定量CT QCT骨密度测量体模软件检测方法在骨密度测量中的应用

成都华西华科研究所研发QCT骨质疏松症已逐渐成为全 会日益关注的医疗问题之 一，早期的诊断对其疾病本身的治疗和骨折等并发症的预防 至关重要。目前，许多骨密度（BMD)测量方法已广泛地用 于骨质疏松的诊断、骨折危险性的预测和骨量变化监测的研 究和临床工作中。定量CT ( quantitative computered tomograpy,QCT骨密度测量体膜软件)测量即为众多BMD测量方法之一，这是一 种依赖临床CT机和特有的体膜（phantom)进行BMD测量的 方法。随着CT设备的进展，QCT骨密度测量体膜软件的测量方法也有所改进， 近来又出现了体积(volumetric ) CT等测量方法。目前,CT作 为主要影像设备在我国众多医院中已基本普及，但用于 BMD测量的医院或研究机构为数不多。为使读者对此有进 一步的了解，笔者仅就应用临床常规全身CT机进行BMD测 量的研究和临床工作简述如下。

一、QCT骨密度测量体膜软件 BMD 测量

QCT骨密度测量体膜软件测量是在骨骼的断面影像上进行，故可分别测量松 质骨和皮质骨的BMD，且既可测量中轴骨BMD，也可测量外 周骨BMD。但应用临床常规全身CT机进行的QCT骨密度测量体膜软件测量主 要是腰椎椎体松质骨BMD的测量，其特点是可无创性测量 腰椎椎体松质骨的BMD。众所周知，椎体松质骨的骨转换 率高，故其生物力学的意义也非常重要。1976年Ruegsegger 等[1]首先研发出应用1251为能源的周围骨QCT骨密度测量体膜软件测量桡骨的 BMD,随后Genant等⑵、Cann和Genant⑴研发出已知BMD 的参照体膜，并在临床应用CT机测量腰椎的BMD。参照体 膜是用不同浓度的K2HP04液体柱组成，并置于受检者腰部 下方进行同步扫描，所测的BMD是真正的体积BMD,单位 为 g/cm3。QCT骨密度测量体膜软件测量机理:QCT骨密度测量体膜软件 BMD测量校正主要是根据水的CT 值为〇 HU、气体CT值为-1000 HU,然后通过体膜的校正将 松质骨相应的CT值进行线性回归，进而转化成体积BMD。 CT BMD校正的体模有液体和固体之分。QCT骨密度测量体膜软件初期应用的 是液体体模，该体膜内含有不同浓度的K2HP04[3]。但因该 体膜为液体状态，故其长期稳定性较差，进而改进为当今广 泛应用的固体体膜。固体体膜内所含的校正物质是羟磷灰 石（Hydroxyapatite)。进行固体体膜测量时，有学者将固体体 膜与受检部位同步扫描，也有学者采用非同步扫描,即先扫 描所要测量的部位,然后扫描人椎体形态（anthropomorphic) 的固体体膜[4]。体膜与测量部位同步扫描的目的在于克服CT机性能不稳定及与受检部位大小和形态有关的射线硬效 应所造成的测量误差。另外，也有通过椎旁的肌肉和脂肪为 参照物，以此取代QCT骨密度测量体膜软件体膜进行内校准的QCT骨密度测量体膜软件 BMD测 量[5~ ;还有学者采用螺旋CT常规腹部平扫和增强扫描测 量骨量[7 8]，虽这些不用CT体膜的QCT骨密度测量体膜软件测量方法较为简易， 但其准确性、精确性及正常人群参照值等因素的临床应用价 值仍有待于进一步的研讨。QCT骨密度测量体膜软件具体测量的部位通常是T12 ~ L4中的3或4个椎 体中部内的松质骨。诸椎体扫描的层厚为8 ~ 10 mm;扫描 剂量较低（总共扫描剂量为80 jjlSv,其中定位像扫描剂量为 30 jxSv，4个椎体断面的扫描剂量为50 pSv)[9];将测量的 ROI手动定位于椎体中部断面前方的松质骨内，也有通过软 件自动定位R0I在椎体松质骨的位置，还有通过特有的软 件分别测量椎体的松质骨、皮质骨和两者的共同密度。