趙君祿 任慶云* 陳凱希 劉齋 聶關(guān)偉 陳詩飛

1．河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科，河北 石家莊 050031 2．河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院手術(shù)室，河北 石家莊 050031

骨質(zhì)疏松癥是一種以低骨密度(bone mineral density，BMD)為特征的骨疾病，它會導(dǎo)致骨脆性增加，甚至在低能量創(chuàng)傷的情況下也會增加骨折的風(fēng)險[1-4]。這些骨折非常常見，高發(fā)病率造成了顯著的社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[5-6]。因此，對骨質(zhì)疏松進(jìn)行篩查和診斷對于及時干預(yù)治療具有重要的臨床意義。雙能骨密度儀(dual energy X-ray absorptiometry，DXA)測量骨密度仍然是診斷骨質(zhì)疏松的金標(biāo)準(zhǔn)，是臨床上診斷骨質(zhì)疏松最常用的方法，但是，DXA檢查由于是二維密度成像，主動脈鈣化及腰椎骨質(zhì)增生均可以造成假性腰椎骨密度增高，影響診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用CT掃描儀加上專業(yè)的定量CT體模及軟件就可以在CT掃描的基礎(chǔ)上獲得骨密度數(shù)據(jù)，即定量CT技術(shù)(QCT)技術(shù)[1]。與DXA比較，QCT測量的骨密度是真正的容積骨密度，不受脊柱退變及血管鈣化的影響，研究發(fā)現(xiàn)QCT比DXA能夠更敏感地檢出骨質(zhì)疏松，同時QCT的原始數(shù)據(jù)還能夠?qū)ρ档男螒B(tài)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析[2-3]，但是，QCT的缺點(diǎn)是輻射劑量高于DXA檢查，在臨床應(yīng)用中，在診斷腰椎或腹部其他疾病的同時診斷骨質(zhì)疏松，即骨質(zhì)疏松的機(jī)會性篩查可以使患者避免再次受到輻射。目前，臨床上有2種常用的QCT檢查軟件，包括飛利浦IntelliSpace(IP)和美國Mindway(MW)，后者與體模一起又稱為QCT骨密度分析系統(tǒng)。IP及MW測量骨密度值的可比性及一致性研究鮮見報道，本文旨在探討IP及MW測量腰椎BMD值的一致性及其在臨床中的應(yīng)用價值。

1 材料和方法

1.1 一般資料

回顧性分析2021年6月至2021年9月因腹部疾病在河北醫(yī)科大學(xué)進(jìn)行腹部CT檢查的患者 222例，排除有影響骨代謝的慢性疾病(如腎臟、甲狀腺、甲狀旁腺、腎上腺疾病、糖尿病及惡性腫瘤)病史者、腰椎壓縮性骨折及服用可影響骨代謝的藥物(如激素類、氟化物、雙膦酸鹽)者。其中，男性109例，女性113例；年齡31～80歲，平均 (55.8±13.4) 歲。所有患者對CT掃描方案均知情同意，且得到醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 掃描方法

采用Philips incisive 64層螺旋CT掃描機(jī)進(jìn)行腹部螺旋掃描，掃描參數(shù)：120 kVp，自動mAs： dose right index 設(shè)置為23，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時間1 s/圈，探測器64×0.625，標(biāo)準(zhǔn)算法重建，層厚5.0 mm、層間隔5 mm，重建層厚0.625 mm、層間隔0.625 mm。矩陣 512×512，視野(field of view, FOV)35 cm。患者平均輻射劑量(DLP)為(277.9±47.41) mGycm, 平均有效輻射劑量(4.17±0.71) mSv 。

1.3 骨密度測量方法

將CT容積數(shù)據(jù)經(jīng)PACS分別傳至下述兩個分析軟件中進(jìn)行骨密度分析。①無體模的IntelliSpace(IP)骨密度分析軟件( Philips, Amsterdam, Netherlands)，通過三平面定位選取椎體的中間層面，分別測量椎體CT值及椎體后方豎脊肌及皮下脂肪CT值(如圖1)，椎體CT值測量時感興趣區(qū)(region of interest，ROI)盡量選取多的骨松質(zhì)，避免選到骨皮質(zhì)及椎體后中央靜脈叢，且保證三種組織測量ROI區(qū)呈鐘形排列，系統(tǒng)自動分析得到相應(yīng)BMD值。②有體模的MW QCT PRO 骨密度分析系統(tǒng)(version 6, Mindways, Austin, TX, USA)。通過三平面定位，在L1～L3椎體中心層面勾畫出橢圓ROI，盡可能最大范圍地包括骨松質(zhì)，不包括椎體后中央靜脈叢及骨皮質(zhì)(見圖2)，系統(tǒng)自動分析得出每個椎體的骨密度(bone mineral density，BMD)值及T值，計算三個椎體BMD平均值及T值平均值。為了評估測量方法的可重復(fù)性，自 222 例數(shù)據(jù)中隨機(jī)各抽取 30 例，由 2 名測量者在不同時間(相隔 1周)分別在各自軟件上測量2 次椎體BMD 值。

