脊椎骨CT骨小梁容積百分比與骨密度的相關性

楊 林 劉建民 江山岳 陳昆濤 張燕玲 (遵義醫學院第五附屬(珠海)醫院放射科，廣東 珠海 519100)

脊椎骨CT骨小梁容積百分比與骨密度的相關性

楊 林 劉建民 江山岳 陳昆濤 張燕玲 (遵義醫學院第五附屬(珠海)醫院放射科，廣東 珠海 519100)

目的 提出一種CT檢測骨小梁容積百分比(Vp)的方法，并分析該百分比與定量CT檢測的骨密度(BMD)之間的相關性。方法隨機選取無內分泌、代謝性疾病及骨骼系統疾病的病例33人、56個腰椎椎體，對椎體進行SCT掃描，并用容積測量軟件以閾值分別為150 Hu，180 Hu及210 Hu測量Vp，同時用定量CT進行BMD檢測，并進行相關性分析。結果 在體檢測的Vp與BMD有高度的相關性。結論 Vp檢測可以作為一個簡單易行實用的評價骨質疏松程度的方法。

骨質疏松;骨小梁;容積百分比;定量CT;骨密度

骨質疏松(OP)表現為骨的強度減弱，脆性增加，患者易發生骨折，主要的損害是疼痛和致殘。WHO提出以骨密度(BMD)的檢測作為OP的診斷依據。但BMD反映的是骨量的多少，不能完全反映骨微結構改變。本文提出一種CT檢測骨小梁容積百分比的方法，采用CT機標配的容積測量軟件，不需要配備其他軟、硬件，就可以直接對身體內骨小梁體積百分比進行檢測，通過CT測量腰椎椎體骨小梁容積百分比與定量CT(QCT)檢測的松質BMD進行比較，分析兩者之間的相關性，以分析CT測量腰椎椎體骨小梁容積百分比在判斷OP程度中的價值。

1 材料與方法

1.1 對象 隨機選取因外傷、腰腿痛做CT檢查又無內分泌、代謝性疾病以及骨骼系統特殊疾病的病人，共33人、56個椎體，年齡23～87〔平均(47.4±24.2)〕歲，男13人35個椎體，女10人21個椎體，第2腰椎6個、第3腰椎18個、第4腰椎20個、第5腰椎12個，其中40～60歲13人32個椎體。

1.2 方法

1.2.1 BMD檢測 檢查設備為Siemens Somatom CT機及隨機配帶的BMD檢測模型及配套軟件，按設備要求進行掃描取數據:被檢測者仰臥檢查床上，標準模型放于被檢測者腰部下方床墊相應槽內;首先掃描一幅側位定位片 (Topogram)，在定位片上選擇計劃測量的腰椎，掃描設定在椎體中間部位、與椎體上下緣平行;掃描條件及重建參數，測量軟件內已經設置好〔80 kVp，80 mA，1 s，準直5 mm，層厚10 mm，圖像重建卷積核 (convolution kernel)S80 s〕，然后用專用程序自動分析計算骨皮質密度、骨松質密度、與同性別20歲正常BMD比較值 (T值)及與同性別同齡正常BMD比較值 (Z值)，并繪制曲線圖。

1.2.2 骨小梁容積百分比(Vp)檢測 對BMD檢測的椎體行螺旋 CT連續掃描(130 KVp，80 mA，時間1.5、準直1 mm)，重建參數:層厚1 mm，間距1 mm，重建視野100 mm，重建卷積核B 80 s。在容積測量卡上，用螺旋CT容積測量軟件，對重建的圖像組中無終板層面組，分別選擇無椎靜脈的松質骨的最大范圍，以150、180及210 Hu為閾值，分別進行CT值大于等于閾值部分的容積進行測量，即為所選擇腰椎容積范圍內骨小梁的容積值(Vt);對上述相同腰椎及所選擇的相同容積范圍，分別以149、179及209 Hu為閾值，分別進行小于及等于閾值部分容積進行測量，即為所選擇腰椎容積范圍內骨髓腔(非骨小梁區)的容積(Vm)。Vp=Vt/(Vt+Vm)×100%。

1.3 統計學分析 用SPSS15.0統計軟件進行處理，將測得的椎體BMD與閾值為150、180及210 Hu測算的椎體Vp進行數據統計、相互之間的相關性分析。

2 結果

BMD分別與閾值為150 Hu、180 Hu及210 Hu測得的Vp的相關系數分別為0.948、0.955及0.950(P＜0.001)，表明各閾值所測的椎體Vp與同一椎體BMD都有高度的相關性，其中閾值為180 Hu相關性最高。BMD與閾值為150 HU，180 HU和210 HU的Vp直線散點，相關方程分別為:y150=0.385x+4.1(R=0.948)、y180+0.403x－7.26(R=0.955)及 y210=0.381x－12.768(R=0.950)。見表1。

表1 BMD與Vp基本統計表

3 討論

OP 表現為單位體積的骨量減少及骨組織微結構退化，是老年患者致殘和致死的一種常見疾病，臨床上對OP的診斷現在仍然以BMD作為參考指標，BMD的檢測方法較多，但臨床最常用的是雙能X線(DEXA)BMD檢測，QCT〔1〕BMD檢測，另外還有周圍骨QCT(pQCT)BMD檢測，容積定量CT(vQCT)BMD檢測，這些檢測結果都是標準化的數字，檢查的參數主要是骨礦物的含量，但是不能直接反映OP時骨微結構的變化，并且也需要專用設備。

