84. 定量CT检测骨质疏松的原理是什么
[摘 要]骨质疏松是一种主要影响中年人群和老年人群新陈代谢性骨骼疾病，它的特征是骨矿物质（主要是钙的含量）的过量流失和除头颅外的任何部位的骨骼易发生骨折，已知骨组织的强度有75%-85%与骨骼密度（BMD）有关，随着年龄的增大，人的周身骨骼的BMD均呈逐渐下降的趋势，BMD下降到一定程度，易发生骨折。本研究的目的是利用定量CT（QCT）能对松质骨和皮质骨的BMD进行分别测定已达到对BMD进行准确的测定的特点，通过应用QCT对胸椎或腰椎进行横断面薄层三维检查，从而对骨矿物质进行定量测定来测定出BMD的值，从而得到符合本地人群的骨质疏松症BMD测定的标准，为临床疾病的诊断和治疗的方案选择提供可靠依据。
中图分类号：R580 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0086-01
1.材料和方法
（1）材料：275例20-80岁做CT胸椎或腰椎检查的本地人群，在做CT胸椎或腰椎检查的同时进行QCT检查。其中男116人，女159人。
仪器设备为德国西门子公司生产的SIEMENSSOMATOM EMOTION亚秒级螺旋CT机，进行QCT测量的螺旋CT机选配的骨密度分析软件及参照体模（phantom）和厂家提供的BMD的参照标准值。
（2）方法：QCT的原理是将用水、酒精、磷酸氢二钾溶液制成的校正参照体模与受检查者骨骼同步扫描，利用二者CT值之间的关系求出其BMD值。参照体模的制作采用Cann-Genant发明的发法。体模中的成分分别模拟人体软组织和骨组织，是具有类似的X线线形衰减系数，可得出接近人体实际的BMD值。参照体模有两个主要质量标准：一是精确性，范围一般定为1%-3%，对治疗后骨质疏松程度的比较具有重要意义；二是准确性，范围一般为10%-30%，反映CT值测量密度值与实际值的一致程度。
受检查者在做胸椎或腰椎（胸12-腰5椎体，通常我们以测量L3，L4，L5椎体为主），检查前无需进行特殊处置，在检查时，受检查者采取头先进（Head First）、仰卧位（Supine），将参照体模横放置在L3，L4，L5椎体的正下方，下肢半屈，使腰部与体模紧贴。
测量方法是通过对椎体和参照体模同时扫描，扫描方式是在特殊模式（Specials）里选择骨密度测量（Osteo），对每个椎体断层扫描一层，管电压选择80kV，管电流选择81mA，扫描时间选择1s，扫描层厚选择10mm，卷积函数选择S80s。扫描后在CT图像上将感兴趣区定在每个椎体中部层面的松质骨区小梁骨，经计算机处理和分析可得出每个椎体松质骨的BMD的值，然后再进一步算出被测椎体的BMD的平均值，计算公式为：BMD=Ck×（Hb-Hw）/（Hk-Hw），式中的Hb为松质骨CT值，Hw为体模水的CT值，Hk为参照件磷酸氢二钾溶液的CT值，Ck为体模磷酸氢二钾溶液的浓度mg/cm3，BMD的单位为mg/cm3或mgCa-HA/ml。
2.结果
通过对275例受检人群进行QCT检查，得到BMD值的结果如下（图略）。
骨质疏松多发于50岁以上的人群，且多发于女性。50岁前人体的骨质和BMD在积累停止后趋于相对稳定，无论用何种方法测量，青年人的骨矿含量或BMD（或称峰值）的分布都可视为正常。为减少测量间的误差，个体的BMD测量值以参照人群的标准差（SD）的范围来表示，通常我们参照人群及标准差取自正常年轻成年人群（即峰值组，年龄25-40岁），表达方式T为分数（T-score），T值是统计学数值。
按照国际骨质疏松基会推荐的以NAHANES数据库的20-29岁女性数据作为参考值的标准，我们在159例女性人群中20-29岁年龄段随机选38例，作为确定本地人群骨密度的参照标准。通过38例女性标本我们得到本地女性松质骨BMD的平均值为161.0mgCa-HA/ml，SD为28。男性以20岁的健康人为标准共有10例得到松质骨BMD的平均值为176.5Ca-HA/ml，SD为28.
