无体模QCT测量方法
成都华西华科研究所分析无体模QCT测量方法
先让受检者行常规腰椎CT扫描：在室温静息环境下，去除佩戴的所有附件 及外套后平躺于CT扫描床，侧位扫描定位相后，以管电压140 kV,管电流380 MAS,准直宽度1.5 mm,螺距5.0 mm,重建层距层厚度5.0 mm的扫描条件扫 描受检者L1-L3椎体。扫描完成后，把数据传输至CT处理工作站（PHILIPS IntelliSpace Portal)后进行测量。测量步骤：①通过腰椎矢状面图像选取平行终 板的腰椎中心横断面（图1a);②在腰椎中心横断面手动设置感兴趣区（region of interest, ROI),包括：骨质区及作为内部参考区域的椎旁肌肉区和皮下脂肪区 (图1b);③通过软件自动计算L1-L3椎体的BMD值并求得平均值作为所测腰
椎BMD值（图1c)。
a在腰椎矢状面图像选取平行终板的腰椎中心横 断面；b:在腰椎中心横断面手动设置ROI(黄色、 蓝色及红色分别为骨质区、皮下脂肪区和椎旁肌肉 区，骨质区尽量在椎体中心，避开皮质骨及椎体后 中央静脉沟，直径统一为40 mm; c:软件自动计 算LI-L3椎体的骨密度。
图1无体膜法QCT测量BMD步骤
I. 数据处理及统计学方法
5.1无体模QCT法和DXA法测量结果相关性分析
对DXA和无体模QCT测量的L1-L3椎体骨密度平均值进行直线相关性分 析，P<0.05时具有统计学意义。
5.2无体模QCT对骨质疏松的诊断效能
根据BMD测量结果，对83位受检者均按DXA及无体模QCT的各自诊断 标准诊断为正常、骨量减低或骨质疏松。统计DXA及无体模QCT各自测得的 正常、骨量减低及骨质疏松人数。并用X2检验进行统计学检验，以P<〇.〇5为差 异有统计学意义。
DXA采用世界卫生组织（WHO)于1994年推荐的诊断标准：所侧得BMD 值与同性别正常骨峰值年龄人群BMD的平均值之差和标准差（SD)相比得到T 值，[T=(BMD测量值-同性别BMD峰值人群平均值）洞性别人群BMD峰值标 准差]，当T彡-1.0SD时，诊断为骨量正常；当-1.0SD>T>-2.5SD时，诊断为骨量 减少；当T彡-2.5SD时，诊断为骨质疏松；当T彡-2.5SD且伴有一处或多处骨折
时，诊断为严重骨质疏松。
无体模QCT采用国际临床骨测量学会（ISCD) 2007年推荐的诊断标准：当 BMD彡 120mg/cm3 时，诊断为骨量正常；当 120mg/cm3>BMD>80mg/cm3 时，诊 断为骨量减少；当BMD<80mg/cm3时，诊断为骨质疏松。
5.3无体模QCT测量BMD的观察者内及观察者间的可重复性研究
从83名受检者中随机抽取31名的CT数据进行可重复性研宄。把CT数据 导入工作站后，由3位经过培训的脊柱外科医师（分别为测量者A、B、C)独立 进行BMD测量，每位测量者对受试者均测量2次，2次间隔1周。测量前3人经 协商，达成一致标准(选择椎体中央平行于终板区域，感兴趣区直径40mm，骨质 区需避开皮质骨及椎体后中央静脉沟）。3位测量者测得的6组腰椎BMD值、同 一位测量者前后2次测量腰椎BMD值的平均值共计9组腰椎BMD值，所有数 据应用SPSS 20.0进行统计学分析。分别统计同一位测量者前后2次测量的腰椎 BMD平均值、腰椎BMD差值及差值率（即：差值与前后2次测量值的均值之 比）。3位测量者前后2次测量的腰椎BMD值取平均值进行测量者之间两两比较 一致性检验（可信度分析）。3位测量者前后2次测量的腰椎BMD值分别进行测 量者个人前后一致性检验（可重复性分析）。同一位测量者内及3位测量者间测 量腰椎BMD值的差异用重复测量的方差分析进行比较，测量腰椎BMD值之间 的关系用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC)描述。3位测量 者间测量腰椎BMD值的稳定性及可靠性分析用可靠性分析系数Cronbach's alpha 描述。
结果
II. 无体模QCT与DXA测量椎体骨密度的相关性
