超声骨强度仪测定人体跟骨骨强度的有效性和安全性研究

张 娟,张婷婷,缪 珩,王金霞,温洪华,徐小国,沈 悦,张会杰*

1.南京医科大学第二附属医院(江苏 南京 210011) 2.中国药科大学(江苏 南京 210008)

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种以骨量减少和(或)骨微结构变化为特征的骨代谢性疾病。骨质疏松多引起骨脆性增加,最严重的结果是骨折[1]。调查显示[2]全球超过2亿患有骨质疏松症,患病率高达8.9%,同时约有1/3发生骨质疏松性骨折。我国在2010年,骨质疏松相关骨折高达233万次,相关医疗花费649亿元;预测到2050年,骨质疏松相关骨折将达599万次,相关医疗支出将达到1745亿元。然而,OP发病过程隐匿而渐进,早期一般无临床症状,直到骨折发生[3]。OP的风险程度取决于骨强度,骨强度的指标有骨密度和骨质量,骨质量的临床评估目前没有好的技术和方法。因此,OP的诊断目前主要依赖于骨密度(bone mineral density,BMD)。

双能X射线吸收测定法(dual-energy X-ray absorptiometry,DEXA)是目前认知度和认可度最高的测量BMD的方法,但是DEXA设备昂贵,仪器放置场地受限制,测量过程有电离辐射,这些缺点限制了其在BMD普查中的应用,实际只有不到1/3的脆性骨折接受了DEXA的评估和药物治疗。因此定量超声法(quantitative ultrasound,QUS)作为一种简单、高效、可靠的测量BMD的方法,逐渐成为筛查高风险BMD的有效手段[4-6]。

无锡某医疗器械科技有限公司研发的超声骨强度仪采用QUS法测量人体跟骨骨强度,产品已经通过江苏省医疗器械检验所全项目检验,依据《医疗器械注册与备案管理办法》和《医疗器械临床试验质量管理规范》,本研究对该产品的有效性和安全性进行评价。

1 资料与方法

1.1一般资料选取南京医科大学第二附属医院、南京市中医院和上海市中医医院受试者150例,纳入标准:①需进行跟骨骨强度测量的患者;②年龄20～80岁,性别不限;③依从性好,能配合完成整个临床试验者;④自愿参加、签署知情同意书者;排除标准:①足跟部皮肤溃烂或破碎者;②对超声耦合剂有过敏史者;③明显不合作或极度紧张者;④孕妇或哺乳期妇女;⑤有精神方面疾病,无自控能力的患者;⑥1月内参加过其他临床试验者。150例受试者中,男性67例、女性83例,按照自身配对、顺序随机的方式分为试验组和对照组,年龄、血压、体温、心率和呼吸等基线情况分布如下(表1)。本研究开展之前,已在clinical trials网站注册,注册号为NCT02971527。所有参与的受试者均签署知情同意书,本研究的试验方案、知情同意书等均已获得伦理委员会批准(批件号:[2016]-QX-006-LP-01)。

表1 基线情况

1.2方法150名受试者按照随机顺序,在足跟同一部位先后使用试验器械(型号规格:Oste-scan 500A)和对照器械(型号规格:SONOST3000)测定跟骨密度。

1.3评价指标评价指标分为有效性评价指标和安全性评价指标。有效性评价指标包括BMD诊断一致率、检测参数准确性和临床使用性能。BMD诊断一致率为主要有效性评价指标,BMD用测量值T表示,骨密度正常:T>-1.0;骨密度减少:-2.5

1.4统计学处理数据处理采用Epidata 3.02软件,统计分析采用SAS 9.13软件。定性指标以频数表、百分率描述;定量指标以均数、标准差、中位数、下四分位数(Q1)、上四分位数(Q3)、最大值和最小值描述。骨密度诊断一致性比较采用Kappa值和Kappa一致性检验,检测参数和安全性评价比较采用配对t检验、Wilcoxon符号秩检验,临床使用性能比较采用t检验、Wilcoxon秩和检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1依从性分析150例受试者,试验组测量150次,试验器械使用依从性为100%;对照组测量149次,对照器械使用依从性为99.3%。两组受试者依从性比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2有效性指标

