髋部定量CT(QCT)骨质疏松防治管理临床应用：2015 ISCD共识—部分Ⅰ摘录

毛一凡 王玲 史晓林 程晓光*

1. 浙江中医药大学，浙江 杭州 310053 2. 北京积水潭医院放射科，北京 100035 3. 浙江中医药大学附属第二医院骨科，浙江 杭州 310005

定量CT(QCT)工作组报告揭示了QCT的临床应用进展并为国际临床骨密度测量学会(ISCD)共识的更新提供依据。既往报告总结了QCT关于成人骨密度(BMD)和形态学参数在骨折预测、骨质疏松诊断、治疗方案制定及年龄和疗效监控方面的应用，以及QCT在儿童的临床应用。本共识着眼于成年人群，并分为三部分：髋部QCT临床应用(部分Ⅰ)，基于QCT的有限元分析在骨强度计算中的临床价值(部分Ⅱ)，基于体素化或张量的形态学或统计参数图等先进技术的临床价值(部分Ⅲ)。部分Ⅲ同时也总结了如何通过非骨质疏松诊断CT扫描数据来获得可靠的骨密度(例如无校准体模的常规CT扫描应用于QCT测量)。

髋部QCT已成为公认的骨密度测量方法。大量论著提供的证据支持此技术在骨折预测和随访监测中的关键作用。既往共识中的CT技术和QCT成像总结仍在不断更新。

QCT工作组报告旨在广泛回顾分析文献，并基于已有文献证据提出ISCD共识，具体包括：髋部QCT临床应用(部分Ⅰ)，基于QCT的有限元分析(部分Ⅱ)，统计参数图(部分Ⅲ)，以及无校准体模CT扫描数据用于骨密度测量(部分Ⅲ)。尽管一系列关于前臂高分辨外周QCT的文章发表，但前臂部位并未包括在此次共识研讨会议中。

1 腰椎和髋部QCT标准测量方法进展

从2007年关于QCT成年人应用指南研讨会议后，QCT的使用大量增加。大量的髋部及腰椎QCT研究的发表为QCT的临床应用奠定了坚实基础。

首先，美国食品药品监督管理局批准的商业化软件QCT Pro(Mindways公司，奥斯丁，德克萨斯州，美国)在腰椎和髋部(CT X线吸收法，CTXA)测量被临床机构广泛使用。全世界大约2000～2 500台装机量。CTXA是一种模拟双能X线(DXA)方法，即从三维图像中生成平面投影数据进而计算面积骨密度(aBMD)。

其次，目前几乎所有临床试验机构在进行骨质疏松性骨折预防药物疗效评估中都纳入QCT用于亚组病人的评价。非商业化软件相对于QCT Pro提供更为先进的分析功能，如医学影像分析模组(埃尔朗根大学)，以及UCSF，谢菲尔德大学和剑桥大学分别开发的软件。尽管QCT Pro包含的骨结构分析系统也应用于药效评估，但这些非商业化软件占据了药效评估研究的主导地位。另外，某些研究报道了运用ON诊断公司(伯克利，加州)研发的有限元分析软件(VirtuOst)测量椎体和全髋整体骨密度。

再次，除了QCT测量椎体松质骨骨密度，髋部骨皮质目前成为研究热点并且应用于越来越多的临床试验。一系列在体QCT研究揭示了其在预测骨质疏松性骨折及辨别风险因素、年龄和治疗相关变化方面的评估作用。有些研究还用髋部QCT进行继发骨折的研究。其中某些研究只专注于股骨颈区域。表1-3总结了髋部3D QCT在体研究(表1-3请详阅原文)。表中所列结果主要涉及ISCD指南相关结论，而非索引文献的主要结论。髋部QCT应用的证据已反应在新的髋部QCT ISCD指南中。

2007年ISCD关于腰椎的指南被大量发表的研究进一步证实。多个药物及临床研究的结果显示腰椎QCT能够监测骨密度随年龄、疾病及治疗发生的变化。另外，最近一项随访研究AGES-Reykjavik队列研究揭示，T12～L4中2个椎体(通常指L1和L2)的椭圆形体积感兴趣区的松质骨密度能够预测60岁以上男女的椎体骨折发生。

