定量CT QCT骨密度测量体模软件系统检测法 模式

定量CT QCT骨密度测量体模软件系统检测法 模式

一、概述

精确定量测定骨密度是诊断骨质疏松症的最基本的依据，从 最早的x线片到更加精密的各种骨密度测定仪，都可以提供骨质 疏松症诊断的资料。目前的诊断与疗效的评估，主要应用非创伤 性的物理影像学方法，这些方法多以射线测量法为基础。用CT 机进行骨矿物质含量（BMC)的定量检查称为定量CT(quantitative computed tomography，QCT骨密度测量体模软件系统检测法)。QCT在国外是20世纪70年代中期发 展起来的，由Genant等于1977年首先采用，80年代中后期引入我 国。QCT可测定各部位的骨松质和骨密质的三维单位体积内的 骨矿含量，还可以测量两者总和的骨密度，且不受相邻组织的影 响，其主要用来测定脊椎骨小梁的骨密度，它对脊椎骨小梁测量 的应用价值已得到广泛承认并应用于世界4000多个研究中心。

二、原理

QCT骨密度测量体模软件系统检测法是测量局部三维骨密度的有效工具，是惟一可以分别测 量椎体骨松质和骨密质骨矿物质含量的方法，是真正意义上的三 维结构测量。在椎体骨中骨松质骨矿物质含量占20% ~ 40%，骨 密质占60% ~80%，骨松质的表面积和体积之比值大，其年代谢 率为20%-25%，代谢转化率比骨密质高8倍，骨丢失比骨密质 敏感，故QCT常用于骨松质的测量。众所周知，CT的密度分辨率 高于X线片，组成CT图像的像素代表扫描层各部组织的衰减系 ，可表示被测组织的物理密度，根据相关软件，可得出骨密度值 的分布。现有专用体模测量法和无专用体模测量法。专用体模 的QCT测量使用较多，检查时通常需要采用专用的外源性标准体

模来校正所测的CT值。在测量骨矿物质密度（BMD)时，需要计 算软件设定敏感区（region of interest，ROI)。标准体模内灌人已知 浓度的羟磷酸盐或磷酸氢二钾，在扫描时将标准体模置于患者的 下方，与患者同步扫描，通常先要扫描侧位定位图以确定被测椎 体的中间层面，在数据收集过程中用计算机软件的ROI将椎体骨 小梁和骨密质勾划出重建图像进行分析。R01内平均衰减值可通 过与体模内已知浓度的磷酸氢二钾的衰减值比较而转化成相对 的浓度，各椎体校正的骨密度值需与正常人群进行比较，最后通 过计算得出人体的骨矿含量数值。脊椎中轴纵切层面和横切层 面ROI选择均为高度自动化，可自动定位骨小梁、骨密质及整体 的ROI，全过程只需几分钟。‘无专用体模的方法只是将人体中的 肌肉和脂肪替代专用体模作为CT扫描后的参考值，因为这些部 位的衰减特性不会因人而异，可计算出这些部位在各能量下的线 性衰减系数值，用QCT分析软件进行骨矿物质含量分析，以此确 定CT测量结果的骨密度值。

我们可利用以下公式计算BMD: BMD = CK4(DB – DW)/ (DK – DW)，CK4为测试体模中磷酸氢二钾浓度(mg/cm3)，DB为 测量骨松质的值(HU)，DW为体模蒸馏水CT值（HU)，DK为测试 体模中磷酸氢二钾浓度的CT值（HU)。BMD单位以mg/cm3表

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三、QCT QCT骨密度测量体模软件系统检测法

分型

QCT按X线发射源分为单能定量CTUingle energy QCT，SE- QCT)，双能定量CT(dual energy QCT，DEQCT)，窜积定量CT和外周 骨定量CT(pQCT)等，其精确性、准确性和放射计量不同。由于脂 肪密度呈负值，受其影响，SEQCT所测得的BMD值比实际为低。 选用DEQCT可改善和校正脂肪对测量值的影响，提高测量的准 确性，但该技术的重复精度较SEQCT为低，仅为4% ~ 6%，且放 射计量较大，一般不作为常规使用，而PQCT由于其自身的优点, 有广阔的前景。

