正常人群的骨密度定量CT QCT骨密度测量体模软件检测方法测量

成都华西华科研究所研发QCT研究标准桧測件对正常男女412人椎体松质骨做单能定S CT测定骨密度,并对40个棰 体坛本灰化进行■准确性测试求得标准件的重复性为1,4%,人体骨密度的和量值与灰化标本灰重值相 比的准确性为18.3%。表明标准作质置可靠。对正常人测董发现骨密度与年龄明显相关。男性骨密度 呈直线相关,相关系数1′ = 〇,72,尸<0.〇〇1|女性曾密度呈立方回归关系,相关系想^=〇.92,尸< 0.05,且在50岁以前女性骨密度?于男性,5D岁以后男性髙于女性e定量CT (QCT骨密度测量体膜软件)测量是一种无创性的骨 密度测量方法,主要用于测量中轴骨的骨松 质。国内曾有单光子测量前臂皮质骨骨密度的 道11],但尚未见到不同年龄组OCT测量的 道。由于骨密度值与年龄、性别、种族、地 区及饮食营养等因素有关,因此,我们试图找 出北京地区正常人群的骨密度变化趋势及与性 别、年龄、身高、体重的关系》

材料和方法 、一、受试对象,从受试者中选出血(钙、璘、碱性磷酸海 及肝功能)、尿(常规及尿糖)检验正常,体检 正常,腰腿活动正常,无肝炎、曱旁亢、肾及 肾上腺疾患或猓电类固醉,激素者412人。 其中男183人,女229人,年龄20?69岁,分5个年龄组。

二、标准件的制作和检测,

(一) 标准件的制作,用成都华西华科研究所有机玻璃仿制CannGenam发明使用 的参考标准模型,体模内有5根长管分别灌注 蒸馏水,60%酒精及50、100、200 mg/cm*浓 度的磷酸氢二钾溶液。再用有机玻璃做一个直 径34 era,厚10 cm的圆柱形杯巢,用以模拟 人体和脊椎的关系。扫描时,先将脊椎骨标本块置于装满水的 有机玻璃杯内,再将杯子放到水模的杯巢内。

(二) 标准件的检测r

I. 准确性的检测:为了栓测仿制参考楔. 型测量骨密度的准确性,我们从16具新鲜尸 体内取出完整的腰椎骨4Q个,分别装在模拟 人体体模的杯巢内进行CT扫描。年龄2Q?40 岁8人,全部为男性;70?90岁8人,其中 女3人,男5人。用保鲜膜#裹从尸体中取出 的椎体骨标本,放入一 6CTC~_80°C的低温冰 箱内保存,扫描前2?4小时取出解冻,再将 标本放到有机玻璃柘内*加满水后放入体模杯 巢内有描。扫描层厚5 mm,共3层15 mra。 扫描条件130 kVp。将扫描过的脊椎骨标本切除附件,骨皮质 和上、下终板,做成20 mm x 20 mm X 15 mm 的松质骨块,用水中称重法测量每个骨块的体 积,再将其送入灰化炉中加温到80CTC,持续 4小时,置于干燥箱冷却后用天平称重。得到 每个标本的灰重,再换算成单位体积的骨矿物 含量。用标本的CT骨密度与其灰重作相关分 析,评价其准确性。II. 精确性的检测,将灌满蒸馏水的水模 和参考标准件放置一起,在同一层面用相同的 扫描条件连续扫描10次。以这10次的标准差 和变异考数的大小来衡量参考核准件的重复 性。III. 方法■ (1)扫描方法《 a.受试者的扫 推,令受检者仰卧,将参考标准件置于其腠 下,下肢半屈,使其腰部与参考体模贴紧,免 除间隙。先扫侧位定位像,然后用定位线分别穿过第2、3、4腰推的中间层面。扫描层面与 椎板平行。在CT横断图像上,用尽量大的方 形感兴趣区测量惟体松质骨的CT值,注意 不要包括皮质和椎静脉窝的骨小梁映少区。 K标本的CT扫描:扫描前2?4小时从冰箱 中取出耘本解冻,将其放在有机玻璃杯内,加 满水后,再把杯子放在体模内的杯巢中。扫描 方法与受试者的扫描相同,不同的是:在推体 中部用5 mm层厚,连续扫描3层,共厚15 mmj2)计算方法:在CT图像上,测量松质 骨CT值的同时,还醑量标准件内的水和_酸 氢二钾溶液的CT值井作记录。按下式计算腰 椎骨松质的密度[2]。應椎骨松所密度的计算公式为5 BMD^Cr x (Ht-HWV(HK-H?) 式中的松质骨CT值,1^为体模水 的CT值,HK为标准件磷酸蠢二押溶液的CT 值,(^为体模磷酸氢二钾溶液的浓度mg/cma。

结 果

一、 参考模型(标准件)的精确性, 经对磷酸氢二钾溶液(lQmg/cm3)在相同条件下(130 fcVp)进行同一层面的连续 10次扫描,其CT值标准差为2.25,变异系 数为1.4%。说明参考体模的重复性,即精确 性良好。

二、 标本灰化与CT骨密度值的关系:

