腰椎定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法骨密度测量对椎体骨折的 诊断价值

【摘要】目的：研究腰椎定量CT (QCT)骨密度测量对椎体骨折的诊断价值，提高QCT诊断椎体骨折的敏 感性。方法：选择2012年7月-2013年7月本院收治的均行胸腰椎CT及MRI检査的外伤患者20例及2012年 1-7月于本院行腰椎CT检査有明确椎体陈旧骨折3个月以上病史的患者11例作为研究对象，将MRI上椎体骨 髓水肿区作为感兴趣区（ROI),通过QCT PRO工作站上进行分析处理，共测量28个新鲜骨折椎体、14个陈旧 骨折椎体及其邻近椎体的松质骨骨密度（BMD)。结果：新鲜骨折椎体骨松质密度高于其对照椎体骨松质密度， 比较差异有统计学意义（P<0.01);陈旧骨折椎体骨松质密度与其对照椎体骨松质密度比较，差异无统计学意 义（P=0.125)。结论：新鲜骨折椎体内骨松质BMD值会增髙，陈旧骨折的骨松质BMD值能够反映椎体修复的 特点，腰椎QCTBMD测量有助于椎体骨折的诊断。

脊柱外伤是骨科临床中的常见病，及时正确的 诊断对患者的治疗及预后有重要意义。多层螺旋CT (MSCT)及后处理技术显示骨皮质骨折优于MRI，而 且能辨别骨皮质或单纯骨小梁骨折，使大量在常规X 线平片上不能发现的椎体隐性骨折得以诊断，充分显 示其特异性好的特点％但受软组织分辨率的限制， 有些骨折线也很难被发现，并且骨小梁稀疏也使CT

容易遗漏松质骨骨折，其诊断隐性骨折的敏感性低于 MRI,并且对椎体骨折程度，尤其骨松质损伤程度的 判断有一定的困难^p_^3]。本文分析了 20例胸腰椎椎体 骨折患者的QCT及MRI资料，以期进一步提髙CT诊 断椎体骨折的敏感性，现具体报道如下。

1资料与方法

1.1 一般资料选择2012年7月-2013年7月本院 收治的均行胸腰椎CT及MRI检査的外伤患者20例， 其中男12例，女8例，年龄36~85岁，平均63.3岁， 8例先经MRI检査，12例先经CT检查，检査相隔时间不超过lh,共发现新鲜骨折椎体28个所选患者 均无恶性肿瘤，测量前一周内均未行CT增强检查。 另选择2012年1-7月于本院行腰椎CT检查有明确椎 体陈旧骨折3个月以上病史的患者丨1例，其中男5例， 女6例，年龄55~78岁，平均67.6岁，共发现陈旧骨 折并且表现为楔形的椎体14个。

1_2方法

I.   设备 GESignaHD1.5T 超导型 MR 仪，GE64 排 螺旋CT扫描机，Irnagp Analysis公司3样本固体体模， Mitdways公司的QCT PRO工作站。

1.2.2检查方法受检者仰卧于检査台上，屈膝，使 腰椎曲度消失，将标准体模置于腰椎下.与人体长轴 平行，尽量让腰背部紧贴体模，扫描条件及重建方式 均为kV120, mA_s125,螺旋扫描采集，标准体部重建 方式，层厚为0.625 mm的薄层Volume数据，DF0V 400 mm，床高 160

1.2.3测量和数据处理扫描数据传至Mindways公司 的QCT PRO丨:作站上进行分析处理，使用软件的3D 测ii模式进行测量，通过观察MRI图像，将椎体骨髓 水肿区作为感兴趣K (R01)，避开脊岛、硬化、骨皮 质及椎后静脉入n处骨小梁缺少区及椎体骨折后出现 的横行致密带，测出椎体松质骨骨密度，同时测出下 一椎体尽量相同部位的骨密度作为对照，相邻椎体同 时骨折时则测M临近未骨折椎体的骨密度（图1 )。所 有测量均重复.3次，取平均值。

1.3统计学处理采用SPSS 11.5对所得数据进行统 计学处理，计量资料以U±_s)表示，比较采用《检 验，以P<0.05表示差异有统计学意义。

2结果

新鲜骨折椎体骨松质密度平均为（_ 122.31 ±28.36 ) m_g/cm³,相应对照椎体骨松质密度平均为 (81.32 ± 31.87 ) mg/rm³,新鲜骨折椎体骨松质密度 高于其相应对照椎体骨松质密度，比较差异有统计 学意义（p<〇.〇r);陈旧骨折椎体骨松质密度平均为 (97.90 ± 26.56 ) mg/tV，相应对照椎体骨松质密度平 均为（87.95 ±30.77 ) nig/cm¹,陈旧骨折椎体骨松质密 度与其相应对照椎体骨松质密度比较，差异无统计学 意义（P=0.125 )。典型病例见图2。

