小儿炎症性肠病定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法骨密度测量的研究
成都华西华科研究所分析小儿炎症性肠病定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法骨密度测量的研究
【摘要】目的应用定量CT( QCT)评估小儿炎症性肠病（inflammatory bowel disease, IBD)的骨密度（bone mineral denSity, BMD)状况，为IBD的治疗提供依据。方法收集我院确诊的IBD患儿27例，同时收集正常人群62例。应用QCT 方法测量两组人群骨密度，结果进行统计学分析。同时从中选取学龄儿童(7 ~ 12岁）的IBD患儿共12例作为病例组;按 照性别、年龄、人数相匹配的原则从正常人群中选取12例作为正常对照组。对这两组的QCT结果进行统计学分析。并 观察这两组对照结果的一致性。结果1 )〇〜14岁27名IBD患儿骨密度从110. 9mg/cm3到201. 8mg/cm3，骨密度平均 值为（165.49±18.93)1118/£；1113，与62名正常人群骨密度值的比较（出0患儿低于正常人群骨密度的平均值（189.65 ± 26. 99)mg/cm3, Z =4.07, P =0.000,尸<0.05,二者差异有统计学意义;2)克罗恩病（Crohn’s disease, CD)组患儿骨密 度平均值（162. 26 ± 16. 77) mg/cm3，与正常人群骨密度比较（CD组患儿低于正常人群骨密度的平均值（189. 65 ±26. 99) mg/cm3，Z =-3.261，P =0.001，P <0.05,二者差异有统计学意义。溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC)组患儿骨密度 平均值（171.97 ±17. ll)mg/cm3,与正常人群骨密度比较〔UC组患儿低于正常人群骨密度的平均值（189.65 ±26.99) mg/cm3〕，Z = -1.908, _P =0.056, P >0.05,二者差异无统计学意义;3)病例组（12名7~12岁IBD患儿）的骨密度与正 常对照组（12名7 ~ 12岁正常儿童）骨密度的比较:病例组骨密度平均值为（159. 9 ± 15. 32)mg/cm3，正常对照组骨密度 平均值为（186. 96 ±10.97 )mVcm3，t =4.97, P =0.000，P <0.05,二者差异有统计学意义，且病例组骨密度低于正常 对照组的骨密度。结论IBD患儿骨密度低于同年龄正常人群骨密度;其中CD组和UC组患儿骨密度均低于正常人群 骨密度，且CD组患儿比UC组患儿更易出现骨密度下降。使用QCT骨密度测量技术可以精确敏感的评估患儿骨密度情 况，指导临床进一步的治疗方案。
炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD) 是指原因不明的一组非特异性慢性胃肠道炎症性疾 病。常见为非特异性溃疡性结肠炎（ulcerative colics， UC) 与克罗恩病 （Crohn’s disease， CD)。 有文 献报道[1_3]我国IBD发病率逐年增加的趋势非常明 显。国内外文献报道不单单影响机体的单 一器官，常伴有一些肠外表现,尤其是骨密度（bone mineral density, BMD)下降与骨质疏松是IBD两种 常见的肠道外症状，骨密度的评估对IBD、尤其小儿 IBD的治疗及预后至关重要[7]。目前国外已有一些 关于小儿IBD的BMD下降、骨质疏松的报道，但其 使用的影像学测量方法的研究具有一定的局限性， 多数使用的测量方法是双能X线吸收法（dual-ener- gy X-ray absorptiometry，DXA)，而 DXA 法并不能反 应真实准确的BMD水平。目前，定量（^(quantitative computed tomography， QCT) 是临床骨密度诊断 及研究中最常用的骨密度测量方法[91°]。同时由于 骨密度具有地域、民族、性别和年龄的差异w，但是 国内目前关于应用QCT测量小儿ffiD的BMD的报 道却非常少见。因此本文应用QCT评估我国小儿 IBD的骨密度状况并分析其影响因素，为IBD的治 疗提供依据。
1资料与方法
1.1研究对象
