腰椎定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法骨密度测量推体内差异研究
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腰椎定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法骨密度测量推体内差异研究 The Intravertebral BMD Variation Measured by QCT |
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成都华西华科研究所分析研究受检者椎体内不同感兴趣区（ROI)腰椎定量CT(QCT)骨 密度测量结果的差异，以提高其测量的准确性和可重复性。资料与方法对 206例受检者进行腰椎检查（99例经GE 64排螺旋CT扫描，W7例经东芝16 排螺旋CT扫描），获取扫描数据，通过Mindways QCT PRO工作站进行分析 处理，使用软件的3D测量模式进行测量，ROI分别放在每个椎体的上、中、 下1/3部位，分别测量L,〜L3椎体上、中、下3个部位松质骨骨密度（BMD)。 结果L,〜L,椎体上、中、下平均BMD分别为（116.75±47.73) mg/cm3、 (126.37±47.63) mg/cm3 和（丨23.77±52.67) mg/cm3,椎体内 BMD 差异有 统计学意义(户< 0.01),椎体内各部分骨密度相差<8%。结论腰椎椎体内 BMD存在区域性差异，QCT BMD测量时应选择相同的感兴趣区以减少误差， 但在实际临床应用中影响较小。
前WHO推荐采用双能X线吸收测定法（dual X-ray absorptiometry, DXA)骨密度测量值作为诊
断骨质疏松的“金标准”，虽然DXA测量有许多优 越性，但我国的DXA普及率非常低，远不及CT的 普及率。此外，随着CT扫描机功能的+断升级， 使用螺旋C T进行QC T骨密度测量也逐渐成为一 种日常应用的骨密度检查技术，但不同医师对感兴 趣区（ROI)的选择不一致，使测量结果可能具有 -定的差异。为此本研究通过探讨椎体内不同部位
BMD的差异性，旨在提高QCT骨密度测量的准确 性和可重复性。
1资料与方法
一般资料选取北京市石景山医院和北京积水 潭医院2009-12〜2011-05行腰椎CT检查患者共 206例，男性87例，女性119例；年龄21〜85岁， 平均（51.6± 13.7)岁。通过询问病史及其他辅助检 查排除患有严重内分泌代谢性疾病及恶性肿瘤的受检查，测量前1周内均未行CT增强检查。
1.2仪器与方法采用GE 64排螺旋CT扫描机、 东芝16排螺旋CT扫描机、Image Analysis公司三 样本固体体模、Mindways公司QCT PRO工作站。 受检者仰卧于检查台上使腰椎曲度消失，将标准体 模置于腰椎下，与人体长轴平行，尽量使腰背部紧 贴体模，其间没有间隙。扫描条件及重建方式均为 120kV、125mA、螺旋扫描采集、标准体部重建方 式、层厚为0.625mm的薄层Volume数据、DFOV 400mm,床高 160cm。
1.3测量和数据处理扫描数据传至Mindways公 司QCT PRO工作站进行分析，使用软件的3D测量 模式进行测量，将椎体分成上、中、下三部分，上、 F两部分ROI选择椎体骨皮质下2mm处，中间部 分选择椎体的中央部分，ROI层厚7mm,避开骨 岛、硬化、骨皮质、椎后静脉入口处骨小梁缺少区， 分别测出1^〜1^椎体松质骨骨密度（BMD)。除 非出现明显错误操作，否则以上测量均使用工作站 软件的自动功能，如自动探测边界、自动生成ROI 等（图1)。
1.4统计学方法采用SPSS 11.5软件分析，BMD
QCT测量值以均数土标准差Of±;s)表示，首先进 行正态性及方差齐性检验，各组BMD测量值行方 差分析，户< 0.05为差异有统计学意义。
L,〜L3椎体各部分骨松质密度的测量结果及 所有椎体同一部位骨松质密度的测量结果见表1。
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图1在QCT PRO工作站上测量腰椎，选好测量位置后软件 自动产生感兴趣区（ROI)。上图左、中、右三部分分别显 示椎体上、中、下三部分感兴趣区的选择。
由表〗可见，L,椎体上、中、下三部分骨密度不全 相同（F=44.84，P<0.01),椎体中间部分骨密度较上、 下两部分高，椎体下部分骨密度较椎体上部分高；L2 椎体上、中、下三部分骨密度不全相同（F=29.59, P< 0.01)，椎体中间部分骨密度较上、下两部分高, 椎体下部分骨密度较椎体上部分高；L3椎体上、中、 下三部分骨密度不全相同（F=16.45, PCO.Ol), 椎体中间部分及下部分骨密度均较上部分高，椎体中 间部分与椎体下部分骨密度差异无统计学意义（P>
I. 05)，但椎体内各部分的均值差异<8%。
表1 L,〜L3椎体各部分骨松质密度及所有椎体同一部位骨松质密度测量结果（J±；5, mg/cm3)
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测量部位 |
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BMD |
