非骨密度DXA测量对骨折风险的预测——骨小梁评分(TBS)：ISCD 2015官方共识(第四部分)

弓健 程晓光 徐浩*

1.暨南大学附属第一医院核医学科，广东 广州 510630 2.北京积水潭医院放射科，北京 100035

1 骨小梁评分(TBS)

通过双能X射线吸收测定法(DXA)测量的骨矿物质密度(BMD)是骨强度和骨折风险的主要决定因素。目前，如果绝经后妇女和>50岁男性的DXA腰椎(LS)、全髋(TH)、股骨颈(FN)或桡骨前三分之一部位的BMDT评分为≤-2.5，可以诊断为骨质疏松症。然而，虽然DXA BMD被认为是诊断骨质疏松症的金标准，但大多数脆性骨折患者的BMD值位于低骨量(骨量减少)甚至是在正常骨量的范围。这一现象提示骨折风险可能取决于BMD以外的因素。

BMD以外的许多骨骼特征，如骨骼几何形状、微结构、矿化、骨重建和微损伤，都会导致骨强度和总体骨折风险。骨骼的这些能够影响抗骨折能力的性能和特征被称为骨质量。骨质量的主要方面包括骨微结构和骨重建，可以通过组织形态学和微计算机断层扫描技术在骨活组织检查中进行评估。然而，髂嵴骨活检是一种侵入性的、不能广泛使用的手术，现在主要用作为科学研究的手段。然而，许多非侵入性成像模式，包括定量计算机断层扫描(QCT)，高分辨率外周QCT(HR pQCT)和高分辨率磁共振成像，可以测量骨骼的大体几何形状、微结构和骨骼强度，并区分是否具有脆性骨折的个体。然而，与标准的DXA技术相比，这些技术具有更高的成本，更强的电离辐射剂量(QCT)和有限的使用便利性。

除了这些骨质量方面之外，增加临床骨折的风险因素，如年龄增大、低体质指数(BMI)、家族或个人的骨折史和长期糖皮质激素的使用，都独立于DXA测量的BMD。更重要的是，与骨折风险因素相结合比单独应用BMD能更好的预测脆性骨折。基于这些发现，一种骨折风险评估工具(FRAX)可以依据或不依据FN BMD来分析临床骨折风险，并对临床的治疗决策提供建议。

因此，一个主要的挑战是，要有一种符合现存的临床可行的非侵入检查并优于常规DXA测量和临床风险因素合并的技术。这就需要更准确地确定受检者是否具有更高的骨折风险，提高治疗的费效比。最终，TBS被研发出来，TBS是一个从腰椎DXA图像衍生而来的灰阶结构指数，并报道其与骨折风险有关，且部分独立于DXA测量的BMD和临床风险因素。TBS是由专业软件在与腰椎DXA BMD测量相同的感兴趣区内测量的，尽管FDA 和欧洲管理部门已经准许TBS和常规DXA测量一起使用，但是尚无相关的临床应用的实践指南。本文的目的就是ISCD专题工作组会通过复习文献并得出关于TBS如何在临床应用的官方立场。

TBS是一个评估腰椎DXA图像像素灰阶变化的纹理指数，提供了一个间接的骨小梁结构指标。通过确定感兴趣区的投影图像的变异函数(在特定距离上的两点像素之间的灰度平方差的总和)计算这一变异函数的log-log转换图的斜率可确定TBS。密集的小梁结构可产生具有大量小幅变化的像素值差异的2D图像，继而产生陡峭变化的变异函数图的斜率和较高的TBS值。相反，稀疏的小梁结构可产生具有少量大幅变化的像素值差异的2D图像，因此变异函数图的斜率低平且TBS值较低。

TBS可通过专用的软件(TBS insight；Medimaps，Plan-les-Ouates，Switzerland)在与腰椎 BMD测量相同的感兴趣区测量。TBS可以从使用最新一代GE Lunar Madison， WI或Hologic，Bedford，MA骨密度仪(例如Prodigy和iDXA或Delphi，Horizon，QDR4500和Discovery)获得腰椎 DXA图像获得。TBS可给出每个椎骨和腰椎总体(L1-L4)的结果(无单位)。异常的椎体，包括骨折椎体和具有骨关节炎改变的椎体，可以象BMD测量时那样从TBS分析中剔除。

