程曉光 王玲 蘇永彬 楊明輝 王滿宜 吳新寶

. 述評(píng) Editorial .

重視老年髖部骨折患者術(shù)前骨密度與骨結(jié)構(gòu)的影像學(xué)評(píng)價(jià)

程曉光 王玲 蘇永彬 楊明輝 王滿宜 吳新寶

髖部骨折；骨密度；定量 CT；術(shù)前評(píng)價(jià)

隨著社會(huì)人口老齡化的發(fā)展，老年人群髖部骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生率明顯增加[1-4]，骨質(zhì)疏松癥的最嚴(yán)重臨床后果是具有極高的致死率和致殘率，其中，骨折后 1年的死亡率即高達(dá) 20%[5-7]。以往對(duì)老年人群髖部骨折以保守治療為主，現(xiàn)在隨著對(duì)老年髖部骨折認(rèn)識(shí)的提高和圍手術(shù)期綜合保障能力的提高，越來(lái)越多的患者接受了手術(shù)治療，明顯降低了患者的死亡率和致殘率。北京積水潭醫(yī)院創(chuàng)傷骨科為探索老年髖部骨折治療開(kāi)展的綠色通道項(xiàng)目，可以在老年髖部骨折患者就診時(shí)，快速進(jìn)行全面檢查，準(zhǔn)確診斷，從而對(duì)患者情況進(jìn)行全面評(píng)估，并據(jù)此決定是否手術(shù)治療及采取何種治療方案。2015年開(kāi)展此項(xiàng)目以來(lái)，已經(jīng)治 1500余例，取得了明顯的效果[8-9]。

其中一項(xiàng)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)是對(duì)這些老年患者股骨上段骨密度與骨結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)，其對(duì)于決定手術(shù)方式和植入物的選擇有很大幫助。例如，對(duì)于股骨粗隆間骨折患者，其股骨頭的骨質(zhì)情況對(duì)于內(nèi)固定螺釘頭釘部分的選擇是至關(guān)重要的，如果其股骨頭骨密度高、骨強(qiáng)度好，其頭釘部分可以選用拉力螺釘類，這樣可以保證獲得足夠的把持力；反之，則適合選用螺旋刀片類的頭釘[10-11]。目前，臨床常用的影像檢查手段包括 X 線片、CT 等，但這些技術(shù)用來(lái)判斷骨密度或者骨強(qiáng)度是非常不精確的。雙能 X 線骨密度儀 ( dual energy X-ray absorptiometry，DXA ) 是使用比較廣泛的骨密度測(cè)量方法之一，但 DXA 往往對(duì)患者的拍攝體位要求比較高，尤其是在髖部 DXA 測(cè)量時(shí)，被測(cè)下肢需內(nèi)旋約 15°，但是髖部骨折患者疼痛劇烈，難以配合，這樣就限制了DXA 在髖部骨折患者骨密度測(cè)量的應(yīng)用[12]。

定量 CT 骨密度測(cè)量技術(shù) ( quantitative computed tomography，QCT ) 克服了上述困難，通過(guò)采用 CT 圖像結(jié)合 QCT 體模的方法，經(jīng)過(guò)分析軟件進(jìn)行處理，從而得到骨密度和骨結(jié)構(gòu)參數(shù)[13]。其在髖部的應(yīng)用稱為髖部 QCT，是利用臨床髖部 CT 掃描得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像后處理，經(jīng)由 1次 CT 掃描完成解剖顯示與骨密度測(cè)量。因此，在不增加患者受輻射劑量的情況下，使得髖部骨折患者的手術(shù)前骨密度和骨結(jié)構(gòu)測(cè)量成為可能[14-16]。北京積水潭醫(yī)院放射科 2007年以來(lái)，一直開(kāi)展老年髖部骨折的 QCT 研究和臨床應(yīng)用[17]。特別是在創(chuàng)傷骨科此次開(kāi)展的揚(yáng)帆項(xiàng)目中，髖部 QCT 得到了充分應(yīng)用，體現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)勢(shì)，即老年髖部骨折患者在急診通過(guò) 1次 CT 掃描，既可以判斷是否存在骨折以及評(píng)價(jià)骨折的詳細(xì)解剖和分型，為手術(shù)方案的選擇提供定性影像依據(jù)，也可以進(jìn)行髖部骨密度測(cè)量和骨結(jié)構(gòu)分析，從而為治療方案的選擇提供了定量影像依據(jù)。在近10年的臨床應(yīng)用中，累計(jì)測(cè)量 3000余例，業(yè)已成為髖部骨折手術(shù)前的常規(guī)檢查?，F(xiàn)將方法介紹如下，希望對(duì)國(guó)內(nèi)同行有所借鑒。

