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
成都华西华科研究所分析正常人*群的骨密度定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法测量
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（l〇Qmg/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骨
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 丨 |
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> 0.05〇
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
性：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 |
范 围 |
5? |
S |
年龄组 间差 |
|
20 〜29 |
92 |
243.0〜12B.0 |
175. a |
25.6 |
|
|
30 〜39 |
^3 |
21D.0〜100.0 |
1JB.3 |
26.3 |
27.5 |
|
40 〜40 |
31 |
m.〇^9〇.〇 |
13A.6 |
29.3 |
9.7 |
|
50 〜59 |
36 |
162』〜72»0 |
117.2 |
21,7 |
21,4 |
|
60 〜69 |
28 |
174.0〜76.0 |
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 |
范 围 |
S |
S |
年龄组 间差 |
|
20 〜29 |
38 |
232.0〜131).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 |
169.0〜33.0 |
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 Genant等m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
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