股骨頭CT 值對髖部骨質(zhì)疏松癥的診斷價(jià)值

趙君祿，聶關(guān)偉，韓 康，趙德園，任慶云*

（1.河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科，石家莊 050031；2.河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院手術(shù)室，石家莊 050031）

0 引言

骨質(zhì)疏松癥是一種無聲性疾病，其特征是骨骼強(qiáng)度受損，導(dǎo)致脆性骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加。如何早期篩查骨質(zhì)疏松癥預(yù)防脆性骨質(zhì)是目前研究的熱點(diǎn)[1]。髖部和脊柱的雙能X 射線吸收儀（dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）目前依然是診斷骨質(zhì)疏松癥、預(yù)測未來骨折風(fēng)險(xiǎn)和監(jiān)測患者療效的首選方法[2]。其優(yōu)點(diǎn)是輻射劑量低，缺點(diǎn)是骨質(zhì)退變增生和腹主動脈鈣化等都會影響測量結(jié)果，骨密度值假性增高。定量CT（quantitative CT，QCT）也是一種常見的骨密度（bone mineral density，BMD）測量方法[3]，與DXA 相比，QCT能夠測量體積骨密度，尤其適用于絕經(jīng)后婦女、嚴(yán)重退行性改變的患者以及需要監(jiān)測代謝骨變化高敏感性的患者，其缺點(diǎn)是如果單純用于骨質(zhì)疏松癥篩查輻射劑量高，而且由于檢查設(shè)備的限制，在基層醫(yī)院普遍應(yīng)用不足。腹盆部病變及外傷的患者因病情需要均需進(jìn)行CT 檢查，每年CT 掃描的數(shù)量顯著超過DXA 和QCT[4-6]。近年來，在腹部CT 檢查臨床疾病的同時(shí)利用CT 影像含有的信息對骨的狀態(tài)進(jìn)行評估被稱為骨質(zhì)疏松癥的機(jī)會性篩查。在骨質(zhì)疏松癥的機(jī)會性篩查研究中對腰椎CT 值與DXA 測量的BMD值的相關(guān)性研究頗多[7-8]，鮮見股骨頭CT 值與QCT測量的BMD 值的相關(guān)性研究。因此，本文將探討股骨頭CT 值與髖部QCT 測量的BMD 值的相關(guān)性及股骨頭CT 值對髖部骨質(zhì)疏松癥的診斷效能。

1 資料和方法

1.1 一般資料

前瞻性選取2021 年6 月1 日至2022 年1 月20 日因病情需要在河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院進(jìn)行CT掃描的176 例患者，其中男性103 名、女性73 名，平均年齡（61.48±12.71）歲，掃描范圍覆蓋股骨頭。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡在18 周歲以上；接受全腹或盆腔CT 非增強(qiáng)120 kV 掃描的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：有任何股骨頭病變（如腫瘤、囊腫、缺血性壞死、溶解性或硬化性病變、骨髓浸潤性疾?。┑幕颊?；股骨頸骨折及股骨上端骨折一周以上造成股骨頭骨質(zhì)改變的患者；髖部有骨科植入物或假體的患者；盆腔進(jìn)行CT 增強(qiáng)掃描的患者。所有患者對CT 掃描方案均知情同意，且本研究得到醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 儀器設(shè)備

CT 值測量采用飛利浦64 排CT 掃描儀（Incisive，飛利浦醫(yī)療蘇州有限公司），掃描參數(shù)：管電壓120 kV，自動毫安秒，重建視野32～35 cm，厚層層厚、層間隔均為5 mm，薄層層厚、層間隔均為1.25 mm，標(biāo)準(zhǔn)算法重建。QCT 測量采用MW QCT PRO 骨密度分析系統(tǒng)（Version 6，Mindways，Austin，TX，USA）。

1.3 CT 值和髖部BMD 值測量

CT 值測量：將CT 掃描得到的薄層圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接跋翊鎯εc傳輸系統(tǒng)（picture archive and communication system，PACS）工作站，隱藏患者信息后，由高年資診斷醫(yī)生在不知道患者骨密度診斷狀態(tài)的情況下，在多平面重組（multiple planar reconstruction，MPR）圖像上通過冠狀面及矢狀面選擇股骨頭最大層面，在冠狀面上選取股骨頭感興趣區(qū)（region of interest，ROI），避開骨皮質(zhì)選擇最大ROI 進(jìn)行測量，如圖1所示。髖部BMD 值測量：將CT 掃描得到的髖部薄層圖像數(shù)據(jù)傳至Mindways 公司的QCT PRO V6.1 專用工作站，選擇一側(cè)髖部進(jìn)行分析并將股骨頸置于提取框中心位置，系統(tǒng)會自動分割提取出骨骼，然后髖部經(jīng)過旋轉(zhuǎn)生成最佳的投影圖像，系統(tǒng)自動選定股骨頸和全髖ROI，最后顯示股骨頸、股骨粗隆、粗隆間及全髖的BMD 值及T值測量結(jié)果，如圖2所示。

