超声骨密度检测技术在评价新生儿骨骼发育中的 应用研究概况与QCT骨密度测量体模软件检测方法  

摘要骨密度（bone mineral density, BMD)是反映骨内矿物质的沉积水平，评价儿童生长发育、营养状 况及骨骼健康的_项重要指标。该文对超声骨密度检测技术在评价新生儿骨骼发育中的应用研究概况进行 综述，旨在为促进儿童的骨骼健康发育,预防儿童期骨疾病提供科学依据。

儿童的成长是_个生长发育的过程，在婴幼儿 期骨骼增长迅速，骨量累积，是骨骼发育的第_个高 峰期，也是人_生中骨量累积的关键时期，此期骨密 度(bonemineral density, BMD)的持续增长决定着成 年骨量峰值。BMD代表着骨内矿物质的沉积水平, 是评价儿童骨骼健康及生长发育的_项重要指标。 骨矿量不足表现为骨量减少，骨组织微结构的退化 改变，如果骨矿含量持续落后，将很大程度地影响儿

童最终身高，且容易并发骨质疏松、骨骼畸形及骨折 等疾病。BMD降低是骨折的主要原因，脊柱、股骨 颈和腕部是骨质疏松好发部位，骨折的发生将会极 大加重家庭负担和消耗医疗资源。因而测定儿童 BMD,尤其是新生儿，对促进骨骼健康发育，是至关 重要的。定量超声（quantitative ultrasound, QUS)测 定BMD是是利用超声对物质密度、结构及材料的特 征表现来评价骨的质量，是目前唯一种经济、便携快

捷、无创伤、无放射的检测方式，不仅可以反映骨量， 而且可以反映骨的弹性结构和骨质性能，可作为定 期监测并评估儿童骨骼健康的有效方式。

1新生儿骨密度测定的研究现状 1.1评价新生儿骨密度技术BMD是骨骼强度的 主要指标，是骨质量的_个重要标志,婴幼儿期的骨 折、骨骼脆弱及老年后的骨质疏松都与新生儿期骨 密度息息相关。文献报道，新生儿期骨营养状况决 定着后期骨骼的发育，是人体骨的整个生长发育过 程的重要时期¹ ,据统计，新生儿期骨病的儿童，其 9 ~12岁时身高普遍低于正常儿童² ,因此早期行 BMD测量了解骨状况，必要时早期干预，对促进儿 童健康成长尤其重要。目前常用评价新生儿BMD 的方法有以下几种：（1)生物化学标记物的检测；

I.   激素水平分析；（3)影像学。其中影像学是BMD 测量的较好方法⁰。临床上常用的影像学方法是 双能X线吸收法，是成人和青少年BMD测量的金 标准^H。然而，双能X线吸收法需采用特殊的X线 设备，体积庞大，不易搬动，不适合床边新生儿的检 测，而且因其辐射大可增加诱发癌变、畸变的潜在危 险，因而并不能推广应用于新生儿⁵。近年来,QUS 检测技术得到了快速地发展,超声骨密度测定仪由 于其自身诸多的优点，如无放射性、无创伤性、准确 度高、操作简便、检查结果快捷，自进入临床以来，很 快得到各学科的普遍认可和广泛应用⁶。QUS采 用目前世界上最安全、舒适的测量方式，利用超声波 测定新生儿BMD,将BMD测量值与标准数据进行 比较,不仅可反映骨的质量、骨的弹性结构及性能， 而且对骨质情况及骨发育的生物力学因素作出可靠 的评价，并用于儿童骨骼健康评估的监测。该方法 能较好地反映婴幼儿骨骼及人体钙营养的状况，尤 其适用于新生儿及婴幼儿，在QUS监测并及时干预 下能有效预防骨量减少⁷。QUS是一种在新生儿 骨密度早期筛查及儿童骨骼增长纵向评估的有效手 段⁶⁸ ,其可根据胎龄、重量和长度检测出骨矿物质 含量的细微差异，但其对骨密度的测量受骨质的影 响，而骨质随着年龄的增长而改变，目前该骨密度测 量方法更适用于小年龄段儿童⁶⁹。与双能X线吸 收法和定量CT相比,QUS测量BMD具有检查费用 较低、便携、操作简便,而且不受体型和骨骼形态大 小影响等优点，并且无辐射，可完全避免X线的致癌、 致畸副作用，从而QUS能广泛应用于评估儿童骨骼健 康发育。