圖1 左側(cè)股骨頸骨折，CT 掃描時(shí)髖部下面放置 QCT 校準(zhǔn)體模，右側(cè)股骨頸正常用于 QCT 骨密度測(cè)量，結(jié)果與 DXA 一致圖2 QCT 分析軟件從三個(gè)相互垂直的平面調(diào)整股骨頸角度，使股骨頸與水平面平行圖3 髖部 QCT 骨密度分析結(jié)果，位置，感興趣區(qū) ROI 以及 BMD 結(jié)果與 DXA 一致Fig.1Left femoral neck fracture. QCT calibration model was placed under the hip in the CT scanning. QCT bone density measurement for the right femoral neck as normal. Results consistented with the DXAFig.2QCT analysis software adjusted the femoral neck angle from three mutually perpendicular plane, so that the femoral neck paralleled to the horizontal planeFig.3Location, ROI and BMD results in hip QCT consistented with the DXA

我科在急診檢查室配備了東芝 16排螺旋 CT 掃描機(jī)和美國(guó) Mindways 公司的 QCT 分析系統(tǒng)。在我院，當(dāng)骨科醫(yī)師懷疑老年患者可能發(fā)生了髖部骨折時(shí)，在 X 線片檢查基礎(chǔ)上，髖部 CT 平掃是常規(guī)的檢查項(xiàng)目。在做髖部 CT 掃描前，將 QCT 的校準(zhǔn)體模置于患者髖部水平檢查墊的下方，對(duì)患者體位無(wú)特殊要求，采用統(tǒng)一的掃描條件和重建參數(shù)，對(duì)髖部進(jìn)行 CT 掃描。對(duì)常規(guī)髖部 CT 圖像進(jìn)行多平面重建和三維重組，觀察是否存在骨折及骨折的解剖細(xì)節(jié)。同時(shí)，將帶有 QCT 體模信息的 CT 原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)?QCT 分析工作站，進(jìn)行髖部骨密度測(cè)量 ( computed tomography X-ray absorptiometry，CTXA ) 和骨結(jié)構(gòu)分析 ( bone investigation toolkit，BIT )。QCT 分析軟件可以對(duì) CT 圖像在冠狀面、矢狀面、橫軸面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，從而保證所有患者測(cè)量平面相一致，避免了 DXA 掃描所需要的患者體位配合問(wèn)題。CXTA 是通過(guò)模擬 DXA 的成像方式，對(duì)髖部的二維投影圖像進(jìn)行骨密度測(cè)量 ( 圖 1～3)。有研究證明 QCT 測(cè)量的骨密度與 DXA 測(cè)量的骨密度具有很好的一致性，二者可以互換使用[14]。更重要的是，此技術(shù)利用 3D 容積數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行股骨上段任何區(qū)域的骨密度測(cè)量。根據(jù)骨科醫(yī)師的要求，影像科常規(guī)對(duì)股骨頭，股骨頸與股骨粗隆間區(qū)域進(jìn)行螺釘方向的骨密度測(cè)量( 圖 4，5)，為骨科制訂手術(shù)方案和內(nèi)固定物的選擇提供了定量數(shù)據(jù)支持[18]。QCT 分析軟件的高級(jí)圖像處理模塊 BIT 可以對(duì)股骨頸進(jìn)行更詳細(xì)的區(qū)域分析，包括股骨頸不同區(qū)域的皮質(zhì)骨厚度、松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨骨密度以及相關(guān)的力學(xué)參數(shù)測(cè)量[19-20]，這些測(cè)量參數(shù)可以幫助臨床醫(yī)生更好地了解老年髖部骨折的發(fā)生機(jī)理。另外，髖部 QCT 還可以進(jìn)行更復(fù)雜的圖像處理，用于研究髖部骨折的發(fā)生機(jī)理或藥物治療的反應(yīng)等[21-22]。