收集2013年10月~2015年1月在我院消化科 就诊的患者，结合临床表现、影像学检查、结肠镜检 查及病理组织学检查最终确诊的IBD患儿共27例， 其中男17例，女10例，CD 11例,UC 7例，其它类型 IBD 9例;年龄最小者7个月，年龄最大者14岁。主 要临床表现有腹痛、腹泻、便血，少数伴有发热、呕 吐、纳差、面色苍白、乏力、口腔溃疡等症状。病史最 短半个月，最长两年。
1.1.1病例组纳人标准于我院最终确诊的IBD 患儿:1)影像学表现符合不同类型的炎症性肠病表 现;2)治疗前均行QCT检查。然后从中选取学龄儿 童(7 ~ 12岁）的IBD患儿共12例（男7例，女5例） 作为病例组。
1.1.2病例排除标准排除干扰BMD测量准确性 的因素[11]:扫描前经静脉注射对比剂，腰椎多发压 缩性骨折,扫描野内金属植人物。两组人群均无除 IBD外的可能影响BMD的相关病史（肿瘤放化疗 史、内分泌疾病、结缔组织疾病、严重肝肾疾病 等）和长期使用药物（激素、免疫抑制剂和抗惊厥药 等）的病史。
1.1.3病例对照标准正常人群选取门诊以肺炎 (急性，病史小于3天）或因外伤就诊的0 ~ 14岁患 者62例，男37例，女25例，排除其它影响和可能影 响骨代谢、骨密度的疾病。将收集的正常人群按照 性别、年龄、人数与病例组相匹配的原则从正常人群 中也选取12例作为正常对照组，以消除性别、年龄、 人数的混杂因素的影响。
1.2检查方法
1.2.1检查仪器采用我院放射科螺旋CT(美国 GE,64排VCT)扫描，使用美国Mindways公司专用 QCT体模及QCT测量系统。
I. 扫描技术参数螺旋扫描采集，螺距 1. 375 :1，层厚2. 5mm(标准重建），电压120kV,自 动管电流调节技术，噪声指数12。在CT扫描时，受 检者仰卧于检查床上使腰椎曲度消失，将QCT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。
1.2.3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、测量骨密度，感兴 趣区选择椎体的中央部分[12]，层厚7mm,避开骨岛、 硬化、骨皮质、椎后静脉人口处骨小梁缺少区，分别 测出T12 ~L4中3个腰椎椎体骨密度，并取均值。
1.3统计学方法
采用SPSS 16. 0统计学软件包进行分析，检验 水准取a = 0. 05，尸<0• 05为差异有统计学意义。 计量资料用均数±标准差（i ± 3 )表示，组间数据 进行两独立样本比较的秩和检验，成组t检验。
2结果
应用两独立样本比较的秩和检验，对〇 ~ 14岁 27名IBD患儿骨密度值与62名正常人群骨密度值
进行比较（图1 )，见表1。IBD患儿骨密度平均值为 (165.49 ± 18. 93) mg/cm3，正常人群骨密度平均值 为（189. 65 ± 26. 99) mg/cm3, Z = - 4. 07，f* = 0. 000, T5 <0.05,二者差异有统计学意义，认为IBD 患儿骨密度值低于正常人群骨密度值。
EBD患儿共27例，年龄范围在7个月~ 14岁， 其中7个月~3岁10例,7 ~ 14岁17例，即婴幼儿 及青少年两个年龄段，骨密度水平集中分布在140 ~ 180mg/cm3 (图 2 )。
CD 11例，UC 7例，以CD患者居多。应用两独 立样本比较的秩和检验，对CD组和UC组患儿骨密 度值分别与正常人群骨密度值进行比较，见表2。 CD组患儿骨密度平均值（162. 26 ± 16.77) mg/cm3, 与正常人群骨密度比较〔CD组患儿低于正常人群 骨密度的平均值（189.65 ±26.")1118/«113〕，7 =- 3.261，P =0.001,0 <0.05,二者差异有统计学意 义。UC组患儿骨密度平均值（171.97 ±17.11)mg/ cm3,与正常人群骨密度比较〔UC组患儿低于正常 人群骨密度的平均值（189. 65 ±26. 99) mg/cm3〕，Z =-1.908, P =0.056, P >0.05,二者差异无统计 学意义。
应用两独立样本比较的成组t检验，对病例组 (12名7 ~ 12岁IBD患儿）的骨密度值与正常对照 组（12名7 ~ 12岁正常儿童）的骨密度值进行比较， 见表3:病例组骨密度平均值为（159.9 ± 15. 32) cm3,正常对照组骨密度平均值为（186.96 ± 10.97) mg/cm3, « = -4.97, P =0.000,即尸值小于 0.05, 二者差异有统计学意义，且7 ~ 12岁病例组患儿骨 密度值低于正常对照组的骨密度值。
