成都华西华科研究所分析优化CT扫描协议使定量CT  QCT骨密度测量体模软件系统检测法骨密度（BMD)测量值 更精确，辐射剂量更低。

资料与方法采用欧洲脊柱体模（ESP)与QCT校 准体模一起进行不同毫安秒的CT螺旋扫描。扫描参数：管电压120kV，管电 流50〜350mA，层厚1X 16mm，床高73cm，扫描范围10cm，视野（FOV) 40c，重建矩阵_：512X512，重建间距0.8mm。记录CT扫描机上的辐射剂量乘 积（DLP)。用标准算法（FC03)和骨算法（FC30)分两组重建欧洲脊柱体模影 像，并进行BMD测量。结果FC03组平均BMD值与毫安秒正相关（r二0.401， 尸<0.05)_;「匚30组平均BMD值与毫安秒无相关性（r二0.216,尸>0.05)。两 组平均毫安秒与DLP呈正相关（r二0.999, P<0.01)。FC03组与FC30组平均 BMD差异有统计学意义U二-13.089,户<0.01)。FC03组与欧洲脊柱体模标 准平均BMD差异有统计学意义U二-19.220,尸< 0.01) FC30组与欧洲脊柱 体模标准平均BMD差异无统计学意义“二0.506,户二0.616)。结论QCT扫 描重建参数对BMD值有影响。骨算法重建影像除去了影响BMD测量的因素， 使测量准确率更高。在制订扫描协议时应充分考虑重建算法对骨密度测量的影 响，并使扫描参数保持恒定。

定量 CT (quantitative CT, QCT)是通过 CT 扫

[4]       描将穿过人体的CT衰减系数经校准体模转换成以 mg/cm³ 为单位的一种骨密度（bone mineral density, BMD)测量技术，这种技术可用于任何普通CT扫

[5]       描机^[1]。本研究旨在探讨CT扫描技术参数与骨密度、 辐射剂量之间的相关性，并研究QCT不同重建参数 对骨密度测量的影响，以指导临床制订优化扫描协 议，使QCT骨密度测量值更精确，辐射剂量更低。

i材料与方法

[6]       模拟人体体模欧洲体模（European Spine Phantom ESP ESP-154) ^[2];校准体模：QCT Phantom 体 模（美国 Image Analysis, Inc.制造，序列号 G2208)。

[7]       CT扫描方法采用日本东芝16排Aquilion16

螺旋CT扫描机。扫描参数：管电压120kV，管 电流50〜350mA，机架旋转时间0.5s/r，层厚 1X 16mm，PF 0.938。扫描方式：螺旋扫描。床高 73cm，扫描长度10cm，视野（FOV) 40cm，重 建矩阵512X512。重建算法：FC03 (标准算法）， FC30 (骨算法）。重建间距0.8mm。将欧洲体模置 于模拟体模上(图1)。从50mA开始至350mA结束， 每递增10mA按上述扫描参数扫描1次，共31次。 记录CT扫描机上每一次扫描所产生的100mm长度 的辐射剂量乘积（DLP，单位mGycm)。用标准算 法（FC03)和骨算法（FC30)分两组重建欧洲体模 影像容积数据，分别命名为FC03和FC30。

图1同时扫描欧洲体模与模拟体模

1.3骨密度测量在骨密度工作站上用骨密度分 析软件QCT PRO™ 3D脊柱BMD应用模块（4.0 Mindways Software, Inc.)。对重建后的两组容积数

据进行BMD分析测量。方法：将重建的FC03组 和FC30组各31组容积数据传至安装BMD工作站，

在工作站上点击3D脊柱BMD应用模块图标，在打 开Patient information界面输入试验编号、试验日期 等匹配信息，点击confirm match进入Extraction界 面；在Extraction界面中设置脊柱影像上决定用于骨 密度分析的区域和获得的模的感兴趣区（ROI)。此 时在椎体旁出现一个圆形光标，同时在模的周围出 现矩形模框光标。将ROI置于轴面椎体影像的中 央松质骨区域；将矩形光标包含住全部校准模。接 着在Rotation和ROI界面中的轴面、冠状面、矢 状面的多平面重组（MPR)影像上确定欧洲模体中 L₁〜L₃的ROI位置，确认椎体。在Results显示各 椎体的BMD和3个椎体总的平均BMD值。

