胸椎定量CT和腰椎双能X线吸收检测仪对绝经后女性骨质疏松症的诊断差异

张羽， 张宗军， 刘许慧， 滕剑， 李清瑶， 彭飞， 傅迎霞， 徐徐

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是一种以骨量减低、骨小梁减少、骨质脆弱、骨折风险增加为主要表现的全身性骨骼疾病，其致残率高，严重影响人们生活质量，因此对它进行早筛查早诊断早干预显得尤其重要。我国60岁以上人群中骨质疏松症患病率为36%，其中女性为49% ，这主要与绝经后女性雌激素缺乏相关[1-2]。双能X射线吸收法(dualenergy X-ray absorptiometry，DXA)是目前诊断骨质疏松症的金标准，但其结果容易受脊柱退变、主动脉壁钙化、腹部脂肪等因素的影响，且这些因素会导致T评分增高，导致假阴性诊断[3]。定量计算机断层扫描(quantitative computed tomography,QCT)基于高分辨率三维CT图像获得的骨矿物质密度(bone mineral density,BMD)，能够准确区分骨皮质和骨松质，不受椎体退变、侧弯、主动脉壁钙化及肥胖等因素影响[4]，目前也成为国内外公认的更精准的骨质疏松诊断方法。骨质疏松QCT诊断标准是以腰1-3椎体的BMD为依据，而胸椎和腰椎 BMD 测量值之间存在线性相关性[5-6]，因此可据胸椎BMD进行骨质疏松的筛查。而国内有关胸椎QCT在骨质疏松筛查中应用研究较少，本文对QCT胸7-9椎体BMD在绝经后女性骨质疏松症的诊断价值进行研究，并与双能DXA进行比较，比较两种方法对绝经后女性骨量减少和骨质疏松症的检出率的差异，并评估BMI对胸椎QCT和腰椎DXA的BMD的影响。

材料与方法

1.临床资料

选取2020年8月～2021年8月同时行胸部CT与腰椎DXA检测的绝经后女性患者192例，年龄49～84岁(64.79±8.36岁)，29例同时行腹部CT检查。纳入标准：同一受试者行胸部CT与腰椎DXA检查间隔不超过半年；无影响骨代谢类系统疾病，未服用类固醇类等影响骨代谢的药物。

2.仪器与方法

CT 扫描：采用64排64层(GE Lightspeed VCT，美国GE公司)和64排128层 (NeuViz 12精睿CT，东软医疗)CT 扫描仪，所有患者行胸部CT扫描。参数：管电压120 kVp，自动毫安秒技术管电流，准直64×0.625 mm，螺距0.9～1，旋转时间0.5 s，床高135 cm，视野50 cm。 以标准算法重建，重建层厚1 mm(NeuViz 128 CT)和1.25 mm(GE VCT)，显示视野38 cm。

QCT-BMD测量使用Mindways公司Model 4 QCT pro v6.1软件，将所有重建层厚为1～1.25 mm 图像上传至QCT软件工作站，由2名医师负责在同一时间段内完成胸7-9椎体的骨松质密度的测定，感兴趣区的勾画由软件自动完成，人工适当修正以避开皮质骨、骨岛及椎体后方静脉沟，感兴趣区深度为9 mm(图1)。

图1 采用QCT测量a) T7、b) T8、c) T9椎体BMD示意图。分别为T7、T8、T9椎体轴面、矢状面、冠状面图像，黄色椭圆为 ROI 横断面，ROI 位于椎体中心，不能包括皮质，避免骨岛及椎体后静脉丛区。

DXA检查:采用美国 GE公司的双能X线骨密度仪(Lunar Prodigy)，采用仰卧正位检测绝经后女性腰部和左侧髋部的骨密度，共选择第1-4腰椎椎体、髋部的股骨颈和全髋3个感兴趣区(region of interest,ROI)以3个ROI中最低的T值进行判断。

3.诊断标准

QCT诊断骨质疏松依据美国放射学院的诊断标准[4]：腰椎BMD<80 mg/cm3为骨质疏松，80 mg/cm3≤BMD≤120 mg/cm3为骨量减少，BMD>120 mg/cm3为正常。而正常胸椎椎体的BMD比腰椎高10%～20%，本文据Budoff与Lenchik等[7]研究结果将判定骨质疏松、骨量减少的QCT胸7-9椎体平均BMD的阈值分别设置为90 mg/cm3和136 mg/cm3。

DXA：采用1994年世界卫生组织(World Health Organization，WHO)的标准：以正常人群中BMD峰值为标准，T值≤-2.5SD诊断为骨质疏松，T值≥-1SD为正常，-2.5SD

