脊椎骨CT骨小梁容积百分比与骨密度的相关性

杨 林 刘建民 江山岳 陈昆涛 张燕玲 (遵义医学院第五附属(珠海)医院放射科，广东 珠海 519100)

脊椎骨CT骨小梁容积百分比与骨密度的相关性

杨 林 刘建民 江山岳 陈昆涛 张燕玲 (遵义医学院第五附属(珠海)医院放射科，广东 珠海 519100)

目的 提出一种CT检测骨小梁容积百分比(Vp)的方法，并分析该百分比与定量CT检测的骨密度(BMD)之间的相关性。方法随机选取无内分泌、代谢性疾病及骨骼系统疾病的病例33人、56个腰椎椎体，对椎体进行SCT扫描，并用容积测量软件以阈值分别为150 Hu，180 Hu及210 Hu测量Vp，同时用定量CT进行BMD检测，并进行相关性分析。结果 在体检测的Vp与BMD有高度的相关性。结论 Vp检测可以作为一个简单易行实用的评价骨质疏松程度的方法。

骨质疏松;骨小梁;容积百分比;定量CT;骨密度

骨质疏松(OP)表现为骨的强度减弱，脆性增加，患者易发生骨折，主要的损害是疼痛和致残。WHO提出以骨密度(BMD)的检测作为OP的诊断依据。但BMD反映的是骨量的多少，不能完全反映骨微结构改变。本文提出一种CT检测骨小梁容积百分比的方法，采用CT机标配的容积测量软件，不需要配备其他软、硬件，就可以直接对身体内骨小梁体积百分比进行检测，通过CT测量腰椎椎体骨小梁容积百分比与定量CT(QCT)检测的松质BMD进行比较，分析两者之间的相关性，以分析CT测量腰椎椎体骨小梁容积百分比在判断OP程度中的价值。

1 材料与方法

1.1 对象 随机选取因外伤、腰腿痛做CT检查又无内分泌、代谢性疾病以及骨骼系统特殊疾病的病人，共33人、56个椎体，年龄23～87〔平均(47.4±24.2)〕岁，男13人35个椎体，女10人21个椎体，第2腰椎6个、第3腰椎18个、第4腰椎20个、第5腰椎12个，其中40～60岁13人32个椎体。

1.2 方法

1.2.1 BMD检测 检查设备为Siemens Somatom CT机及随机配带的BMD检测模型及配套软件，按设备要求进行扫描取数据:被检测者仰卧检查床上，标准模型放于被检测者腰部下方床垫相应槽内;首先扫描一幅侧位定位片 (Topogram)，在定位片上选择计划测量的腰椎，扫描设定在椎体中间部位、与椎体上下缘平行;扫描条件及重建参数，测量软件内已经设置好〔80 kVp，80 mA，1 s，准直5 mm，层厚10 mm，图像重建卷积核 (convolution kernel)S80 s〕，然后用专用程序自动分析计算骨皮质密度、骨松质密度、与同性别20岁正常BMD比较值 (T值)及与同性别同龄正常BMD比较值 (Z值)，并绘制曲线图。

1.2.2 骨小梁容积百分比(Vp)检测 对BMD检测的椎体行螺旋 CT连续扫描(130 KVp，80 mA，时间1.5、准直1 mm)，重建参数:层厚1 mm，间距1 mm，重建视野100 mm，重建卷积核B 80 s。在容积测量卡上，用螺旋CT容积测量软件，对重建的图像组中无终板层面组，分别选择无椎静脉的松质骨的最大范围，以150、180及210 Hu为阈值，分别进行CT值大于等于阈值部分的容积进行测量，即为所选择腰椎容积范围内骨小梁的容积值(Vt);对上述相同腰椎及所选择的相同容积范围，分别以149、179及209 Hu为阈值，分别进行小于及等于阈值部分容积进行测量，即为所选择腰椎容积范围内骨髓腔(非骨小梁区)的容积(Vm)。Vp=Vt/(Vt+Vm)×100%。

1.3 统计学分析 用SPSS15.0统计软件进行处理，将测得的椎体BMD与阈值为150、180及210 Hu测算的椎体Vp进行数据统计、相互之间的相关性分析。

2 结果

BMD分别与阈值为150 Hu、180 Hu及210 Hu测得的Vp的相关系数分别为0.948、0.955及0.950(P＜0.001)，表明各阈值所测的椎体Vp与同一椎体BMD都有高度的相关性，其中阈值为180 Hu相关性最高。BMD与阈值为150 HU，180 HU和210 HU的Vp直线散点，相关方程分别为:y150=0.385x+4.1(R=0.948)、y180+0.403x－7.26(R=0.955)及 y210=0.381x－12.768(R=0.950)。见表1。

表1 BMD与Vp基本统计表

3 讨论

OP 表现为单位体积的骨量减少及骨组织微结构退化，是老年患者致残和致死的一种常见疾病，临床上对OP的诊断现在仍然以BMD作为参考指标，BMD的检测方法较多，但临床最常用的是双能X线(DEXA)BMD检测，QCT〔1〕BMD检测，另外还有周围骨QCT(pQCT)BMD检测，容积定量CT(vQCT)BMD检测，这些检测结果都是标准化的数字，检查的参数主要是骨矿物的含量，但是不能直接反映OP时骨微结构的变化，并且也需要专用设备。