在其最初的描述中，TBS来源于对人类尸骨的mCT扫描的二维模拟。TBS不是直接对骨小梁微结构进行测量，而是在一些小梁微结构测量的小型体外研究中发现TBS与连接密度、小梁数量和小梁分离度具有相关性，从而假定其可以改善骨折的预测性能。

有三项小型研究已经在人体上研究了腰椎TBS与应用HR pQCT对桡骨远端和胫骨测量所得到的骨几何形状，体积密度和骨微结构参数之间的关联。在这些研究中， TBS参数和微观结构的HR pQCT参数之间的相关性在多变量调整后，呈现弱到中等的相关以及缺乏相关性。需要进行更大量的尸骨标本研究来评估TBS与原位腰椎DXA之间的一致性水平，而且也需要进一步直接测量椎体的微观结构参数以更加确定TBS是主要通过与小梁微结构信息相关且独立于BMD来对骨折风险进行预测。

ISCD专题工作组审查了PubMed上所有的英文文献，使用“Trabecular Bone Score”一词搜索，截止于2014年11月26日，总共有62篇文章由TBS特别小组确定和审议。为了便于查看所提出的主题，根据需要添加了文章，对于专题及其重要的那些尚未发表或正在发表过程中的文章也被审议，专家小组通过修正的RAND-UCLA方法对正式的官方立场进行了表决，在本报告所附带的PDC执行摘要文章中进行了充分的描述。

2 关于TBS的ISCD共识

TBS与绝经妇女的椎体骨折、髋部骨折以及主要骨质疏松骨折风险有关(等级：Good-B-W)。

TBS与大于50岁的男性的髋部骨折风险有关(等级：Fair-B-W)。

TBS与大于50岁的男性的主要骨质疏松骨折风险有关(等级：Fair-C-W)。

2.1 理由

2.1.1绝经妇女

在绝经妇女中，十个白人女性的横断面研究，均显示出骨折人群和非骨折人群的腰椎TBS具有显著差异。此外，腰椎TBS在4个大样本白人女性和1个日本女性的队列研究中均显示具有预测脆性骨折的能力。在绝经后妇女中，即使经过中轴骨DXA BMD和/或FRAX临床危险因素校正，如年龄、体重、BMI、既往骨折史、糖皮质激素使用史、类风湿性关节炎病史(RA)、继发性骨质疏松症和高乙醇摄入量，TBS仍然与骨折风险有关。有研究显示，在绝经妇女中，相比单独使用BMD，联合腰椎TBS和BMD能稍稍提高骨折预测能力。

大样本的纵向研究中，骨折人群的LS TBS比没有发生骨折的受试者更低。经年龄校正或针对其他临床危险因素进行校正后，LS TBS是椎体骨折、髋部骨折以及死亡的预测指标。与单独BMD相比，任何BMD测量(LS，FN或TH)与TBS联合均可显著改善骨折的预测。但也有部分研究显示，与单独使用BMD相比，TBS和LS BMD组合并没有显著改善骨折预测效能。

2.1.2大于50岁的男性

在年龄大于50岁的白人男性群中，低TBS与椎体和全身脆性骨折的增加以及髋部骨折的发生有关。最近，对来自14个前瞻性人群的17 809名男性和女性的Meta分析显示，TBS能够预测男性和女性髋关节和骨质疏松性骨折的风险，与FRAX的骨折概率无关。在临床实际应用中，TBS只能在TBS软件2.1及以上的版本中对男性进行评估，因为旧版本的软件只能优先针对女性。

2.1.3绝经前妇女和<50岁的男性

在这次审查时，没有发现已公开发表的关于绝经前妇女和<50岁的男性的LS TBS与脆性骨折之间的关系的资料。

2.1.4非洲裔美国人受试者的TBS和骨折风险的关系

尽管TBS与骨折风险之间的关联性在白人和较小群体的亚洲个体中被广泛研究，但没有公开的数据研究TBS在预测非洲裔美国人骨折风险的能力。最近，出现了一个210名非洲裔美国女性与140名白人相比的TBS小型研究摘要。42名参与者中由VFA评估鉴定出椎骨骨折(2级和3级)。与白人相比，非洲裔美国人年龄较大，BMI和骨密度T分数较高但TBS较低。在校正了年龄的模型中，种族间的TBS差异被减弱，但是当对BMI、LS BMD校正后或者对年龄、BMI和LS BMD联合校正后，其差异更为显着。值得注意的是，在美国非裔妇女中，TBS无法区分有无脊椎骨折的受试者。这些数据提示TBS对骨折风险预测能力可能存在有种族差异，需要进行更多的研究来评估TBS在非裔美国人中的价值。