每位患者使用无体模QCT及腰椎后前位DXA测量的L1-L3椎体骨密度均取均 值进行相关性分析。28例男性患者使用无体模QCT测量椎体BMD的均值为 104.81±27.18 mg/cm3,使用腰椎后前位DXA测量椎体BMD的均值为1.041±0.218 g/cm2，两种方法有显著相关性（r=0.947，P=0.000); 55例女性患者使用无体模 QCT测量椎体BMD的均值为91.02±21.35 mg/cm3,使用腰椎后前位DXA测量椎 体BMD的均值为0.946±0.182 g/cm2,两种方法有显著相关性（r=0.911，P=0.000); 全部83例患者使用无体模QCT测量椎体BMD的均值为95.67±24.45 mg/cm3,使 用腰椎后前位DXA测量椎体BMD的均值为0.978±0.198 g/cm2，两种方法有显著 相关性（r=0.930，P=0.000)。
图2.男性腰椎BMD线性图（「=0.947，P=0.000) 图3.女性腰椎BMD线性图（r=0.911，P=0.000)
表2.男性、女性及全体患者无体模QCT与DXA测量椎体骨密度的结果及相关性
|
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无体模 QCT(mg/cm3) |
DXA (g/cm2) |
r |
P |
|
男性 |
104.81±27.18 |
1.041±0.218 |
0.947 |
0.000 |
|
女性 |
91.02±21.35 |
0.946±0.182 |
0.911 |
0.000 |
|
全体 |
95.67±24.45 |
0.978±0.198 |
0.930 |
0.000 |
III. 无体模QCT对骨质疏松的诊断效能
2.1 DXA对中老年人骨质疏松的检出率
本组83例中老年人行腰椎后前位DXA测量L1-L3椎体BMD为0.562 g/cm2至 1.432§/咖2，丁以〇阳为-4.6 50至2.7 50。按诊断标准诊断为骨量正常者37例， 占44.6%;诊断为骨量减低者26例，占31.3%;诊断为骨质疏松者20例，占24.1%。
本组83例中老年人行股骨近端DXA测量股骨颈BMD为0.431 g/cm2至 0.975 g/cm2 , T-score为-4.1 SD至3.8 SD。按诊断标准诊断为骨量正常者36例， 占43.4%;诊断为骨量减低者29例，占34.9%;诊断为骨质疏松者18例，占21.7%。
本组83例中老年人通过腰椎或股骨近端任一 BMD值诊断为骨量正常者36 例，占43.4%;诊断为骨量减低者25例，占30.1%;诊断为骨质疏松者22例， 占 26.5%。
2.2无体模QCT对中老年人骨质疏松的检出率
本组83例中老年人通过无体模QCT测量椎体BMD为53.20 mg/cm3至 145.60 mg/cm3,平均95.67±24.45 mg/cm3。按诊断标准诊断为骨量正常者19 例，占22.8%;诊断为骨量减低者32例，占38.6%;诊断为骨质疏松者32例， 占 38.6%。
2.3无体模QCT与DXA对中老年人骨质疏松的检出率的比较
经X2检验，与腰椎后前位DXA相比，无体模QCT对中老年人的骨质疏松检 出率存在显著性差异（x2=9.176，P=0.010)，无体模QCT对骨质疏松的检出率较 腰椎前后位DXA高；与股骨近端DXA相比，无体模QCT对中老年人的骨质疏松 检出率存在显著性差异（X2=9.322，P=0.009)，无体模QCT对骨质疏松的检出率 较股骨近端DXA高；与腰椎与股骨近端任一部位DXA相比，无体模QCT对中老 年人的骨质疏松检出率存在显著性差异（X2=7.966，P=0.019)，无体模QCT对骨
质疏松的检出率较腰椎与股骨近端任一部位DXA高。
表3.无体模QCT与DXA对中老年人骨质疏松的检出率的比较
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检测方法 |
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诊断结果（例，％) |
|
合计 |
||
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骨量正常 |