根据体重指数(BMI)将腰椎DXA的BMD及T值和胸椎QCT的BMD分3组:BMI<24 kg/m2，24≤BMI<28 kg/m2，BMI≥28 kg/m2[9]。

4.统计学方法

采用SPSS 25．0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示。计数资料和率的比较采用卡方检验，两组间比较采用独立样本t检验，以P<0.05 为差异代表有统计学意义，采用Pearson相关分析BMI与腰椎DXA的BMD和QCT胸椎BMD的相关性。

结 果

1.体重指数及QCT胸腰椎骨密度

192例绝经期女性的BMI为(24.36±3.73) kg/m2，其中90例BMI<24 kg/m2，71例24≤BMI<28 kg/m2，31例BMI≥28 kg/m2。因BMI≥28 kg/m2组人数较少，故将其和24≤BMI<28 kg/m2组合并分析。QCT测量的胸7-9椎体BMD为 (101.47±34.51) mg/cm3。DXA上腰1-4椎体BMD为(1005.60±161.22) mg/cm2，T值分别为(-0.91±1.34)；股骨颈的骨密度为(803.54±125.20) mg/cm2，T值为(-1.04±1.05)；全髋的骨密度为(870.95±135.22) mg/cm2，T值为 (-0.80±1.04)。

29例同时行腰椎扫描患者，QCT胸椎BMD低于90 mg/cm3和介于90～136 mg/cm3之间分别为15和8例，腰椎BMD低于80 mg/cm3和介于80～120 mg/cm3之间分别为17和6例。

2.QCT胸7-9椎体BMD和双能DXA诊断骨质疏松的比较

以胸7-9椎体平均BMD<90 mg/cm3为骨质疏松，90 mg/cm3≤BMD≤136 mg/cm3为骨量减少，>136 mg/cm3为正常作为标准，胸椎QCT对绝经后女性骨质疏松症的检出率明显高于腰椎DXA，二者之间的差异具有统计学意义(P<0.05)(表1)。

表1 绝经后女性骨量减少及骨质疏松症的检出率的比较

3.胸椎QCT与双能DXA对绝经后女性骨量情况检出结果的一致性及差异性比较

QCT和DXA完全符合者100例(52.08%)，严重不符合者(QCT骨质疏松而DXA骨量正常或QCT骨量正常而DXA为骨质疏松者)6例(6.25%，图2)，次严重不符合(QCT诊断为骨质疏松或骨量正常而DXA诊断为骨量减少者或QCT诊断为骨量减少而DXA为骨质疏松或骨量正常者)84例(43.75%，图3)，其中80例(41.67%)在DXA被低估(表2)。

图2 女，76岁，BMI 30kg/m2。a)DXA检测腰椎和髋部BMD的T值分别为-0.7和-0.4，诊断骨量正常；b) QCT上胸7-9椎体和腰1-3椎体的平均BMD分别为45.3和19.1mg/cm3，诊断骨质疏松；c) CT矢状面示胸12椎体压缩性骨折(箭)，腰椎无明显骨质增生。 图3 女，75岁，BMI 22.9kg/m2。a)DXA示腰椎和髋部BMD的T值分别为-0.7和-1.8,诊断骨量减少；b) QCT上胸7-9椎体和腰1-3椎体的平均BMD分别为64.2和63.9mg/cm3，诊断骨质疏松；c) CT矢状面示腰椎骨质增生明显。

表2 绝经后女性骨量情况检出结果的一致性及差异性比较

4.不同BMI对腰椎DXA的BMD及T值和对胸椎QCT的BMD的影响

不同BMI对腰椎DXA的BMD及T值有统计学差异(P<0.05)，而对胸椎QCT的BMD无统计学差异(P>0.05)，且BMI与腰椎DXA的BMD及T值有弱相关性(r=0.17,P<0.05)，而与胸椎QCT的BMD无相关性(P>0.05，表3)。

表3 腰椎DXA对BMD及T值和对胸椎QCT的BMD的影响

讨 论

随着人口老龄化的加剧，骨质疏松已经成为影响我国老年人健康重要问题，新基于多中心的研究表明我国年龄大于50岁以上人群中，女性和男性骨质疏松的患病率为29%和13.5%[10]，而65岁以上女性患病率为51.6%，而人们对骨质疏松的认知明显不足，20岁以上人群骨质疏松症相关知识知晓率仅为11.7%，且骨质疏松的检测率明显偏低，50岁以上人群中仅有3.7%的接受过骨密度检测[11]，这与我国的DXA设备使用率明显低有关。相比DXA，我国的CT应用更加普遍，接受CT检查的人数远超过DXA，QCT的应用可以明显提高骨质疏松的检出率。Therkildsen等[12]研究也发现在冠状动脉CT检查的患者中87%的胸椎BMD<80 mg/cm3，明显骨密度减低者在这之前未诊断为骨质疏松，因此利用常规CT所提供的骨密度信息进行机会性筛查将会明显提高骨质疏松的检出。

