掌骨X線片圖像分析對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷價(jià)值

王宏，李洪德，何曉躍，常愛利，戰(zhàn)春玉

(淄博市齊都醫(yī)院影像科，山東 淄博 255400)

?

掌骨X線片圖像分析對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷價(jià)值

王宏，李洪德，何曉躍，常愛利，戰(zhàn)春玉

(淄博市齊都醫(yī)院影像科，山東 淄博 255400)

目的 探討掌骨X線片圖像分析對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷價(jià)值。方法 對(duì)經(jīng)能量超聲(QUS)檢查80例女性病人進(jìn)行手部正位X線攝片，在計(jì)算機(jī)上測(cè)量第二掌骨中部骨橫徑、髓腔橫徑及第二掌骨遠(yuǎn)段光密度值，并計(jì)算掌骨指數(shù)。將X線片所得數(shù)據(jù)與QUS測(cè)量結(jié)果(骨硬度指數(shù))按年齡分組并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。結(jié)果 不同年齡組掌骨指數(shù)、骨硬度指數(shù)、掌骨遠(yuǎn)段光密度值比較差異有顯著性(F=11.32～18.29，P<0.05)，表現(xiàn)為50歲以后，隨著年齡增長(zhǎng)掌骨指數(shù)、骨硬度指數(shù)呈下降趨勢(shì)，掌骨遠(yuǎn)段光密度值呈上升趨勢(shì)。骨硬度指數(shù)與掌骨遠(yuǎn)段光密度值呈線性負(fù)相關(guān)(r=-0.80，P<0.01)，與掌骨指數(shù)呈線性正相關(guān)(r=0.75，P<0.01)。結(jié)論 掌骨X線片圖像分析對(duì)于骨質(zhì)疏松的早期診斷和預(yù)防具有積極臨床意義。

光密度測(cè)定法,X線；骨質(zhì)疏松；診斷

雙能X線測(cè)量法測(cè)定的骨密度值是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的診斷骨質(zhì)疏松的金標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于國(guó)內(nèi)醫(yī)療資源分布不均衡，對(duì)于相當(dāng)一部分人群，特別是農(nóng)村人群，常規(guī) X 線平片檢查仍然是最常用的和首選的檢查方法[1]。傳統(tǒng)X線片法由于受主客觀因素的影響，對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷存在敏感性低、評(píng)估結(jié)果差異性大等不足，一定程度上影響了其臨床應(yīng)用與推廣。本研究旨在探討X線片圖像分析對(duì)骨質(zhì)疏松的診斷價(jià)值?，F(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

2012年12月—2013年9月，選擇于我院行能量超聲(QUS)檢查，且同意進(jìn)一步行X線平片檢查的女性病人共80例，年齡23～84歲，平均49.8歲，其中20～39歲19例，40～49歲17例，50～59歲30例，60歲以上14例。

1.2骨密度測(cè)定方法

病人坐位，采用GE公司生產(chǎn)的Achilles QUS骨密度儀測(cè)量骨硬度指數(shù)。

1.3數(shù)字X線片拍攝

采用荷蘭Philips公司生產(chǎn)的Philips VR數(shù)字拍片機(jī)(DR)拍攝病人非優(yōu)勢(shì)手標(biāo)準(zhǔn)手正位片，攝片條件恒定為：46 kV、4.00 mAs、16.2 ms，X線球管與平板探測(cè)器距離為80 cm，獲取圖像后采用默認(rèn)對(duì)比度保存。

1.4X線片圖像測(cè)量方法

采用Imagepro-Plus 6.0圖像分析測(cè)量軟件，測(cè)量第二掌骨中部骨橫徑、髓腔橫徑以及第二掌骨遠(yuǎn)段光密度值，并計(jì)算掌骨指數(shù)。掌骨指數(shù)為第二掌骨中部皮質(zhì)橫徑(掌骨橫徑-髓腔橫徑)與同點(diǎn)掌骨橫徑的比值。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1不同年齡組掌骨各項(xiàng)指標(biāo)比較

不同年齡組掌骨指數(shù)、骨硬度指數(shù)、掌骨遠(yuǎn)段光密度值比較差異有顯著性(F=11.32～18.29，P<0.05)，表現(xiàn)為50歲以后，隨著年齡增長(zhǎng)掌骨指數(shù)、骨硬度指數(shù)呈下降趨勢(shì)，掌骨遠(yuǎn)段光密度值呈上升趨勢(shì)，而20～39歲組與40～49歲組間差異無(wú)顯著性(P>0.05)。見表1。

