中老年骨质疏松症患者腰1～3椎体骨密度值与CT值相关性研究

刘云 李培岭 郭永杰 赵振江

【摘 要】目的：探讨骨质疏松症患者腰椎骨密度（BMD）值与CT值的相关性，为临床手术判定及预后评估提供影像学依据。方法：选取在河南省洛阳正骨医院行骨密度检查的204例中老年人为研究对象，其中156例骨质疏松症患者为研究组，48例骨量正常者为对照组。分别运用定量计算机断层扫描法（QCT）测量腰1～3椎体平均BMD值及CT值，对两者数据进行相关性分析。结果：骨质疏松患者BMD值与椎体CT值存在明显相关性（r = 0.891，P = 0.001）;骨量正常者BMD值与椎体CT值呈正相关（r = 0.955，P = 0.001）;BMD值越大，CT值越大。结论：通过测量腰椎CT值可以预估患者骨质疏松情况，为临床提供一定的参考价值。

【关键词】 骨质疏松;骨密度;腰椎;定量CT;CT值

骨质疏松症（osteoporosis，OP）是一种以骨量低及骨组织微结构损坏，导致骨脆性增加，易发生骨折为特征的全身性骨病，是中老年人最常见的骨骼疾病。骨质疏松性骨折最好发部位是椎体，腰椎由于负重大，发病率更高。腰椎OP早期可无明显症状，当骨质脆性进一步加大椎体出现压缩骨折造成疼痛才会引起患者注意，同时有研究证实，患者随后再发椎体骨折的风险增加10倍，由于治疗相对滞后，造成大多数老年人生活质量显著降低并导致骨折后10年内的死亡率明显增高[1-2]。在腰椎骨折患者中经常需要评估患者骨质疏松情况，尤其是需要进行椎体内固定术的患者，骨密度（BMD）是影響患者预后的重要因素，为满足临床对骨密度评估需求同时尽可能地减少患者辐射暴露。笔者通过回顾性分析河南省洛阳正骨医院156例OP患者腰椎CT影像学资料及相应的BMD值发现，其具有明显相关性，定量计算机断层扫描法（QCT）BMD检查与腰椎CT检查间隔不超过3个月，该研究结果或可为临床医师提供一种简单的替代性评估方法，现总结报道如下。

1 临床资料

1.1 一般资料 选取2019年6月至2020年3月在河南省洛阳正骨医院行BMD检查的中老年人204例为研究对象，其中156例OP患者为研究组，48例骨量正常者为对照组。研究组男23例，女133例;年龄48～79岁，平均（67.75±8.13）岁。对照组男7例，女41例;年龄49～80岁，平均（65.83±9.01）岁。2组患者在性别、年龄等方面比较，差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。本研究经河南省洛阳正骨医院伦理委员会批准同意。

1.2 诊断标准 QCT诊断采用国际临床骨密度学会2007年推荐的诊断标准，检测腰椎3个椎体（本研究采用腰1～3椎体），平均BMD值作为OP和骨量减少的标准，BMD值 < 80 mg·cm-3诊断OP，BMD值80～120 mg·cm-3诊断骨量减

少，> 120 mg·cm-3诊断骨量正常。

1.3 纳入标准 ①年龄48～80岁;②自愿进行健康体检及临床怀疑OP患者;③能配合检查并签署知情同意书。

1.4 排除标准 ①继发性OP患者，如甲状旁腺功能亢进、长期服用激素、患有严重代谢性疾病、明显椎体骨折、脊柱肿瘤、风湿病、感染性脊柱炎患者;②腰椎器械手术、严重疾病不能耐受检查者;③精神疾病不能配合检查者。

2 方 法

2.1 QCT测量BMD方法 采用Siemens 64排螺旋CT扫描仪进行QCT扫描，获取腰1～3椎体的腰椎体积骨密度（vBMD，单位为mg·cm-3），CT的电压为120 kvp，层厚3 mm。对CT图像进行处理，美国Mindways软件固态及CT校准体模结合使用，感兴趣区域（ROI）放在椎体的中间层面。

2.2 CT值测量方法 所有受试者使用Siemens

64排螺旋CT扫描仪进行评估。CT参数包括层厚3 mm，间距1.5 mm，管电压120 kvp，管电流

150 ma，骨重建设置（窗宽/窗位-3000/300）。CT值由2位中级以上职称医生在不知情受试者QCT结果的情况下独立使用PACS软件进行测量，具体方法是选取腰1～3椎体中间层面（不包括皮质边缘）绘制最大的ROI获得，分别测量腰1～3椎

体BMD值，最后取平均值。

2.3 统计学方法 采用SPSS 25.0软件进行统计分析。计量资料以表示;计数资料以例（百分比）表示;QCT所测得腰椎BMD值与CT值相关性用Pearson相关性进行分析，相关系数r绝对值在0～1（0表示不同意，1表示完全肯定相关性，-1表示完全负相关），r值 > 0.8表示两者存在明显正相关，绝对值越大，相关性越强。以P < 0.05为差异有统计学意义。