有研究发现BMD只能部分反映骨强度的改变，对骨折风险预测有一定的局限性。所以很多作者把研究骨微结构改变来预测骨折风险。骨微结构主要指骨小梁的三维构筑及小梁间的连接程度，也就是骨小梁的形状、厚度、连接性及各向异性程度〔2〕，常用的参数指标有骨小梁面积、骨小梁体积比、骨小梁厚度、骨小梁数目、骨小梁间隙等，不同的学者在研究骨微结构时采用了不同的指标参数，其中 Vp是常用的一个参数〔3，4〕，直接反映单位体积内骨结构总量的多少，也反映了单位骨体积内骨小梁厚度及数量的综合，是一个宏观的骨微结构改变。

最近高性能的高分辨率 CT(HRCT)及微 CT(μCT)〔5，6〕能够检测骨小梁的微结构情况。一方面HR CT临床应用很少，μCT只能应用在小动物及标本上;另一方面计算骨小梁容积百分比时还需要专用设备及软件，计算繁琐，并且计算的是局部骨质的体积百分比，对于反映骨小梁整体宏观改变还有一定局限性，也不能在临床病例中应用。作为可以直接反应单位容积内骨小梁厚度及数目综合的Vp的在体检测方法，没有报道。本文提出的CT对Vp检测方法，是利用CT机对腰椎椎体行薄层螺旋扫描，用CT机基本配套的容积测量软件，对腰椎松质骨的Vp测算，对有CT机的单位，不需要另外配备任何设备，都可进行检测，操作简单，测量数据准确可靠，计算简洁。

脊椎松质骨年更新率达到20% ～25%，是OP时最早出现骨质丢失的部位，也是OP性骨折最多发生的部位;本研究主要针对腰椎的松质骨，能够很好地代表OP时的病理改变;本组病例年龄为23～87岁，从BMD的峰值年龄到高龄老年OP时的BMD低值范围，其中40～60岁BMD变化最明显的年龄段病例数及椎体个数所占比例最大，分别为39.49%及57.14%，能够很好地代表BMD的生理变化过程。

BMD是OP诊断的重要参考指标，QCT能够分别检测脊椎骨骨皮质及松质骨的BMD;本研究使用QCT检测的BMD作为参考，并进行相关性分析，能够直接的验证本文提出的方法在OP中的价值及意义，并且根据BMD在OP的诊断及预测骨折风险的参考值，可以估算出相应的骨小梁容积百分比的相关数值。国内李景学〔7〕将QCT检测的BMD低于95 mg/cm3时作为中国女性预示OP骨折的阈值，根据阈值为180 Hu的相关方程y180+0.403x-7.26，计算出当阈值为180 Hu测量的骨小梁容积百分比低于31.03%时，提示有骨折风险。

骨化的CT值公认在200 Hu以上，通过最初步的检测，本文选定150 Hu、180 Hu及210 Hu作为本研究的检测阈值，通过研究证实这几个阈值检测的Vp与BMD都有极高的相关性，其中阈值为180 Hu测得的松质骨Vp与BMD相关性最高，与理论值一致;证实本文提出的在体检测方法与QCT检测的BMD对判断OP有同等的价值。

本文提出的骨小梁容积百分比检测阈值，是以QCT检测的BMD为参考进行统计分析得出的，由于两者检测椎体容积的范围不完全一致，不一定能够真实反映检测阈值的准确性，本方法检测的Vp是否能准确的反映真实的Vp，以及对骨折风险的预测及风险阈值，都还需要进一步实验研究做出更准确的验证。本文提出的CT骨小梁容积百分比检测方法，与QCT检测BMD有高度的相关性，操作简单、方便，并能够以标准数字的形式反映所测骨质的Vp，可以作为OP临床诊断、治疗及研究中的一个重要的参考指标。

1 张 静，曹树伟，林治恩，等.骨密度测量技术诊断骨质疏松研究现状〔J〕.中国中西医结合影像学杂志，2009;(2):133-6.

2 李 朵，魏启幼.骨微结构与骨质疏松性骨折〔J〕.中国骨质疏松杂志，2004;10(4):519-22.

3 张 娟，黄少慧，吴湘慧，等.骨灵片对去势大鼠骨小梁三维结构/骨强度的干预研究〔J〕.热带医学杂志，2008;8(5):429-32.

4 佟海英，胡素敏，高学敏，等.中药复方对模拟失重大鼠骨丢失的影响〔J〕.中国中医药信息杂志，2009;16(3):34-6.

5 蒋 谊，魏启幼.显微CT在骨质疏松症病理诊断中的应用〔J〕.国外医学·内分泌学分册，2005;9(5):335-8.

6 Genant HK，Engelke K，Prevrhal S.Advanced CT bone imaging in osteoporosis〔J〕.Rheumatology，2008;47(4):9-16.

7 李景学，吴春营，蔡跃增，等.骨疏松性骨折的定量CT预测〔J〕.中华放射学杂志，1994;28(6):373-7.

R582+.1

A

1005-9202(2011)12-2196-02

杨 林(1962-)，男，副主任医师，主要从事CT诊断工作。

〔2010-10-12收稿 2011-03-01修回〕

(编辑 袁左鸣/曹梦园)