圖1 IP測量骨密度ROIFig.1 ROI of BMD measurements with IP

圖2 MW測量骨密度ROIFig.2 ROI of BMD measurements with MW

1.4 診斷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)中國定量 CT( QCT) 骨質(zhì)疏松癥診斷指南( 2018)提出的標(biāo)準(zhǔn)，QCT骨密度絕對值≥120 mg/cm3為正常，80～120 mg/cm3提示骨量減少，≤80 mg/cm3診斷骨質(zhì)疏松[4]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用 Pearson 相關(guān)性檢驗分析兩種軟件測量結(jié)果的相關(guān)性，應(yīng)用配對樣本t檢驗分析兩種方法測量結(jié)果平均值是否有差異，采用 SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。應(yīng)用Bland-Altman 圖分析二者的一致性，采用Medcalc軟件進(jìn)行分析，以兩種方法測得的骨密度的平均值為橫坐標(biāo)，以二者的差值為縱坐標(biāo)，并以差值的均數(shù)±1.96 倍差值的標(biāo)準(zhǔn)差(s) 為一致性界限，差值大部分位于±1.96之間為一致性良好。

2 結(jié)果

2.1 IP與MW重復(fù)性評估

IP與MW兩次測量 BMD結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。

表1 IP與MW重復(fù)性測量BMD值比較

2.2 IP 和 MW 測量BMD值及T值比較

IP測量的BMD值低于MW測量的BMD值，兩者的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，兩者T值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(見表2)。隨著年齡的增大，IP與MW測量BMD值的差值有逐漸變小的趨勢，但是兩者差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，見表3。

表2 IP與MW測量 BMD值及T值比較

表3 分年齡段IP與MW測量BMD值比較

2.3 IP與MW測量對骨質(zhì)疏松檢出率的比較

IP與MW測量對骨質(zhì)疏松的檢出率分別為66/222(29.73 %)和61/222(27.48 %)，兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，對骨密度正常的檢出率分別是75/222(33.78 %)和109/222(49.10 %), 兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.012)，見表4、5。

表4 IP與 MW骨質(zhì)疏松檢出率比較[n(%)]

表5 IP與 MW骨密度正常檢出率比較[n(%)]

2.4 IP 與MW測量結(jié)果的相關(guān)性及一致性評價

IP與MW測量的BMD值呈正相關(guān)(r=0.911，P< 0.01)，見圖3。

圖3 IP與MW測量BMD值的相關(guān)性Fig.3 Correlation of BMD value between IP and MW

Bland-Altman 法是評價兩種測量方法一致性的可靠方法[5]。用Bland- Altman 法對兩種方法的測量結(jié)果進(jìn)行一致性分析。以兩種方法測得的骨密度的平均值為橫坐標(biāo)，以二者的差值為縱坐標(biāo)，并以差值的均數(shù)±1.96 倍差值的標(biāo)準(zhǔn)差(s) 為一致性界限，繪制Bland -Altman 圖(圖4) 。如圖所示，兩種方法測得的骨密度對數(shù)的差值絕大部分位于一致性界限內(nèi)，一致性界限的置信區(qū)間無臨床意義，提示二者測量一致性好。以MW測量的BMD結(jié)果為因變量，IP測量的BMD結(jié)果為自變量，得出MW與IP BMD測量值的線性回歸方程為：BMD(MW)= BMD(IP)×1.041±15.99。

圖4 IP與MW 測量BMD一致性 Bland-Altman 圖Fig.4 Bland-Altman diagram of BMD consistency between IP and MW

3 討論

隨著中國步入老年社會，骨質(zhì)疏松成為危害中老年人健康的常見病多發(fā)病，骨質(zhì)疏松常會造成骨折，在一定程度上影響老年人的生活質(zhì)量，有些骨折還會危及老年人的生命，很多人預(yù)測股骨頸骨折很有可能成為很多老年人最后一次骨折，可見骨質(zhì)疏松的早期診斷早期治療的重要性[6-9]。骨密度測量可以早期判斷患者是否有骨質(zhì)疏松，預(yù)判患者骨折風(fēng)險、還可以對治療效果進(jìn)行評價，因此，如何更準(zhǔn)確便捷地進(jìn)行骨密度測量是近年來的研究熱點(diǎn)。