骨量减少 |
骨质疏松 |
||||
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腰椎DXA |
37 |
(44.6) |
26 (31.3) |
20 |
(24.1) |
83 |
|
股骨近端DXA |
36 |
(43.4) |
29 (34.9) |
18 |
(21.7) |
83 |
|
腰椎与股骨DXA |
36 |
(43.4) |
25 (30.1) |
22 |
(26.5) |
83 |
|
无体模QCT |
19 |
(22.8) |
32 (38.6) |
32 |
(38.6) |
83 |
无体模QCT与腰椎DXA、股骨近端DXA及腰椎与股骨近端任一部位DXA对骨质疏松的检出率均存在显著差 异（X2=9.176，9.322，7.966;卩=0.010,0.009,0.019)
IV. 无体模QCT测量椎体BMD观察组内及观察者间可重复性研究结果
9组腰椎BMD值均符合正态分布。同一测量者前后2次重复测量腰椎BMD 值及其一致性分析结果见表1。测量者A的2次测量的腰椎BMD值分别为(67.14 ±26.71)、（66.37±26.69)mg/cc，2次测得腰椎BMD值差值率的均值为4.22% ±2.55%(P=0.12, ICC=0.995)，其中最大差值率为12.37%。测量者B的2次测 量的腰椎 BMD 值为（68.89±29.37)、（68.54±28.98)mg/cc，2 次测量腰椎 BMD 值差值率均值为5.08%±3.83%(P=0.56，ICC=0.994)，其中最大差值率为18.89%。 测量者 C 的 2 次测量的腰椎 BMD 值为（69.31±26.72)、（69.83±27.90)mg/cc， 2次测量的腰椎3厘0值差值率均值为4.16%±3.03%(?=0.31，1^=0.995)，其 中最大差值率为14.81%。同一位测量者2次测量间重复测量的腰椎BMD值方 差分析显示差异均无统计学意义（均P>0.05,表1)，ICC显示同一位测量者2 次测量间腰椎BMD值具有高度稳定性和一致性（表1)。
3位测量者所测量的腰椎BMD平均值分别为（66.76±26.66)、（68.71 土 29.13)、（69.57±27.28) mg/cc (P=0.15>0.05)，ICC 值（95%CI)为 0.957 (0.924〜 0.978)，显示3位测量者间BMD测量值具有高度稳定性。3位测量者间BMD测 量值 Cronbach's alpha 系数为 0.985。
表4.无体模QCT测量椎体BMD观察者内可重复性分析结果
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测量者 |
BMD(X±s, mg/cc) |
■差值率(X±s, %) |
F值 |
p值 |
ICC 值（95%CI) |
||
|
第一次 |
第二次 |
平均值 |
|||||
|
B |
68.89±29.37 |
68.54±28.90 |
68.71±29.1 3 |
5.08±3.83 |
0.342 |
0.563 |
0.992(0.983 〜0.996) |
|
A |
67.15±26.71 |
66.37±26.69 |
66.76±26.66 |
4.22±2.55 |
2.572 |
0.119 |
0.995 (0.987〜0.997) |
|
C |
69.31±26.72 |
69.83±27.70 |
69.57±27.28 |
4.16±3.03 |
1.086 |
0.306 |
0.995 (0.989〜0.997) |
表5.无体模QCT测量椎体BMD观察者间可重复性分析结果
|
A |
B |
C |
F值 |
P值 |
ICC (95%CI) |
|
66.76±26.66 |
68.71±29.13 |
69.57±27.28 |
1.95 |
0.15 |
0.957 (0.924-0.978) |
讨论