3.讨论
QCT可用于周围骨或中轴骨脊柱的骨矿物含量测量，它是通过体模的校正和转换，测出与参照体模相似的BMD。由于松质骨的表面积和体积之比最大，其新陈代谢明显优于皮质骨，代谢转化率是皮质骨的8倍，所以测量松质骨才能得到真正的BMD。QCT测量是真正意义上的三维结构的测量，因此，QCT被认为是最敏感的探测BMD的方法。
QCT是目前唯一能选择性地测量松质骨（小梁谷）和皮质骨骨量的方法。QCT的敏感性比较高，不收临近异位钙化的影响。骨强度取决于骨矿密度，而骨折危险性的增加与BMD减少水平相关，因此，骨况定量测定可预测骨折危险性。利用QCT测量BMD，并制定骨折阈值，可作为预测、预防骨折发生的客观依据。Genant等将椎骨QCT测量BMD值105mg Ca-HA/ml（105mg/cm3）作为骨折阈值；通过以上结果可将本地人群骨折阈值定为107mg Ca-HA/ml。
由于SIEMENS公司随机带的骨密度分析软件制定的骨质疏松诊断标准是按欧洲人人体标准制定的，其中年轻成年女性的松质骨的BMD平均值为159.5mg Ca-HA/ml，SD为28；男性为175.0mg Ca-HA/ml，SD为28。这套标准不完全适合本地人群标准，所以我们用以上结果得到的数据对SIEMENS公司随即带的骨密度分析软件的骨质疏松诊断标准进行调整，以达到准确诊断的目的。调整后本地年轻成年女性人群的松质骨的BMD平均值为161.0mg Ca-HA/ml，SD为28；男性人群的松质骨的BMD平均值为176.5mg Ca-HA/ml，SD为28.平均比欧洲标准高1.5mg Ca-HA/ml。
1994年世界卫生组织（WHO）对白人女性的骨质疏松的诊断提出以下标准：
正常：T分数>-1.0SD
骨量减少：-2.5SD 严重骨质疏松：T分数<=-2.5SD，并有一次或多次脆性骨折 参照以上WHO提供的标准和我们实际所测到的结果，可得到以下本地女性人群骨质疏松症BMD测定的诊断标准： 正常人標准为：腰椎的松质骨的BMD为133mg Ca-HA/ml以上。 骨量减少的标准为：腰椎的松质骨的BMD为91-133mg Ca-HA/ml。 骨质疏松的标准为：腰椎的松质骨的BMD为<=91mg Ca-HA/ml。 严重骨质疏松的标准为：腰椎的松质骨的BMD为<=91mg Ca-HA/ml，且伴有一次或多次脆性骨折。 4.结论 本地人群成年男性比女性的BMD的平均值高15.5mg Ca-HA/ml。女性骨丢失主要始于绝经后，测量结果评估表明30%—40%妇女绝经后可发生骨质疏松，这也等同于发生骨折的危险性。男性骨质疏松性骨折相对少见，这与男性骨量高于女性，男性骨丢失慢于女性有关。男性增龄性松质骨丢失为15%-45%，皮质骨丢失为5%—15%；而女性增龄性骨丢失更明显，松质骨为35%—50%，皮质骨为25%—30%。男性诊断骨质疏松阈值可靠性较低。对已知BMD来说男、女椎体骨折危险性是相似的，群体测量和前瞻性研究表明女性诊断标准适用于男性。但目前，-2.5SD的T分数阈值还不能用于所有人群。 作者简介 张宇晨（1962-），男，黑龙江齐齐哈尔人，吉林大学第二医院副教授，研究方向：放射线诊断学。