有研究發現BMD只能部分反映骨強度的改變，對骨折風險預測有一定的局限性。所以很多作者把研究骨微結構改變來預測骨折風險。骨微結構主要指骨小梁的三維構筑及小梁間的連接程度，也就是骨小梁的形狀、厚度、連接性及各向異性程度〔2〕，常用的參數指標有骨小梁面積、骨小梁體積比、骨小梁厚度、骨小梁數目、骨小梁間隙等，不同的學者在研究骨微結構時采用了不同的指標參數，其中 Vp是常用的一個參數〔3，4〕，直接反映單位體積內骨結構總量的多少，也反映了單位骨體積內骨小梁厚度及數量的綜合，是一個宏觀的骨微結構改變。

最近高性能的高分辨率 CT(HRCT)及微 CT(μCT)〔5，6〕能夠檢測骨小梁的微結構情況。一方面HR CT臨床應用很少，μCT只能應用在小動物及標本上;另一方面計算骨小梁容積百分比時還需要專用設備及軟件，計算繁瑣，并且計算的是局部骨質的體積百分比，對于反映骨小梁整體宏觀改變還有一定局限性，也不能在臨床病例中應用。作為可以直接反應單位容積內骨小梁厚度及數目綜合的Vp的在體檢測方法，沒有報道。本文提出的CT對Vp檢測方法，是利用CT機對腰椎椎體行薄層螺旋掃描，用CT機基本配套的容積測量軟件，對腰椎松質骨的Vp測算，對有CT機的單位，不需要另外配備任何設備，都可進行檢測，操作簡單，測量數據準確可靠，計算簡潔。

脊椎松質骨年更新率達到20% ～25%，是OP時最早出現骨質丟失的部位，也是OP性骨折最多發生的部位;本研究主要針對腰椎的松質骨，能夠很好地代表OP時的病理改變;本組病例年齡為23～87歲，從BMD的峰值年齡到高齡老年OP時的BMD低值范圍，其中40～60歲BMD變化最明顯的年齡段病例數及椎體個數所占比例最大，分別為39.49%及57.14%，能夠很好地代表BMD的生理變化過程。

BMD是OP診斷的重要參考指標，QCT能夠分別檢測脊椎骨骨皮質及松質骨的BMD;本研究使用QCT檢測的BMD作為參考，并進行相關性分析，能夠直接的驗證本文提出的方法在OP中的價值及意義，并且根據BMD在OP的診斷及預測骨折風險的參考值，可以估算出相應的骨小梁容積百分比的相關數值。國內李景學〔7〕將QCT檢測的BMD低于95 mg/cm3時作為中國女性預示OP骨折的閾值，根據閾值為180 Hu的相關方程y180+0.403x-7.26，計算出當閾值為180 Hu測量的骨小梁容積百分比低于31.03%時，提示有骨折風險。

骨化的CT值公認在200 Hu以上，通過最初步的檢測，本文選定150 Hu、180 Hu及210 Hu作為本研究的檢測閾值，通過研究證實這幾個閾值檢測的Vp與BMD都有極高的相關性，其中閾值為180 Hu測得的松質骨Vp與BMD相關性最高，與理論值一致;證實本文提出的在體檢測方法與QCT檢測的BMD對判斷OP有同等的價值。

本文提出的骨小梁容積百分比檢測閾值，是以QCT檢測的BMD為參考進行統計分析得出的，由于兩者檢測椎體容積的范圍不完全一致，不一定能夠真實反映檢測閾值的準確性，本方法檢測的Vp是否能準確的反映真實的Vp，以及對骨折風險的預測及風險閾值，都還需要進一步實驗研究做出更準確的驗證。本文提出的CT骨小梁容積百分比檢測方法，與QCT檢測BMD有高度的相關性，操作簡單、方便，并能夠以標準數字的形式反映所測骨質的Vp，可以作為OP臨床診斷、治療及研究中的一個重要的參考指標。

1 張 靜，曹樹偉，林治恩，等.骨密度測量技術診斷骨質疏松研究現狀〔J〕.中國中西醫結合影像學雜志，2009;(2):133-6.

2 李 朵，魏啟幼.骨微結構與骨質疏松性骨折〔J〕.中國骨質疏松雜志，2004;10(4):519-22.

3 張 娟，黃少慧，吳湘慧，等.骨靈片對去勢大鼠骨小梁三維結構/骨強度的干預研究〔J〕.熱帶醫學雜志，2008;8(5):429-32.

4 佟海英，胡素敏，高學敏，等.中藥復方對模擬失重大鼠骨丟失的影響〔J〕.中國中醫藥信息雜志，2009;16(3):34-6.

5 蔣 誼，魏啟幼.顯微CT在骨質疏松癥病理診斷中的應用〔J〕.國外醫學·內分泌學分冊，2005;9(5):335-8.

6 Genant HK，Engelke K，Prevrhal S.Advanced CT bone imaging in osteoporosis〔J〕.Rheumatology，2008;47(4):9-16.

7 李景學，吳春營，蔡躍增，等.骨疏松性骨折的定量CT預測〔J〕.中華放射學雜志，1994;28(6):373-7.

R582+.1

A

1005-9202(2011)12-2196-02

楊 林(1962-)，男，副主任醫師，主要從事CT診斷工作。

〔2010-10-12收稿 2011-03-01修回〕

(編輯 袁左鳴/曹夢園)