两种定量CT骨密度测量分析体膜软件在腰椎骨密度测量中重复性及一致性研究

【摘要】目的探讨Image analysis (丨A)公司的N-vivo和Mindways (MW)公 司的QCT Pro两种定量CT (QCT)骨密度分析软件测量腰椎骨密度（BMD) 结果的重复性及两种软件测量值是否存在差异，为建立中国人群QCT骨密度 数据库多中心研究提供参考。资料与方法采用东芝16排CT扫描机和IA定 量CT骨密度校准体模对204例受试者行QCT检查，将CT图像转到QCT工 作站.采用两种软件进行骨密度测量分析，比较两种软件所得测量值的相关性 与差异性；并自204例数据中随机抽取其中各20例，由2个人不同时间（相 隔Id)于每个软件上分别测量2次，反映软件在相同操作方法下重复测量同一 对象的重复性，评价两种软件测量值的重复性。结果重复性研究：IA软件及 MW对于所选20例2次测量结果之间均具有显著相关性(r = 0.998,P < 0.01 )。 2次测量结果之间差异均无统计学意义（/>>0.05)。一致性研究：IA、MW软 件对于204例分别测量结果之间具有显著相关性（r = 0.995, /><0.01)。两软 件测量结果之间差异无统计学意义（尸>0.05)。结论于IA和MW两种定量 CT分析软件上分别所测腰椎BMD值无显著差异，具有很好的一致性，为多 中心研究提供了依据。

骨质疏松症是一种常见病、多发病，以单位体 积内骨量的减少及骨组织微结构改变为特征，其主 要原因是成骨与破骨之间的平衡失调，破骨占优势 的结果。骨质疏松的结局是骨折。目前，针对原发

性骨质疏松的治疗大部分是通过药物改善症状，尚 未研究出疗效确切的方法，对于移植方法治疗骨质 疏松的研究亦尚处于探索阶段^[11。因此，骨质疏松 的早期诊断及预防非常关键。

定量 CT (quantitative computed tomography, QCT )

可以准确地测出椎体松质骨和密质骨的骨密度（bone mineral density, BMD)，是一种无创伤性的骨密度

检测方法，在早期诊断骨质疏松、预测骨质疏松性 骨折等方面起重要作用。但目前尚无适合东方人的 QCT测量骨密度诊断骨质疏松的通用标准。本研究 主要探讨IA骨密度分析软件和MW分析软件对腰 椎骨密度的多次及分别测量值之间是否存在显著差 异，为建立中国人群腰椎QCT骨密度测量值数据库 提供参考。

1资料与方法

I.   般资料2010-02〜2010-12共204例因腰

痛行腰椎CT检查的患者，均通过问卷调查方式筛 选，排除有影响骨代谢的慢性疾病（如肾脏、甲状腺、 甲状旁腺、肾上腺疾病、糖尿病及恶性肿瘤）病史 者及服用可影响骨代谢的药物（如激素类、氟化物、

双膦酸盐）者。其中，男性87例，女性117例；年 龄22〜76岁，平均50.0± 13.0岁。

1.2仪器与方法

1.2.1仪器采用Aquilion东芝16排CT扫描机 进行螺旋扫描，扫描参数：丨20kV, 250MA，层厚 1.0mm, HP: 15.0，矩阵 512X512，视野（field of view, FOV) 40cm。根据每周校正检验体模（QA体 模）的检测，设定床高为90cm。扫描方法：受试者 仰卧，将标准体模置于受试者腰椎下，尽量贴紧， 选择L,〜L₅范围进行螺旋扫描。

1.2.2测量软件及方法将CT容积数据转到QCT专 用工作站，QCT分析软件通过多平面重组（multi­plane reformation, MPR) 的方式，利用冠状面及矢 状面，选取腰椎中心层面的轴位图像，半自动设置 兴趣区（region of interest，ROI)，各软件 ROI 范围 一定，避开骨皮质及椎体后中央静脉沟，ROI尽可 能多地包括松质骨（图1、2)。

