QCT两种定量CT QCT骨密度分析软件测量腰椎骨密度（BMD) 结果的重复性及两种软件测量值是否存在差异
成都华西华科研究所分析QCT两种定量CT QCT骨密度分析软件测量腰椎骨密度（BMD) 结果的重复性及两种软件测量值是否存在差异
为建立中国人群QCT骨密度 数据库多中心研究提供参考。资料与方法采用东芝16排CT扫描机和定 量CT骨密度校准体模对204例受试者行QCT检查，将CT图像转到QCT工 作站，采用两种软件进行骨密度测量分析，比较两种软件所得测量值的相关性 与差异性；并自204例数据中随机抽取其中各20例，由2个人不同时间（相 隔1d)于每个软件上分别测量2次，反映软件在相同操作方法下重复测量同一 对象的重复性，评价两种软件测量值的重复性。结果重复性研究：IA软件及 MW对于所选20例2次测量结果之间均具有显著相关性(r二0.998，P < 0.01 )。 2次测量结果之间差异均无统计学意义（P>0.05)。一致性研究：IA、MW软 件对于204例分别测量结果之间具有显著相关性（r二0.995, P< 0.01)。两软 件测量结果之间差异无统计学意义（P>0.05)结论于IA和MW两种定量 CT分析软件上分别所测腰椎BMD值无显著差异，具有很好的一致性，为多 中心研究提供了依据。
骨质疏松症是一种常见病、多发病，以单位体 积内骨量的减少及骨组织微结构改变为特征，其主 要原因是成骨与破骨之间的平衡失调，破骨占优势 的结果。骨质疏松的结局是骨折。目前，针对原发
性骨质疏松的治疗大部分是通过药物改善症状，尚 未研究出疗效确切的方法，对于移植方法治疗骨质 疏松的研究亦尚处于探索阶段[1]。因此，骨质疏松 的早期诊断及预防非常关键。
定量 CT(quantitative computed tomography, QCT)可以准确地测出椎体松质骨和密质骨的骨密度 (bone mineral density, BMD),是一种无创伤性的骨
密度检测方法，在早期诊断骨质疏松、预测骨质疏 松性骨折等方面起重要作用。但目前尚无适合东方 人的QCT测量骨密度诊断骨质疏松的通用标准。本 研究主要探讨IA骨密度分析软件和MW分析软件 对腰椎骨密度的多次及分别测量值之间是否存在显 著差异，为建立中国人群腰椎QCT骨密度测量值数 据库提供参考。
1资料与方法
1.1 一般资料2010-02〜12共204例因腰痛行腰
椎CT检查的患者，均通过问卷调查方式筛选，排 除有影响骨代谢的慢性疾病（如肾脏、甲状腺、甲 状旁腺、肾上腺疾病、糖尿病及恶性肿瘤）病史者 及服用可影响骨代谢的药物（如激素类、氟化物、
双膦酸盐）者。其中，男性87例，女性117例；年 龄22〜76岁，平均50.0± 13.0岁。
1.2仪器与方法
1.2.1仪器采用Aquilion东芝16排CT扫描机
进行螺旋扫描，扫描参数：120kV，250MA，层厚 1.0mm，HP: 15.0，矩阵 512X512，视野（field of view, FOV) 40cm。根据每周校正检验体模（QA体 模）的检测，设定床高为90cm。扫描方法：受试者 仰卧，将标准体模置于受试者腰椎下，尽量贴紧， 选择L1〜L5范围进行螺旋扫描。
1.2.2测量软件及方法将CT容积数据转到QCT专 用工作站，QCT分析软件通过多平面重组（multiplane reformation， MPR) 的方式，利用冠状面及矢 状面，选取腰椎中心层面的轴位图像，半自动设置 兴趣区（region of interest, ROI)，各软件 ROI 范围一 定，避开骨皮质及椎体后中央静脉沟，ROI尽可能 多地包括松质骨（图1、2)。
图1 IA软件测量。A、B.选取L1椎体冠状位及矢状位中心层 面；C、D.获得L1椎体中心层面的轴位图像，并设置ROI，避 开骨皮质及椎体后中央静脉沟，尽可能多地包括松质骨
图2 MW软件测量。A、B.选取L4椎体的冠状位及矢状位层面；C.获得L4椎体中心层面的轴位图 像，并设置ROI