圖1 股骨頭CT 值的測量方法

圖2 髖部BMD 值的測量方法

1.4 骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《中國定量CT（QCT）骨質(zhì)疏松癥診斷指南（2018）》[9]，髖部QCT 測量的BMD 結(jié)果與DXA 的面積BMD 等效，因此，髖部QCT 骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)沿用DXA 的診斷標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)中國人群的正常參考值計(jì)算T值，T值≤-2.5SD 診斷為骨質(zhì)疏松，-2.5SD＜T值＜-1SD 診斷為骨量減少，T值≥-1SD診斷為骨量正常。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，應(yīng)用Person 相關(guān)性檢驗(yàn)分析股骨頭CT 值與髖部BMD 值的相關(guān)性，|r|＞0.8～1.0 為極強(qiáng)相關(guān)，|r|＞0.6～0.8 為強(qiáng)相關(guān)，|r|＞0.4～0.6 為中等程度相關(guān)，|r|＞0.2～0.4 為弱相關(guān)，|r|為0.0～0.2 則為極弱相關(guān)或無相關(guān)。應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）對2 次測量的股骨頭CT 值進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，ICC 低于0.4 表示信度較差，大于0.75 表示信度良好。應(yīng)用配對t檢驗(yàn)分析兩側(cè)股骨頭CT 值及BMD 值的平均值差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，應(yīng)用方差分析檢驗(yàn)不同骨質(zhì)量組間差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，運(yùn)用ROC 曲線分析股骨頭CT 值對髖部骨質(zhì)疏松癥的診斷效能，以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 股骨頭CT 值與髖部BMD 值相關(guān)性分析

股骨頭CT 值與全髖部、股骨頸、股骨粗隆、股骨粗隆間BMD 值均呈強(qiáng)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)見表1，其中股骨頭CT 值與全髖BMD 值的相關(guān)系數(shù)最高（r=0.696），其次為股骨頭CT 值與股骨粗隆BMD 值的相關(guān)性及股骨頭CT 值與股骨粗隆間BMD 值的相關(guān)性（r=0.673 及r=0.646）。

表1 股骨頭CT 值與髖部BMD 值相關(guān)性分析

2.2 一致性檢驗(yàn)

在176 例患者中隨機(jī)抽取30 例進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，由2 名高年資放射科主治醫(yī)師分別對這30 例患者的股骨頭進(jìn)行2 次CT 值測量。應(yīng)用ICC 對2 次測量的股骨頭CT 值進(jìn)行檢驗(yàn)，ICC=0.988，表明組內(nèi)一致性較好。

2.3 兩側(cè)股骨頭CT 值與兩側(cè)髖部BMD 值比較

兩側(cè)股骨頭CT 值及兩側(cè)髖部BMD 值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），詳見表2。左側(cè)股骨頭CT值及左側(cè)髖部BMD 值均稍高于右側(cè)，股骨頭CT 值與髖部BMD 值左、右側(cè)差異性表現(xiàn)一致。

表2 兩側(cè)股骨頭CT 值與髖部BMD 值比較

2.4 不同組間CT 值對比

根據(jù)髖部T值及《中國定量CT（QCT）骨質(zhì)疏松癥診斷指南（2018）》，將受檢人群分為骨量正常組、骨量減少組及骨質(zhì)疏松組3 組。3 組間股骨頭CT 值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），骨量正常組CT 值大于骨量減少組，骨量減少組CT 值大于骨質(zhì)疏松組，詳見表3。

表3 不同組間CT 值對比

2.5 不同年齡段髖部BMD 值及股骨頭CT 值對比

股骨頭CT 值及髖部BMD 值隨年齡變化的曲線如圖3 所示。兩者均在41～50 歲年齡段達(dá)到峰值，而后逐漸下降，且兩者的下降幅度一致。

圖3 髖部BMD 值及股骨頭CT 值隨年齡變化的曲線

2.6 股骨頭CT 值對骨質(zhì)疏松癥的診斷效能

采用ROC 曲線分析股骨頭CT 值對骨質(zhì)疏松癥的診斷效能，左側(cè)股骨頭CT 值對髖部骨質(zhì)疏松癥診斷的AUC 為0.859，右側(cè)AUC 為0.846，如圖4 所示。鑒別左側(cè)髖部和右側(cè)髖部骨質(zhì)疏松癥的閾值分別為297.8 HU 和269.6 HU，見表4。