CT骨密度值与灰重的关系见表1。CT骨密度值与灰重存在相关关系(图1)。相关系 数t = 0.98,尸<0.001,二者之间可用下列回表 1 I30lcVp骨密度(mg/cinB>_ 和灰重的关系

标本

灰重

OCT

二者

之差

标本

灰重

OCT

二者

之差

1

57.7

33*6

24.1

21

166.7

130J

3C.6

2

86.2

56.0

30.2

1 22

167.2

H2.E

24.7

3

91^2

50.1

41.1

1 23

171.0

129.(

42.0

4

110.7

79.2

31*5

24

172.3

l^US

30.5

5

123.9

86.0

37.9

25

174*0

14^.5

24.5

6

124.2

33.0

3J.2

26

175.6

Ul.S

3414

7

125*6

84.5

41.1 丨

27

177.2

He.3

30.9

8

135.2

m*?

ia.s I

28

180*4

163.3

17.1

9

149.1

109.5

30.6

29

195.6

16U

21*2

10

140.5

112.4

28*1

30

186.3

149.6

36.7

11

U4.7

107.4

37.3

31

186*4-

147.0

39.4

12

1J7.3

128.7

19.6

32

191.1

148*3

42.3

13

U7.5

114-6

32.9

33

194.8

267.9

25.9

14

155.6

120.5

35.1

34

195.2

171.9

23,3

15

156.9

137*1

19.6

35

195*8

171*8

24.0

16

161,1

139.1

22,0

36

199.0

164.5

34.5

17

163.1

132.0

31.1

37

201-9

1S4,4

37.5

18

163.e

135.0

28.6

33

207.5

173.2

29*3

19

1&4.4

127*9

36,5

39

209.2

153.3

45*9

155.2

129.0

36.2

40

215*9

171.2

44.7

Jp:3i-*5 a. 7.6B

归方程表达:BMD = C.97*灰重一27eQCT骨密度测量体膜软件测 量结果均低于灰重.平均低31.5 rng/cm3。

三、骨密度和年龄1身高1体重的关系,用逐步回归方法分析表明,骨密度和身 髙、体重无明显相关,女性和男性的相关系数 分别为 P.499、0.638 和(L808、0.625,户> 0.05〇骨密度和年龄有明S相关:男性骨密度与 年龄呈直线相关,相关系数r = 0.72,P<IV. 001;女性骨密度与年龄呈立方回归关系,相 关系数= 戶<0.05。回归方程公式,男性:BMD = 212.668 — 1.72X 年龄。女性t BMD = 159.775+4.447 x 年龄一 〇.155 x 年龄 * + 0.001X年龄骨密度与年龄关系见表2、3, 图 2、3,

讨 论

一、关于本法的精确性和准确性:

QCT骨密度测量体膜软件的原理为:将含有水、酒精、磷酸表2正常男俛骨密度(mg./cms)和 年龄的关系(CTB)

年龄组

例数

范 围

5?

S

年龄组

间差

20 ?29

92

243.0?12B.0

175. a

25.6

30 ?39

^3

21D.0?100.0

1JB.3

26.3

27.5

40 ?40

31

m.〇^9〇.〇

13A.6

29.3

9.7

50 ?59

36

162』?72?0

117.2

21,7

21,4

60 ?69

28

174.0?76.0

105.7

23.8

11.5

表3正常女性骨密度(mg/cm1) 和年龄的关系(crA)

年龄组

例毁

范 围

S

S

年龄组 间差

20 ?29

38

232.0?131).0

iaa.o

36.3

30-^39

49

237』?103』

169.2

27*2

18.S

扣?49

25

2I2.CI ?96.0

1^5.0

26.5

24.2

50 ?59

4S

169.0?33.0

10B.2

25.0

36.S

?69

25

147 川?63.0

87.7

2B.5

20.5

二,关于骨密度与年龄、性别的 关系:

正常人群从儿童到青春期骨量逐 渐增加,到30岁达髙峰,以后逐年下 降(围4)。我们观察到成年人不同 年龄组中,20?29岁年龄组骨密度 最髙,以后逐年下降。这个规律男女 是共同的。在50岁以前,女性各组 均髙于男性。而5Q岁以后的各年龄 组中,女性平均值均诋于男性(表2、3及图4)。显示了女性更年期后随着 雌激素分泌的减少,骨密度有一个明 显加速的下降。由于健康人中个体差 异较大,在具体衡量骨质疏松时,建议采用其平 均值,井参考标准差。我们认为,在排除了内分 泌、肝、肾等疾病后,一个基本健康的老人, 不管其骨密度值多么低,都应归入生理性变化 之内,统称之为老年性骨质疏松。对于50岁 以上的年龄组来说,其正常下限值都低于100 mg/cni%处于国内外研究者们提出的骨折阈 值以下。Cann提出脊柱骨折闽值为100?110 mg/cms,认为在阈值以上骨折很少发生,阈 值以下可能发生骨折,而在印mg/cn^以下 时,骨折的发生很常也[71。我们所测的50岁以 上的各组男女共134人,其骨密度值最髙为 160mg/cm%最低57mg/cme,均未见有脊柱 压绾骨折。

三、骨钙含量减少的机制:

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