利用IA软件对L1〜L4椎体松质骨BMD进行 测量，得出每个椎体的BMD值、平均值、T值和Z 值。利用MW软件对L2〜L4椎体松质骨BMD进 行测量，得出每个椎体的BMD值、平均值、T值 和2值[2]。为了评估测量方法的重复性，自204例 数据中随机各抽取20例，每个椎体由2个人不同时 间（相隔1d)分别在各自软件上测量2次。
1.3统计学方法采用SPSS 17.0统计软件进行分 析，计量资料数据以均数士标准差(无±s)表示，采 用配对（检验分析；采用Pearson相关分析进行相关 性检验，以户< 0.05为差异有统计学意义。
2结果
[4] IA软件重复性评估IA软件2次测量BMD 值分别为 104.44 ±39.87mg/cm3 和 104.77±40.00mg/cm3, 具有显著相关性r = 0.998,户<0.01;两次测量BMD 结果差异无统计学意义“ = -1.191，户>0.05)。
[5] MW软件重复性评估MW软件2次测量BMD 值分别为 98.50±38.25mg/cm3 和 98.73 ±38.98mg/cm3, 具有显著相关性（r = 0.998,户<0.01)。两次测量 BMD结果差异无统计学意义（？ = -0.712，尸> 0.05)。
[6] IA和MW软件对比IA、MW软件测量BMD 值分别为 123.14±44.45mg/cm3 和 122.29 ± 42.93mg/cm3,
具有显著相关性（r = 0.995,户<0.01)。两种软件测 量BMD结果差异无统计学意义(？ = 1.598，户> 0.05)。
3讨论
骨质疏松症是以单位体积骨骼中的骨量减少， 骨组织显微结构损坏，导致骨脆性增加，骨骼的正 常负载功能减弱，易于骨折为特征的代谢性骨病。 随着社会的老龄化，骨质疏松患者日益增多，由此 导致的病理性骨折和疼痛严重影响着老年人群的生 活质量。因此，骨质疏松的早期预防、诊断和治疗 越来越受到重视。
腰椎是骨质疏松最早受累和最常见的部位，骨 质疏松骨密度下降是引起腰椎压缩性骨折最常见的 危险因素。程晓光等[3]报道，中国女性年龄相关的 骨质疏松发生率在50〜59岁时腰椎骨质疏松发生 率为14°%，80〜89岁时脊柱和股骨测量部位的发 生率相等（约为66°%)。因此，腰椎是测量骨密度的 常用部位。椎体的主体几乎都是由松质骨组成的，
松质骨的表面和体积比大，其代谢转换率是皮质骨 的8倍，骨量变化可早期出现[4]。故测定椎体松质 骨对腰椎骨质疏松性骨折具有很高的预测能力。而 在众多骨密度测量方法中，QCT是唯一可选择的测 量松质骨密度的方法，它提供了椎体横断面的分析 图像，排除了周围骨皮质和增生骨对测量结果的影 响。其测量的是真正的体积密度，可早期反映骨量 的丢失情况，从而对诊断骨质疏松具有高度的敏感 性和准确性[5,6]。
WHO (1994)推荐的骨质疏松诊断标准为：患 者骨密度低于同性别人群峰值骨量均值2.5个标准 差以上，或减少30%以上。这个标准的T值数据库 是根据年轻白人妇女计算的，故此标准只适用于女 性DXA测量腰椎和髋部BMD结果。对于不同国 家、不同种族这一标准不能通用；此外，此标准对 于QCT并不适用[7’8]。因此，建立中国人群自己的 QCT骨密度数据库显得极为必要。
本研究结果显示，于IA和MW两种软件上分 别所测BMD值具有明显的可靠性，两种软件所测 值之间具有明显的一致性。因此，可以采用以两种软 件所测的QCT-BMD值建立腰椎QCT骨密度数据库。
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新疆汉族、维吾尔族正常男性人群定量CT QCT骨密度测量体模软件系统检测法 骨密度差异性
【摘要】目的测量新疆汉族、维吾尔族正常男性人群定量CT (QCT骨密度测量体模软件系统检测法)骨密度 (BMD)值，研究新疆地区正常男性人群骨密度现状，比较两种民族男性骨密 度随年龄变化的规律及差异。资料与方法对20〜82岁以上的704名符合健 康标准的乌鲁木齐及周边地区汉族、维吾尔族正常男性体检者进行腰椎骨密度QCT骨密度测量体模软件系统检测法测量，按不同民族每5岁分为1个年龄组，比较两组各年龄段骨密度及骨 质疏松症患病率。结果汉族、维吾尔族男性腰椎出现骨峰值的年龄段相同， 维吾尔族男性骨峰值较汉族男性高（户<0.05)。随年龄增大，两民族男性骨密 度均逐渐下降。65岁以后，汉族、维吾尔族男性骨量有加速下降的趋势，骨 质疏松症患病率增加，65岁组及為70岁组汉族男性骨质疏松症患病率分别为 15.91°%、27.59°%，维吾尔族男性骨质疏松症患病率分别为21.43°%、36.84°%， 為70岁组两组间比较，差异有统计学意义（户<0.05)。结论汉族、维吾尔 族男性腰椎骨密度变化规律相似，65岁以上男性是骨质疏松症的高发人群，维 吾尔族老年男性更易罹患骨质疏松症。
