应用定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法骨测量技术评价骨密度与 静脉注射造影剂间的关系

 [摘要]目的通过定量CT骨检测（QTC)，评估受试者注射增强造影剂前后骨密度（BMD)的变化。方法自2014年 5月至2015年3月，共166例患者（其中106例无肾癌者,60例肾癌患者），同时接受腹部CT扫描，通过测量腰1椎体的 CT值，记录三期（平扫、动脉期及静脉期）的骨密度（BMD)变化。结果注射增强剂的两组（动脉期及静脉期）CT衰减值 比无注射组（平扫期）显著增高（P< 〇.〇1)。无肾癌组：增强组动脉期CT值由（127. 6 ±46.3) HU增长至（141.2 ± 46.2) HU,静脉期增长至（146.3 ±47. 1) HU(P<0. 01)。肾癌组：增强组动脉期CT值由（113.2 ±37.8) HU增长至 (12⁵.²±38.²) HU，静脉期增长至（131.2±36.1) HU(P<0.05)。结论QCT对有肾癌组及无肾癌组患者进行三期（平 扫、动脉期及静脉期）骨密度检测，注射增强造影剂均大幅度增加骨衰减，因此，造影剂对CT检测骨质疏松程度存在干扰， 提示临床诊断骨质疏松症时须将造影剂的影响考虑在内。

骨质疏松症（osteoporosis, OP)是最常见的骨 代谢性疾病，随着人口老龄化发展，其发病人数在 逐年增加W。〇p的病变特点主要是骨密度的降 低和骨组织结构的变化，从而导致骨折风险的增 加^[2]。尽管在早期阶段0P是可以治疗的疾病，但 很多患者未能在早期做出诊断治疗，从而导致了

骨折的发生^[3]。近期的研究表明，可以通过定量 CT检测技术（QCT)测量腰椎椎体内感兴趣区域 (R0I)的骨密度来诊断〇P^[4]。还有报道显示，CT 测量腰椎骨折患者的骨密度降低，是提示骨密度 是腰椎骨折风险的一个预测因子^[5]。尽管简单的 R0I测量可能是一个潜在的筛查骨密度的方法， 但所涉及的技术问题尚未完全阐明^[6]。例如，常 规CT造影剂的应用对骨密度测量的影响仍不清 楚，需要更多的数据去说明造影剂的应用在不同

专家建议确定。用均数±标准差U±4表达正态 分布，正态样本的标准差越大，则正态分布曲线越 平坦，峰值越小（图1)。用中位数（²5% ~⁷5%可 信区间）来表达非正态分布。

①

无肾癌组

肾癌组        

图1有、无肾癌两组患者三期（平扫、动脉期及静脉 期）标准差变化

2结果

注射造影剂前、后的无肾癌组与肾癌组CT衰 减值均有显著差异。平扫组标准差（27.5 ± 56.4) HU，动脉期（23_ 6 ± 59. 9) HU，静脉期 (19. 8 ±56. 5)HU(P <0• 01)，无肾癌组 BMD 更高。 同时在两组中，CT值得衰减均有显著变化。无肾 癌组平扫时相的CT衰减值标准差为（127.6 ± 46.3)HU，动脉期（141_2±46. 2) HU，静脉期 (146.3±4⁷_1) HU(P<0.01)。肾癌组的未注射 造影剂时相的CT衰减值标准差为（113.2 ± 37.8) HU，动脉期（125.2 ±38. 2) HU，静脉期 (131.2±36.1) HU(P<0.05,图 1)。事后比较显 示两组中所包括三个时相的之间，差异有统计学意 义(尸<0.01)。这是对Bland-Altman分析的进一步 补充和验证。在非肾癌组中，平扫期、静脉期、动脉 期的平均 CT值为 12(9~20) Hu、19(10~26) Hu、 4( -4~ 11) Hu;在肾癌组中，其CT值分另IJ 为 12(7.5 〜18.5) Hu、16 ( 12.5 ~ 23.5 ) Hu、 3( -2.0〜11.5) Hu。重新分组分析结果显示：由于 造影剂的应用，15个（占非肿瘤患者的15% )非肿 瘤患者和高达13个肿瘤患者（占肿瘤患者5% )被 由OP患者划入非OP群体。

