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1、中南大学硕士学位论文双能X线骨密度仪与定量CT测量骨密度的比较研究姓名：刘珺申请学位级别：硕士专业：影像医学与核医学指导教师：王维20051001中文摘要琵戆：跑较爻重两种不嗣豹臂密度测羹方法( O C T 和泓) 测定值与获重密度的相关性以及磁琴孛不固的骨密度测量方法( 蕊T 和D X A )测得体积骨密度的偏离度，进一步证实Q C T 测量骨密度的重要临床应用价值，胬在为临床上合理应用各种骨密度测量仪。 材料与方法：取1 5 个猪腰稚稚体，去除周围软组织及附件，分别耀Q c r 及D X A 嚣秘方法测量骨密痰，菇将各去附件椎体灰纯，将各 自测得的总骨矿含量及骨密度与灰化后得到的椎体的灰燕
2、以及灰重 密度比较。计算出D X A 测量的体积骨密度，进一步计算O C T 测得的皮质嚣密度、松质骨密度以及D X A 测量得到盼体积骨密度分别相对灰重密度盼偏离菠。结果：O C T 测褥松质骨密度、皮质骨密度分别与灰重、灰重密度的相关性( 松质骨密度与灰重相关系数r = O 。9 7 6 1 ，p 1 。D X A 测定脊柱正位，脊柱B M D 是包括椎体和椎弓( 皮质骨与松质骨比例5 0 ：5 0 ) 整个椎体面积密度。主动脉钙化，退行性骨关节病，骨质增生、棘突、骨痂和压缩性骨折都会导致骨密度增高“2 “。侧位腰椎测量感兴趣区仅限于椎体，故一定程度上消除了上述影响因素，但因侧位全椎体测量
3、感兴趣区仍不可避免地包括椎体周围的骨质增生及硬化，故受其影响。而椎体中部的测量使其感* 趣区仅限于椎体的中部，这样可避免因发生在椎体上下缘的骨质增生和硬化等退行性变的影响；但无论是侧位全椎体测量和椎体中部测量，其精确性均不如正位椎体测量，这主要是由于受测者测卧位时，测量定位的准确性较差所致。D X A正位及侧位测得的B M D 值均偏高，易出现假阴性。另外，由于椎体前部主要为松质骨，易出现骨丢失，而主要为皮质骨的椎体后部不易出现骨丢失，这样前后位D X A 可使椎体前部的压缩性骨折被忽略。因此，对于老年人及有上述情况者不宜使用D X A 测量骨密度”。而且D X A 是在基于x 线透过性的平面
4、画像上进行测定的，得到骨矿质含量( B M C ：g ) 和a r e a ( c m2 ) ，算出作为骨密度指标的单位面积的骨矿质密度( B 姻：g c m2 ) 。这个值因为不考虑骨的厚度，故受骨的大小的影响。因此测定时，有必要理解大的个体与小的个体比较，骨密度被过大评价。Q C T 是G e n a n t 等在8 0 年代研究成功的一种真实的体积骨密度测量技术”“，是使用常规c T 加上体模，通过对腰椎和其下方的参照体模同时扫描，然后在c T 图像上将感兴趣区定在每个椎体中部层面的松质骨区小梁骨，经计算机处理分析可得出每个椎体松质骨的骨密度值，然后再进一步算出被测腰椎骨密度的平均值，结
5、果以每立方厘米骨量中磷酸氢二钾的毫克数表示，反映了一个真正的三维B M D 。O C T 是唯一的一个提供三维B M D 测量的方法，他是利用扫描层内骨骼各个点上的射线吸收值，为单一射线，保证了射线的同质性。同时也能完全消除软组织及周围的重叠影响，是真实意义的骨密度，能分别测量皮质骨与松质骨的骨密度，便于骨质疏松治疗效果的观察，也能进行小梁分析( 随c T 机与不同而1 ，硕士学位论文讨论定) 。且不受软组织重叠的影响。因松质骨的表面积和体积比值高，故其代谢转化率比皮质骨高8 倍。因而选择性地测量松质骨的骨密度不仅可以较早地反映体内骨矿含量变化，并可提高其鉴别脊椎骨折的敏感性。Q C T 测量