骨质疏松症（osteoporosis)是一种全身性的 骨骼疾病，其特征为骨密度(bone mineral density,
BMD)减低和骨组织结构的退化，骨的脆性增加以 及容易骨折[1]。骨质疏松症作为一种常见病及多发 病尽管已成为公共健康问题并受到广泛关注，但通 常将其与女性尤其是绝经后妇女联系在一起。男性
骨质疏松症患者由于得不到及时预防、早期诊断及 治疗，常延误至合并严重并发症时才予以重视。
本研究通过采用定量CT (quantitative CT, QCT)测量新疆汉族、维吾尔族正常男性人群的骨 密度，观察不同年龄段骨密度的变化趋势，并与双 能 X 线吸收测定仪（duel energy X-ray absorptiometry,
DXA)检查结果比较，分析两种民族男性的骨密度 状况及差异。
1资料与方法
1.1 一般资料收集2002〜2008新疆境内的704
名常住正常男性，年龄20〜82岁，其中汉族438名， 维吾尔族266名。职业包括干部、教师、工人、学生、 离退休人员和农民，且均符合以下条件：①除外各 种可能影响骨代谢的主要疾病，如内分泌异常、严 重肝肾疾病、糖尿病、胶原病、骨肿瘤或骨关节疾 病等；②除外曾经发生过骨折，长期服用影响骨骼 代谢的药物如钙剂、激素等；③行QCT检查前，每 人填写一份骨密度相关情况调查表，包括年龄、身高、 体重、职业史、吸烟和饮酒情况、运动情况、既往 疾病史；④居住于新疆地区超过10年。将704名研 究对象按不同民族每5岁作为1个年龄段进行分组， 汉族及维吾尔族男性各11组。
1.2仪器与方法
1.2.1骨密度QCT测量QCT检查所用设备为GE lightspeed plus 4排、16排多层螺旋CT机和QCT 3000骨密度分析系统。按照常规腰椎检查方法，将 标准参考体模置于腰椎下方，在扫描定位像上，设 置穿过L2〜L4椎体中央并平行于椎间隙的3条扫 描线，扫描结束后，测量并记录各个椎体中央松质 骨的CT值和相应层面参考体模中4个不同已知骨 密度区域的CT值，将数据输入QCT 3000骨密度分
析系统，自动得到骨密度分析结果。
1.2.2 BMD测定的质量控制每次检查前均校正X 线球管的状态，并且做CT值校正（以水模为标准 扫描），选6名志愿者，对L2〜L4椎体测定3次骨 密度值，变异系数分别为1.82°%、1.91°%、2.22°%。
[7] 骨质疏松诊断标准由于WHO骨质疏松 诊断标准仅适用于DXA，在脊柱应用QCT测得 的T值比DXA测得的T值低，故本研究中骨质 疏松的诊断依据采用2007年国际临床骨密度协 会（International Society for Clinical Densitometry， ISCD)共识文件推荐的标准[2] : T值等于-3.4为诊 断阈值，即骨密度较骨峰值减少3.4个标准差以上 诊断为骨质疏松。
1.4统计学方法采用SPSS 11.0软件进行分析，
计量资料数据以均数士标准差(元±幻表示，采用两 样本间（检验进行分析;两样本率的比较采用f检验， 以户< 0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1汉族、维吾尔族正常男性各年龄组腰椎QCT 检查骨密度变化趋势汉族、维吾尔族男性出现骨 峰值的年龄段相同，均在30〜35岁出现，维吾尔 族男性骨峰值较汉族男性高。随年龄增大，汉族、 维吾尔族男性在峰值过后骨密度均逐渐下降。其中 汉族男性骨密度下降平稳，而60岁以后，汉族、维 吾尔族男性骨量丢失均较快（图1)。