3 结 果

156例骨质疏松症患者BMD值与相应椎体CT值散点图见图1。2组BMD值与CT值均呈明显正相关，BMD值越大，CT值越大。研究组及对照组腰椎BMD值及相应椎体CT值相关性见表1。

4 讨 论

OP是随着年龄增加发病率明显升高的一种骨代谢性疾病，随着我国老龄化的加速，据2015年预测，我国在2015年、2035年和2050年主要用于骨质疏松性骨折（腕部、椎体和髋部）的医疗费用将分别高达720亿元、1320亿元和1630亿元，表明未来OP治疗面临巨大压力[3]。

腰椎是骨质疏松性骨折的主要发病部位之一，严重OP是脊柱融合术后椎弓根螺钉松动、骨折不愈合或延迟愈合等影响手术效果的重要因素，因此，术前OP的诊断非常重要。在脊柱手术前，需要对老年患者和可疑OP患者进行常规BMD测定，常用的方法有双能X线吸收法（DEXA）或QCT法。DEXA通常被认为是评估BMD的金标准[4-5]，在OP诊断中应用广泛。QCT是诊断OP的重要手段。DEXA是平面投影，存在一定的局限性。首先测量时不能区分皮质骨和松质骨，其次OP的高发人群——中老年患者大多合并有主动脉钙化、严重骨质增生、骨质硬化等，所以，DEXA扫描结果可能被高估或不能准确诊断OP。QCT法进行椎体横断面扫描，测量椎体中间层面松质骨的骨质量，而没有皮质骨和其他组织的重叠;此外，松质骨比皮质骨具有更快的年龄相关性丢失率;因此，对OP诊断更敏感。许多研究也证实QCT对OP的评估比DEXA敏感[5-8]。然而，QCT也有其不足的地方，如检测费用高、校准体模要求高和辐射危害大等局限性。近年来，低剂量胸部CT扫描在体检中应用广泛，《中国定量CT（QCT）骨质疏松症诊断指南（2018）》[8]推荐QCT结合低剂量胸部CT检查在OP患者中应用，另外就诊者如需做腹部、腰椎等其他部位检查也可以机会性进行BMD分析，即受检者在不需要额外增加辐射的情况下，一次检查所采集的图像不仅可以满足临床对疾病的诊断需要，同时还可以精确测量腰椎BMD。

腰椎CT通常用于术前解剖定位、骨质疏松压缩骨折的程度判断，尤其是需要进行椎体融合手术前，使用PACS系统，脊柱外科医生可以方便测量腰椎CT值。在CT图像中，亨氏单位（HU）表示X射线衰减的标准化指数，用CT值表示，单位HU。CT值代表组织密度的高低程度，定义在标准压力和温度下水的CT值为0 HU。當具有平均线性衰减系数（u）的体素被校准为水的X射线衰减（w），计算HU的完整公式为HU=（[u–uw]/

uw）*1000，其中uw是水的线性衰减系数。脂肪组织的CT值约-30～120 HU，松质骨CT正常值约（130±100）HU。CT值的测量受到设备型号的影响，还与管电压、管电流、扫描时间等扫描参数有关。如果在同一台CT机，所用的各种扫描参数都相同的情况下，密度大的物质对X射线的衰减大[9]。因此，笔者在保证设备及扫描参数不变的情况下，进行两者比较是可行的。

本研究中，在保证2组人员基线资料一致的情况下，排除代谢性疾病、内分泌相关疾病及药物等可能影响本研究结果准确性的一系列相关因素，笔者发现，椎体松质骨CT值与相应椎体BMD值存在明显线性相关，相关系数均 > 0.8，表明两者呈明显正相关性，充分说明椎体松质骨CT值可以对骨量丢失情况诊断提供一定的参考价值。本研究OP患者腰椎CT值平均（69.19±21.90）HU，明显低于正常组的（164.18±20.88） HU。国内外一些研究也证实，腰椎CT值与DEXA测量所得的BMD值及QCT测量椎体BMD值均有显著相关

性[10-13]，证实该理论的可行性。推测原因可能是骨量随着年龄增长逐渐丢失，同时黄骨髓增加，脂肪成分更多等一系列因素导致BMD减低;因此，测得椎体松质骨CT值相应减低，这也间接证实了CT值与骨量关系密切。

本研究也存在一些局限性。首先，CT值与BMD值的比较并不是诊断OP的理想工具，这种比较只是一种替代性测量，目的是在尽可能减少患者辐射危害的情况下，为评估患者骨量情况提供参考;其次，CT值测量在以下情况将无法完成，比如骨折、脊柱炎和椎体术后有金属固定物等;再次，本研究CT值容易受到设备的影响，其他型号CT机是否适用有待证实，同时由于CT值的测量受很多因素干扰，准确性有待大样本证实;最后，由于样本量小，本研究没有区分OP组与骨量减少组，只分析了OP组与正常组的结果。因此，本研究并未提供诊断骨量减少者是否适用该方法，这也将是后续研究的一个方向。

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收稿日期：2021-02-15;修回日期：2021-03-20