低劑量定量CT測量不同體質(zhì)量指數(shù)人群腰椎骨密度的準(zhǔn)確性

高 冰，張 源，黃世豪，崔 旋，趙 越，郁萬江*

(1.青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院放射科，山東 青島 266011；2.大連醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧 大連 116044；3.濰坊醫(yī)學(xué)院研究生院，山東 濰坊 261053)

骨質(zhì)疏松癥為多種原因致骨密度下降、骨微結(jié)構(gòu)破壞、骨小梁數(shù)量變少、易發(fā)生骨折等的全身性骨病[1]。定量CT(quantitative CT,QCT)可用于測量體積骨密度(volumetric bone mineral density,vBMD)，且較雙能X線骨密度測量儀(dual X-ray absorptiometry,DXA)更為準(zhǔn)確，QCT診斷腰椎骨質(zhì)疏松癥標(biāo)準(zhǔn)適用于中國人群[2]。隨著CT技術(shù)的快速發(fā)展，低劑量CT能有效減少輻射劑量[3-5]，降低輻射造成的終身癌癥風(fēng)險[6]；但低劑量CT圖像質(zhì)量對于不同體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)人群有所差異。本研究評估低劑量QCT測量不同BMI人群腰椎vBMD的準(zhǔn)確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2020年4月—7月80例在青島大學(xué)附屬青島市市立醫(yī)院因臨床疑診骨質(zhì)疏松癥而先后接受常規(guī)腰椎QCT及低劑量腰椎QCT患者，男40例，女40例，年齡14～81歲，平均(49.0±13.9)歲；2種掃描時間間隔不超過2周；排除影響骨代謝疾病、腰椎骨折及服用引起骨代謝異常藥物者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號：2021臨審字第052號)，檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution 螺旋CT機行腰椎掃描，掃描前行QCT質(zhì)量控制(quality assurance,QA)。囑患者仰臥，腰部覆于校準(zhǔn)體模上，掃描范圍自L1上緣至L3下緣。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，螺距0.985，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，層厚及層間距均為5 mm；QCT管電流選擇自適應(yīng)毫安(Smart mA 200～500)；低劑量QCT管電流為40 mA。記錄2次掃描的容積CT劑量指數(shù)(volume CT dose index,CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product,DLP)。

掃描結(jié)束重建層厚1.25 mm薄層圖像，并上傳至GE Revolution Mindways QCT pro工作站進行后處理，以L1～L3中間層面最大內(nèi)切圓為 ROI，層厚8～10 mm，避開椎體骨皮質(zhì)及椎后靜脈叢區(qū)，測量其vBMD，見圖1。以L1～L3各椎體BMD的均值為整體BMD。

圖1 選取L1 ROI示意圖 A.于矢狀位CT圖像中選擇中間層面(黃色方框區(qū)域)；B.于相應(yīng)軸位CT圖像中選擇最大內(nèi)切圓為ROI(紅色橢圓區(qū)域)

1.3 分組 采用電子身高體質(zhì)量測量儀測量患者身高及體質(zhì)量，身高范圍60～200 cm，精確度達0.1 cm，體質(zhì)量范圍8～200 kg，精確度達0.1 kg，并計算BMI=體質(zhì)量/身高2。參考中國肥胖問題工作組織推薦標(biāo)準(zhǔn)[7]，根據(jù)BMI將患者分為體質(zhì)量正常組(BMI<24 kg/m2)、超重組(24 kg/m2≤BMI<28 kg/m2)及肥胖組(BMI≥28 kg/m2)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。以配對樣本t檢驗比較QCT與低劑量QCT掃描時所獲整體vBMD、各椎體vBMD以及3組整體vBMD的差異，并以Pearson相關(guān)分析觀察2種測量結(jié)果的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

80例中，29例體質(zhì)量正常(正常組)，BMI 17.58～23.83 kg/m2，平均(22.02±1.79)kg/m2；27例超重(超重組)，BMI 24.03～27.34 kg/m2，平均(25.51±1.10)kg/m2；24例肥胖(肥胖組)，BMI 28.08～36.14 kg/m2，平均(31.33±2.42)kg/m2。

QCT與低劑量QCT所獲整體vBMD、各椎體vBMD及3組整體vBMD差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P均>0．05)。QCT與低劑量QCT掃描所測vBMD均呈正相關(guān)，r值為0.96～0.99(P均<0.05)，見表1。

表1 QCT與低劑量QCT掃描所獲各腰椎及各組vBMD比較及相關(guān)性分析結(jié)果(mg/cm3)

