絕經(jīng)后中國女性跟骨定量超聲和雙能X線檢查骨質(zhì)疏松癥的對比研究

韓學明 孫忠良 徐建華 吳俊

新疆生產(chǎn)建設兵團四師醫(yī)院骨科，新疆 伊寧 835000

由于世界各地的老齡化程度不斷加劇，骨質(zhì)疏松癥和骨質(zhì)疏松性骨折已成為醫(yī)療系統(tǒng)的主要負擔。有研究表明，2010年歐洲6個最大的國家花費了310億用于治療骨質(zhì)疏松性骨折[1]。女性脆弱性骨折的終生風險約為50%，50歲以上男性為25%，由于人口結構的變化，這些比率在不久的將來可能會上升[2]。骨質(zhì)疏松指南主張通過使用骨折風險評估工具FRAX評估骨折風險時，除臨床風險因素外，還需要考慮到股骨頸的骨密度(bone mineral density，BMD)[3]。然而，這種方法一方面受到雙能X射線吸收測定(DXA)裝置的限制，另一方面受到人群普遍缺乏對骨質(zhì)疏松癥的認識和感知的限制[4]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報告，骨質(zhì)疏松癥被定義為低于年輕健康個體平均值2.5 SD或更低的骨密度，用DXA測量的T值為2.5 SD或更低[5]。根據(jù)這一定義，定量超聲(quantitative ultrasound，QUS)不能用作診斷骨質(zhì)疏松癥的工具，因為QUS捕獲的骨特異性參數(shù)與DXA捕獲的參數(shù)不同。然而，跟骨的QUS已被證明是早期診斷和預先篩查骨質(zhì)疏松癥的有用手段[6-8]。與中心束縛并發(fā)射低劑量電離輻射的DXA相比，QUS可移動、便宜、省時且無輻射。以前的研究表明，跟骨的QUS可以用作預篩選工具來識別高風險患者[9]。由于不同的測量技術和骨架位置，不同QUS設備之間的截止值不同。本研究的目的是確定特定跟骨QUS裝置(Pegasus，Yining，XinJiang，China)的最佳截止值，以確定絕經(jīng)后患骨質(zhì)疏松癥風險的患者。

1 材料和方法

1.1 受試者

這項橫斷面研究于2017年12月至2018年12月在新疆生產(chǎn)建設兵團四師醫(yī)院進行。未經(jīng)治療且無繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥史的絕經(jīng)后漢族女性，年齡40～80歲，需要進行DXA掃描，同時進行跟骨QUS測量。排除標準：已知會影響骨代謝的治療，除了鈣和維生素D，以前診斷為骨質(zhì)疏松癥和任何繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的病例。所有DXA測量均使用相同的裝置(GE Medical Systems：Lunar Prodigy Bone Densitometer)進行，左側全髖的最小顯著變化為0.021 g/cm，右側全髖的變化最小為0.027 g/cm。評估腰椎(L1-L4)、左右股骨頸區(qū)域、全髖區(qū)域以及骨小梁結構的BMD、T值和Z值。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的分類，T值為-2.5或更低被歸類為骨質(zhì)疏松癥，T值高于-2.5至低于-1.0為骨量減少，T值高于-1.0為正常。使用凝膠耦合的Pegasus QUS裝置的單個單元在DXA測量的同一天進行定量US測量。

通過該裝置測量和計算的值包括寬帶超聲衰減(BUA；每兆赫分貝)，聲速(SOS；m/s)，QUS T值(相當于DXA T值)和QUS Z值，即相當于DXA Z值。使用壁掛式標準化測距儀測定高度至最接近的厘米，并且在校準的數(shù)字刻度上測量體重，精確到0.1 kg。所有測量均由經(jīng)過良好培訓的經(jīng)過認證的醫(yī)療技術人員執(zhí)行。

1.2 統(tǒng)計學分析

計算連續(xù)變量的描述性統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以均值和標準差表示。為了分析DXA(L1-L4的T值，包括骨小梁結構、左右股骨頸區(qū)域和全髖)與QUS(BUA、SOS和QUS T值)和體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)的關聯(lián)，Pearson計算正態(tài)分布數(shù)據(jù)的相關系數(shù)；接受者操作特征曲線分析用于評估QUS檢測具有和不具有骨質(zhì)疏松癥的絕經(jīng)后婦女的辨別能力，如參考標準DXA(T值為-2.5或更低)所定義。計算可用DXA位點的曲線下面積(AUC)，置信區(qū)間為95%。描述診斷測試的固有有效性，AUC是靈敏度和特異性的有效和綜合測量。L1-L4、左右股骨頸區(qū)域的DXA T值為-2.5或更低的各種臨界值確定靈敏度(百分比)和特異性(百分比)，并將全髖組合成單個變量以評估總體能力。這個QUS裝置在所研究的隊列中診斷骨質(zhì)疏松癥。該過程通過將具有-2.5或更低的單個DXA T值的所有病例組合成單個變量來完成。使用SPSS 22.0版軟件進行統(tǒng)計分析。P<0.05被認為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