1.2超声骨密度技术在新生儿应用的可行性QUS

的基本原理是利用超声在媒体中速度及声辐衰减的 特性等对骨组织进行数量和质量估计。超声波通过 骨组织时，由于骨组织对超声波进行吸收，使其速度 和能量均发生了衰减。目前对临床研究中最常用的 评估值为超声在媒体中速度，最近已有部分使用超 声在媒体中的速度评价新生儿骨密度的文献报道。 文献认为QUS测量BMD在临床儿科中具有很高的 应用价值,适用于新生儿骨状况的研究，并可对新生 儿骨病作早期诊断，从而有效地预防儿童期佝偻病 及老年骨质疏松等^M。廖祥澎等⁶¹¹使用QUS对 157名新生儿进行出生时胫骨声波速度测量，得出 了 QUS适用于新生儿骨状况的研究结论;并获取了 新生儿BMD值的资料。赵琳等⁶¹²将QUS应用到 新生儿骨状况的研究，对新生儿病房收治<7 d的 早产儿采用QUS,选择胫骨中1/3段内侧面测量声 波在该骨组织中走行速度，其结果显示QUS可用于 早产儿骨量的评价。刘强等¹³应用QUS技术对早 产儿骨发育进行了前瞻性队列研究，得出QUS可以 准确评价胎儿骨营养状态。综上，QUS是目前最适 用于新生儿BMD测量的方式。

2新生儿骨密度及其影响因素 2.1新生儿骨密度的影响因素近几年来，随着人 们生活的改善及新生儿诊疗技术的提高，新生儿的 出生率及存活率日益上升，随之而来的是新生儿代 谢性骨病的增多，因而新生儿骨骼的发育曰益受到 儿科医务人员的重点关注。BMD能够敏感反映人 体钙含量情况，反映骨量的多少，是评价骨骼强度的 主要指标。新生儿早期骨营养状况将影响人体骨的 整个生长发育过程。儿童时期充足的Ca摄入会增 加骨密度，减少骨质疏松的风险⁶¹⁴。近几年来，新 生儿BMD及其影响因素的研究日益兴起并在国内 外广泛开展，采用QUS对婴儿出生时骨状况的研究 取得了新生儿期骨测量声波传导速度值的资料¹¹¹⁵。 李霞等^M对0~3个月新生儿BMD影响因素进行 调查，发现了影响BMD的因素有：（1)不同的喂养 方式，母乳喂养的新生儿BMD异常率低于吸吮牛奶 的；（2)晡乳期产妇饮食状况，合理的膳食，可以保 证乳汁中钙的含量；（3)产妇及新生儿钙剂补充。 钙主要贮存在人体骨组织中，当人体缺钙时,首先累 及的器官便是骨骼。当人体内吸收钙和排泄钙持平 时即为钙平衡,机体钙平衡主要由钙的摄入水平决 定,生长期低钙可影响成人身高、骨量峰值和BMD。 有研究证明无论在新生儿期还是婴幼儿期，血清钙 含量低者经适当补钙后BMD会明显增加，而血清钙