3典型病例

患者女性，66岁，无肾癌，平扫期、动脉期、静脉

的显像阶段的影响。因为许多的CT测量值是在 应用造影剂后测量得到的，使测量的骨密度值过 高，从而导致假阴性率的出现。本研究对2014年 5月至2015年3月本院166例患者腹部CT平扫 加增强的影像学资料进行回顾性分析，观察应用 造影剂后不同时段腰椎CT的测量值，探讨造影剂 对腰椎骨密度测量的影响。现报道如下。

1资料与方法

I.   一般资料本组共166例患者，男性 111例，女性50例，年龄（62.9 ±11.1)岁。均因 不同原因进行腹部CT平扫加增强检查，进行三个 不同阶段（平扫、动脉期及静脉期）的图像采集，所 有影像均包括腰1椎体，且均未发生骨折。其中, 无肾癌者106例（65% )，肾癌患者60例（35% )。 所有患者临床资料见表1。

1.2图像分析测量三个时相时，ROI均要选择 在腰1椎体均匀的骨小梁处，因为腰1椎体在腹部 CT检查中都会包括在内，而且容易辨认，作为评估 BMD的椎体，可以表示骨密度的CT衰减变化程度 (HU)^m。椎体测量需要具备的条件:⑴无骨折和 骨质破坏;（2)终板和血管的中部人口区域；（3)在 椎骨的上方，测量的感兴趣区域要足够大，不能包 括皮质和骨小梁不均勻区域。所有对腰1椎体ROI 的测量，均由同一名经验丰富的放射诊断科医师 完成。

1.3统计学方法采用SPSS 20.0统计软件对数 据进行分析。应用非配对《检验方法排除肾癌组与 无肾癌组中显著不同的CT值，应用诺夫检验（K〇l- mogorov-Smimov test)对CT值变化的正态分布曲线 评估要优于使用线性模型计算BMD差异的意义。 显著水平设置在0.05。配对t检验能纠正多重检 验的偏倚。对骨质疏松患者的重新评估建立在对 测量软件的综合对比统计，通过/检验验证其意 义。应用事后比较（post hoc)统计两组中所包括三 个时相（平扫、动脉期、静脉期）的之间的差异，以 P <0.05为差异有统计学意义。。骨质疏松的骨密 度阈值根据2007年国际临床骨测量学会（ISCD)的

期BMD的CT衰减值分别为157、165、172 HU (图2)。所有图像在平扫及门脉期的轴位和矢位均 是1.5 mm的M厚，动脉期层厚为0. 9 mm,视野取

决于观察目标，跨度350 -450 mm。在动脉期，使 用100 HU的阈值延迟20 _s,门脉相延迟90 s,图像 经内核重建（Filter B)后，完成转移归档。

图2腰1椎体的BMD测量区域a.平扫期h.动脉期<■.静脉期

4讨论

目前，QTC的临床应用远不及双能X线骨密度 (dual-energy X-ray absorptiometry，DXA)广泛，但 QCT较DXA具有更大的优越性。首先，测量值不 受骨骼大小及形态的影响，也不受腹主动脉钙化和 椎体退变的影响^[8]。其次，QCT是断层成像，可以 将皮质骨和松质骨分开，松质骨能更敏感的反应早 期骨质密度的变化¹V诊断骨质疏松的标准根据 2007年国际临床骨测量学会（1SCD)的专家建议， QCT测量椎体#密度可以用来诊断骨质疏松，骨密 度 > 120 mg/cm³ 为骨密度正常，80 ~ 1²〇 mg/cm³ 为低骨量，<80 mg/cm³为骨质疏松⁸’"^]。

CT作为一个()P筛査及监测的手段，深人细致 地了解BMD的技术细节敁得尤为重要。我们假设 造影剂注射会增加骨衰减，因为若不考虑此种因 素，将导致对0P的误判。本研究显示，当注人造影 剂后，CT值会显著的增加。这表明若将这一因素 考虑在内进行〇P的筛查将会改变图像采集协议软 件的设定。

本研究显示，在增强扫描的不问阶段，腰1椎 体实质的测M值不同这表明造影剂对CT作为筛 杳0P的手段存在干扰W素。闽此，理想的应用这 一筛查手段和定义阈值的方法在于设定患者群体。 在尤恶性肿瘤患者中应用造影剂后平丨丨和门静脉 期相趋为19( 10〜26) HU，而在恶性肿瘤的患者中 相差为16(12.5 ~23.5)Hu,因此，在造影的不同阶 段对骨质疏松进行走义和测董将影响其的诊断和 治疗假阴性结果可能会因检测阶段阈值的设定