20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 5=70
年龄（岁） +汉+维
图1汉族、维族男性^〜14椎体各年龄组骨密度变化趋势
2.2正常男性汉族、维吾尔族腰椎DXA测量结果 和腰椎QCT骨密度测量结果见表1。
表1汉族、维吾尔族正常男性腰椎DXA[3]和腰椎QCT骨密度测量结果
|
年龄（岁） |
|
例数 |
DXA测量骨密度(g/cm2) |
QCT测量骨密度（mg/cm3) |
||
|
|
汉族 |
维吾尔族 |
汉族 |
维吾尔族 |
汉族 |
维吾尔族 |
|
20 〜24 |
41 |
29 |
0.94±0.14 |
0.93±0.14 |
186.12±24.24 |
183.13±17.33 |
|
25 〜29 |
36 |
35 |
0.95±0.09 |
0.93±0.08 |
190.93±16.81 |
187.65±19.65 |
|
30 〜34 |
39 |
27 |
0.95±0.13 |
0.92±0.19 |
196.13±16.05 |
219.58±20.15 (1) |
|
35 〜39 |
35 |
38 |
0.99±0.13 |
0.93±0.11 |
189.64±17.22 |
201.55±21.41 |
|
40 〜44 |
41 |
21 |
0.96±0.15 |
0.88±0.11 |
186.12±24.37 |
183.11±19.81 |
|
45 〜49 |
42 |
19 |
0.93±0.13 |
0.93±0.15 |
182.07±16.19 |
179.62±20.99 |
|
50 〜54 |
30 |
26 |
0.96±0.13 |
0.89±0.18 |
176.51±21.15 |
181.41±16.32 |
|
55 〜59 |
41 |
22 |
0.94±0.14 |
0.91±0.17 |
168.24±15.44 |
169.32±15.46 |
|
60 〜64 |
31 |
16 |
0.97±0.17 |
0.91 ±0.23 |
157.45±21.46 |
151.96±11.89 |
|
65 〜69 |
44 |
14 |
0.98±0.20 |
0.96±0.24 |
142.38±20.31 |
138.22±16.78 |
|
為70 |
58 |
19 |
0.98±0.19 |
0.95±0.13 |
125.16±24.41 |
117.34±18.79 |
注：（1)与汉族比较，f=-11.67,尸<0.05
由表1可见，QCT测量中汉族、维吾尔族男性 腰椎骨密度均在30〜34岁达到骨峰值，维吾尔族 男性骨峰值较汉族男性高，差异有统计学意义CP <0.05)。此后，随年龄增长BMD逐渐呈下降趋势， 60岁以后骨密度下降明显。同类DXA测量研究 结果显示，两民族BMD的达峰年龄略有推后，在 35〜39岁达到骨峰值，但骨峰值间比较差异无统 计学意义，60岁以上汉族男性及65岁以上维吾尔 族男性骨密度值无下降趋势，呈反向性增高。
2.3汉族、维吾尔族正常男性各年龄组骨质疏松患 病率见表2。
表2汉族、维吾尔族正常男性各年龄组骨质疏松患病率[«(%)]
|
年龄（岁） |
汉族 |
维吾尔族 |
|
20 〜24 |
0 (0) |
0 (0) |
|
25 〜29 |
0 (0) |
0( 0) |
|
30 〜34 |
0( 0) |
0( 0) |
|
35 〜39 |
0( 0) |
0( 0) |
|
40 〜44 |
1 (2.44) |
0( 0) |
|
45 〜49 |
1 ( 2.38) |
1 (5.26) |
|
50 〜54 |
3 (10.00) |
1 (3.85) |
|
55 〜59 |
2 (6.67) |
2 (9.10) |
|
60 〜64 |
3 (9.68) |
2( 12.50) |
|
65 〜69 |
7 (15.91) |
3 (21.43) |
|
為70 |
16 (27.59) |
7 (36.84) (1) |