6、又可分为单能Q C T 和双能Q c T ，单能Q c T 测量的准确性受椎体内脂肪含量等因素的影响，其测量结果常低于实际体内的骨矿含量。双能Q c T 虽可减少椎体内脂肪含量所带来的测量误差，但精确性不如单能Q C T ，且增加被测者的放射剂量，故目前仍处于研究试用阶段。Q c T 是单一层面上某个感兴趣区的骨密度。即使通过多层扫描及三维重建，得到某一空间的骨密度，但他仍是所测骨骼的局部骨密度。且放射剂量高，费用高也是其缺点。Q c T 比较D X _ A 及其它测定骨密度的方法，具有以下优势：第一，由于脊椎松质骨的更新率每年在2 0 - - 2 5 ，而相比之下，皮质骨只有l 一3 ，所以
7、松质骨能更好、更敏感地反映骨密度地变化；Q C T 测定方法可选择性测量松质骨部分；第二，在人群中，脊椎松质骨骨密度值的生物分布范围广( 从O m g c m N 接近2 0 0 m g c m s ) ，而其它骨密度测定方法只能同时测定松质骨和皮质骨的共同密度，这样，骨密度值的生物分布范围就比较狭小。第三，Q c T 测量的感兴趣区仅为椎体中部的松质骨，不包括任何部位骨关节病( 如椎体、棘突和椎小关节的骨质增生和硬化) 的任何一种改变，所以其测量结果不受骨关节病的影响；而D X A 的二维面密度测量的感兴趣区包括了椎体、棘突、椎小关节，这些部位的骨质增生和硬化可导致D ) 【A 骨密度测量值
8、增高，其测量结果评估骨质疏松状况时可低估实际骨质疏 松程度。第四，Q c T 测量的是真正的体积啪，不受骨体积大小的影响。因此，Q c T 比D ) 【A测定骨密度能更好地反映骨质疏松的骨密度变化。通过本实验，可以看出Q c T 与D X A 两种方法测量结果与灰重、灰重密度均有很好的相关性；而且可以认为Q c T 测得松质骨密度的偏离度与D X A 测量得到得体积骨密度的偏离度不同；Q C T 测得皮质骨密度的偏离度与D X A 测量得到得体积骨密度的偏离度亦不同。Q C T 测得松质骨密度( 单位g c m 3 ) 的偏离度( 平均值为0 1 4 8 9 ) 低于D X A 测得骨密度(
9、单位g c m 3 )( 用D X A 测得B M C 除以椎体体积) 的偏离度( 其平均值为0 2 7 0 8 ) ，更接近于作为真实值的灰重密度，说明Q c T 测量松质骨密度更接近真实值。恰当的测量方法是得到正确的检测报告的重要条件，而选择敏感部位是得到准确检测报告的前提。其一是选择骨质代谢活跃部位，一般是松质骨多的部位骨代谢旺盛；其二应该测量骨折容易发生部位才有临床意义，如腰椎、股骨等。其次，在测量报告中不能用一个部位代替另一个部位的测量，因为不同的解剖部位的解剖结构不同，松质骨和皮质骨的量不同，在临床或科研中只能根据需要和研究目的选用合适的测量方法。另外高龄病人腰椎退行性交常见，影响
10、B M D 测量的准确性。因此，在B M I ) 测量时，应该选择能够满足测量部位的要求，减少干扰因素影响的测量方法，才能得出比较准确的结论。测量骨密度的目的是为了诊断骨质疏松，从而为诊断和治疗骨质疏松相关病症、预防骨质疏松性骨折提供依据。现在已经证明骨矿含量和骨质疏松症的临床症状及骨质疏松性骨折明显相关，Q C T 可以分别测出松质骨和皮质骨的骨密度，准确度高，并不受患者身】3硕士学位论文讨论高、体重及骨退行性交的影响，可以显示骨矿物质的轻微减少，对骨质疏松的早期诊断极为重要。骨密度的测定可反映骨质疏松的程度，预测骨折的危险性并可用于临床药效观察和流行病学调查。目前定量C T 的骨密度测量在
11、临床应用中已经非常成熟，本项研究应用定量c T 进行猪腰椎体密度测量，我们对腰椎椎体中问层面1 0 衄进行扫描测量，这一部位是骨质疏松时定量C T 骨密度测量的最敏感部位。，定量C T 的优点是提供了椎体横断面的分析图像，可选择性地测量松质骨骨密度，从而较早地反映体内骨量地变化。在众多的骨密度测量方法中，定量C T 是唯一选择性地测量松质骨密度的方法，它排除了周围骨皮质和邻近骨组织对测量结果的影响。1 。加上椎体骨密度测量专用软件的配套使用，使在实际工作中的应用变得简便而准确。本项研究对猪腰椎椎体分别用D X A 和Q c T 两种不同方法测量骨密度，通过统计分析，从中发现Q c T 测量出的