1.4统计学方法采用SPSS 15.0软件分析，两组 中平均BMD值与晕安秒的相关性以及平均晕安秒 与DLP的相关性采用Pearson相关分析；两组平均 BMD比较采用配对（检验；每组平均BMD值与欧 洲体模标准平均BMD值比较采用单个样本（检验， 户< 0.05为差异有统计学意义。

2结果

标准算法（FC03)组平均BMD值为115.22士 0.42mg/cm³,骨算法（FC30)组平均BMD值为 116.73±0.69mg/cm³。FC03 组和骨算法 FC30 组的 欧洲体模重建影像平均BMD值与毫安秒的相关性 分析见图2。FC03组平均BMD值与毫安秒呈正 相关（r = 0.401，尸 <0.05);FC30 组平均 BMD 值 与毫安秒无相关性（厂=0.216，尸>0.05)。两组平 均毫安秒与DLP呈正相关（r = 0.999，尸<0.01)， 平均毫安秒与DLP相关性分析见图3。FC03组 与FC30组平均BMD值差异有统计学意义（? = -13.089,尸<0.01)。FC03组与欧洲脊柱体模标 准平均BMD值差异有统计学意义（？=-19.220,户 < 0.01) FC30组与欧洲脊柱体模标准平均BMD值 差异无统计学意义“ = 0.506，尸= 0.616)。

3讨论

QCT利用CT断层影像，排除了影像重叠所 造成的组织叠加，可以将ROI设置在椎体的松质 骨区域，使骨密度值更加精确。近年来，多排螺 旋CT已经在临床广泛应用，QCT的测量方法也 有所改变，出现了体积（Volumetric) CT等测量方 法^[3’^4]。它可以利用多排螺旋CT扫描获得的容积 数据进行MPR，在轴面、冠状面和矢状面同时设 定ROI，这样可使定位更加准确，测量精度更高。 由于QCT采用的是X线扫描，所以CT扫描的技 术参数可对骨密度的测量产生影响。临床常规螺 旋CT扫描，主流厂家均普遍将管电压恒定设置在 120kV，只通过改变毫安秒来调整X线剂量。因此 需要研究扫描技术参数毫安秒的变化对BMD的影 响。重建算法是产生重建影像的基础，影响影像的 空间分辨率。在影像重建过程中涉及两步重建算法: 卷积和后投影。根据卷积的不同算法，有3种常见 的加权方法，即标准、骨算法和平滑算法。卷积算 法不同会影响影像密度变化频率的敏感性^[5]。根据 结果，FC03组毫安秒与平均BMD呈弱相关（r = 0.401，尸<0.05)。FC30组毫安秒与平均BMD无 相关性（r = 0.216,尸>0.05)。由于FC30组采用 骨算法重建，这种卷积算法滤除了 CT衰减信号中 的部分含软组织成分的低频信号，保留了含骨骼成 分的中高频信号，消除了低频信号（如脂肪）的影 响，从而使毫安秒的变化不影响平均BMD值。毫 安秒代表X线的剂量，其增加必然导致辐射剂量的 增加^[6]。毫安秒与DLP呈高度相关（r = 0.999, P

<0.01)。两组重建方法平均BMD值差异有统计学 差异（P< 0.01)，表明两种重建方法对BMD值的 测量产生不同影响。此次实验采用的是欧洲脊柱体 模，是欧洲共同体确认的验证QCT标准和质量控制 的标准体模。模体中有3个代表L1、L₂、L3脊椎的 嵌入体，内含不同密度的羟磷酸钙[Ca₅(PH4)3〇H]， 分别是50、100、200mg/cm³，标准平均BMD值为 116.67mg/cm³。本研究结果发现，FC03组平均BMD 值为115.22±0.42mg/cm³，与欧洲脊柱体模标准平均 BMD值差异有统计学意义Q =-19.220,P < 0.01); FC30 组平均 BMD 值为 116.73±0.69mg/cm³，与欧 洲脊柱体模标准平均BMD值差异无统计学意义（? = 0.506, P = 0.616)。FC30 组平均 BMD 值接近于 欧洲体模标准平均BMD值，表明采用骨算法重建 的骨密度值更能反映脊柱真实的骨密度值。

由以上研究结果分析，QCT扫描重建参数对 BMD值有影响。标准算法重建的影像，因含有更多 影响BMD测量的因素，导致BMD测量误差更大。 骨算法重建的影像除去了影响因素，使其测量准确 率更高。因此，在制订扫描协议时应充分考虑重建 算法对骨密度测量的影响。

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
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