張?jiān)?高冰 黃世豪 崔旋 郁萬(wàn)江,3*

1.大連醫(yī)科大學(xué)，遼寧 大連 116044 2.青島市市立醫(yī)院(集團(tuán))放射科，山東 青島 266071 3.濰坊醫(yī)學(xué)院，山東 濰坊 261053

目前，相關(guān)研究表明，QCT對(duì)骨密度測(cè)量的準(zhǔn)確性較高[1-4]。能譜CT作為一種新興的技術(shù)，在骨密度測(cè)量方面取得了一些成果[5-6]。寶石能譜CT可利用物質(zhì)分離技術(shù)[7-8]得到HAP(脂)密度圖像，進(jìn)而測(cè)定椎體的HAP(脂)值得到椎體的骨密度值。作者既往的臨床研究證明，能譜CT測(cè)量骨密度與QCT測(cè)量結(jié)果具有較好的一致性。但作者在體模研究中發(fā)現(xiàn)能譜CT采用的掃描參數(shù)對(duì)骨密度的測(cè)量結(jié)果影響很大，寶石能譜CT測(cè)量骨密度最佳掃描參數(shù)是管電流260 mA，球管轉(zhuǎn)速時(shí)間0.8 s/r，螺距0.984∶1。但這組掃描參數(shù)在實(shí)際工作中應(yīng)用效果如何，尚未得到認(rèn)證。本文旨在通過采用優(yōu)化后的掃描參數(shù)對(duì)人體腰椎骨密度進(jìn)行測(cè)量，探討其臨床應(yīng)用效果。

1 材料和方法

1.1 一般資料

研究組：選取本院同時(shí)接受腹部或腰椎寶石能譜CT檢查(管電流260 mA，球管轉(zhuǎn)速0.8 s/r)和QCT檢查的患者126例，其中男性60例，女性66例，除外有腫瘤病史、腰椎外傷史、腰椎手術(shù)史、血液病及其他影響骨密度的代謝疾病患者。共126個(gè)患者，年齡15～92歲，平均年齡(51.1±18.3)歲。

對(duì)照組：按照相同標(biāo)準(zhǔn)選取本院前期同時(shí)接受腹部或腰椎寶石能譜CT檢查(管電流375 mA，球管轉(zhuǎn)速0.7 s/r)和QCT檢查的患者57例，其中男性32例，女性25例。年齡27～92歲，平均年齡(60.0±15.2)歲。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并與患者簽訂知情同意書。

1.2 儀器與方法

采用GE Discovery CT750 HD CT掃描機(jī)，所有患者L2、L3椎體接受GSI掃描，掃描參數(shù)：研究組：管電流260 mA，球管轉(zhuǎn)速0.8 s/r，CTDIvol：10.30(mGy)，為本實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化條件。對(duì)照組：管電流375 mA，球管轉(zhuǎn)速0.7 s/r，CTDIvol：15.02(mGy)，為設(shè)備機(jī)默認(rèn)條件。余掃描參數(shù)相同，均采用管電壓(140、80 kVp)瞬時(shí)(0.5 ms)切換，探測(cè)器寬度40 mm，螺距0.984∶1。掃描后將重建的1.25 mm單能量圖像傳至AW4.6工作站并測(cè)量L2、L3椎體的HAP(脂)值，感興趣區(qū)大小為15 mm*15 mm，距離椎體邊緣3 mm以上，盡量避開骨島、靜脈叢及血管瘤等異常區(qū)域。住院復(fù)查期間再采用GE Discovery CT750 HD CT掃描機(jī)對(duì)研究組及對(duì)照組患者L2、L3椎體行QCT掃描，得到的圖像傳至Mindways工作站并測(cè)量L2、L3椎體骨密度值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用軟件SPSS 25.0對(duì)研究組及對(duì)照組數(shù)據(jù)組間差異行方差分析。對(duì)研究組及對(duì)照組組內(nèi)人群L2、L3椎體的HAP(脂)值與QCT骨密度值行Pearson相關(guān)性分析，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件MedCalc對(duì)研究組與對(duì)照組的相關(guān)系數(shù)行相關(guān)系數(shù)對(duì)比檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 優(yōu)化掃描參數(shù)能譜CT

優(yōu)化掃描參數(shù)能譜CT(研究組)L2、L3椎體 HAP(脂)值與QCT骨密度值相關(guān)性分析見表1，研究組L2、L3椎體HAP(脂)值與QCT骨密度值均具有顯著相關(guān)性。

表1 優(yōu)化掃描參數(shù)能譜CT(研究組)L2、L3椎體 HAP(脂)值與QCT骨密度值相關(guān)性分析Table 1 The correlation analysis between HAP (lipid) of energy spectrum CT with optimized scanning parameters of L2 and L3 vertebral bodies and bone mineral density (BMD) of QCT

2.2 默認(rèn)掃描參數(shù)能譜CT

默認(rèn)掃描參數(shù)能譜CT(對(duì)照組)L2、L3椎體 HAP(脂)值與QCT骨密度值相關(guān)性分析見表2，對(duì)照組L2、L3椎體HAP(脂)值與QCT骨密度值均具有顯著相關(guān)性。

表2 默認(rèn)掃描參數(shù)能譜CT(對(duì)照組)L2、L3椎體 HAP(脂)值與QCT骨密度值相關(guān)性分析Table 2 The correlation analysis between HAP (lipid) of energy spectrum CT with default scanning parameters of L2 and L3 vertebral bodies and bone mineral density (BMD) of QCT

