适用于基层医院的骨密度测定方法的探讨

陈妍妍　陈勇飞　廖晖　熊伟　陈安民

适用于基层医院的骨密度测定方法的探讨

陈妍妍陈勇飞廖晖熊伟陈安民

伴随着我国快速步入人口老龄化社会，中老年人骨质疏松症的发病率逐年升高，并有扩展到青年人群的趋势［1］。2014年10月20日国际骨质疏松基金会日的调查显示，全世界50岁以上的女性有1/3出现骨质疏松性骨折，50岁以上的男性有1/5出现骨质疏松性骨折。而中国1.2亿60岁以上的老年人中骨质疏松患者有8 700万人，约占72.5%［2］。早期诊断防治是防止骨质疏松症导致骨折等并发症发生的重要方法，而骨密度或骨矿物质含量是诊断骨质疏松症的重要指标。同时，响应国家卫计委正在推广的分级诊疗试点工作，力争2015年底前实现县域内就诊率90%左右的工作目标［3］，如何结合基层医院的实际情况，选择简易、价廉、易普及的骨密度检测方法对于防控骨质疏松症十分重要。

本文通过比较几种骨密度检测方法的设备费用、检测准确率等指标，结合当前基层医院的实际情况，探讨适用于基层医院的骨密度测定方法。

一、几种骨密度检测方法的分析比较

（一）双能X线吸收测定（DEXA）

DEXA使用简单，已成为临床常规检查项目，具有敏感性高、精确性和准确性好、扫描时间短、价格便宜、对患者辐射剂量低等优点。该方法被公认为骨密度定量分析的金标准。但该方法需要购置昂贵的骨密度仪，同时需要专人操作和维护，但基层医院患者群体数量有限而导致使用率不高，对于一些基层医院而言经济负担过重［4］。

（二）定量CT（QCT）

QCT的重复精度比较高，可分别评估皮质骨及松质骨密度，不受骨体积大小和软组织的影响，对反映骨丢失和治疗效果反馈更为敏感，可得到骨的大小、形态等几何参数。但该法辐射量大，受椎体脂肪的影响，测得的骨密度值比实际偏低，仪器及检查费用昂贵，需要复杂的软件支持和有相当经验的医师操作，也不适合基层医院［5-6］。

（三）超声检查法（QUS）

QUS的主要优点是操作简单易行，无辐射损伤，重复精度较高，而且用时短，价格便宜，便于灵活搬动设备，可作为药物疗效的判定指标，适用于基层医疗受众群体分散且经济条件有限的地区。但该方法只能用于测量人体四肢的皮质骨密度，不能测量更有价值的人体躯干松质骨密度，另受仪器不同、穿透路径不一致等因素影响，限制了其在基层医院的应用［7］。

（四）单光子吸收骨密度仪（SPA）

SPA也具有重复精度高、辐射量小和价格便宜等优点，但也只能测定皮质骨和骨小梁的总和，在软组织衰减的问题上不能提供有效检测，而骨质疏松的早期改变主要为软组织覆盖的富含松质骨的区域，如髋骨、锥体等。此外，SPA也并非早期诊断骨质疏松的敏感方法，限制了它在基层医院的应用［8］。

（五）数字化影像（DR）

国外的最新研究发现数字化影像（DR）也可以用来检测骨密度。该设备是一种经济、便捷的X线直接成像系统，适用于基层医院各种常见疾病的普查［9］。研究发现应用DR技术测量骨密度与DEXA有较好相关性，而且更快速、简单、易于推广［10］，具有优越的精确性［11］。DR影像及其后期处理功能可以测量人体各个部位的骨图像像素均值，如果能利用计算机设定合适的算法，就能准确算出当前患者该部位的骨密度参考值，作为骨质疏松症的临床诊断依据。

当前我国多数基层医疗结构均引进了DR设备，国内在基于DR的骨密度检测方法上也有了一定进展。由深圳市某医院研发的数字X线机骨密度测量系统（XBMS）［12］是采用铝楔密度转换算法、在采集单能前臂X线数据的基础上研发的骨密度分析软件，用来测定人体前臂远端的骨密度值，并分别给出骨质疏松的诊断标准。但是该软件只涉及单纯的影像数据检测，忽略了被检者的个体体征差异，而且易受到软组织的干扰。该系统的检测结果不可避免存在一定的误差。