图1骨密度测量感兴趣区的选择

注：在QCT PRO T作站上测量同一患者椎体，选好测研位置 后软件ft动产生感兴趣K(ROI)..,上[S左，中、右二部分分别M尕 椎体陈旧骨折、新鲜骨折及正常椎体感兴趣K的选择

图2典型病例MRI及CT图像

注：图A~D为同一患者胸腰椎MRI矢状位T1W丨、T2W1、STIR图像及CT矢状位骨窗图像，■^椎体呈楔形上下缘塌陷，椎体信号异常. L,椎体形态基本正常，I.,, L₄椎体略塌陷，椎体内显示片状长T1混杂T2信号，STIR t呈混杂信号，L,, L,、L₄椎体骨皮质见骨折线

3讨论

MRI对椎体骨折的诊断敏感性极高，尤其是公认 的诊断隐性骨折的最佳方法，Kiuru等^[4]认为MRI应 作为诊断隐性骨折的金标准，但其也有局限性，如对 单纯无变形椎体骨皮质裂纹骨折易漏诊，对某些隐性 骨折的诊断特异性较差，需密切结合病史。另外，该 检查对患者检查条件有要求，这就限制了 MRI的应用。 QCT对患者检査条件要求较低，对椎体骨折诊断具有 非常高的特异性，通过对椎体形态的观察及对椎体骨 密度的测量，可能进一步提高QCT诊断的敏感性。

3.1对感兴趣区的选择骨折横行致密带是由于单纯 性屈曲压缩型骨折导致的骨小梁折断并互相嵌顿，嵌 顿处骨小梁密度增大导致的，在MPR图像上表现为椎 体内的骨折横行致密带^[5]。避开该部位可以更准确测 量在MRI上表现为骨髓水肿区的骨密度，避免了由于 横行致密带影响而导致的骨折线周围骨密度的虚高， 从而能够更准确地反映骨松质受损程度及范围，为临 床医师对椎体骨折程度的判断以及后续治疗方式的选 择提供帮助。

3.2对照椎体的选择张昕等问认为QCT测量椎体 间BMD值差异无统计学意义（朽0.05 ), Engelke等ⁿ认 为L、L椎体内不同部位BMD值测量结果差异具有统 计学意义（P<〇.〇5),李葆青等^[8]也认为椎体内不 同部位BMD值测量结果差异有统计学意义（P<0.05 ), 但在实际临床应用中该差异影响较小。故本研究病例 中选择同一患者骨折椎体的下一椎体相同的感兴趣区 作为对照组，以尽量减小误差，仅在测量部位受限时 才选择其他椎体或其他感兴趣区。

3.3对新鲜骨折的观察MRI及MSCT诊断骨折的标 准：MRI诊断骨折的标准为T1WI呈不规则线状、条状 低信号带，以及T2WI低信号带周围有髙信号水肿区； 骨折伴骨髓水肿并出血在T1WI上表现为低信号带周 围夹杂斑点状高信号，而T2WI仍呈一致的高信号。 MPR图像观察到骨皮质或骨小梁中断为确诊骨折的多 层CT表现^[2]。然而由于骨折线细小，且骨折处骨小梁 稀疏等原因，导致多层CT会遗漏松质骨骨折。

椎体骨折中骨单位在外力作用下相互挤压聚集， 致使骨小梁挤压断裂，进而导致局部骨组织骨髓充血 水肿，并且骨小梁中断、骨髓内微血管断裂则引起骨 髓出血，这些改变在CT上表现为骨纹理模糊、聚集, 骨密度减低或增高故认为椎体骨折时骨小梁断 裂、骨髓水肿及骨髓出血共同导致骨松质密度出现变 化，本组研究就是基于该基础上，通过测量骨松质密 度变化来反映骨松质的损伤情况。

对于明确的椎体骨折，放射科医生可以通过X线、 CT或者MRI等常规检查提供给他们的椎体骨折的诊 断进行治疗，然而由于医疗技术水平的提高，治疗方 法多种多样，不同骨折状况治疗的效果也千差万别， 患者与医生都希望能够以最佳的治疗方式、最小的损 伤来获得最大的医疗效果，这就需要骨科医生更加全 面详细的了解患者的基本情况，这时临床医生可能就 会认为影像诊断意见没有多少实用价值，临床医生需 要的是骨折椎体及邻近椎体更深层次的情况，进而决 定治疗方式。在本组病例中新鲜骨折的椎体骨松质密 度的变化与MRI信号的变化具有一致性，且新鲜骨折 的椎体骨松质密度均较对照组高，比较差异有统计学 意义（P<0.01)，这就证明了通过测量骨密度反映骨损 伤的可行性，通过QCT测量椎体骨松质密度发现实际 椎体骨折损伤的范围要较常规CT肉眼观察到的范围 广，这有可能改变患者的治疗方式。