而被降低。因此,CT值的衰减不仅与患者群体相 关，而且与成像阶段相关。除此之外，测景应该随 着成像系统进行校正。最理想的是非同步图像校 准检查，其可以准确地应用CT值评估BMD。

为了显示造影剂对骨信号的影响及临床诊断 的影响，我们采用阈值对患者进行分类，Pifkliardl 等¹⁹¹提出了几种区分骨质疏松、骨M减少及止常的 阈值的分类方法。研究认为，当CT值矣160 Hu 时，其对的诊断敏感性可达90%，但其中可能 会包括一些骨量减少患者；当CT值矣110 Hu B、f， 骨质疏松的诊断特异性达91 %，同时降低了假阳忭 率，但漏诊率接近一半（48% )。因此，最适诊断的 阈值应设定为135 Hu为评估本临床研究的价值, 我们采用135 Hu作为诊断检测值，而采用此值，根 据动脉期及静脉期测量结果重新分类患者，在恶性 肿瘤组及非恶件肿瘤组中将分别出现7% ~ 15%及 8% ~25%的假阴性概率，在注射造影剂后，CT检 测会降低导致骨质疏松患者的诊断准确率：因此, 在设定测量阈值时，必须将造影剂的应用影响考虑 在内。

需要注意的是，从一个成像系统换到另一个成 像系统时需要外延截断值。因此，应用时可能的混 杂因素均需考虑进来，例如是否绝经，是否存在恶 性肿瘤，是否应用糖皮质激素。同时，即使DXA诊 断正常，骨质疏松的定义也不能简笮地应用到CT 的诊断上。此外，在骨质疏松的诊断中，固定的 BMD诊断_值正逐渐被更全面的基于骨折危险因 素的阈值评估方法所取代^{1 K)l}。低BMD是其中的一

个危险因素。因此，在BMD的评估方面制定决策 很有必要。83₁«₁1等^[12]研究发现，BMD测量在骨质 疏松患者椎体骨折评估中具有潜在的意义。Pa- padakis等^[13]发现，BMD测量可作为骨质疏松的诊 断手段。然而，以上两个研究虽然均应用增强CT， 但未将平扫的测量结果进行对比。近期Schwaiger 等^[141的一项研究结果显示，BMD值可以预测骨折 概率。然而，这些研究数据均来自脊柱手术的术前 检查结果，所有的CT值均在没有增强时所获得，且 所有的测量数据均从已知脊柱疾病患者群体中得 到。而BMD的测量应当应用到更广泛的人群中。

本研究优势在于,在一个大样本群体中研究应 用造影剂后椎体CT值的变化，并且此结果是从重 新分组的患者群体中所获得的。Pickhadt等^[5]认 为，BMD测量的准确性不会受静脉造影剂的影响， 然而，这些结果是由曲线下面积差异所得出的，这 种方法在BMD的差异分类中并不敏感。因此，本 方法可作为疑似患有肾脏疾病患者的一种有效的 BMD分类方法。

然而，本研究尚具有一定的局限性。首先，本 研究样本包括恶性肿瘤的患者。恶性肿瘤也可能 影响BMD的检测，但我们通过分层分析来解决这 一问题。同时，非肿瘤者中应用造影剂候在不同时 段亦显示出明显的差异。其次，我们仅对腰1椎体 的ROI进行检测，未对其他椎体区域检测。尽管不 同的椎体的CT值存在差异，但我们认为这是一个 合理的假设评估手段，其他椎体在注射造影剂后同 样可受到影响，因此其也适用于无肾脏疾病者。在 个体风险评估中，此法最适合多个椎体的检测。尽 管如此，我们的检测仍仅局限于腰1水平。另外， 我们没有一个参考标准来与我们的研究结果进行 比较。最后，我们没有进行重复性测量分析ROI。 考虑Pickhardt和Oham等^[15_^16]认为，评价观察者的 检测变异性很低，因此，我们选择忽略区域定位检 测对结果的影响。

总之，应用QCT骨测量对椎体的平扫和增强扫 描中，CT值的衰减均存在差异，建议考虑在图像采 集协议中增加是否注射造影剂的选项设定，这将会 对准确、早期诊断骨质疏松有重要的临床意义。

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

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