骨质疏松症是全身性骨骼疾病中的一种，其主要表现是骨代谢障碍。其病因 复杂，目前尚未完全明确。随着人口寿命的不断延长，骨质疏松在人群中的患病 率也明显增高[28]，在某种意义上来说，其已成为继肿瘤、心血管疾病、糖尿病 等疾病之外，另一种严重危害人类健康的疾病，给患者及社会也会带来极大的负 担。骨质疏松最主要的临床表现是腰背痛，部分患者会出现难以忍受的疼痛，有 时需要长期服用止痛药。由于骨的脆性增加，许多患者在轻微外伤甚至无明显外 伤情况（如咳嗽、搬重物等）下，即会出现骨折。骨折不仅加重患者的痛苦，还 会因长期卧床增加血栓、褥疮、肺部感染等并发症发生的可能性，严重情况下可 能危及患者生命安全。骨质疏松具有发病率高、致残率高及死亡率高的流行病学 特点，但临床上有许多患者直到出现脆性骨折时才就诊。在骨质疏松性骨折中以 椎体压缩性骨折最为常见。但椎体压缩性骨折在早期常因症状不明显而漏诊， 8&@^〇〇让等[7]研宄显示在已有影像学改变的患者中只有1/3〜1/4的患者能通过临 床症状做出诊断。因此在尚未发生骨折之前对骨质疏松症做出诊断并进行干预显 得尤为重要。虽然NIH在对骨质疏松的定义中强调了骨强度这一概念，而骨强度 是由骨质量与骨密度共同决定的。但BMD可反映骨强度的70%，且目前对骨质量 尚无精确定量检测方法，因而BMD被认为在骨折预测方面有较强的价值[29,30]。
自从1963年Cameron首次报告用单光子吸收法测量活体骨矿物质密度以来， 骨密度的测量方法一直在不停的发展。从20世纪80年代的双光子吸收法，到双 能X线吸收法，再到定量超声、定量CT,以及现在还在研宄阶段的能谱CT、定 量MR，BMD的测量技术也随着影像学的发展而发展。目前用于临床测量椎体BMD 值的方法主要有DXA及QCT。
1. QCT比较DXA用于测量BMD的优势
WHO推荐采用DXA法测量BMD值作为骨质疏松症诊断的金标准。DXA 虽具有辐射剂量小以及检查速度快等优点，但在测量椎体BMD值及反应骨强度 方面有一定局限性[3'DXA测量的是面积BMD(aBMD)，反映的是二维的BMD,
不是真正的体积BMD[32]。因体积和面积之间的关系是非线形的，所以骨的体积会 明显影响cBMD的值。许多研宄[33,34]指出：使用DXA所测的BMD受骨骼的几 何形状的明显影响，即便是同一地区的同一民族的人群中,其骨骼的几何尺寸也 有可能相差超过50%，这一差异可使DXA测量的密度相差4个标准差。而许多 研宄[35]表明骨密度每减少一个标准差，患者骨折的危险性可增加一倍。这对于评 估患者的骨折风险无疑会造成很大的影响。而且利用DXA测量的是包括皮质骨 和松质骨在内的所有骨的总和，不能把皮质骨和松质骨区分开来。由于不同骨骼 部位随年龄增长发生的骨丢失方式和丢失率不同，皮质骨的存在理论上会降低骨 质疏松诊断及预测骨折风险的敏感性。李娜等[36]的一项大样本研宄显示DXA测 量260岁各年龄组腰椎正位BMD值的累计骨丢失率变化不大，而80〜94岁组较 70〜79年龄组椎体BMD值反而略有回升，说明DXA在对60岁以上老年女性骨 质疏松的诊断价值有限，并且年龄越大，骨量丢失的假阴性率越高。另有研宄[37] 表明使用腰椎正位DXA行椎体BMD值测量时，可因重度椎体骨赘形成，导致 BMD的测量产生误差（测定值高于实际值）。余卫[38]等的研宄指出椎体、棘突 和椎间小关节的骨质增生和硬化也可影响腰椎正位DXA测量结果。李凯等[39的 研宄也显示DXA对老年男性人群骨质疏松的检出率低于腰椎QCT对老年男性 人群骨质疏松的检出率，且在QCT诊断为骨质疏松而DXA为阴性结果的患者 中，有部分合并椎体骨折，提示单纯利用DXA诊断骨质疏松可能存在一定的漏 诊。使用DXA测量骨密度，还受被检者体重的影响，许多研宄已指出BMD与体重 存在明显相关。一方面是因为体重大的被检者，其骨骼的几何尺寸往往也较大, 另一方面是因为在测量中,不同体重的被检者其软组织含量也有差异，其对测量 的影响也不同。尤其在儿童和青少年,因为生长发育迅速且骨的大小变化也很大, 这种体重对BDM测量值的影响就显得更加明显，会导致无法准确评估测量结果
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