对于隐性骨折，在X线片上无改变，尤其那些在 CT上也没有明显改变的，多属稳定性骨折，既往认 为不需手术治疗，故骨科医生对此研究较少，对于年 轻人而言因其骨强度高，修复能力强而较少发生并发 症，但据统计50岁以上人群中，20%男性及50%女 性一生中将会发生一次或多次由于骨质疏松而引起的 骨折^[11]。而这一类骨折中又有相当一部分因为骨小梁 稀疏，骨皮质变薄而不容易被发现，同时患者椎体本 身强度就低，修复能力差，如果患者继续活动就会加 重病情甚至出现椎体塌陷、骨折错位等，严重的影响 他们的生活质量。随着椎体成形术的出现以及人们追 求更髙的生活质量，整个社会对骨质疏松性椎体骨折 的诊断也愈加重视^[12]。通过MRI检查并结合病史可以 对骨质疏松性椎体骨折做出明确诊断，但在CT上可 能会出现阴性结果，而MR虽然提供了椎体骨折以及 骨折程度的诊断，但是却无法告诉骨科医生椎体骨质 疏松的程度，临床医生只能通过目测估判骨松质的情 况，根据经验向椎体内注入一定量的骨水泥，这有一 定的盲目性并要求较高的临床经验，江晓兵等^[13]认为 在经皮椎体成形术中骨水泥是否在骨折线内充分填充， 很可能会影响骨折椎体术后的即时稳定性及力学强度， 可能是影响手术治疗效果的重要因素。在本研究中通 过QCT对疼痛和压痛部位椎体骨密度进行测量，新鲜 骨折椎体内BMD值会增高，可以发现常规CT上没有 发现骨折而实际上骨松质已经出现异常改变的椎体, 提示椎体骨折或骨挫伤的存在，提高了 CT诊断椎体 骨折的准确率，同时又告诉临床医生骨折的大致范围 及是否有骨质疏松，提供了常规CT和MRI没有的信

息，也为患者减轻了经济负担，尤其对于没有mri的 医疗机构提供了一个新的选择。通过术后复查，QCT 也可以反映骨水泥在椎体内弥散情况，进而对手术的 预后进行预判。

3.4对陈旧骨折的观察大量学者研究了椎体骨折在 不同时期的MRI表现，认为MRI能够反映椎体骨折不 同时期的变化，然而对椎体修复完成最终时间的认识 还是有一定的差距，但基本上都认为椎体骨折的正常 修复重建约在6~12个月内完成。本组病例也观察了一 部分陈旧骨折的患者，发现陈旧骨折椎体骨松质密度 与对照椎体间比较，差异没有统计学意义（P>〇.〇5)， 这种改变可能与松质骨骨折修复的特点有关系。松质 骨结构不同于皮质骨，松质骨的小梁相对较细，之间 的间隙较大，血运较丰富，骨细胞可以借扩散作用获 得营养，因此松质骨骨折修复过程也不同于皮质骨， 在松质骨骨折修复过程中由成骨细胞和毛细血管增生 而直接修复，因为没有包绕骨折端的血肿，软骨内成 骨的作用就很弱，通过在断裂的间隙内堆积新骨来修 复骨小梁，因此在松质骨骨折愈合过程中没有明显的 类似皮质骨的骨痂形成^[1\由于血运丰富，其愈合过 程较皮质骨快，断端发生骨坏死程度轻，故其骨质密 度能较快恢复到正常水平^[15]。本组病例中所人选的骨 折3个月后的患者有可能因骨折时间过长而表现出骨 质密度差异不明显，但由于本研究病例数量较少，仅 能笼统地反映椎体骨折修复的特点，无法准确的反映 椎体骨折在不同时期骨质密度的特点，也无法与MRI 上某些信号的改变相对应，因此需要进一步的研究。

3.5新鲜骨折与陈旧骨折的鉴别杨明亮等^[16]认为 椎体楔形变的基础上伴有骨质硬化、骨质增生，提示 陈旧性骨质疏松性骨折；有外伤病史，伤后胸背部疼. 痛，且具备叩、压痛与影像检查发现的骨折水平相符 时，应高度怀疑新鲜骨折。在本组研究中通过对比椎 体骨质密度的变化即可对新鲜骨折与陈旧骨折做出区 分，可以减少对骨折的漏诊。

综上所述，外伤后X线片及MSCT未见明显骨折 患者，若受伤部位持续疼痛、肿胀，通过QCT检查测 量相应椎体骨密度，可以提示隐性骨折或骨挫伤的存 在；对于明确的骨折，测量椎体的密度则可以对椎体 损伤的程度做出一定的判断。总之，QCT通过对椎体 形态的观察，对椎体骨密度的测量，可以进一步提高 CT的敏感性，增加CT检查的适应证，给临床提供更 多、更全面的信息，为临床医师治疗方式的选择提供 了新的依据，从而在一定程度上可替代MRI检查并弥 补MRI检查的不足。但本研究因观察病例数较少，存在一定的局限性，仍需增大样本量进一步研究。明维思Mindways Image Analysis生产销售多种定量CT QCT骨密度体模软件分析系统
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