为消除椎体脂肪对测量的准确性影响，腰椎QCT骨密度测量体膜软件测量 又可分为单能 QCT骨密度测量体膜软件( single-energy QCT骨密度测量体膜软件，SEQCT骨密度测量体膜软件)和双能 QCT骨密度测量体膜软件 (dual-energy QCT骨密度测量体膜软件，DEQCT骨密度测量体膜软件)测量,其各自测量的准确性、精确 性和放射剂量均有所不同。成人腰椎椎体内脂肪含量随年 龄增加、红骨髓减少而增加，脂肪的增加会加大QCT骨密度测量体膜软件测量准 确性的误差，准确性误差的范围可达5% ~ 15%,这主要取 决于受检者的年龄和其椎体内脂肪含量所占的百分比。因 脂肪含量的影响，QCT骨密度测量体膜软件测量结果低估年轻受检者BMD的 20%、低估年长受检者BMD的30% [1°]。虽DEQCT骨密度测量体膜软件可改善 测量的准确性，但其测量的精确误增加。单能和双能QCT骨密度测量体膜软件 测量的精确误和准确误分别为2% -4%和4% ~15%[11_12]。 另外，双能QCT骨密度测量体膜软件的放射剂量增加，也限制了其临床应用。早在20世纪80年代初国外学者已在临床上应用了 QCT骨密度测量体膜软件进行骨质疏松患者的临床测量和研究，国内有些学者也 从90年代初开始分别对QCT骨密度测量体膜软件测量的准确性和临床应用等 方面进行了研究[1344]。国内、外的研究结果均表明，QCT骨密度测量体膜软件可 用于评估骨折危险性、年龄性骨丢失率、随访骨质疏松和其 他骨代谢性疾病的变化。在诊断领域,WHO将双能X线 (dual X-ray absorptiometry, DXA)的测量作为骨质疏松诊断 的金标准,故许多BMD的测量方法也多与DXA测量结果加 以比较。Yu等[15]的研究结果表明，QCT骨密度测量体膜软件测量椎体松质骨对 区分椎体骨折与非骨折人群的能力优于腰椎正位DXA和腰 椎侧位DXA测量的评估能力;其研究结果还显示QCT骨密度测量体膜软件测量 松质骨的BMD低时，其椎体骨骨折的相对危险性(奇数比为I. 6乃分别高于腰椎侧位DXA(奇数比为Z 00)和腰椎正位 DXA(奇数比为1.54)测量。Jergas等％证实，通过腰椎 DXA正位和侧位测量结果计算的体积BMD区分椎体骨折和非骨折的能力（奇数比为2. 87)也高于腰椎正位DXA(奇 数比为1.47)或腰椎侧位DXA(奇数比为1.88)的测量，但 QCT骨密度测量体膜软件测量松质骨BMD区分椎体骨折和非骨折的能力仍为最 强（奇数比为3. 17)。另外，松质骨的代谢活性高，可通过 QCT骨密度测量体膜软件和DXA测量的骨丢失率加以反映。Gugiielmi等[1〃对 108例绝经后妇女的截面测量研究显示，QCT骨密度测量体膜软件测最骨丢失的 结果为每年1. 96%，腰椎侧位DXA为每年0. 97% ,腰椎正 位DXA则仅为每年0. 45%。有关应用QCT骨密度测量体膜软件测量股骨近端BMD的 道较少。 Sartoris等[18:选取2例尸体和6例活体，用常规CT机和与腰 椎QCT骨密度测量体膜软件相同的液体体模分别定量测量股骨近端的松质骨 BMD和腰椎BMD,并将结果进行了比较。结果显示，股骨近 端QCT骨密度测量体膜软件测量结果与腰椎QCT骨密度测量体膜软件呈高度相关，其检查时间、放射 剂量和测量的重复性同腰椎QCT骨密度测量体膜软件测量相似。Lmn等[19] 道股骨近端的QCT骨密度测量体膜软件测量可反应绝经后妇女激素治疗后的松 质骨和皮质骨的骨丟失，进而有助于骨折危险性的评估。 Beck等[20] 道，结合股骨BMD和股骨几何参数预测骨强度 的能力优于BMD单独的预测能力。伹因股骨近端松质骨分 布和形态等变异较大，QCT骨密度测量体膜软件的测量也需特有的软件，故其临 床应用的价值仍有待于进一步研究。