2.2骨硬度指數(shù)與年齡、掌骨指數(shù)、掌骨遠(yuǎn)段光密度值相關(guān)分析

骨硬度指數(shù)與掌骨指數(shù)呈線性正相關(guān)(r=0.75，P<0.01)，與年齡、掌骨遠(yuǎn)段光密度值呈線性負(fù)相關(guān)(r=-0.65、-0.80，P<0.01)。見圖1～3。以年齡、掌骨指數(shù)和掌骨遠(yuǎn)段光密度值為自變量，以骨硬度指數(shù)為因變量進(jìn)行回歸分析，得到如下回歸方程：骨硬度指數(shù)=103.05-0.26×年齡+42.45×掌骨指數(shù)-48.70×掌骨遠(yuǎn)段光密度值。復(fù)相關(guān)系數(shù)(MultipleR)=0.87，R2=0.75，調(diào)整R2=0.74，估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)誤=7.65，P<0.01。見表2。

表1 不同年齡組掌骨各項(xiàng)指標(biāo)比較

表2 骨硬度指數(shù)與年齡、掌骨指數(shù)、掌骨遠(yuǎn)段光密度值回歸分析

圖1 骨硬度指數(shù)與年齡相關(guān)分析 圖2 骨硬度指數(shù)與掌骨指數(shù)相關(guān)分析 圖3 骨硬度指數(shù)與掌骨遠(yuǎn)段光密度值相關(guān)分析

3 討 論

骨質(zhì)疏松為中老年人易患的一種全身性骨病，以骨強(qiáng)度降低、骨折危險(xiǎn)性增加為特征，嚴(yán)重影響中老年人特別是絕經(jīng)期婦女的身心健康，給生活質(zhì)量帶來(lái)巨大影響[2]。有資料報(bào)道，我國(guó)骨質(zhì)疏松病人多達(dá)8 000萬(wàn)[3-5]，骨質(zhì)疏松已引起國(guó)內(nèi)醫(yī)療界及全社會(huì)的重視與關(guān)注。骨質(zhì)疏松的診斷方法多樣，其中骨量指標(biāo)的測(cè)量是診斷骨質(zhì)疏松最有效方法之一，也是目前醫(yī)療界公認(rèn)和普遍采用的方法[6]。在國(guó)內(nèi)，由于骨密度儀分布存在著不均衡性，X線片法診斷骨質(zhì)疏松仍然是大多數(shù)醫(yī)院尤其是基層醫(yī)院常用和首選方法，對(duì)于嚴(yán)重骨質(zhì)疏松病人特別是伴發(fā)骨折的病人，X線平片也是隨訪的重要手段[7]。傳統(tǒng)X線片法多采用肉眼觀測(cè)骨組織透光度、骨小梁形態(tài)及分布、骨皮質(zhì)厚度及形態(tài)特征、骨結(jié)構(gòu)形狀改變等。也有學(xué)者根據(jù)觀察部位的不同采用相應(yīng)的骨指數(shù)對(duì)骨質(zhì)疏松進(jìn)行半定量評(píng)估[8]。但上述征象的評(píng)估受透照條件、觀察者經(jīng)驗(yàn)等諸多因素影響，且X線出現(xiàn)陽(yáng)性征象的閾值較低，一旦出現(xiàn)陽(yáng)性征象，此時(shí)骨礦含量的丟失多已超過(guò)30%[9]。傳統(tǒng)X線片法診斷骨質(zhì)疏松的敏感性、特異性都有待提高。

近年來(lái)，隨著數(shù)字化拍片的推廣，X線圖像的采集更加方便、可靠，采用統(tǒng)一的攝片條件、攝片距離和圖像后處理技術(shù)，使X線圖像的人為干擾因素明顯降低。專業(yè)圖像分析軟件的開發(fā)，使計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)已經(jīng)具有很強(qiáng)的定量處理能力，這為X線片圖像信息的數(shù)值化、精確化提供了有力的技術(shù)基礎(chǔ)。測(cè)量結(jié)果數(shù)值化，測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，可達(dá)到客觀定量評(píng)估的目的，從而減少了主觀評(píng)判的差異性。X線圖像上的灰度高低主要取決于穿透組織結(jié)構(gòu)的X線量的多少，即骨組織中礦鹽的多少。故X線圖像的灰度值(即該點(diǎn)的光密度)能夠反映骨組織骨密度值的高低。國(guó)內(nèi)多位學(xué)者對(duì)改良RA法結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)診斷骨質(zhì)疏松進(jìn)行了探討[10-11]。