注：（1)与同年龄段组汉族比较，/=1.59,尸<0.05
表2结果显示，50岁之前男性原发性骨质疏松 的患病率低。50岁以后，随年龄增长患病率逐渐增 高，其中中老年维吾尔族男性骨质疏松患病率高于 汉族男性（除50〜54岁组），在& 70岁组两民族 间患病率的差异有统计学意义（户< 0.05)。
3讨论
骨质疏松症是遗传和环境因素共同参与的多因 子复杂疾病[4]，不同的遗传背景导致了不同人种的 骨骼生长和峰值骨量的获得和维持以及老年时期骨 量的丢失状况均有各自的特点。目前研究热点多集 中在女性，忽视了男性同女性一样具有很高的罹患 骨质疏松的可能。文献[5]报道男性由于骨质疏松性 骨折所致的伤残率和死亡率高于女性。
骨密度是可测量的骨质疏松表型，受种族、地 域、环境等多种因素影响，这些均可能造成民族之 间骨密度的差异[6]。因此，不同民族可能有不同的 骨密度正常值。本研究中QCT测量结果显示，汉 族、维吾尔族男性腰椎骨密度均在30〜34岁达到 骨峰值，DXA研究结果显示，两民族在35〜39岁 达到骨峰值，两民族骨峰值比较差异无统计学意义， 本组维吾尔族男性骨峰值较汉族男性高，差异有统 计学意义（户< 0.05)，分析原因可能是由于两组研 究样本量均有限、个体的骨密度对该年龄段骨密度 影响相对较大，其中研究群体的非遗传因素不均衡， 体重、身高对骨密度的影响是否在DXA和QCT这
两种检查中存在差异仍有待研究。此外，本研究采 用QCT测量骨密度为容积骨密度，测量结果更为精 准，能更好地反映汉族、维吾尔族男性椎体峰值骨 密度的差异。随年龄增长汉族、维吾尔族男性骨峰 值过后骨密度平稳下降，其中QCT检查中60岁以 后骨密度下降明显，尤以维吾尔族男性为著。DXA 测量结果发现，60岁以上汉族男性及65岁以上维 吾尔族男性骨密度值呈反向性增高表现，可能由于 椎体骨质增生或轻度压缩、主动脉硬化等影像与椎 体本身影像重叠所致DXA测量值增高[7]。
骨密度峰值高者其骨质疏松症的发生时间相对
推迟，出现骨质疏松性骨折年龄也较晚。但本研究
结果显示维吾尔族男性骨峰值较汉族男性高，中老
年时期罹患骨质疏松症的患病率也高，65〜69岁
组及& 70岁组维吾尔族男性骨质疏松症患病率（分
别为21.43°%、36.84°%)高于同年龄段汉族男性（分
别为15.91°%、27.59°%)，可能与新疆地区维吾尔族
的膳食习惯有关，尤其男性喜食肉类等高脂、高蛋
白食物，肾负担加重，肾小管对钙的重吸收受到抑制，
导致尿钙含量增加，钙流失增加。此外，维吾尔族、
汉族文化背景存在差异，维吾尔族老年人预防保健
意识相对不足，如膳食不合理、缺乏运动等，均会
导致骨密度减低、骨质疏松。男性原发性骨质疏松
从50岁左右开始发生，30〜50岁男性原发性骨质
疏松的患病率普遍较低。然而，研究中各年龄段男
性骨质疏松的患病率高于国内发达地区报道的同年
龄组的骨质疏松患病率[8~10]，其原因可能一方面与
环境、生活因素、预防保健意识等有关：新疆地处
西北边陲，冬季气候寒冷漫长，且天气寒冷，限制
了人们的日照和户外活动，造成皮肤1，25-二羟维
生素D3合成不足，由于新疆大部分区域经济发展仍
相对落后，生活水平不高，传统饮食普遍缺钙，造
成钙和维生素D摄入明显不足；国内多数文献报道
采用的是单能或双能X线法测量骨密度检查，可能
会由于骨质增生或主动脉硬化等原因导致所测得的
BMD值高于实际[7]，从而降低了骨质疏松的患病率。
本研究采用QCT测量腰椎松质骨密度，由于QCT
充分利用了 CT断层解剖定位的特点，能在三维立
体空间上区分松质骨和皮质骨，选择性测量松质骨
并排除了皮质骨的增生硬化和邻近组织对测量的影
响，因此对诊断骨质疏松有较高的敏感性和特异性
[11]
综上所述，本研究结果提示，汉族、维吾尔族 男性腰椎骨密度变化规律相似，65岁以上男性是骨 质疏松症的高发人群，维吾尔族老年男性更易罹患 骨质疏松症，本研究对提高少数民族地区男性群体 的身体健康水平及生活质量，维护社会稳定、促进 经济发展具有重要意义。
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