双能X线骨密度仪与定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法测量骨密度准 确性的实验研究
双能X线骨密度仪与定量CT（QCT）骨密度测量体模软件检测方法测量骨密度准
确性的实验研究
【摘要】目的：探讨双能X线骨密度仪（DXA)与定量CT(QCT)测量骨密度的准确性。方法：选择10头健康生猪的腰椎椎体作为研 究对象，去除周围软组织及附件，使用双能X线骨密度仪与定量CT测量骨密度，将测得的骨密度与椎体灰化后的灰重及灰重密度对比。结 果：猪的腰椎椎体的体积骨密度偏离度与皮质骨密度偏离度、松质骨密度偏离度相比较，差异有统计学意义（P<0.05);皮质骨密度、松质骨密 度、总骨矿含量、面积骨密度与灰重、灰重密度有显著相关性（P<0. 05)。结论：DXA与QCT均为测量骨密度的有效方法，而QCT松质骨密度 更接近灰重密度，能够更好的反应骨质疏松的骨代谢变化。
骨质疏松是中老年人常见疾病,对患者的健康 和生活质量造成了影响，成为威胁公众健康的重要 问题，越来越受到医学界的重视[1]。骨质疏松由于 骨量减少,微观结构退化，致使骨头脆性增加进而引 发骨折的一种全身性骨骼疾病[2]。骨质疏松的诊断 是体征、症状和相应骨代谢指标综合考虑的结果，早 期精确的测量骨矿密度必不可少，定量的骨密度测 量准确性对诊断的意义重大[3]。DXA和QCT测量 是临床应用较多的方法，但关于其准确性的争论由 来已久，本文对生猪腰椎椎体通过双能X线骨密度
仪和定量CT两种不同方法进行比较研究，为临床提 供实验依据。
1资料与方法
12. 一般资料选择10头体重在60 kg左右的检 疫合格的健康成年猪作为研究对象,取其新鲜腰椎 骨10节,分别使用双能X线骨密度仪和定量CT测 量骨密度。
1.2方法清除猪的腰椎骨周围软组织，将脊柱分 离成单个椎骨，锯断椎弓起始部，得到腰椎椎体进行 测量。使用Hologic Delphi A骨密度仪测量总骨矿 含量和面积骨密度，面积骨密度=总骨矿含量/扫描 面积。使用Siemens Somatom balance螺旋CT扫描 仪，将猪椎体10节放置于同一标准水模中，在椎体2016年03月
后方放置CT体模，选定后以定位线平行椎体横轴穿 过椎体中部层面进行扫描。将椎体晾干后使用溢出 法测量椎体体积,然后将椎体放人坩埚,放置于800 益马福炉中煅烧9 h,自然冷却后使用电子秤称量灰 重。灰重密度（g/cm3) =灰重/体积，体积骨密度（g/ cm3)=总骨矿含量/椎体体积。皮质骨密度偏离度 =(皮质骨密度-灰重密度）/灰重密度X100%。体 积骨密度=(体积骨密度-灰重密度）/灰重密度伊 100%。
1.3观察指标对测量的皮质骨密度、松质骨密 度、总骨矿含量、体积骨密度等进行比较，并分析其 与灰重、灰重密度的关系。
1.4统计学方法所有数据均采用SPSS 17.0软 件进行统计分析,计量资料应用平均值依标准差（x依 s),计量资料组间比较采用t检验,计数资料采用x2 检验，相关性作直线相关分析，P<0. 05为差异有统
计学意义。
2 结果
表1两种方法测量骨密度结果及灰重密度
|
椎体序号 |
DXA |
QCT |
体积骨密度 (g/cm3) |
灰重密度 (g/cm3) |
||
|
总骨矿含量（g) |
面积骨密度（g/cm |
丨2)皮质骨密度（g/cm3)松质骨密度（g/cm3) |
||||
|
1 |
5.421 |
0.782 |
0.631 |
0.429 |
0.452 |
0. 373 |
|
2 |
5.713 |
0. 768 |
0. 604 |
0. 427 |
0. 456 |
0. 372 |
|
3 |
5. 824 |
0. 749 |
0.617 |
0.438 |
0.461 |
0.371 |
|
4 |
5. 983 |
0. 746 |
0. 625 |
0. 443 |
0. 472 |
0. 384 |
|
5 |
6. 057 |
0. 772 |
0. 608 |
0. 422 |
0. 475 |
0. 386 |
|
6 |
7. 262 |
0.712 |
0.619 |
0.441 |
0. 463 |
0. 372 |
|
7 |
5. 386 |
0. 625 |
0. 629 |
0. 452 |
0. 426 |
0. 343 |
|
8 |
7. 378 |
0. 782 |
0. 675 |
0. 509 |
0. 473 |
0. 388 |
|
9 |
4. 893 |
0. 472 |
0. 498 |