3讨论
表1 0 ~ 14岁27例IBD患儿骨密度值 与62例正常人群骨密度值的比较
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分组 |
例数 (男/女） |
BMD平均值 (mg/cm3) |
SD |
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IBD |
27(17/10) |
165.49 |
18.93 |
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正常人群 |
62(37/25) |
189.65 |
26.99 |
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Z =4.07, P =0.000, P <0.05 |
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表2 |
〇分偽 D溫 较雌 |
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分组 |
例数 |
BMD平均值 (mg/cm3) |
SD |
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CD组 |
11 |
162.26* |
16.77 |
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UC组 |
7 |
171.97 |
17. 11 |
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正常人群 |
62 |
189.65 |
26.99 |
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分组 |
例数 |
BMD平均值 |
SD |
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(貞/蚤） |
(mg/ cm3) |
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病例组 |
12(7/5) |
159.90 |
15.32 |
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正常对照组 |
12(7/5) |
186.96 |
10.97 |
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t = -4.97, P |
= 0.000, P |
<0.05 |
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炎症性肠病是指原因不明的一组非特异性慢 性胃肠道炎症性疾病。在欧美国家较常见，亚洲大 多数国家和地区的发病率较低〜。但近年来全球 IBD的发病率正在增加[n] ,IBD在我国已经成为消 化系统的常见病。常见为非特异性溃疡性结肠炎 (UC)与克罗恩病（CD),但也存在其他类型的IBD, 如未定型结肠炎、胶原性和淋巴性结肠炎等。UC为 局限于结肠黏膜的慢性弥漫性炎症,从直肠开始向 近段蔓延呈连续性、对称性分布，病变为炎症和溃 瘍。CD是一种原因不明的、慢性肠道炎症肉芽组织 性疾病，可累及胃肠道各部位,以回肠末端及其邻近 结肠最常受累。病变多呈节段性或跳跃式、非对称 分布，直肠极少累及。IBD常发生于青壮年期,7% ~ 15%的IBD患者在儿童期起病[1],男性略多于女 性[1〜（男女比约为1. 〇 ~ 1. 5:1)。临床表现多样， 主要有腹痛、腹泻、黏液血便。黏液血便是UC的常 见症状，腹泻、腹痛、体重减轻是CD的常见症状。 诊断缺乏特异性，缺乏诊断的“金标准”，主要结合 临床表现、内镜、影像学和病理组织学进行综合分析 并随访观察后确诊。本病误诊率较高，有复发倾向， 重症患者迁延不愈，预后不良。
儿童IBD的临床症状与体征除常见的胃肠道 表现外，常伴有明显的肠外表现，如关节炎，生长迟 缓，体重下降，营养不良，贫血，神经性厌食等，尤其 生长迟缓和体重下降是生长期儿童的最重要的临床 表现，常在婴儿期就已出现。儿童IBD患者往往在 青少年期发病[12]。国内较多文献报道[~IBD患者 BMD下降、骨质疏松常见，但却是关于成人患者的 报道。