目前QCT诊断骨质疏松依据美国放射学院的诊断标准[4]，测量的是腰1-3或腰1-2椎体平均骨密度。但在临床的常规胸部CT检查和冠状动脉CTA检查中，多数病例的扫描范围并不包括腰2以下椎体，因此对于胸部CT检查的患者要评估有无骨质疏松需要扩大扫描范围。既往研究表明QCT胸椎和腰椎BMD测量值之间存在线性相关性，同时QCT胸椎的骨矿物质密度变化和腰椎的变化比较一致[5]，因此可据QCT胸椎的骨密度判定全身骨密度情况。结合文献并考虑临床实用性和可操作性，本文采用测量胸7-9三个椎体骨密度的方法。利用QCT胸椎BMD判定骨质疏松和骨量减少的阈值目前尚无一个确切标准，Therkildsen等[12]对1487例冠状动脉CT检查患者的胸6-9椎体中的连续3个椎体的进行QCT定量分析，并采用ACR的腰椎QCT阈值将患者分为骨密度非常低(<80 mg/cm3)、低(80～120 mg/cm3),和正常(>120 mg/cm3)3组。但由于胸椎BMD比腰椎高10%～20%，因此采用腰椎QCT标准会低估患者骨质疏松情况。本研究根据Budoff与Lenchik等的研究结果将判定骨质疏松和骨量减少的胸7-9椎体QCTBMD阈值设为90 mg/cm3和136 mg/cm3，以尽可能避免对骨质疏松的低估和高估。

虽然DXA目前仍是诊断骨质疏松的标准方法和金标准，然而DXA在骨质疏松症诊断中的作用值得怀疑的；DXA为二维影像，其检查结果易受骨质增生(包括终板炎、韧带炎和小关节炎)、主动脉粥样硬化及体质指数的影响，在老年人这一影响更加明显。在一项基于人口的大规模研究中只有不到一半的女性(44%)和更少的男性(21%)被DXA正确诊断为骨质疏松症[13]。国内Xu等[14]对313例年龄大于60岁老年男性进行的腰椎QCT和DXA对照研究中，QCT和DXA检测的骨质疏松率分别为45.1%和10.9%。Li等[15]140例绝经期女性的研究中QCT和DXA检测的骨质疏松率分别为46.4%和20%，29.3%的病例QCT有骨质疏松而DXA无骨质疏松。本研究人群与Li等研究相似，均为绝经后的汉族女性，结果也比较接近，本组中胸7-9椎体QCT检出骨质疏松率为39.58%，DXA为17.19%；49例(25.52%)的胸椎QCT有骨质疏松而DXA表现为骨量减少或正常。同时QCT测量椎体BMD与预测发生的椎体骨折有良好的相关性，而DXA的T值则与之无明显相关。本研究显示不同BMI对腰椎DXA的BMD及T值有统计学差异(P<0.05)，而对胸椎QCT的BMD无统计学差异(P>0.05)，且BMI与腰椎DXA的BMD及T值有弱相关性(r=0.17,P<0.05)，而与胸椎QCT的BMD无相关性(P>0.05)，这说明与QCT相比，超重肥胖会影响腰椎DXA的T评分，应谨慎对待DXA骨密度结果，避免绝经后超重肥胖女性骨质疏松症的漏诊，这与Milisic等[16]的研究结果一致。

本研究的不足之处在于研究样本量相对较少，而且为单中心研究；国际临床骨密度学会和美国放射学院均提出腰椎QCT诊断骨质疏松的标准，并证明适用于中国人群，本研究没有完全搜集到腰椎QCT的数据，仅补充搜集到67例，尽管这部分数据胸椎QCT和腰椎QCT对骨量减少和骨质疏松的检出率无统计学差异(P>0.05)，但是在研究中判定骨量减少和骨质疏松的QCT胸椎BMD阈值为根据文献推导出的估算值，该值可能存在一定的偏差，还需要多中心大数据的进一步验证。但即使采用美国放射学院的骨质疏松诊断标准，本组中QCT胸椎BMD诊断骨质疏松和骨量减少的分别为53例(27.6%)和85例(44.27%)，也明显高于DXA，具有统计学意义。

综上所述，胸椎QCT对绝经后女性骨质疏松的检出率优于双能DXA，胸部 CT 检查联合胸椎QCT获得胸椎BMD可指导绝经后女性进行骨质疏松的筛查，在绝经后女性人群中对骨质疏松症的诊断具有重要价值。