图2 MW软件测量。A、B.选取L₄椎体的冠状位及矢状位层面_：C•获得Ijt体中心层面的轴位图 像，并设置ROI

利用IA软件对L〜L₄椎体松质骨BMD进行 测量，得出每个椎体的BMD值、平均值、T值和Z 值。利用MW软件对L₂〜L₄椎体松质骨BMD进 行测量，得出每个椎体的BMD值、平均值、T值 和Z值^[2]。为了评估测量方法的重复性，自204例 数据中随机各抽取20例，每个椎体由2个人不同时 间（相隔Id)分别在各自软件上测量2次。

I.   统计学方法采用SPSS 17.0统计软件进行分 析，计量资料数据以均数士标准差表示，采 用配对？检验分析；采用Pearson相关分析进行相关 性检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.   IA软件重复性评估IA软件2次测量BMD 值分别为 l〇4.44±39.87mg/cm³ 和 104.77±40.00mgtm³, 具有显著相关性r=0.998，尸<0.01;两次测量BMD 结果差异无统计学意义（丨=^-1.191，/*> 0.05)。

3.   MW软件重复性评估MW软件2次测量BMD 值分别为 98.50±38.25mg/cm³ 和 98.73 ±38.98mg/cm³, 具有显著相关性（r = 0.998,户<0.01)。两次测量 BMD结果差异无统计学意义〇 = -0.712,

12.  05 )〇

4.   IA和MW软件对比IA、MW软件测量BMD 值分别为 123.14±44.45111^〇11³ 和 122.29±42.93mgtm³,

具有显著相关性（r = 0.995，尸<0.01)。两种软件测 量BMD结果差异无统计学意义“ =1.598,P > 0.05 )。

3讨论

骨质疏松症是以单位体积骨骼中的骨量减少， 骨组织显微结构损坏，导致骨脆性增加，骨骼的正 常负载功能减弱，易于骨折为特征的代谢性骨病。 随着社会的老龄化，骨质疏松患者日益增多，由此 导致的病理性骨折和疼痛严重影响着老年人群的生 活质量。因此，骨质疏松的早期预防、诊断和治疗 越来越受到重视。

腰椎是骨质疏松最早受累和最常见的部位，骨 质疏松骨密度下降是引起腰椎压缩性骨折最常见的 危险因素。程晓光等^[3]报道，中国女性年龄相关的 骨质疏松发生率在50〜59岁时腰椎骨质疏松发生 率为14%，80〜89岁时脊柱和股骨测量部位的发 生率相等（约为66%)。因此，腰椎是测量骨密度 的常用部位。椎体的主体几乎都是由松质骨组成的，

松质骨的表面和体积比大，其代谢转换率是皮质骨 的8倍，骨量变化可早期出现^[4]。故测定椎体松质 骨对腰椎骨质疏松性骨折具有很高的预测能力。而 在众多骨密度测量方法中，QCT是唯一可选择的测 量松质骨密度的方法，它提供了椎体横断面的分析 图像，排除了周围骨皮质和增生骨对测量结果的影 响。其测量的是真正的体积密度，可早期反映骨量 的丢失情况，从而对诊断骨质疏松具有高度的敏感 性和准确性^[5’ ^6]。

WHO (1994)推荐的骨质疏松诊斯标准为：患 者骨密度低于同性别人群峰值骨量均值2.5个标准 差以上，或减少30%以上。这个标准的T值数据库 是根据年轻白+妇女计算的，故此标准只适用于女 性双能X线骨密度仪（DXA) '测量腰椎和髋部BMD 结果。对于不同国家、不同种族这一标准不能通用； 此外，此标准对于QCT并不适用^[7’^8]。因此，-立 中国人群自己的QCT骨密度数据库显得极为必要。

本研究结果显示，于IA和MW两种软件上分 别所测BMD值具有明显的可靠性，两种软件所测 值之间具有明显的一致性。因此，可以采用以两种软 件所测的QCT-BMD值建立腰椎QCT骨密度数据库。

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