰重的关系见表1。CT

密度值与灰重存在相关关系(图1)。相关系 数t = 0.98,尸<0.001,二者之间可用下列回表 1 I30lcVp骨密度(mg/cinB>

_    和灰重的关系

标本号

灰重

OCT

二者

之差

标本号

灰重

OCT

二者

之差

1

57.7

33*6

24.1

21

166.7

130J

3C.6

2

86.2

56.0

30.2

1 22

167.2

H2.E

24.7

3

91^2

50.1

41.1

1 23

171.0

129.(

42.0

4

110.7

79.2

31*5

24

172.3

l^US

30.5

5

123.9

86.0

37.9

25

174*0

14^.5

24.5

6

124.2

33.0

3J.2

26

175.6

Ul.S

3414

7

125*6

84.5

41.1

27

177.2

He.3

30.9

8

135.2

m*?

ia.s I

28

180*4

163.3

17.1

9

149.1

109.5

30.6

29

195.6

16U

21*2

10

140.5

112.4

28*1

30

186.3

149.6

36.7

11

U4.7

107.4

37.3

31

186*4-

147.0

39.4

12

1J7.3

128.7

19.6

32

191.1

148*3

42.3

13

U7.5

114-6

32.9

33

194.8

267.9

25.9

14

155.6

120.5

35.1

34

195.2

171.9

23,3

15

156.9

137*1

19.6

35

195*8

171*8

24.0

16

161,1

139.1

22,0

36

199.0

164.5

34.5

17

163.1

132.0

31.1

37

201-9

1S4,4

37.5

18

163.e

135.0

28.6

33

207.5

173.2

29*3

19

1&4.4

127*9

36,5

39

209.2

153.3

45*9

155.2

129.0

36.2

40

215*9

171.2

44.7

Jp:3i-*5 a. 7.6B

归方程表达BMD = C.97*灰重一27eQCT测 量结果均低于灰重.平均低31.5 rng/cm3

三、骨密度和年龄1身高1体重的关系,

用逐步回归方法分析表明,骨密度和身 髙、体重无明显相关,女性和男性的相关系数 分别为 P.499、0.638 和(L808、0.625,户> 0.05

骨密度和年龄有明S相关:男性骨密度与 年龄呈直线相关,相关系数r = 0.72,P<

IV.  001;女性骨密度与年龄呈立方回归关系,相 关系数=   戶<0.05。回归方程公式,男

BMD = 212.668 — 1.72X 年龄。女性t BMD = 159.775+4.447 x 年龄一 〇.155 x 年龄 * + 0.001X年龄\骨密度与年龄关系见表2、3, 图 2、3,

讨 论

一、关于本法的精确性和准确性:

QCT的原理为将含有水、酒精、磷酸

表2正常男俛骨密度(mg./cms)和 年龄的关系(CT-B)

年龄组

例数

5?

S

年龄组

间差

20 29

92

243.012B.0

175. a

25.6

30 39

^3

21D.0100.0

1JB.3

26.3

27.5

40 40

31

m.^9〇.〇

13A.6

29.3

9.7

50 59

36

16272»0

117.2

21,7

21,4

60 69

28

174.076.0

105.7

23.8

11.5

表3正常女性骨密度(mg/cm1) 和年龄的关系(cr-A)

年龄组

例毁

S

S

年龄组 间差

20 29

38

232.0131).0

iaa.o

36.3

30-^39

49

237』〜103

169.2

27*2

18.S

扣〜49

25

2I2.CI 96.0

1^5.0

26.5

24.2

50 59

4S

169.033.0

10B.2

25.0

36.S

69

25

147 川〜63.0

87.7

2B.5

20.5

氢二钾溶液的校正体模与受检测者骨胳同古扫 描,利用二者CT值之间的对应关系,求出其 骨密度值。由于骨密度的计算资料来源于撕量 所得的CT值,又由于CT值不仅取决于被检 测组织的密度,还受很多其他因素的影响,包括 CT机的类型、扫播时间等。使用标准体模与 受检测骨胳同步扫描,可以排除不同机器、不 同扫描条件对骨密度测量的影响,使骨密度测 量结果具有可比性和实用性。