本研究共納入234例受試者。研究人群的特征總結見表1。腰椎T值范圍為-4.9至2.6 SD，平均值為-1.14 SD。平均BMI為(24.9±4.47) kg/m2，調(diào)查人群接近正常體重的上限。與沒有骨質(zhì)疏松癥的女性相比，患有骨質(zhì)疏松癥的女性的BMI、T值、BUA和QUS T值較低(P<0.001)。共有165例參與者年齡介于50～65歲。本研究發(fā)現(xiàn)32例患者中的24例DXA T值為-2.5或更低。該組的平均年齡為56.67歲，平均BMI為24.3 kg/m2。以下雙變量相關性在0.01水平均有顯著性。

DXA測量左髖的T值和QUS測量的左跟骨QUS T值有明顯的中度正相關性(r=0.515)。左跟骨的QUS T值與腰椎T值之間的相關性較弱(r=0.397)。右側跟骨的QUS T值與右側髖關節(jié)(r=0.505)和腰椎(r=0.404)的DXA T值有相關性。右側和左側跟骨的BUA測量值之間存在強烈的正相關(r=0.834)，而左側跟骨的SOS與左側BUA測量值中度相關(r=0.541)。右跟骨的SOS和BUA之間沒有顯著相關性。骨小梁結構與左側(r=0.309)和右側(r=0.333)BUA之間存在微弱但存在顯著的正相關。BMI與右側(r=0.218)和左側(r=0.207)的SOS測量值具有非常弱的正顯著相關性。由于一些研究變量不遵循正態(tài)分布，因此計算了來自接收器操作特性曲線的非參數(shù)估計AUC。

表2和表3總結了QUS在腰椎、左右髖部和股骨頸中檢測骨質(zhì)疏松癥的準確性。更好的整體表現(xiàn)與AUC大于0.80相關。在DXA T值和右跟骨的QUS T值之間的右髖處實現(xiàn)了高診斷準確性(AUC，0.887)。在右側髖部、右側跟骨的QUS T值與左側跟骨的QUS T值之間未發(fā)現(xiàn)顯著差異(P=0.093)。在左側跟骨、左股骨頸的結果(AUC=0.823)優(yōu)于左側髖關節(jié)的結果(AUC=0.772)。腰椎的診斷準確性與右側(AUC=0.700)和左側(AUC=0.704)的跟骨測量值相比略低。當QUS T值與所有DXA位點的組合發(fā)現(xiàn)配對時，右側(AUC=0.732)和左側(AUC=0.731)QUS測量獲得幾乎相同的AUC。不同DXA部位的最佳AUC計算為50～65歲的右側(AUC=0.956)和左側(AUC=0.95)跟骨與同側髖關節(jié)的DXA結果配對。

表4總結了QUS在合適的臨界點確定患有骨質(zhì)疏松癥的絕經(jīng)后婦女的表現(xiàn)。右側的截斷值為1.455，左側QUS T值的截止值為1.48，達到了可接受的特異性，可作為骨質(zhì)疏松癥的篩查參數(shù)。為50～65歲的女性定義了單獨的臨界值。對于左跟骨、QUS T值為1.325，敏感性為62.5%，特異性為83.1%。在右側跟骨，QUS T值為1.305，靈敏度為54.2%，特異性為86%。

表1 研究人群的DXA和QUS測量的描述性特征和結果Table 1 Descriptive characteristics and results of DXA and QUS measurements of the study population

表2 接收器操作特征曲線分析以確定右跟骨的DXA T值為-2.5或更低Table 2 Receiver operating characteristic curve analysis to identify DXA T scores of -2.5 or lower at the right calcaneus

表3 接收器操作特征曲線分析以識別左跟骨的DXA T值-2.5或更低Table 3 Receiver operating characteristic curve analysis to identify DXA T scores of -2.5 or lower at the left calcaneus

表4 在合適的截止值處識別DXA T值-2.5或更低的靈敏度和特異性Table 4 Sensitivity and specificity at suitable cutoffs to identify DXA T scores of -2.5 or lower