3.1小儿IBD —般情况及BMD水平
本组资料中小儿IBD患者中男童多于女童，CD 患者多于UC患者，这与文献报道的[1]儿童及成人 的发病特点相一致。本组资料显示IBD好发年龄 在3岁以下和7 ~ 14岁两组人群，与黄瑛[1]报道的 儿童IBD好发在青少年期，好发年龄不完全一致。 本组资料结果显示IBD除了好发在青少年发病年 龄组外，3岁以下也是好发人群，占本组IBD患者总图1 0-14岁1 27例丨Bl_)患儿骨密度水平与62例正常人群骨密度水平（单位的箱式『?丨比较 图2 0 ~ 14岁「27例IBD患儿骨密度水平（单位mg/cm3)与年龄分布的散点图
数的37%。可能与本组样本量少冇关，造成3岁以 下患者的比例相对增高，这-结果还需在以后的大 样本研究中进一步验证。
本组资料显示〇 ~ 14岁IBD患儿BMD低于正 常人群BMD,且学龄儿童IHD的BMD低于正常学 龄儿童的BMD。两组对照研究的结果有一致性。 国外有文献报道1小儿IBD的BMD降低较普 遍。本组资料结果与H外关于小儿丨BD的BMI)的 报道结果相一致。
本组资料显示CD组和UC组患儿BMD均低于 正常人群BMD,CD组患儿骨密度与正常人群骨密 度比较，二者差异有统计学意义。UC组患儿骨密度 与正常人群骨密度比较，二者差异尤统计学意义。 与文献报道一致国内外多篇文献报道:68’19] CD 患者比UC患者更易发生BMD下降、骨质疏松，考 虑与二者的发病部位不同有关,CD可累及胃肠道各 部位，包括小肠，而UC发病部位局限于结肠，而小 肠是吸收钙的主要部位。
3.2综合文献中冇关1RD患者BMD降低、骨质疏 松高发率的可能原因主要彳]'以下W素。
3.2.1炎症本身及炎症因子因素|5'18]炎症及炎 症过程本身释放细胞W子，如肿瘤坏死因子（TNF)、 白细胞介素-1 (丨U )及丨'丨细胞介素■&( IL-6)直接影 响骨的矿化，抑制成骨细胞及刺激破骨细胞,导致骨 形成减少。虽然造成骨量减少的机制可能有多种， 但其中炎症和炎症因子可能最为关键的^19]。有 文献报道M’19] IBI)患儿BMD下降与病程相关，与 疾病本身（疾病的发生部位、活动和持续时间、疾病 的严電程度、肠道外科手术切除）相关。考虑本组 研究中IBD患儿BMD下降的主要因素与炎症本 身、炎症因子的影响及1BD所累及的发病部位、持 续时间及疾病严重程度相关。
3.2.2营养因素IBD患儿常伴有生长障碍、饮食
结构单一、摄人减少、营 养不良、体重下降等，影 响维生素D、钙的摄人 吸收，造成BMD降 低钙是维护 骨骼健康的重要营养 素。文献报道补钙最佳 时间是在儿童期，在儿 童阶段，骨密度持续增 K，是影响获得骨峰值 的关键时期，而提高骨峰值是预防成人期骨质疏松 的关键[7’|5’2°。因此，在儿童阶段，监测IBD患儿 BM1〕水平至关重要，丨BD患儿BMD降低、骨质疏松 症状要早期发现、早期治疗,治疗时注意补钙何因 钙在营养1：属阈值物质[:n|,在一定范闱内，钙摄人 量低时吸收率高，钙摄入高时吸收率低。当钙摄人 量达到一定水平时，钙吸收量不再增加，即钙吸收率 的平台期因此IBD患儿BMD下降时，在治疗中 要及时补钙，但补钙要适M,有时过度补钙，机体吸 收率反而降低。
3.2.3行为W素由于IBD患儿病史都较长，造 成患儿户外活动、H照时间都较健康儿童减少，闪此 维生素I〕生成减少,影响钙磷代谢，导致BMD降 低[2(^]。维生素D在骨骼及矿物质平衡机制中扮 演着关键的角色。因为它可以促进肠道及肾脏对钙 磷的吸收及促进成骨细胞分化和骨基质合成，所以 通常被认为是一种促进骨骼合成代谢的激素18 , 1BD患儿BMD水平与维生素D水平的相关性是有 争议的。叶卉初等人1211通过观察钙和维生素D对 生长期大鼠骨密度的研究发现维生素I〕、钙的缺乏 或不足都可以造成BMD降低。但Wael Kl-Matary 等…人的研究发现LBD患儿BMD明显低于正常对 照组，何与维生素D水平无关。文献报道1171维生素 D水平与种族相关，美国黑人儿童CI)患者比美国 白人CD患儿250HD血清浓度低，钍差异&著，更 易维生素D缺乏，但两组患儿的BMD相近美国 黑人CD患儿与美国黑人正常对照组的血清250HD 浓度相似。美国黑人比门人血清25 0H1)浓度低 由此可见维生素1〕水平与种族相关，与丨BI)分型及 _[)水平无关。也有文献报道7 221维生素1)水平 与疾病的活动性及严重程度相关，轻度、非活动性的 IBD患儿无维生素I)缺乏。还有文献报道维生素D 水平与季节、纬度相关|23]。
