不同重建层厚对定量CT（QCT）椎体骨密度体膜软件方法测量值的影响

【摘要】目的：评估不同重建层厚对定量CT(QCT)椎体骨密度测量值的影响。方法：欧洲腰椎体 模（ESP)作为标准，采用腰椎CT(250 mA)和低剂量CT(80mA)两组扫描条件，以容积扫描方式对ESP 重复扫描10次，分别以0. 625 mm、1. 25mm、2. 5 mm重建层厚图像完成QCT椎体骨密度测量，分析不 同重建层厚间椎体骨密度测量值准确度误差的差异。回顾性分析90例腰椎（250 mA)骨密度测量者的 原始图像，分别以0. 625 mm、1. 25mm、2. 5 mm重建层厚完成QCT椎体骨密度测量，分析不同重建层 厚间U和L2椎体骨密度平均值的差异。结果：250 mA和80 mA两组中，ESP的U、L2、L3椎体骨密 度测量值准确度误差在不同重建层厚间差异均无统计学意义（P>0. 05)。两组U-3椎体平均骨密度测 量值准确度误差均以1. 25 mm重建层厚时最小，250 mA和80 mA两组间1. 25 mm重建层厚ESP的 L:、L2、L3椎体骨密度测量值准确度误差差异均无统计学意义（P>0. 05)。90例患者不同重建层厚间 L:和L2骨密度均值差异无统计学意义（P>0. 05)。结论：不同重建层厚对QCT椎体骨密度测量值的 影响无明显差异，1. 2 5mm重建层厚骨密度测量值最接近真实值。

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定量 CT (quantitative computed tomography, QCT)椎体骨密度测量常用于诊断骨质疏松、评估骨 折风险及评价临床疗效，QCT骨密度测量比双能X 线吸收测量法（dual energy X-ray, DXA)具有一定优 势^[1]，而且，CT图像还能观察骨细节，用于诊断骨疾 病及评估骨折风险，因此，QCT骨密度测量越来越得 到临床认可。

国际临床骨密度学会（the International Society for Clinical Densitometry，ISCD) 2007 推荐^[2]: 3D QCT椎体密度测量重建层厚1〜3 mm。目前，不同厂 家CT机重建参数不统一，文献采用_：0. 625 mm、 1mm、1. 25 mm、1. 3 mm、3 mm等重建层厚均有报 道^[3-5]，但重建层厚对骨密度测量值的影响，至今未见 相关报道。欧洲腰椎体模（European spine phantom， E S P)为国际公认骨密度标准，用于评估骨密度测量的 准确性，评估骨密度测量仪器间标准化和相互校准⁵。 本研究采用标准骨密度的ESP，评估不同重建层厚对 QCT骨密度测量值准确度误差的影响，为制定最佳 QCT骨密度测量协议提供理论依据。

材料与方法

I.   临床资料

回顾性分析本院2017年7月一10月90例腰椎 CT骨密度测量者原始图像，其中男53例、女37例， 年龄27岁〜83岁，平均48. 8岁。病例纳入标准：所 有病例经临床和其他相关检查排除影响骨代谢的慢性 病（如甲状旁腺病变、恶性肿瘤等）、陈旧性椎体骨折及 服用引起骨代谢的药物（如激素类等）者。

II.  材料

ESP(编号N0145,德国ORM)由环氧树脂制成 的塑料加上其他各种成分达到水和骨等效的固体材料 组成，包含有三个松质骨密度不等的椎体，三个椎体的 松质骨的羟基磷灰石密度分别是50 mg/cm³、 100mg/cm³、200 mg/cm³。分别记为“L!、L₂、L₃”。

III.      检查设备与方法

采用 GE O_ptimaCT680 Series 螺旋 CT 机，ESP 和患者均头先进，目标区域置于校准体模上，体模区域 无任何异物。ESP扫描参数：管电压120kV，机架转 速0. 6 s/r,层厚5 mm,螺距0. 984,扫描视野（scan­ning fieldof view，SFOV)50 cm， 固定床高 130 cm， 管 电流分别为250 mA(腰椎扫描）和80 mA(低剂量扫 描），两组进行容积扫描重复10次。90例患者均为腰 椎扫描条件。重建方式：矩阵512X512,标准算法，显 示视野（displaying fieldofview，DFOV) 40 cm,重建 层厚分别采用 0. 625 mm、1. 25mm、2. 5 mm。

骨密度测量：将不同重建层厚数据传送到美国 Mindways骨密度工作站，采用骨密度分析软件（QCT PRO TM 3D脊柱骨密度应用模块，4. 0 Mindways Software，Inc. )。2007 ISCD 推荐^[2]_:依据 LhLz 骨密 度均值评估骨量。准确度误差计算公式⁵ :误差=(测 量值一真实值）/真实值X100%。