3 討論

髖部骨折的發(fā)生率在50歲或以上人群中較高。特別是在85歲以上的人群中，缺乏對骨質(zhì)疏松癥的充分評估，并且骨質(zhì)疏松癥的患病率高于記錄的診斷[10]。DXA篩查最常用于已經(jīng)首次發(fā)生脆性骨折以引發(fā)骨質(zhì)疏松癥治療的患者。然而，預防第一次脆性骨折應該是減輕脆性負擔，增加成本和增加脆性骨折造成的死亡風險的主要目標。然而，對于整個人群中的骨質(zhì)疏松癥進行廣泛的DXA篩查既不推薦也不能完成[11]。為了防止第一次脆性骨折，預篩選方法似乎可用于識別骨質(zhì)疏松癥和骨質(zhì)疏松性骨折高風險的個體。同時，使用QUS進行預篩選可以減少BMD高的個體進行不必要的DXA測量，從而降低骨折風險[11]。在這項研究中，由于其便攜性、低成本和易于使用，跟骨的QUS被證明是一種有吸引力的骨質(zhì)疏松預篩選方法。

超聲的定量裝置，例如本研究中調(diào)查的裝置，可以很容易地被帶到農(nóng)村地區(qū)或家中的患者，并且可以由藥房或醫(yī)生辦公室的訓練有素的工作人員進行部署，以篩查可疑的骨質(zhì)疏松癥[12]。在本研究中調(diào)查的絕經(jīng)后婦女人群中，每個DXA部位與QUS參數(shù)之間存在顯著相關性。與老年女性的其他研究一致，髖關節(jié)和股骨頸的QUS T值與DXA T值之間的相關性優(yōu)于腰椎T值[12]。跟骨QUS識別右側髖關節(jié)DXA T值為-2.5或更低的女性(AUC=0.887)與腰椎(AUC=0.704)或左側股骨頸的T值為2.5或更低相比具有優(yōu)異的能力(AUC=0.824)。此外，值得注意的是，對于50～65歲年齡患者的右側跟骨和右側髖關節(jié)的測量，非常強的AUC為0.956，這表明該裝置特別有可能用于預先篩查女性的髖部骨折。計算的截止值的靈敏度和特異性對于骨質(zhì)疏松癥的診斷而言太低。具有可接受特異性的裝置特異性截斷值被定義用于篩選骨質(zhì)疏松癥。對于左跟骨，確定QUS T值為1.480，對于右跟骨，確定QUS T值為1.455。對于低于定義的截止值的測量結果，建議進行額外的DXA篩查，并且具有高于這些截止值的分數(shù)的患者將被認為是低風險的。

所研究的裝置的性能與經(jīng)過充分研究的QUS裝置相當。Boonen等[13]使用撒哈拉設備(Hologic，Marlborough，MA)在絕經(jīng)后婦女的社區(qū)居住人群中確實獲得了68%的總體敏感性和70%的特異性(AUC=0.72)(n=221)。Gemalmaz等[14]使用GE Lunar Achilles Express裝置研究了總共919例患者，其中包括87例男性，總體敏感性為73.7%，特異性為57.4%。Bagher等[15]部署了Achilles裝置，調(diào)查了420名絕經(jīng)后婦女的人群，總敏感性為84.7%，特異性為50%。Fl?ter等[16]綜述了6篇將跟骨QUS與DXA作為參考標準進行比較的文章。如在本研究中，選擇閾值用于QUS T值，但是在本研究中調(diào)查的裝置的選擇值具有1.7～2.4的可變性。在這些基于人群的研究中，關鍵點是確定設備和人群特定的截止點，這解釋了特異性和敏感性的差異。不僅使用的設備而且調(diào)查的群體是導致不同截止值的因素。為每個設備和群體定義特定截止值的這種必要性可能會限制QUS作為篩選工具的有用性。

本研究僅包括具有較高教育背景的黃種人漢族絕經(jīng)后未經(jīng)治療的女性。然而，本研究對該裝置的結果與來自不同人群和其他裝置的結果相當[17]，這一事實強調(diào)了QUS作為有效篩選工具的潛力。該研究有一些局限性，包括可能的隊列效應；由于所有患者都被送到辦公室進行骨質(zhì)疏松癥篩查，因此出現(xiàn)了選擇偏倚。與現(xiàn)實生活中的患者研究不同，這項研究發(fā)生在一個私人研究所，因此產(chǎn)生了一組過濾的受試者，他們主要受過良好教育，僅由40歲以上的絕經(jīng)后婦女組成?？傊狙芯刻峁┝颂囟ǜ荙US裝置作為絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松癥篩查工具的有用性的信息。評估了所研究的QUS裝置與DXA的比較性能。由于其靈敏度低，因此不建議將此QUS設備用于世界衛(wèi)生組織定義的骨質(zhì)疏松癥的診斷。如之前針對其他QUS裝置所示，在主要的BMD研究中測試的QUS裝置的預測值較低[16]。然而，鑒于右側跟骨的截止值特異性為86.6%，左側跟骨的截止值特異性為83.3%，因此可以推薦該QUS裝置作為預篩選工具來決定是否應進行DXA測量。為了進一步支持這些發(fā)現(xiàn)，需要在代表一般人群的更大的絕經(jīng)后婦女隊列中進行未來的研究。