正常者补钙后BMD无明显改变。对于生命前期而 言,足够钙摄入能够获得最佳峰值骨量，减少年老时 患骨质疏松症和降低骨折的发生率。在青春期以 前，钙剂的补充对促进骨骼和身高的增长有促进作 用，但在青春期补钙作用不如青春期以前明显。补 钙后增强了骨质，有效增加骨矿物质的沉积，因此， 补钙最好在儿童时期¹⁷。张海霞等^&8以新生儿出 生体重、胎龄及血微量元素为自变量因素，BMD为 因变量因素进行研究，发现出生体重、胎龄及血清 钙、铜含量对其BMD有一定的影响。闫晋仙^M在 BMD影响因素分析研究中，发现母孕期营养好，婴 幼儿BMD水平也相对较高；适当的日晒时间有利于 钙的吸收，因而可提高婴幼儿BMD;此外，BMD也 与维生素D的补充及生长发育速度都有着密切的 关系。曾国章等^M在使用QUS对早产儿与足月儿 BMD测定结果分析及干预研究中，发现新生儿BMD 与胎龄呈正相关，这是因为新生儿80%的骨量是在 怀孕后期从母体获得。因而预防早产能促进新生儿 骨健康。目前胎龄是影响新生儿BMD的重要因素 已然达成共识，然而，出生体重对新生儿BMD的影 响尚存在争议。因为胎龄越小的新生儿通常伴随着 低体重,有学者对可能影响新生儿骨密度的众多因 素，采用多元回归分析发现，新生儿出生体重并非影 响骨密度的重要因素。此外，当人体活动时,骨骼将 不断适应肌肉收缩的强度，在肌肉质量或力量增加 的同时，为满足机体活动需要,骨骼强度也会随之增 加，通过机体调节更好地满足儿童骨骼的正常生长 和维持骨的强度，获取更高的骨峰值。丰富的肌肉 与适度的体力活动亦可以增加BMD,促进骨骼的发 育^。青春期男性比女性表现出更高的骨矿物质 密度，关于性激素会不会影响骨密度的问题，国外学 者以实验动物为模型做了研究，证实了雌激素通过 骨细胞上的激素受体作用于骨组织，影响着BMD, 性激素在儿童生长和骨骼发育扮演着一个关键的角 色¹²²’²³。人类疾病多是环境因素与基因共同作用 的结果,两者相互影响，相辅相成。_个人接触环境 有害因素后是否致病，不仅决定于环境致病因素是 否会引起生物体基因表达的改变，以及不同的细胞、 组织、器官对环境因素反应的复杂调控过程,而且更 重要的是决定于自身的基因。目前基因也越来越受 到国内外学者们的关注。文献报道，影响我们BMD 的基因位点有：CPED1、IZUMO3、RBFOX1、SPBT、和 TBPL2^M，研究结果发现以上基因与骨髓间充质干 细胞向成骨分化过程有关，并且这些基因共同位于

蛋白质生物合成的基因通路中。另有研究结果表 明，在不同的骨骼部位,BMD是由共同的、特定的遗 传和环境共同作用而成¹²⁵。通过在不同的骨骼基 因位点表达以实现这些差异，因而不难理解BMD在 不同骨骼部位的不一致及人体的个体差异。新生儿 的BMD受诸多因素影响，如母孕期营养、生长发育 速度、胎龄、性别及钙剂补充等，同时受自身基因的 表达调控。