為探討外周骨評(píng)估骨質(zhì)疏松的敏感指標(biāo)，本研究拍攝病人非優(yōu)勢(shì)手正位圖像(掌骨不負(fù)重、周圍組織干擾少,是外周骨評(píng)估骨質(zhì)疏松優(yōu)先選擇的部位)，在電腦上采用圖像分析軟件分別測(cè)量第二掌骨中部橫徑、髓腔橫徑及第二掌骨遠(yuǎn)段光密度值，并計(jì)算出掌骨指數(shù)。所得數(shù)據(jù)與QUS測(cè)定的骨密度結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示掌骨遠(yuǎn)段光密度值、掌骨指數(shù)、骨硬度指數(shù)密切相關(guān)，并隨年齡增長(zhǎng)表現(xiàn)出極為一致的變化規(guī)律，是反映骨質(zhì)疏松的敏感指標(biāo)。X線片圖像分析法用電腦軟件計(jì)算骨量，準(zhǔn)確性高，價(jià)廉，易于普及，在當(dāng)前尚無(wú)骨密度儀的醫(yī)院，特別是基層醫(yī)院有著廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，本研究還對(duì)年齡、掌骨指數(shù)、掌骨遠(yuǎn)段光密度值與骨硬度指數(shù)進(jìn)行回歸分析，得到了回歸方程，通過(guò)此方程，可以參照個(gè)體的年齡、掌骨指數(shù)、掌骨遠(yuǎn)段光密度值，大體估算骨硬度指數(shù)，間接估測(cè)骨密度，為骨質(zhì)疏松的診斷、預(yù)防提供參考。希望通過(guò)后期大量臨床調(diào)查，在大樣本量的情況下得到真實(shí)可靠的骨密度參考值。甚至通過(guò)程序設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)程序植入X線機(jī)主機(jī)內(nèi)，使之在拍攝X線片的同時(shí)輸出骨密度值，為骨質(zhì)疏松早期定量診斷提供可靠參考。

[1] 丁宏,徐秋貞,鄧鋼,等. 影像學(xué)與骨質(zhì)疏松癥關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 實(shí)用老年醫(yī)學(xué), 2011,25(4)：280-283.

[2] AMIN S, FELSON D T. Osteoporosis in men[J]. Rheum Dis Clin North Am, 2001,27(1):19-47.

[3] 閆文都. X線數(shù)字?jǐn)z影在老年性骨質(zhì)疏松癥中的診斷應(yīng)用[J]. 中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥, 2011,25(25)：51-52.

[4] 莊子穎,陳長(zhǎng)青. 骨密度檢測(cè)方法的演變及其進(jìn)展[J]. 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥, 2010,6(12)：176-178.

[5] 樸俊紅,龐蓮萍,劉忠厚,等. 中國(guó)人口狀況及原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)生率[J]. 中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志, 2002,8(1)：1-7.

[6] 蘇楠,向青,劉忠厚. 放射吸收技術(shù)(RA)在骨質(zhì)疏松診斷中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志, 2002,8(2)：188-189.

[7] 吳燕平,靳激揚(yáng). 重視骨質(zhì)疏松癥的影像學(xué)評(píng)估[J]. 實(shí)用老年醫(yī)學(xué), 2011,25(4)：284-287,291.

[8] 楊新慧,張登福,蔣大宗. 用紋理分析對(duì)骨質(zhì)疏松作定量評(píng)估的研究[J]. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志, 2001,18(3)：403-407.

[9] 余衛(wèi). 骨質(zhì)疏松診斷及骨礦含量測(cè)定方法[J]. 中國(guó)臨床醫(yī)生, 2006,34(7)：7-11.

[10]陶慶樹,周振雷,王艷,等. 計(jì)算機(jī)X線片骨放射密度法在蛋雞骨質(zhì)疏松癥研究中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展, 2006,6(6)：6-8.

[11]郭世紱,羅先正,邱貴興,等. 骨質(zhì)疏松基礎(chǔ)與臨床[M]. 天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社, 2001：233-235.

(本文編輯 馬偉平)

THE VALUE OF METACARPAL X-RAY IMAGE ANALYSIS IN THE DIAGNOSIS OF OSTEOPOROSIS

WANGHong,LIHongde,HEXiaoyue,CHANGAili,ZHANChunyu

(Department of Radiology, Qidu Hospital of Zibo, Zibo 255400, China)

ObjectiveTo assess the value of metacarpal X-ray image analysis in the diagnosis of osteoporosis.MethodsAn X-ray film was taken on hands in 80 female patients after examined by quantitative ultrasound (QUS). The transverse diameter of central part of the second metacarpal bone and medullary cavity, and the optical density value of the distal segment of the second metacarpal bone, were measured on computer. The metacarpal index was calculated. The data of X-ray films and QUS results-bone stiffness index-were divided into groups according to age, and analyzed statistically.ResultsThe differences among different age groups were significant with regard to metacarpal index, bone stiffness index, and optical density of the distal metacarpal bone (F=11.32-18.29，P<0.05). The mean metacarpal index and bone stiffness index declined along with age after 50 years old and optical density value of the distal metacarpal bone elevated. Stiffness index was negatively correlated with the optical density value of the distal segment of the second metacarpal bone (r=-0.80，P<0.01), and positively correlated with metacarpal index (r=0.75，P<0.01).ConclusionMetacarpal X-ray image analysis is of positive clinical significance in the early diagnosis and prevention of osteoporosis.

densitometry, X-ray; osteoporosis; diagnosis

2014-01-11;

2014-08-08

王宏(1868-)，男，碩士，副主任醫(yī)師。

R445

A

1008-0341(2015)03-0317-03