DR通过一次成像可以获得患者骨组织的多重信息，但是现阶段临床及放射科医师只注重骨形态上的改变，对于同时获取到的丰富的像素信息没有深加利用，如其中包含的患者骨密度信息。另一方面，无论何种疾病的检查治疗，设备检查报告终究只是作为诊断的辅助手段，最终仍然需要医生依据患者就诊的全部信息来确诊疾病。

以上几种方法的比较详见表1。

二、基于DR的骨密度检测法在基层医院的应用

（一）基层医院的特点

基层医院普遍存在的经济条件有限、患者数量少、而且患者分布不够集中等问题。国家医疗改革大力推广分级诊疗为基层医院提供了制度支持，但医院自身也需要大力发展，引进适合基层医疗特殊情况的新技术，才能赢得患者的肯定。因此，基层医院迫切需要引进经济方便又诊断准确的医疗技术来顺应国家分级诊疗的趋势。基层医院尽管经济条件和医疗设备有限，却具备患者数量不多、医生业务量不重、医患之间沟通时间充分、问诊信息全面细致等大医院没有的特点［13］。

表1　多种骨密度检测方法对比

（二）应用难点

基于DR的骨密度检测法能够利用基层医院的现有条件，改进出准确性较高，测量部位全面且对人体辐射伤害较小的骨密度检测方法，同时设备便宜，操作简单，便于在县域范围内开展乡村普查，可大大改善基层医院骨质疏松症的防治情况。如何发挥基层医院的优势，使用现有的设备来解决现有的DR检测方法的失误率和检测部位的局限性是基于DR的骨密度检测法能够在基层医院普及的关键问题［14］。

（三）解决方法

综合上述情况，我们认为可以将DR影像数据和临床诊断数据结合，通过迭代算法建立DR测定骨密度的模型，并最终研究出准确的骨密度检测系统，为骨质疏松的诊断提供参考建议。模型的建立可通过大数据技术实现：

1.为了降低人体不同部位骨和组织对DR图片灰度像素的影响，设计受检患者固定的检测体位以及检测参数。通过制作DR摄片专用固定装置，使摄片体位标准化；根据检测部位规定统一的摄片电压和电流数值。

2.招募足够数量已确诊骨质疏松的患者作为志愿者来配合DR检查，获取影像数据，利用现有算法计算骨密度参考值，然后对比检出结果。

3.通过院内电子病历系统获取志愿者的全部相关就诊信息，并请志愿者参与调查完善其体征参数、生活习惯、生活环境和家族病史等就诊资料，结合临床医师对骨质疏松的诊断经验来筛选数据，整理成骨质疏松患者大数据库。

4.利用数据库智能挖掘系统，从大数据库中寻找能够提高现有算法与志愿者确诊结果的相关性数据逻辑信息，将找出来的数据和隐含的逻辑逐一计算，以此来确定其影响系数后加入到算法中作为算法修正因子。

5.通过第2、3、4步不断的迭代修正来不断提高算法的准确性。最终简化系统算法，将设定好的算法内置到易用的信息系统中，并按患者数据信息分类建立问诊信息决策树，让操作医生按照决策树逐层完善患者信息即可通过骨密度检测系统得出最终的骨密度值参考范围。

上述基于DR影像的骨密度检测系统，能够最大程度提高骨密度测定的准确性，同时降低其他辅助检查化验次数，大大降低骨质疏松症诊断的经济成本。同时，基层医院医师可以在该系统辅助下，极大地提高骨质疏松症诊断的准确率，提升基层医疗机构的医疗水平。

［1］李君芳，庞卫祥.中老年人骨质疏松情况调查［J］.浙江临床医学，2015，17（11）:2029-2030.

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［14］苏燕凤，罗翠云，何茜，等.制约基层医院骨质疏松事业发展的问题和对策［J］.按摩与康复医学，2012，3（12）:454-455.

10.3969/j.issn.1674-8573.2016.01.016

国家高技术研究发展计划（863计划）（2012AA02A612）

430030武汉，华中科技大学同济医学院附属同济医院信息管理科（陈妍妍、陈勇飞），骨科（廖晖、熊伟、陈安民）

廖晖，E-mail：liaohui@tjh.tjmu.edu.cn

2015-11-23）