QCT掃描的患者CTDIvol為23.41～28.46 mGy，平均(26.32±3.42)mGy，DLP為364.61～414.50 mGy·cm，平均(387.39±16.41)mGy·cm；低劑量QCT掃描的患者CTDIvol為2.18 mGy，DLP為27.32～38.65 mGy·cm，平均(33.04±4.95)mGy·cm。

3 討論

骨質(zhì)疏松癥可按病因分為絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥、老年性骨質(zhì)疏松癥、特發(fā)性骨質(zhì)疏松癥及繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥，在我國以老年性骨質(zhì)疏松癥為主。輕度骨質(zhì)疏松癥可無明顯癥狀，隨病情進展，骨質(zhì)疏松可致疼痛、脊柱變形及骨折等，導(dǎo)致生活質(zhì)量降低，并增加肺部感染、褥瘡發(fā)生率及病死率。準(zhǔn)確測量BMD對防治和早期篩查骨質(zhì)疏松癥具有重要意義。

根據(jù)《中國老年骨質(zhì)疏松癥診療指南》(2018)[8]，DXA及QCT均可用于診斷骨質(zhì)疏松癥，目前以DXA測量BMD應(yīng)用較為廣泛，其輻射劑量低于QCT[9]，但為二維圖像，且空間分辨率低，所測為面積BMD，而不能測量vBMD。QCT針對原始CT數(shù)據(jù)測量vBMD，可避開椎體皮質(zhì)骨、骨質(zhì)增生及椎后血管叢，且不受椎體大小、血管鈣化、骨島及性別的影響，短期精密度和準(zhǔn)確度誤差均略高于DXA[9-12]，但輻射劑量較高。

蔣耀軍等[13-14]采用低劑量、低管電流掃描條件對歐洲脊柱體模和成年男性胸部體模進行掃描，并測量椎體BMD，結(jié)果顯示低劑量QCT測量椎體BMD的準(zhǔn)確性較高。王勇朋等[15]對歐洲脊柱體模和40例患者行腰椎CT(管電流250 mA)和低劑量(管電流80 mA)胸部CT掃描，發(fā)現(xiàn)管電流對腰椎BMD的影響不明顯。中國成年人中，超重及肥胖發(fā)生率高達33.3%[16]；胡琴等[17]認為血脂異常與中老年人腰椎BMD下降有關(guān)，CHENG等[18]認為不同人群BMI與CTDIvol變化顯著相關(guān)，原因在于對高BMI者行多層螺旋CT時，為避免產(chǎn)生偽影，往往需要更高的管電流及管電壓以確保圖像信噪比，導(dǎo)致患者輻射劑量相應(yīng)較高。

根據(jù)中國定量CT(QCT)骨質(zhì)疏松癥診斷指南(2018)[2]推薦，本研究依據(jù)BMI將患者分為體質(zhì)量正常組、超重組及肥胖組，分別行腰椎L1～L3常規(guī)QCT及低劑量QCT，結(jié)果顯示2種方法所測整體vBMD、各椎體vBMD及3組整體vBMD差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，且其vBMD均呈正相關(guān)，其中L1、L2的r值稍高于L3，且BMD更接近整體vBMD，提示 L1、L2椎體更適用于評估全身vBMD，而應(yīng)用低劑量QCT測量vBMD不僅適用于體質(zhì)量正常及超重者，也適用于肥胖人群。

既往研究[18]表明，采用自動管電流調(diào)制技術(shù)可獲得與常規(guī)胸部CT掃描相同的圖像質(zhì)量和輻射劑量。本研究QCT掃描管電流選擇自適應(yīng)毫安，圖像質(zhì)量較好，且患者輻射劑量最小。根據(jù)公式DLP=CTDIvol×長度(mGy)，輻射劑量隨掃描長度增加而增長。本研究中L1～L3各椎體平均長度約為10 cm，常規(guī)腰椎螺旋CT平掃L1～S1的總長度約55 cm，故在相同掃描條件下，QCT掃描的輻射劑量小于常規(guī)腰椎螺旋CT平掃，而低劑量QCT的CTDIvol及DLP僅約為QCT的1/12，與王予生等[19]的結(jié)果相符合。本研究2種掃描方法的CTDIvol及DLP均明顯小于我國成人腹盆腔CT輻射劑量診斷參考水平，提示在滿足臨床需求、僅掃描L1～L3椎體的前提下，增加低劑量QCT掃描并不過多增加患者輻射劑量。

綜上所述，低劑量QCT測量腰椎vBMD對于不同BMI人群的準(zhǔn)確性均較高。本研究主要不足之處在于樣本量少，有待擴大樣本量進一步觀察。