2.2.1 BMD诊断一致率 BMD诊断一致率结果(FAS):两组诊断均为BMD正常69例、均为BMD减少74例、均为OP 6例,两组诊断不一致1例。试验器械和对照器械BMD诊断的一致率为99.3%。试验器械和对照器械BMD测量比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 骨密度差异性比较(FAS)

两组器械BMD测量结果计算Kappa值并进行Kappa一致性检验,两种器械测量结果的Kappa值为0.9876,说明两种器械的检测结果一致性很好;Kappa一致性检验具有统计学差异(P<0.01),说明两种器械的BMD诊断结果一致,见表3。

2.2.2 检测参数的准确性 超声骨强度仪检测参数有超声振幅衰减系数(SOS)、超声传导速度(BUA)、强度指数(SI)、T值和Z值,试验器械和对照器械间各参数比较,差异无统计学意义(P>0.05),见表4。

两组器械检测参数SOS、BUA、SI、T值、Z值的相关系数r值分别为0.9808、0.9771、0.9898、0.9899、0.9851,>0.975(χ2>0.95),说明两组器械检测超声振幅衰减系数(SOS)、超声传导速度(BUA)、强度指数(SI)、T值和Z值等参数呈高度相关性。

2.2.3 临床使用性能评价 试验器械和对照器械机器功能评估、整机稳定性评估和操作便捷性评估等产品使用性能评价均为合格,合格率为100%。

2.3安全性指标试验期间,血压、呼吸、心率、体温等生命体征在使用结束后24h内和基线期生命体征比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.4不良事件、不良反应和器械缺陷临床试验过程中,试验器械和对照器械均未发生不良事件、不良反应和器械缺陷。

3 讨论

OP是一种全球性的常见疾病,可发于各个年龄和不同性别的人群,尤其是以老年男性和绝经后妇女为多。随着全球老龄化的加快,OP正在成为全球公共性健康问题,但是由于各种因素,OP仍然是当今世界诊断率低的疾病之一。《2013中国骨质疏松骨折防治蓝皮书》指出,在中国因测量设备昂贵和稀缺,导致约有4/5的OP患者得不到有效诊断[7]。定量超声骨强度仪在评估骨质疏松症状、骨折风险和骨骼健康状况方面具有较高的准确性和可靠性[5]。定量骨强度仪还具有成本低,操作简单等特点,在社区医院、乡镇卫生院等均容易实现,由于其检测过程中无辐射,也可应用于儿童和妊娠期妇女。更为重要的是超声骨强度仪携带方便,其检测地点不限于医院内,为大样本人群骨质筛查和社区体检提供了一种科学可行的解决方案[8]。

目前国内已有超声骨强度仪上市,但是有关其临床试验的报道却很少。临床试验开始前,本研究检索了中国生物医学文献服务系统(Sinomed)、中国知网(CNKI)、维普(VIP)和万方等中文数据库,未发现国内有关于定量超声骨强度仪的临床试验的文献。这可能与研究人员对医疗器械临床试验的重视不足有关。此项临床试验严格按照《医疗器械注册与备案管理办法》和《医疗器械临床试验质量管理规范》进行,有利于受试器械的注册;研究内容和结果描述严格按照医疗器械注册法规的要求,易于参照、易于施行。

本研究结果,表明试验器械BMD诊断情况和检测参数的准确性和对照器械一致,临床使用过程中未出现故障,未发生不良事件和器械缺陷。因此,无锡某公司研发的超声骨强度仪临床用于测量成年人跟骨骨强度指数安全、有效,可替代已上市的同类产品进行人体跟骨骨强度的测定。

综上所述,无锡某公司研发的超声骨强度仪(型号规格:Oste-scan500A)用于测量成年人跟骨骨强度指数安全、有效,满足临床要求。