标准件体模中水1磷酸氢二钟溶液分别_ 拟人体软组织和骨组织,它们具有类似的X线 线性衰减系数,得出接近人体实际的骨密度 值。评价标准件体模的二个常用质量指标是精 确性和准确性。精确性的范围一般定为〜 3%,我们仿制的标准件中瞵酸氢二钾溶& (100mg/cma)的精确性为 1.4%Kalendcr 等发明一种固体体模,由两部分组成,一部 分是模拟人体软组织的塑料,另一半是模拟骨 组织的塑料加羟磷石灰,在125 kVp条件下 在同一层面连续扫描10次,其骨旷物质密度 与CT值的精确度分别为0.2%和0.25%。精 确性的髙低对治疗前后骨质疏松程度的比较具 有重大意义e

ffl 3正常女性骨电度Cmg/cm”和年龄的关系(CT-A>

准确性是CT测量骨密度值与实际埴的一 致程度。国外文献拫道单能CT测量时,其测 量值的准确性范围为10%〜本研究 用椎骨标本CT测量结果与其灰化重量之间差 异进行比较,结果表明,在130 kVp时,骨 密度»量值与样本的灰重值平均相差31.5 mg/ cm%准确性为18.3%。

CT骨密度栅量是在CT图像上进行,利 用CT横断解剖定位的特点,是唯一能选择性 地濟量单能松质骨密度的方法,它排除了周围 骨皮质及邻近坦织对测量结果的影响,因而提 髙了骨密度》!量的敏感性和准确性。CT测量 值与灰重值之间的差异主要是骨胳内脂肪组织 对X线负衰减所致f它造成CT测量值低于实 际值a Genantm研究表明,在80kVp和 120 kVp的条件下,脂肪对骨密度测量的影响 程度不同,在较低能量扫描时,脂肪对骨密度 影响较小,其厠量值与实际值更为接近,显然 影响准确性的因素除骨胳脂肪外,扫描条件也 是因素之一。另外,感兴趣区域范围和形态对

骨密度测量的影响同样是极重要的因 素['测量范围过大,_包括了_静脉 入口的无骨小梁区,会造成测量值偏 低。而测量区太小容易落在一个不均 勻偏致密或偏稀疏的骨小梁区内》

二,关于骨密度与年龄、性别的 关系:

正常人群从儿童到青春期骨量逐 渐增加,到30岁达髙峰,以后逐年下 降(围4)。我们观察到成年人不同 年龄组中,20〜29岁年龄组骨密度 最髙,以后逐年下降。这个规律男女 是共同的。在50岁以前,女性各组 均髙于男性。而5Q岁以后的各年龄 组中,女性平均值均诋于男性(表2、

3及图4)。显示了女性更年期后随着 雌激素分泌的减少,骨密度有一个明 显加速的下降。由于健康人中个体差 异较大,在具体衡量骨质疏松时,建议采用其平 均值,井参考标准差。我们认为,在排除了内分 泌、肝、肾等疾病后,一个基本健康的老人, 不管其骨密度值多么低,都应归入生理性变化 之内,统称之为老年性骨质疏松。对于50岁 以上的年龄组来说,其正常下限值都低于100 mg/cni%处于国内外研究者们提出的骨折阈 值以下。Cann提出脊柱骨折闽值为100〜110 mg/cms,认为在阈值以上骨折很少发生,阈 值以下可能发生骨折,而在印mg/cn^以下 时,骨折的发生很常也[71。我们所测的50岁以 上的各组男女共134人,其骨密度值最髙为 160mg/cm%最低57mg/cme,均未见有脊柱 压绾骨折。

三、骨钙含量减少的机制:

作者观察到,骨钙含量自30岁以后男女 各组均遂年下降,这种变化似与人的生长激素 水平下降关系密切,米昭曾等研究发现,正常 人50岁以前甲状旁腺激素和降钙素水平随年 龄增加而降低。笔者推拥,这些综合因素可能 是引起男性和绝经前女性骨钙含量减少的主要 原因1绝经后妇女骨钙含量加速下降,是_激

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  13398187118

                                                     电话:  028-65830598  028-83190122

                                                     传真:028-67708638  QQ:110480527 

                                                     邮箱:samwangcn@126.com 

                                                     网址:www.qctqct.cn

                                                     地址:成都市静康路536号