2 髋部类DXA平面投影测量

3D QCT数据可被投影为类DXA 的平面图像。在该图像中，aBMD、骨矿物含量(BMC)及面积可被测得，并且等同DXA的T值。美国食品药品监督管理局批准了Mindways公司的QCT Pro技术中CTXA模块的应用，同样批准的还有ON诊断公司VirtuOst软件。UCSF的Lang教授研发的髋部QCT软件也能够生成平面投影图像。CTXA的DXA等效T值和股骨颈面积骨密度最近被纳入至WHO骨折风险评估工具(FRAX)中，FRAX可计算10年骨折概率。

在CTXA分析中，CT数据的平面投影在股骨分割前完成，而VirtuOst和UCSF软件则相反。对于QCT Pro而言，其从2D类DXA投影分割出图像再转换为3D数据，进而计算真实的3D QCT参数。因而，QCT Pro分析常受髋臼和股骨颈过度覆盖影响。这也是为什么QCT Pro髋部模块建议扫描时像DXA一样脚尖内旋。而另外两家软件则是在生成平面投影图像前，已在3D CT数据上将髋臼从股骨头和颈分割出来，从而能够更全面的测量。

尽管通过QCT扫描可获得DXA等效面积骨密度和T值，可作为无DXA设备时骨密度测量的替代选择，但因QCT扫描剂量较高，不建议仅为平面投影分析而做QCT检查。当然，如因其他临床检查目的而行CT扫描的数据可做QCT分析的话，则额外的DXA检查就无必要了。总而言之，QCT除了可提供真实的3D数据外，也可利用3D数据生成2D平面投影图，提供等效DXA的分析功能。然而，需指出的是，3D数据分割和2D平面投影数据分割应分开独立进行。

3 ISCD共识

3.1 关于DXA和QCT及基于QCT的技术比较的使用共识

ISCD共识：当DXA和QCT均可使用且提供可比的信息时，DXA因其辐射剂量较低而被推荐。

依据：根据ALARA(低剂量影像采集；美国联邦管理码(10 CFR 20.1003)),DXA因其更低辐射剂量而优于QCT，但需除外QCT或基于QCT的技术能够提供比DXA更高维的信息。

讨论：关于QCT临床扫描的辐射暴露水平已在既往指南文章中给出。随后，国际辐射保护委员会更新了电离辐射组织敏感性的组织权重因子。相对于之前发表的值，髋部扫描协议有效剂量降低约30%，而腰椎剂量未见降低。然而，无论腰椎或髋部QCT，其辐射暴露均比DXA高约50～100倍。

诊断扫描所用电离辐射剂量是与辐射诱发癌症风险相关，即某个患者在检查后几十年可能发生癌症。因此，老年人诊断扫描的收益风险比远高于儿童和年轻人。目前有措施在进一步降低检查的辐射水平，如在所有新的CT扫描机内置自动曝光控制技术。

3.2 股骨近段QCT扫描范围共识

ISCD共识：股骨近段QCT扫描范围应从股骨头至股骨干。

依据：多数在体髋部骨密度QCT研究中，股骨近段整体、皮质骨、松质骨骨密度(和其他测量参数)被纳入分析，同时类似DXA，股骨颈、粗隆和粗隆间感兴趣区也被纳入分析。所有离体实验均提供使用QCT评估股骨强度的证据，该类型实验要求扫描范围包括全髋至股骨干，特别是小粗隆下几厘米处。髋部FEA和SPM分析要求完整的全髋CT扫描。此外，对于预测或识别粗隆骨折，粗隆区测量相对于股骨颈区域拥有更高的优势比或相对风险系数。

即使仅包含股骨颈的CT扫描，也会包括粗隆区和粗隆间的重要部分，这是因股骨颈相对于扫描平面的位置所造成的。因此，即使考虑到辐射剂量，如果扫描范围只局限于股骨颈，获益仍较小。全髋扫描的分界标相对于仅股骨颈扫描更容易识别。