2.2高危新生儿骨密度的研究目前对骨密度的 研究，已逐渐深入到了有高危因素的新生儿,如早产 儿、肥胖新生儿、脑瘫新生儿及高危孕母的新生儿。 人体骨骼系统从发生到成熟需经历_个漫长的动态 持续过程,从胚胎早期开始直到成年期。妊娠后期 是胎儿从母体胎盘获得较多骨量的时期，约占80% ; 在孕约35周时，此时胎儿骨量增加迅速，而到足月 生产前期时，胎儿从母体获得的钙磷逐渐减少，因 此，胎龄较大的新生儿往往BMD也较高，后期的骨 骼发育_般也会更健康。早产儿BMD显著低于足 月儿，同胎龄的低出生体重儿BMD亦低于正常出生 体重儿^M。早产和低出生体重是发生低BMD的因 素，早产儿体内骨矿物质较足月儿储备少，存在着不 同程度的低BMD,而增加代谢性骨病的发病风险。 预防早产和减少低出生体重儿的出生，可以有效提 高新生儿平均BMD。研究表明，早产儿早期静脉摄 入钙75 mg/kg • d和磷44 mg/kg • d将有助于预防 早产儿短期骨强度下降¹²⁷。此外，王涛涛等^M在 BMD测定对脑瘫患儿的随访研究中，发现脑瘫高危 儿存在不同程度的BMD异常。王凌飞²⁹在肥胖新 生儿BMD的变化研究中，发现肥胖患儿BMD水平 明显低于正常儿童。妊娠期糖尿病（gestational dia­betes mellitus, GDM)母亲由于饮食受限制，往往矿 物质摄取不足,从而导致胎儿从胎盘获取矿物质减 少,直接影响胎儿骨形成，使出生的新生儿骨矿含量 低。然而，对于GDM母亲新生儿BMD的研究，目 前国内尚未有相关文献报道，有研究表明，GDM母 亲血清钙虽然大多能维持在正常范围内，但仍普遍 低于健康孕母^M。由于糖代谢异常，GDM母亲孕 期高血糖透过胎盘导致宫内血糖升高，促进胎儿糖 原转化及蛋白质的合成，并阻止脂肪分解，使得胎儿 生长过快，因而GDM母亲生产巨大儿的发生率较 高。相关数据表明,GDM母亲新生儿平均出生体重为 (3.89±1.21) kg 明显高于正常新生儿(3.13 ±1.30) kg³²。 组成骨量的骨矿物质主要成分是钙，增加母亲怀孕 期补钙情况（钙剂摄入、牛奶摄入及日照时间）可显

著增加新生儿BMD,母孕期血钙情况是新生BMD 的重要影响因素，这在众学者中已达成共识。GDM 母亲新生儿出生体重及母孕期血钙情况，这两者因 素均有可能影响其新生儿的BMD。然而，目前国内 对于GDM母亲新生儿的BMD研究尚处于空白期， 因而对该研究将是学者们未来的研究热点，这对建 立GDM母亲新生儿出生时BMD值的资料库，了解 其骨强度，促进儿童的骨骼健康发育，预防儿童期佝 偻病、骨质疏松及骨折有着重要的意义。

3早期干预骨密度异常新生儿的临床价值

测定新生儿BMD后，发现异常者，应尽早干预， 对新生儿BMD影响因素的研究，可以有效地指导预 防及诊治BMD异常者。曾国章等²⁰通过对早产儿 予维生素D800u/d及碳酸钙75 mg/d治疗，干预后 BMD测定值明显增加。目前GDM母亲新生儿的 BMD研究尚处于空白期，对其研究将成为儿科专业 的热点趋势，因此，通过对影响BMD因素及BMD异 常新生儿干预后的研究，指导GDM母亲加强孕期 保健，预防早产，倡导GDM母亲新生儿母乳喂养， 合理补充钙、磷和维生素D等营养素，增加被动运 动，保障GDM母亲新生儿的正常骨代谢，对促进儿 童的骨骼健康发育有着重要意义。

4结语

QUS骨密度技术是目前最适宜用于新生儿 BMD的监测手段。近年来，采用QUS对新生儿 BMD及影响因素的研究已成为新生儿科研究的_ 个重要内容。然而，就GDM母亲新生儿BMD研究 而言，目前，国内尚未有相关的报道。GDM母亲新 生儿BMD测定尚有多方面的问题有待于进一步研 究和探索，例如GDM母亲新生儿BMD状况、GDM 母亲新生儿的BMD与出生体重的关系、早期干预 BMD异常新生儿的疗效观察等，对这些问题的研究 将为促进GDM母亲新生儿的骨骼健康发育提供科 学的临床依据。

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