第六幸骨质硫松症的诊断

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四、诊断标准

1. T分值和Z分值是诊断骨质疏松症的依据T分值是相

对于同一性别青年人的平均值（即骨峰值），可用标准差（SD)，百 分率表示。Z分值是指与性别、年龄相匹配的人群的平均值相比， 也可用SD和百分率。

2. 各国标准

(1) 1999年昆明会议通过了中国人骨质疏松症建议诊断标 准，参照WHO的标准，结合我国国情制订汉族妇女DEXA的骨密 度标准，男性参照执行（M±SD): >M – 1SD正常；M- 1SD~2SD 骨量减少；> M – 2SD以上骨质疏松症；< M – 2SD以上伴有一处 或多处骨折，为严重骨质疏松症；< M – 3SD以上无骨折，也可诊 断为严重骨质疏松症。

(2) 参照日本19%年修订的标准，SD不便使用时，可用腰椎骨 量丢失百分率(％)诊断法：> M – 12%正常;M – 13% ~ 24%骨量减 少；< M – 25%骨质疏松症；< M – 25%且伴有一处或多处骨折，为 严重骨质疏松症；< M – 37%无骨折，也诊断为严重骨质疏松症。

(3) 黄敬等人应用QCT进行大样本的骨密度研究后，作出了 骨质疏松症的诊断及分级诊断标准(见表12):

表12骨质疏松症的诊断及分级诊断标准

Z诊断

标准差U) 降低

BMD

减少率(％)

男性BMD

(mg/crn3 )

女性BMD

(mg/cm3)

正常

0-1.0

1 – 12

201

212

基本正常

1.0- 1.5

12~ 18

200- 188

211 – 198

骨童减少

1.5-2.5

18-30

187-161

197-169

骨质疏松

2.5~

30-

<：> 160

< >168

I级

2.5-3.8

30-45

160-126

168 ~ 133

n级

3.8-5.0

45-60

125-91

132-97

ID级

5.0-6.3

60-75

90-56

〇%~61

IV级

6.3~

75-

>55

7 >60

五、 QCT的优点

3. QCT在骨质疏松症诊断上最准确，可准确测量“真正”的骨 矿物质含量(BMC)和骨密质厚度等骨质疏松症诊断参数，而不仅 仅是BMD。

4. 可选择性地测量椎体骨松质的骨密度，能较早反映体内骨 矿物质含量的变化，现已被公认为预测骨质疏松症的最佳指标。 对早期诊断和治疗骨质疏松症有重要作用。

5. 在测量骨松质高转化率时的稳定性和高灵敏度，在临床上

常用来作为预示脊椎骨质疏松性骨折的测量方法。 Z

6. QCT优于双能X线吸收测量法，它不受病人身高，体重或 退行性变骨质增生等的影响。

7. 能存储数据，按需要反复提取，打印同一资料。

六、 QCT应用中的不足

(4) 射线辐照量是现有骨质疏松症诊断仪器中最大的，一般为 1 ~ 10mSV〇

(5) 重复性不好，因为无法绝对保证本次和下次进行的测量是 在同一位置上D

(6) 设备大费用高，一般是双能量X线吸收测量法的3?5倍。 这些都不利于普及应用。

(7) 校准系统和配置软件如何标准化，来实现横向性研究也是 一大问题。

七、 展望

(1) 目前我国CT机4000多台，数量多,分布广，利用自身组 织作参考体模的方法不需专用体模因而测量方便，并可利用常规 和增强CT扫描作病人的骨矿物质含量分析，有望用于临床一线。

(2) 国产标准体模的研究应用，也使QCT骨密度测量费用大 大降低，有较高的临床应用价值，可望用于普查。

(3) 成都华西华科研究所研发生产多种QCT骨密度检测体膜软件诊断系统