表4 股骨頭CT 值鑒別骨質(zhì)疏松癥與非骨質(zhì)疏松癥的診斷效能

圖4 股骨頭CT 值診斷髖部骨質(zhì)疏松癥的ROC 曲線

3 討論

隨著國內(nèi)老年人口的增多，骨質(zhì)疏松癥也逐漸成為威脅老年人健康的嚴(yán)重問題之一，世界衛(wèi)生組織建議對50 歲以上的患者通過DXA 檢查篩查骨質(zhì)疏松癥，但是，DXA 檢查應(yīng)用較少的問題普遍存在[10]。由于疾病及外傷等原因，人們進(jìn)行腹盆部或髖部CT掃描[11-12]的概率很高。在CT 檢查診斷臨床疾病的同時(shí)測量腰椎、股骨近端等部位的CT 值，能夠?qū)琴|(zhì)疏松癥進(jìn)行初步評估[4-5]。由于每年CT 掃描的數(shù)量顯著超過DXA 檢查，通過測量CT 值評估骨質(zhì)量對于骨質(zhì)疏松癥的篩查具有重要的臨床意義[13]。髖部DXA 骨密度測量時(shí)需要患者腳尖內(nèi)旋，這對于許多老年人及外傷患者來說很難做到，而在CT 掃描時(shí)由于是三維數(shù)據(jù)采集患者不需要特殊擺位。本研究中在MPR 圖像上的股骨頭最大冠狀面選擇單個(gè)圓形ROI 測量股骨頭CT 值，研究顯示組內(nèi)股骨頭CT 值一致性較好，證明了本測量方法的可行性。

Kilinc 等[14]研究顯示，股骨頭CT 值與DXA 檢查的髖部T評分明顯相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.73，本研究顯示股骨頭CT 值與QCT 檢查髖部BMD 值明顯相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.696，與其研究結(jié)果基本一致。本研究顯示CT 值及BMD 值均隨著年齡的增大而逐漸降低，并且兩者降低的曲線幅度一致，提示兩者各年齡段均有良好的相關(guān)性。本組病例中，骨量正常組、骨量減少組及骨質(zhì)疏松組間股骨頭CT 值有顯著性差異，且隨著骨質(zhì)疏松程度的加重CT 值呈逐漸降低的變化趨勢，與文獻(xiàn)[15]報(bào)道一致。

Li 等[16]研究發(fā)現(xiàn)在常規(guī)腹部CT 掃描中，以DXA測量BMD 為診斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)CT 值閾值≤136 HU 時(shí)，腰椎CT 值診斷骨質(zhì)疏松癥的AUC 為0.86、敏感度為90.3%、特異度為72.3%，高于本研究，原因可能是診斷骨質(zhì)疏松癥的參考標(biāo)準(zhǔn)不同，前者是以DXA 測量BMD 為診斷標(biāo)準(zhǔn)，而本研究是以QCT 測量BMD為診斷標(biāo)準(zhǔn)且測量部位為髖部。Lee 等[17]研究顯示股骨頭CT 值診斷骨質(zhì)疏松癥的AUC 為0.745，本研究中左、右側(cè)股骨頭CT 值診斷骨質(zhì)疏松癥的AUC 分別為0.859、0.846，明顯優(yōu)于前者。

在骨科治療實(shí)踐中，骨質(zhì)量的評估對于骨折固定方法的選擇及其療效具有很重要的作用，特別是在股骨近端骨折的治療中尤為重要。治療方法由外科醫(yī)生根據(jù)年齡、疾病和患者的一般情況以及骨質(zhì)量來選擇[18-19]。骨折治療的手術(shù)選擇包括非手術(shù)治療、固定和關(guān)節(jié)置換術(shù)?；颊叩墓琴|(zhì)量決定了固定成功的可能性。例如，對于股骨近端骨折，如果骨質(zhì)量較差，固定容易失敗，關(guān)節(jié)置換術(shù)可能是首選的治療選擇[20]。此外，有骨質(zhì)疏松的長骨骨折的手術(shù)治療更適合應(yīng)用骨水泥連接螺釘和增強(qiáng)鋼板技術(shù)[21-22]。通過CT 值測量評估患者的骨質(zhì)量狀態(tài)可能會幫助外科醫(yī)生選擇合適的治療方法。

本研究存在一定的局限性：（1）本研究病例為接受QCT 和腹盆部CT 檢查的特定患者；（2）本研究是用單一的設(shè)備進(jìn)行的，管電壓值采用120 kV，而CT值可以隨著設(shè)備的校準(zhǔn)和管電壓值的變化而變化。下一步會采用多設(shè)備不同管電壓值進(jìn)行進(jìn)一步研究。

總之，應(yīng)用股骨頭CT 值診斷骨質(zhì)疏松癥的方法為沒有DXA 及QCT 測量軟件的基層醫(yī)院提供了一種評價(jià)骨密度的新方法，可在常規(guī)腹盆部CT 檢查其他疾病的同時(shí)無需支付額外的費(fèi)用對骨質(zhì)量進(jìn)行評估。