IV.  统计学分析

采用SPSS21. 0进行统计学分析。准确度误差 以均数士标准差（表示，采用单因素方差分析比 较ESP不同重建层厚间准确度误差和90例患者不同 重建层厚L:和L2椎体骨密度均值，采用随机样本^ 检验比较250 mA和80 mA两组间1. 25 mm重建层 厚的准确度误差，以P<0. 05为差异有统计学意义。

结果

2.   两组扫描参数不同重建层厚椎体骨密度

250 mA和80 mA两组椎体骨密度准确度误差均 以U最大、L3最小；两组U、L2椎体骨密度准确度误 差均为正值，而L3椎体骨密度准确度误差正、负值均 有（表1)。两组L:、L2、L3不同重建层厚椎体骨密度 准确度误差均通过正态性检验及方差齐性检验，两组 U、L2、L3椎体骨密度准确度误差在不同重建层厚间 差异均无统计学意义（P > 0. 0 5)，两组椎体平均骨密度测量值的准确度误差均以1. 25 mm重建层厚 最小（因ESP不同椎体间准确度误差相差大，两组不 同重建层厚U-3椎体平均骨密度测量值准确度误差 未行统计学分析）。

V.   1. 25 mm重建层厚ESP结果 250 mA和80 mA两组间1. 25 mm重建层厚ESP 的椎体骨密度准确度误差间差异均无统计

学意义(T>0. 05,表2)。90例患者不同重建层厚L:、L2骨密度均值结 果

90例患者重建层厚0. 625 mm、1. 25mm、2. 5 mm L和L骨密度均值分别为（132.392±36.223) mg/cm³、 (130.317±35.429) mg/cm³、（131.792±35.895) mg/cm³。 所有数据均通过正态性检验及方差齐性检验，不同重 建层厚间U和L2骨密度均值差异无统计学意义 (F=0. 80,P>0. 05)。

讨论

骨密度测量准确度误差是指骨密度测量值反映真 实值的_致程度，也称准确性、准确度，可以通过扫描 已知’真实骨密度’的ESP获得。本研究250 mA和 80 mA 两组中，采用 0. 625 mm、1. 25mm、2. 5 mm 重 建层厚间ESP U、L2、L3椎体骨密度准确度误差差异 均无统计学意义，重建层厚对骨密度测量值的影响无 明确差异，该结果在临床90例患者不同重建层厚的 L:和L2骨密度均值中得到印证。两组ESP均以

3.   mm重建层厚的L1—3椎体骨密度准确度误差最 小，且最接近真实值。孙海宁等^[6]对肺小结节容积定 量研究中也发现，0. 625 mm、1. 25 mm重建层厚间容 积定量准确度误差无差异，同样0. 625 mm重建层厚 准确度误差相对较大。0. 625 mm重建层厚准确度误 差大可能原因_：重建层厚越薄，噪声增加，使CT值增 加¹，也与部分容积效应有关⁶。

骨密度测量临床主要作用是筛查骨密度异常并评 估骨折风险⁷，因此，骨细节显示非常重要。重建层厚 主要影响图像空间分辨力、信噪比，层厚越小其空间分 辨力越高，细小结构显示越清晰，但信噪比明显下降， 反之，随着重建层厚的增加，噪声减小，但空间分辨力 下降，图像模糊^[1，³,^6]。秦卫和等^[8]研究不同重建层厚

对肾小动脉分支显示时发现，0. 5 mm、1. 0 mm、

12.  5 mm重建层厚间对血管小分支显示无统计学差异，

13.  0 mm重建层厚与前三组间对血管小分支显示均有 明显差异。皿仍町1〇等^[3]认为低剂量QCT噪声比较 大时宜采用1〜1. 3 mm重建层厚。因此，同时兼顾骨 密度测量准确性及图像质量，优化QCT扫描协议时， 笔者推荐重建层厚宜选用1〜1. 5 mm。

本研究中ESP椎体骨密度越大，准确度误差越 小，L:椎体骨密度准确度误差稍超出文献报道4%〜 15%范围^[]，250 mA和80 mA两组结果规律一致，而 且两组间1. 25 mm重建层厚L:、L₂、L₃椎体骨密度准 确度误差间均无差异，说明测量结果一致性好，结果可 靠，可能跟CT机本身及ESP L:、L2椎体准确度误差 均为正值有关。同时也提示骨密度<100mg/cm³时， 该台CT机骨密度测量值偏大，特别对于骨质疏松患 者，评估骨折风险时，应考虑到准确度误差因素。

本研究的不足之处在于没有考虑机器间精密度误 差等影响因素，研究结论还需由不同的CT机进一步 印证。

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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