腰椎（定量CT）QCT骨密度测量体模软件系统检测法骨密度测量椎体内差异研究

【摘要】目的研究受检者椎体内不同感兴趣区（ROI)腰椎定量CT(QCT)骨 密度测量结果的差异，以提高其测量的准确性和可重复性。资料与方法对 206例受检者进行腰椎检查（99例经GE 64排螺旋CT扫描，107例经东芝16 排螺旋CT扫描），获取扫描数据，通过QCT工作站进行分析 处理，使用软件的3D测量模式进行测量，ROI分别放在每个椎体的上、中、 下1/3部位，分别测量L1〜L3椎体上、中、下3个部位松质骨骨密度（BMD)。 结果Li〜L₃椎体上、中、下平均BMD分别为（116.75±47.73)mg/cm³、 (126.37±47.63) mg/cm³ 和（123.77±52.67) mg/cm³，椎体内 BMD 差异有统 计学意义(尸< 0.01)，椎体内各部分骨密度相差<8%。结论腰椎椎体内BMD 存在区域性差异，QCTBMD测量时应选择相同的感兴趣区以减少误差，但在 实际临床应用中影响较小。

目前WHO推荐采用双能X线吸收测定仪(dual X-ray absorptiometry，DXA)骨密度测量值作为诊

断骨质疏松的“金标准”，虽然DXA测量有许多优 越性，但我国的DXA仪普及率非常低，远不及CT 的普及率高。此外，随着CT扫描机功能的不断升级， 使用螺旋CT进行QCT骨密度测量也逐渐成为一种 曰常应用的骨密度检查技术，但不同医师对感兴趣 区（ROI)的选择不一致，测量结果可能具有一定 的差异。为此本研究通过探讨椎体内不同部位BMD

的差异性，旨在提高QCT骨密度测量的准确性和可 重复性。

1资料与方法

2.          一般资料选取北京市石景山医院和北京积水 潭医院2009-12〜2011-05行腰椎CT检查患者共 206例，男性87例，女性119例；年龄21〜85岁， 平均（51.6± 13.7)岁。通过询问病史及其他辅助检 查排除患有严重内分泌代谢性疾病及恶性肿瘤的受

3.          检查，测量前1周内均未行CT增强检查。

4.          1.2仪器与方法采用GE 64排螺旋CT扫描机、 东芝16排螺旋CT扫描机、Image Analysis公司三 样本固体体模、Mindways公司QCT PRO工作站。 受检者仰卧于检查台上使腰椎曲度消失，将标准体 模置于腰椎下，与人体长轴平行，尽量使腰背部紧 贴体模，其间没有间隙。扫描条件及重建方式均为 120kV、125mA、螺旋扫描采集、标准体部重建方 式、层厚为0.625mm的薄层Volume数据、DFOV 400mm，床高 160cm。

5.          1.3测量和数据处理扫描数据传至Mindways公 司QCT PRO工作站进行分析，使用软件的3D测量 模式进行测量，将椎体分成上、中、下三部分，上、 下两部分ROI选择椎体骨皮质下2mm处，中间部 分选择椎体的中央部分，ROI层厚7mm，避开骨 岛、硬化、骨皮质、椎后静脉入口处骨小梁缺少区， 分别测出L1〜L3椎体松质骨骨密度（BMD)。除 非出现明显错误操作，否则以上测量均使用工作站 软件的自动功能，如自动探测边界、自动生成ROI 等（图1)。

6.          1.4统计学方法采用SPSS 11.5软件分析，BMD

7.          QCT测量值以均数士标准差(元±5〇表示，首先进 行正态性及方差齐性检验，各组BMD测量值行方 差分析，户< 0.05为差异有统计学意义。

8.          2结果

9.          L1〜L3椎体各部分骨松质密度的测量结果及 所有椎体同一部位骨松质密度的测量结果见表1。

10.       图1在QCT PRO工作站上测量腰椎，选好测量位置后软件 自动产生感兴趣区（ROI)。上图左、中、右三部分分别显 示椎体上、中、下三部分感兴趣区的选择。

11.       由表1可见，L1椎体上、中、下三部分骨密度不全 相同(^=44.84，户<0.01)，椎体中间部分骨密度较上、 下两部分高，椎体下部分骨密度较椎体上部分高；L2 椎体上、中、下三部分骨密度不全相同（^=29.59, 户<0.01)，椎体中间部分骨密度较上、下两部分高， 椎体下部分骨密度较椎体上部分高；L3椎体上、中、 下三部分骨密度不全相同（尸=16.45，尸<0.01)， 椎体中间部分及下部分骨密度均较上部分高，椎体中 间部分与椎体下部分骨密度差异无统计学意义（P > 0.05)，但椎体内各部分的均值差异<8°%。