2.3 優(yōu)化參數(shù)與默認(rèn)參數(shù)掃描結(jié)果相關(guān)系數(shù)對(duì)比

優(yōu)化參數(shù)與默認(rèn)參數(shù)掃描結(jié)果相關(guān)系數(shù)對(duì)比檢驗(yàn)見表3，研究組內(nèi)各亞組HAP(脂)值與骨密度值相關(guān)性較對(duì)照組更高，其中L2、L3椎體亞組中全體及女性的相關(guān)系數(shù)對(duì)比檢驗(yàn)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，男性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但具有良好的一致性。

表3 優(yōu)化參數(shù)與默認(rèn)參數(shù)掃描結(jié)果相關(guān)系數(shù)對(duì)比檢驗(yàn)Table 3 Comparison of correlation coefficient between optimization parameters and default parameters

2.4 兩種掃描方法輻射劑量比較

兩種掃描方法輻射劑量比較見表4，研究組CTDIvol較對(duì)照組明顯減低4.72 mGy。

表4 兩種掃描方法輻射劑量比較Table 4 Comparison of radiation dose between the two scanning methods

3 討論

自2009年底能譜CT應(yīng)用于臨床以來，已取得初步成果。其中陳靖等[9]認(rèn)為能譜CT用鈣(水)作為基物質(zhì)對(duì)時(shí)，與X線骨密度儀測(cè)量結(jié)果具有相關(guān)性(r=0.835，P<0.05)。張文娟等[10]研究表明能譜CT基物質(zhì)成像技術(shù)可以反映骨質(zhì)變化，HAP(水)值、鈣(水)值與DXA測(cè)量結(jié)果均呈正相關(guān)(r=0.874，P<0.05；r=0.796，P<0.05)。但隨著能譜CT的發(fā)展逐漸成為熱點(diǎn)，也伴隨了一些新的爭(zhēng)議。蘇永彬等[11]認(rèn)為能譜CT作為骨密度測(cè)量工具需進(jìn)一步考證，他們采用能譜CT成像技術(shù)對(duì)歐洲腰椎體膜(ESP)HAP值進(jìn)行測(cè)量并與其真實(shí)值比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)其精密度和準(zhǔn)確度均不理想。我們認(rèn)為歐洲體膜HAP(脂)值、HAP(水)值與其真實(shí)值差異較大的原因是掃描參數(shù)選擇不當(dāng)所致。

蓋立平等[12]也發(fā)現(xiàn)參數(shù)的優(yōu)化組合，對(duì)圖像質(zhì)量有顯著影響，并使測(cè)量結(jié)果更接近真實(shí)值，可以提高臨床診斷準(zhǔn)確性。我們前期進(jìn)行歐洲體膜實(shí)驗(yàn)，通過選取GE Discovery CT750 HD CT掃描機(jī)配置的14組不同管電流和X線球管轉(zhuǎn)速分別重復(fù)掃描，測(cè)量不同管電流和球管轉(zhuǎn)速條件下145號(hào)歐洲腰椎體膜HAP(水)值，并與體膜本身羥基磷灰石(HAP)含量作比較，得到了相關(guān)性最好、掃描劑量最低的條件，即管電流260 mA，球管轉(zhuǎn)速0.8 s/r，CTDIvol：10.30(mGy)。但是其臨床使用效能尚不知。因此我們進(jìn)一步研究，使用該參數(shù)行腹部或腰椎檢查并測(cè)量腰椎椎體HAP(脂)值。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，研究組及對(duì)照組組內(nèi)人群L2、L3椎體HAP(脂)值與QCT骨密度值均具有顯著相關(guān)性(見表1、表2)；研究組內(nèi)各亞組(全體、男性、女性)HAP(脂)值與骨密度值相關(guān)性較對(duì)照組更高(見表3)。意味著能譜CT可以成為臨床測(cè)量骨密度的工具；并且我們通過參數(shù)優(yōu)化，得到了比之前設(shè)備機(jī)默認(rèn)條件下與QCT骨密度一致性更好的HAP(脂)值，提高了測(cè)量骨密度的準(zhǔn)確性。掃描參數(shù)優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)并不止于此，它還大大減少了檢查輻射劑量[13]，由原來默認(rèn)條件下CTDIvol 15.02 mGy 變?yōu)?0.30 mGy，這將為能譜CT用于臨床提供更多機(jī)會(huì)，降低患者腹部CT檢查或復(fù)查輻射劑量的同時(shí)還可測(cè)量椎體的HAP(脂)值進(jìn)行骨密度監(jiān)測(cè)。因此我們推薦用使用管電流260 mA，球管轉(zhuǎn)速0.8 s/r的條件進(jìn)行能譜圖像采集。

本研究也存在一定程度局限性。①我們只從GE Discovery CT750 HD CT掃描機(jī)自帶的14組掃描參數(shù)中選取了最佳條件進(jìn)行臨床研究。該參數(shù)可能并不適配其他掃描機(jī)。②應(yīng)該擴(kuò)大樣本量，并補(bǔ)充L1、L4椎體的HAP(脂)值和QCT骨密度值。③腰椎骨質(zhì)成分不完全由HAP及脂肪構(gòu)成[14]，僅使用HAP(脂)這一基物質(zhì)對(duì)不能完全體現(xiàn)腰椎骨質(zhì)含量，應(yīng)該增加其他成分作為基物質(zhì)對(duì)進(jìn)行補(bǔ)充分析，完善能譜腰椎骨密度的精確測(cè)量。