除上述骨質(zhì)分析外，髖部 QCT 還可以用于髖部軟組織的研究，通過(guò)應(yīng)用 QCT 軟件測(cè)量髖部不同水平的肌肉面積和密度，脂肪面積和含量等。這些測(cè)量參數(shù)可以用于研究髖部軟組織在骨折發(fā)生中的作用[23]。

開(kāi)展這項(xiàng)工作以來(lái)，髖部 QCT 檢查已經(jīng)成為我院髖部骨折患者術(shù)前的常規(guī)檢查，到目前為止，已經(jīng)完成了 3000余例髖部 QCT 測(cè)量，取得了良好的效果，充分顯示出這種髖部骨折手術(shù)前的檢查方式具有很好的臨床應(yīng)用前景，值得推廣應(yīng)用。

圖4 髖部 QCT 分析軟件可以對(duì)髖部圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使測(cè)量平面符合骨科要求Fig.4Hip QCT analysis software could rotate the hip image to make sure the measurement plane was in line with orthopedic requirements

圖5 髖部 QCT 分析軟件測(cè)量股骨頭和粗隆的骨密度，為骨科手術(shù)方案選擇提供依據(jù)Fig.5Hip QCT analysis software measured the BMD of the femoral head and trochanter, providing a reference for orthopedic surgical options

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( 本文編輯：李貴存 )

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《中國(guó)骨與關(guān)節(jié)雜志》編輯委員會(huì)

The pre-operation bone mineral density and bone structure assessment with quantitative computed tomography in osteoporotic hip fractures

CHENG Xiao-guang, WANG ling, SU Yong-bin, YANG Ming-hui, WANG Man-yi, WU Xin-bao.
Department of Radiology, Beijing Jishuitan Hospital, Beijing, 100035, China

Operation is one of the choices for the treatment of hip fractures in elders. However, how to assess the bone mineral density ( BMD ) and bone structure pre-operation are challenging. Dual-energy x-rays absorptiometry ( DXA ) is widely used for BMD measurement of the hip, but limited in elder hip fractures due to the pain leading to the diff i culty of positioning. Furthermore, DXA is unable to measure the BMD of the femoral head. In this commentary, we introduced “Beijing Jishuitan hospital sailing project” experience which is to combine the routine clinical hip CT scan with the quantitative computed tomography ( QCT ) of the hip for elder hip fractures. With a single hip CT scan, the details of the hip fracture can be shown, meanwhile the CT data are used for QCT analysis of the the hip, in which the DXA-equivalent BMD is measured. BMD of the femoral head, neck and trochanteric area can be measured as well. All measurements are very useful for the pre-operation planning. QCT is utilizing the clinical CT scan with QCT calibration phantom and software, further post-processing of CT data, with no additional radiation. We completed more than 3000cases of QCT and it is proved to be very successful, so we recommend to use QCT for hip fractures.

Hip fracture; BMD; QCT; Pre-operation assessment

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.08.001

R683.3

首都臨床特色應(yīng)用研究項(xiàng)目 ( Z141107002514072)

100035北京積水潭醫(yī)院放射科 ( 程曉光、王玲、蘇永彬 )，創(chuàng)傷骨科 ( 楊明輝、王滿宜、吳新寶 )

2017-07-01)