隨著CT在臨床診療中的應(yīng)用日益增多，QCT測量骨密度的相關(guān)研究越來越多。與DXA測量不同，QCT是唯一可分別評估皮質(zhì)骨及松質(zhì)骨密度的定量方法[10]，骨松質(zhì)的骨轉(zhuǎn)換率明顯高于骨皮質(zhì)，QCT選擇性地測量松質(zhì)骨的BMD可較早地反映出體內(nèi)骨礦含量的變化，因此，QCT的骨密度測量更有利于骨質(zhì)疏松的早期診斷和治療[11-12]。

應(yīng)用QCT進(jìn)行的機(jī)會性骨質(zhì)疏松篩查是在臨床CT掃描的同時進(jìn)行QCT檢查，一次掃描，二個結(jié)果，不增加病人輻射劑量，是早期發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松非常有用的方法[13-15]，但是，同一患者應(yīng)用不同的QCT測量軟件及不同設(shè)備所測出的骨密度值應(yīng)該具有可比性。

DXA 輻射劑量低，是目前應(yīng)用廣、認(rèn)可度高的骨密度測量方法[16]，但是，研究發(fā)現(xiàn)，Lunar及Hologic兩種DXA掃描儀測量的骨密度值的差值達(dá)11 %[17]，不同DXA設(shè)備的BMD測量結(jié)果不能直接用于比較，需經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制和橫向校準(zhǔn)進(jìn)行換算后才能進(jìn)行對比[18]。本研究發(fā)現(xiàn)IP及MW測量BMD值的差異為16 %，與Woisetchlager等的結(jié)果基本一致[19]。引起兩種測量軟件BMD差異的原因可能是：①ROI選取的方法不同，IP分析的ROI選擇層厚為CT掃描層厚5 mm，而MW分析的ROI層厚為9 mm，而后者對于每個椎體骨松的采樣及分析容積更大，測量準(zhǔn)確性可能更高；②本研究應(yīng)用腹部掃描方案，沒有采用廠家推薦的腰椎骨掃描方案，兩種掃描方案中掃描模式、FOV及重建方法不同對測量結(jié)果也可能產(chǎn)生一定影響；③兩種軟件校準(zhǔn)的方法不同，IP將患者自身的肌肉與脂肪組織CT值作為內(nèi)部參考值，而MW應(yīng)用掃描外部體模CT值進(jìn)行校準(zhǔn)。

IP與MW測量骨密度值的差異說明不同軟件系統(tǒng)測量出的骨密度值不能進(jìn)行直接比較；中國QCT診斷骨質(zhì)疏松的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)MW測量中國人群的骨密度制定的[4,13]，本研究中以MW測量的骨密度為因變量，以IP測量的骨密度為自變量建立回歸方程，使兩種骨密度數(shù)據(jù)可以相互轉(zhuǎn)換，解決了兩種骨密度數(shù)據(jù)不能直接對比的問題，尤其是對于觀察骨質(zhì)疏松患者的療效隨訪具有重要意義。

本研究中發(fā)現(xiàn)，其IP與MW測量的骨密度具有良好的相關(guān)性和一致性，IP與MW一樣具有很高的可重復(fù)性，盡管兩者測量BMD值有顯著性差異，但是對于骨質(zhì)疏松與非骨質(zhì)疏松的診斷率并無顯著性差異，提示IP可以和MW一樣作為診斷骨質(zhì)疏松的有用工具。

本研究的局限性，一是為單中心研究，病例數(shù)較少；二是CT掃描條件為120 kVp，沒有考慮不同kVp對骨密度測量結(jié)果的影響；此外，本組病例均為CT平掃，未考慮增強(qiáng)掃描對骨密度測量結(jié)果的影響。

綜上，基于腹部CT掃描的腰椎BMD測量對于診斷骨質(zhì)疏松是可行的，兩種BMD測量軟件得出的BMD值有明顯不同，IP的BMD值明顯低于MW值，所以IP結(jié)果不能直接與QCT結(jié)果進(jìn)行比較，通過以MW測量的骨密度為因變量，以IP測量的骨密度為自變量建立回歸方程，使兩種骨密度數(shù)據(jù)可以相互轉(zhuǎn)換而用于臨床診斷。IP 測量的BMD值與MW測量的 BMD值的一致性及相關(guān)性好，臨床上可用于骨質(zhì)疏松的機(jī)會性篩查及隨訪。