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L, |
u |
l3 |
平均值 |
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上 |
120.64 士 47.14 |
116.01 土 47.73 |
113.67 士 48.28 |
116.75 ±47.73 |
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中 |
133.48 土 48,31 |
127.20±47.59 |
118.52 土 46.01 |
126,37 士 47.63 |
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K |
126.68 土 53.04 |
123.80 土 53.13 |
120.85 土 51.94 |
123.77±52.67 |
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尸值 |
44.84 |
29.59 |
16.45 |
- |
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p值 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
— |
3讨论
骨质疏松作为最常见的代谢性骨病，是一种以 骨量低下、骨微结构破坏使骨脆性增加、易发生骨 折为特征的全身性骨病。因为骨密度可以反映骨强 度的75%以上[1’故这些变化可以通过无创性的
BMD检查进行评估。
目前国际学术界公认的骨质疏松症诊断的“金 标准”是DXA测量值。虽然DXA测量有许多优越 性，但检查需专门仪器进行专项检查，我国尚未大 规模普及。QCTBMD测定是目前惟一能够测得接 近真正意义上的体积性BMD的定量方法，主要反
映代谢活跃的骨小梁状况，敏感性高，可选择最佳 的测量部位，避免异位钙化影响，是松质骨与皮质 骨BMD值可以分开计算的唯一方法，并且随着CT 技术和设备的发展，以及QCT相关配套硬件和软件 大量开发应用，尤其是在2008年ISCD在《J Clin Densitom》发布2007 ISCD官方共识[3]后，QCT技 术得到了广泛关注。国内多位专家也呼吁推广QCT 应用于临床骨密度诊断及研究。
正常情况下松质骨的代谢活性是皮质骨的8倍， 这种高转换率使其成为早期诊断骨量丢失的主要部 位，AdamS[2]认为以松质骨为主的部位比以皮质骨 为主的部位的骨密度变化要大，故选择性地测量松 质骨的BMD可较早反映出体内骨矿含量的变化， 本研究亦仅对骨松质的密度进行测量。
由于椎体内钙盐的含量不均匀[4]，因此对椎体 骨密度的测量需要选择合适的感兴趣区。目前所用 QCT的测量尚需要手动选择感兴趣区，测量时选择 的测量层面上不可避免的差异，以及可能对感兴趣 区的大小，需避免选择的区域（皮质骨、椎后静脉 入口处密度减低区等）认识上的不一致，即使在内 部参考物的选择相同的情况下，测量结果仍会有差 异[5]。感兴趣区通常选择椎体中央骨松质部分，用 等大的方形或圆形感兴趣区测量椎体松质骨的CT 值，不同测量者会对测量结果产生一定的影响， 相同测量者重复测量，测量结果也可能会有一定的 差异。
在测量部位的选择上，肖越勇等[4]认为椎体中 部的骨密度变化可以反映整个椎体骨量的变化趋势， 这一部位是QCT骨密度测量的最敏感部位。QCT 骨密度测量在活体中预测椎体骨折的危险性，以椎 体中部10mm测量法相关性最好。本研究发现各椎 体上、中、下三部分骨密度不全相同（pcaoi)， 并且L,、L2椎体中间部分骨密度较上、下两部分高， 椎体下部分骨密度较椎体上部分高；L3椎体中间部 分及下部分骨密度均较上部分高，椎体中间部分与 椎体下部分骨密度差异无统计学意义（户> 0.05)， 与Engelke等[6]测量L,、L2椎体所得结论一致。对 本研究中1^3椎体测量结果与1^、L2椎体不一致的 原因仍需进一步研究。因此从统计学上讲，对测量 部位的选择应尽量保持一致，但从表1中可以看出 各部分的均值差异<8%,故在实际应用中对临床影
响不大。
ROI的面积也影响测量值，应选择相同大 小的ROI面积和形状。本研究使用Mindways公司 QCT PRO工作站，可以使用工作站软件的自动功能， 如自动探测边界、自动生成感兴趣区（ROI)等，避 免了人为勾画ROI面积和形状导致的误差，但仍偶 尔会出现明显错误，操作时应予以注意并及时修正。
脊椎松质骨的更新率为20%〜25%,是反映 骨矿物质含量变化的敏感部位，也是骨质疏松症的 好发部位。原发性骨质疏松的测量以腰椎最为敏 感，而骨质疏松是导致腰椎退变的主要因素。当用 BMD评价治疗反应时，反应最快且最大的是腰椎[7]。 QCT检查对骨密度变化的敏感性、测量的精确性、 检查过程的快捷性己得到广泛认可，但仍存在许多 问题，质量控制是必要的，而由于测量所导致的差 异则可以通过对测量者的培训、规范层面及感兴趣 区的选择来缩小[5]。
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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