0. 317 |
0. 397 |
0. 319 |
|
10 |
3. 747 |
0. 453 |
0.448 |
0. 298 |
0. 367 |
0. 293 |
2.1两种方法测量结果及偏离度比较表1为两 种方法测量的结果，由于两种参数单位不同,无法直 接比较，故而用总骨矿含量/体积，得到体积骨密度。 体积骨密度偏离度与皮质骨密度偏离度、松质骨密 度偏离度相较，差异有统计学意义（P<0.05)，见表
2。
2.2相关性分析猪的腰椎椎体皮质骨密度、松质 骨密度、总骨矿含量、面积骨密度与灰重、灰重密度 有显著相关性(P<0.05)，见表3。
|
|
表2 |
偏离度比较（％) |
|
|
椎体序号 |
DXA体积骨 |
QCT |
|
|
密度偏离度 |
皮质骨密度偏离度松质骨密度偏离度 |
||
|
1 |
0. 212 |
0.692 |
0. 151 |
|
2 |
0. 226 |
0. 624 |
0. 148 |
|
3 |
0. 243 |
0. 663 |
0. 181 |
|
4 |
0. 229 |
0. 632 |
0.154 |
|
5 |
0. 232 |
0. 575 |
0. 093 |
|
6 |
0. 245 |
0. 664 |
0.185 |
|
7 |
0. 242 |
0. 834 |
0. 317 |
|
8 |
0. 219 |
0. 739 |
0. 312 |
|
9 |
0. 244 |
0.561 |
-0.006 |
|
10 |
0. 253 |
0. 529 |
0. 018 |
|
平均值 |
0. 212 |
0.651 |
0. 157 |
表3相关性分析
|
项目 |
|
DXA |
|
QCT |
|
总骨矿含量 |
面积骨密度 |
皮质骨密度 |
松质骨密度 |
|
|
灰重 |
0.999( P<0.001) |
0.914( P<0.001) |
0.983( P<0.001) |
0.944( P<0.001) |
|
灰重密度 |
0.835(P<0.001) |
0.922( P<0.001) |
0.925( P<0.001) |
0.941(P<0.001) |
3讨论
骨质疏松是老年患者发生骨折的常见原因，特 别是腰椎压缩性骨折。影响骨折发生的危险因素有 很多，研究发现,骨密度的下降是骨折发生的最主要 原因[4]。测量骨密度时腰椎是最常用的选择，主要 是因为椎体的主体主要是由松质骨构成，松质骨的 代谢转化率是普通皮质骨的8倍[5]，其骨量变化更 加容易发现。腰椎作为人体的支柱,承受的重量很 大，若发生骨质疏松会是最容易流失骨质的部位之 一[6]，因此本次研究选择椎骨作为测量对象。
本研究结果显示，猪的腰椎椎体的DXA和QCT
的测量结果与灰重、灰重密度具有相关性（P<
I. 05)，说明两种方法均是诊断骨质疏松的有效手 段。但DXA存在一定局限性。首先，DXA反应的 是二维骨密度，扫描时无法区分皮质骨密度和松质 骨密度，而两者的转化率是不一样的，因此会降低诊 断和治疗的敏感性[7]。其次，DXA检测存在不确定 因素,其骨密度受几何形状的影响，而青少年骨大小 变化较大，这限制了 DXA在低龄患者中的应用。最 后,DXA测量的骨密度是椎体和椎弓整个面积密 度，而退行性骨关节病、骨质增生、主动脉钙化等情 况都会导致骨密度升高[8]，前后位置的DXA前侧可
能导致椎体前部压缩性骨折不能够及时被发现。而 QCT是在常规CT基础上加上体模,通过扫描腰椎 和其下方的参照体模，在CT图像上将ROI定在松 质骨区，经过计算机分析计算松质骨密度值,再计算 椎骨密度平均值[9],反应的是一个三维骨密度，能 区分皮质骨密度和松质骨密度，准确性更高。且受 外力因素影响较小，能够更好反应骨质疏松患者骨 密度的变化。
在本次研究中，灰重密度作为一个标准值，松质 骨密度平均偏离度为15. 7%,低于体积骨密度平均 偏离度21.2%。这说明QCT能够更加准确的反应 骨质疏松患者骨密度的下降情况，与文献报道基本 一致[|0]。QCT测量的骨密度及时通过多层扫描和 三维重组仍旧是局部骨密度，且费用较高，因此在临 床的选择上需要根据实际情况而定。
综上所述,DXA与QCT均为测量骨密度的有效 方法,QCT松质骨密度更接近灰重密度，能够更好 反应骨质疏松的骨代谢变化。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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