讨论：本指南目的不是论证全髋测量参数比股骨颈参数更重要。本指南仅指出，对于CT扫描范围，应包括全髋范围。与DXA类似，其扫描范围也包括全髋。而具体分析哪些感兴趣区则取决于实际的临床或科学问题。然而，股骨颈3D QCT骨密度(vBMD)测量的精度误差约是全髋vBMD的2倍。

3.3 髋部QCT能用于骨折风险评估吗？

ISCD共识：对于绝经后妇女和老年男性，QCT测量的股骨近段总的松质骨骨密度预测髋部骨折效能与DXA测得全髋骨密度相同。

依据：通过一系列横断面研究可计算年龄校正后标准风险梯度，这些研究中髋部DXA和QCT数据均来自同样的人群。3项研究结果显示，3D QCT测量的全髋松质骨密度的标准化风险梯度类似于DXA全髋面积骨密度。

讨论：详见原文。

3.4 髋部QCT能否诊断骨质疏松？

ISCD共识：根据WHO诊断标准，QCT二维平面数据得出股骨颈和全髋T值与相应DXA感兴趣区的T值拥有等效的诊断效能。

依据：CTXA和VirtuOst使用NHANESⅢ参考数据库计算T值，等同于DXA T值。而髋部QCT的其他测量参数，例如骨密度，则不能用作诊断骨质疏松，因其不符合WHO关于DXA诊断标准的严格定义。因此，除了DXA外，其他技术无等效诊断标准并不意味着这些技术本身存在问题，而是因WHO诊断标准内在局限性导致的。这种局限性有其历史因素，在WHO诊断标准建立时，仅有DXA的流行病数据。

DXA目前仍是推荐方法，因CTXA和VirtuOst 的面积骨密度和T值仍无精密度结果报道，另外QCT的放射剂量更高。

讨论：高龄绝经后妇女人群研究结果显示，CTXA测量的全髋和股骨颈面积骨密度于DXA测量结果高度相关(r2>0.9)。在CASH研究中，中国男性(63.8±5.6岁)和女性(62.0±6.8岁)人群的全髋(r2=0.88)和股骨颈(r2=0.81)两种方法测量值相关度较低。Khoo等发表了利用他们老年女性人群(82.8±2.5岁)数据得出的校准公式来转换CTXA面积骨密度为DXA面积骨密度。之后经过NHANES Ⅲ数据库中的年轻人数据校准，CTXAT值计算被进一步改进。CTXA 和DXA的T值仍存在差异，但其相关性很高(全髋r2=0.88；股骨颈r2=0.84)。并且CTXA等效T值是用另外公式计算的。最近一项研究揭示，CTXA 和DXA股骨颈T值校准后基本相同。

3.5 髋部QCT能否监测药物治疗及年龄相关骨密度变化？

ISCD共识：QCT测得的股骨近段的整体和松质骨骨密度可被用于监测年龄及治疗引起的骨密度改变。

依据：髋部3D QCT已被成功地用于评估男性和女性体积骨密度年龄相关变化。而关于药物治疗评估，髋部3D QCT在随访研究中被大量用于监测体积骨密度变化，这些研究包括的药物有阿仑膦酸钠、伊班膦酸盐、雷洛昔芬、特立帕肽、甲状旁腺素、狄诺赛麦等新药。多数研究中，纳入研究人群为绝经后妇女。腰椎和髋部DXA评估也被用于其中几个研究。对于男性，目前尚无髋部QCT用于抗骨质疏松治疗研究评估的报道。

4 总结

ISCD共识在此阐述了髋部QCT的应用，补充了2007年发布的仅关于腰椎和桡骨胫骨远端外周QCT的ISCD共识。ISCD共识发表是建立在广泛回顾文献证据基础上。近年来QCT正处于快速发展时期，因此推荐再次回顾QCT循证证据，可预期的是，在不远的将来，随着新的研究数据出现，ISCD共识将再次更新。