12、骨密度与相应椎体灰化后得出的灰重密度密切相关，其Q c T 测量出的松质骨密度的偏离度与D X 3 测量得到豹体积骨密度的偏离度不相同，且Q c T测量出的松质骨密度的偏离度明显低于D X A 测量得到的体积骨密度的偏离度，更接近于代表真实密度的灰重密度，所以可以认为Q c T 测量出的松质骨密度的准确度高于D ) 【A 测量得到 的体积骨密度的准确度。撇测最骨密度能更好、更准确地反映骨质疏松症的骨密度下降情况。通过该研究我们认为Q c T 是目前临床检查骨质疏松最明显、最敏感的方法。可作为骨质疏松疑诊患者的首选检查方法。但骨质疏松症的原因和表现是多方面的。随着对骨质疏松症认识的日渐深入，人们
13、开始认识并重视骨强度、骨小粱结构及骨骼的几何参数等方面对诊治骨质疏松症的重要性。因此骨密度测量的进一步发展是能够从多方面认识骨骼的功能状况，而不应该是仅仅和骨矿含量相关系。骨密度测量中有局限性和很多干扰因素( 如软组织影响、异位钙化、骨折、放射量大等) ，如何减少此类因素的影响以提高精密度和准确度也是骨密度测量的发展方向。硕士学位论文第四章结论本实验双能x 线骨密度仪与定量c T 测量骨密度的比较研究实验表明：Q C T 和D X A 两种方法都是判断骨矿含量和诊断骨质疏松症比较好的方法；Q C T 测量松质骨密度更接近于真实密度；Q C T 测量松质骨密度比D X A 测量骨密度能更好、更准
14、确地反映骨质疏松的骨代谢变化。硕士学位论文参考文献 1 朱力泼( 7 ) ：5 4 7 2 刘忠厚志，1 9 9 9 ，1 ：1 1 3 朱建民志，1 9 9 6 ，5 ：2 5参考文献骨质疏松症的影像学诊断进展 J 中国矫形外科杂志，1 9 9 9 ，6中国人原发性骨质疏松诊断标准( 试行) J 中国骨质疏松杂吴周秦骨质疏松的治疗及其进展 J 中国新药与临床杂 4 B e r g n e rU ，j o h e l l0 R e d l u n d J o h e lI I C h a n g e si ni n d e n c ea n dp r e v a l e n c eo fv e
15、 r t r a lf r a c t u r ed u r i n g3 0y e a r s j C a l c i fT i s s u eI n t 1 9 9 5 ，4 2 ：2 9 3 5 B r o eK E ，H a n n a nM T ，K i e l yD K ，e ta 1 P r e d i c t i n gf r a c t u r eu s i n gb o n em i n e r a ld e n s i t y Ap r o p e c t i v es t u d yo fl o n g t e r mc a r er e s i d e m s J O
16、 s t e o p o r o sI n t 2 0 0 0 ，11 ( 9 ) ：7 6 5 7 7 1 6 黄刚，徐香玖，郭青，等V Q C T 与D X A 测量骨密度的相关性研究 J 实用放射学杂志，2 0 0 3 ，1 9 ( 5 ) ：4 4 0 - - 4 4 2 7 李瑾，尹大庆，朱玲，等正常人腰椎正位骨密度测量结果分析 1 中国骨质疏松杂志，2 0 0 2 ，8 ( 2 ) ：1 2 l 一1 2 2 8 T a n n oM ，H o r i u c h iT ，O g i h a r aM ，e ta 1 C o m p a r a t i v es t u d yo fb o n em i n e r a ld e n s i t ye s t i m a t e db yv a r i o u sm e t h o d so fs i n g l e 。a n dd u a