12.       表1 Li〜L3椎体各部分骨松质密度及所有椎体同一部位骨松质密度测量结果ff±*s，mg/cm³)

测量部位		BMD
	L1	L2	L3	平均值
上	120.64±47.14	116.01 ±47.73	113.67±48.28	116.75±47.73
中	133.48±48.31	127.20±47.59	118.52±46.01	126.37±47.63
下	126.68±53.04	123.80±53.13	120.85±51.94	123.77±52.67
F值	44.84	29.59	16.45	-
P值	0.00	0.00	0.00	-

13.       3讨论

14.       骨质疏松作为最常见的代谢性骨病，是一种以 骨量低下、骨微结构破坏、使骨脆性增加、易发生 骨折为特征的全身性骨病。因为骨密度可以反映骨 强度的75%以上^[1，^2]，故这些变化可以通过无创性

15.       的BMD检查进行评估。

16.       目前国际学术界公认的骨质疏松症诊断的“金 标准”是DXA测量值。虽然DXA测量有许多优越 性，但检查需专门仪器进行专项检查，我国尚未大 规模普及。QCT BMD测定是目前惟一能够测得接 近真正意义上的体积性BMD的定量方法，主要反

映代谢活跃的骨小梁状况，敏感性高，可选择最佳 的测量部位，避免异位钙化影响，是松质骨与皮质 骨BMD值可以分开计算的唯一方法，并且随着CT 技术和设备的发展，以及QCT相关配套硬件和软件 大量开发应用，尤其是在2008年ISCD在《J Clin Densitom》发布2007 ISCD官方共识^[3]后，QCT技 术得到了广泛关注。国内多位专家也呼吁推广QCT 应用于临床骨密度诊断及研究。

正常情况下松质骨的代谢活性是皮质骨的8倍， 这种高转换率使其成为早期诊断骨量丢失的主要部 位，Adams^[2]认为以松质骨为主的部位比以皮质骨 为主的部位的骨密度变化要大，故选择性地测量松 质骨的BMD可较早反映出体内骨矿含量的变化， 本研究亦仅对骨松质的密度进行测量。

由于椎体内钙盐的含量不均匀^[4]，因此对椎体 骨密度的测量需要选择合适的感兴趣区。目前所用 QCT的测量尚需要手动选择感兴趣区，测量时选择 的测量层面上不可避免的差异，以及可能对感兴趣 区的大小，需避免选择的区域（皮质骨、椎后静脉 入口处密度减低区等）认识上的不一致，即使在内 部参考物的选择相同的情况下，测量结果仍会有差 异^[5]。感兴趣区通常选择椎体中央骨松质部分，用 等大的方形或圆形感兴趣区测量椎体松质骨的CT 值，不同测量者会对测量结果产生一定的影响，相 同测量者重复测量也可能会对测量结果造成一定的 差异。

在测量部位的选择上，肖越勇等^[4]认为椎体中 部的骨密度变化可以反映整个椎体骨量的变化趋势， 这一部位是QCT骨密度测量的最敏感部位。QCT 骨密度测量在活体中预测椎体骨折的危险性，以椎 体中部10mm测量法相关性最好。本研究发现各椎 体上、中、下三部分骨密度不全相同（户< 0.01)， 并且L1、L2椎体中间部分骨密度较上、下两部分高， 椎体下部分骨密度较椎体上部分高；L3椎体中间部 分及下部分骨密度均较上部分高，椎体中间部分与 椎体下部分骨密度差异无统计学意义（P> 0.05)， 与Engelke等^[6]测量L1、L2椎体所得结论一致。对 本研究中L3椎体测量结果与L1、L2椎体不一致的 原因仍需进一步研究。因此从统计学上讲，对测量 部位的选择应尽量保持一致，但从表1中可以看出 各部分的均值差异< 8°%，故在实际应用中对临床影

响不大。

ROI的面积也影响测量值，应选择相同大 小的ROI面积和形状。本研究使用Mindways公司 QCT PRO工作站，可以使用工作站软件的自动功能， 如自动探测边界、自动生成感兴趣区（R0I)等，避 免了人为勾画R0I面积和形状导致的误差，但仍偶 尔会出现明显错误，操作时应予以注意并及时修正。

脊椎松质骨的更新率为20%〜25%，是反映 骨矿物质含量变化的敏感部位，也是骨质疏松症的 好发部位。原发性骨质疏松的测量以腰椎最为敏 感，而骨质疏松是导致腰椎退变的主要因素。当用 BMD评价治疗反应时，反应最快且最大的是腰椎^[7]。 QCT检查对骨密度变化的敏感性、测量的精确性、 检查过程的快捷性已得到广泛认可，但仍存在许多 问题，质量控制是必要的，而由于测量所导致的差 异则可以通过对测量者的培训、规范层面及感兴趣 区的选择来缩小^[5]。

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