3.2.4遗传因素基因遗传背景:5I8M1可能通过
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调节炎性介质表达影响骨密度。近年来，随着分子 生物学技术的深人开展,对参与骨代谢的蛋白、激素 及增殖因子等与骨密度相关的候选基因的相关性已 有一些报道[2°]。
3.2.5糖皮质激素的使用IBD治疗过程中常使 用大剂量激素，由于糖皮质激素治疗能快速诱导 IBD临床缓解,且应用初期可能对生长速率有改善 作用，但长期大量使用糖皮质激素，常诱发患儿生长 受阻、BMD降低、骨质疏松等。这可能与糖皮质激 素直接抑制成骨细胞活性、抑制肠内钙的吸收、增加 钙磷排泄、促进甲状旁腺激素释放、刺激破骨细胞的 骨吸收活性以及影响生长激素、性腺激素的产生有 关[15’24]。文献报道使用激素治疗的IBD者骨质疏 松和骨量减少的比例高于未使用激素治疗者[4]。
但也有文献报道BMD变化率与治疗中是否使 用类固醇无相关性。没有使用过皮质类固醇激素治 疗的患者BMD降低是很常见的。文献报道短期大 剂量使用激素的患者的腰椎QCT检查无BMD减 低[24]。Boot等[25]人应用DXA法测量IBD患儿的 BMD结果显示，腰椎BMD与皮质类固醇的累积使 用剂量无关。Sylvester等[16]人报道的使用皮质类 固醇与BMDZ值< -1SD无关。Issenman等[26]人报 道的CD男性患儿接受长期隔天的肾上腺皮质激素 治疗的BMD与未接受这种治疗的患儿BMD类似。 3.3小儿IBD的BMD评估的重要性
骨量减少和骨质疏松是IBD较常见的肠道外 症状。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。骨质疏松早期，其骨量变 化首先发生在富含松质骨的区域，因松质骨血运丰 富，表面积大，代谢转换率高，对各种代谢刺激的反 应比皮质骨更敏感。BMD的测量是评价骨质疏松 最敏感和最特异的方法,BMD检查是防治骨质疏松 症的主要依据。文献报道BMD与骨量之间呈正相 关，患者的骨质量每减少一个标准差，脊椎和髋部的 骨折危险性增高2 ~3倍[2~。IBD患者骨折的相对 危险度也预计比一般人群高出40% [18]。有文献报 道CD椎体骨折患者的平均年龄远低于一般人群椎 体骨折的年龄[28]。
BMD下降导致IBD患儿骨量减少、骨质疏松， 骨折风险增高。文献报道[15’25]骨折风险与青春期 后所达到的骨量峰值密切相关，而IBD患儿的青春 期快速增长期常常延迟且缩短，从而使他们的骨量 峰值低于正常人群。因此小儿BMD下降直接影响 1046
成年后期骨质疏松及骨折的风险，尽早了解IBD患 儿的BMD水平，给予相应有效的治疗，在治疗时注 意给患儿增加营养，提高体重，注意补充维生素D、 钙，尽早使患者病情稳定，BMD恢复正常。文献报 道[19]在IBD疾病的缓解期和静止期炎症因子水平 下降，生长速率上升。一项瑞典儿童IBD的BMD 纵向观察[7]，发现17 ~ 19岁患者BMD下降最明显， 但2年后随访时这组患者BMD增长幅度最大，即在 成年早期，IBD患儿BMD升髙潜能最大。因此要争 取使患儿在儿童期、青春期及成年早期能达到正常 骨量峰值，以减少成年期遗留骨量减少及老年出现 骨折风险增加的现象"5’2°]。Charles N等人的一 项报道结果显示,70例女性（年龄小于45岁）在20 岁前诊断的IBD,目前这些患者处于绝经前期，她们 BMD并无显著下降，考虑可能是在疾病稳定期患者 BMD达到了正常骨量峰值。并且发现这些患者的 骨折风险并无显著增加，考虑可能与这些患者BMD 无下降有关,也可能与患者年龄尚低有关，因为有文 献报道[29]年龄大于65岁的人群骨折风险显著增 加。这一报道结果提示我们虽然IBD患者BMD降 低是普遍的,但是及早发现、及早治疗，患者BMD是 可以达到正常的。
因此,IBD患儿BMD减低、骨质疏松的发现非 常重要，因为它可以引起骨量峰值难以达到正常水 平，从而导致成年后期的骨量减少、骨质疏松，而这 将是成年人骨折风险的首要决定性因素。因此建议 监测所有小儿IBD的BMD。
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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