2.2 BMI对TBS的影响

如果在腹部测量感兴趣的区域存在过多的软组织，则可能会低估原始TBS值。为了在人体上减弱这种影响干扰，将患者的BMI作为组织厚度的不完全替代物对TBS进行校正。当受试者的BMI超过15 kg/m2且低于37 kg/m2时，TBS可以通过BMI校正后得到优化，因此BMI超出此范围的患者不应评估TBS(制造商对TBS软件2.1及以上版本的建议，数据尚未发表)。

2.3 讨论

对绝经后妇女和老年男性的研究一致表明，低TBS与流行性和意外脆性骨折的增加有关。纵向研究表明，一般而言，TBS每下降1SD使绝经后妇女的椎骨、髋部和全身脆性骨折风险增加20%～50%，老年男性骨质疏松性髋部骨折和主要骨折风险增加30%～40%。在其中一些报告中，TBS与骨折风险之间的联系独立于临床危险因素和中轴DXA BMD。这些发现支持使用TBS评估绝经后妇女的椎体、髋部和主要骨质疏松性骨折风险，并可评估50岁以上男性髋部和主要骨质疏松性骨折的风险。同时，我们不推荐使用TBS来评估绝经前妇女和<50岁的男性的骨折风险！此外，根据生产商建议，TBS不应在BMI低于15 kg / m2或高于37 kg / m2的患者中进行评估。最后，需要更多的研究来检验TBS在预测非洲裔美国人骨折风险方面的价值。

3 TBS应用中的问题

3.1 临床实践中，在开始治疗时使用TBS是否适合？

在临床实践中TBS不应单独用于确定治疗建议(等级：Good-A-W)。

TBS可以与FRAX和BMD结合使用来对绝经后妇女和老年男性的FRAX骨折概率进行校正(等级：Good-B-W)。

没有证据支持使用LS TBS作为单一测量来确定治疗建议。虽然低TBS值与骨折风险增加相关，但是确定脆性骨折高危人群(可从抗骨质疏松治疗中获益)的TBS阈值尚未确定。然而，大样本研究表明，LS TBS可以独立于中轴骨DXA BMD和使用临床危险因素的FRAX来预测骨折风险，而LS TBS可以作为FRAX的辅助手段加强骨折预测。在2014年4月推出了FRAX风险在线评估工具的一个新功能。根据McCloskey等推导出的模型，通过FRAX网站现在可以对FRAX的输出进行TBS校正。在进行包含BMD的骨折概率的计算之后，出现“用TBS校正”的选项。通过在线计算器进行TBS校正后的骨折概率计算，对可以使用FRAX的国家的治疗决策有潜在帮助。

3.2 TBS可以被用于骨质疏松病人的监测吗？

TBS对绝经后骨质疏松症妇女的双磷酸盐治疗监测无效(等级：Good-A-W)。

对于临床中用于监测患者的测量来说，必须要具有良好的精确度以及治疗或临床预期的改变——达到或超过最小显著变化(LSC)的状态。几项研究报告了在相同DXA机器上进行的TBS测量精确度与BMD测量精度的比较。

TBS具有良好的精度，可与DXA BMD相媲美。此外，美国食品和药物管理局已批准使用TBS监测治疗患者。然而，为了在临床实践中有效地监测患者个体，预期的变化幅度必须达到或超过每个DXA设备所计算的LSC。尽管在大量人群中，根据横断面研究，TBS随着年龄的增加而显着下降，在个体患者中，纵向变化很小且小于LSC。此外，TBS在抗吸收治疗(主要是双膦酸盐)中的预期变化很小，通常低于LSC。在一些情况下，TBS的变化可能是显著的：促进骨生成治疗，如特立帕肽治疗及围绝经期的妇女。然而，现有的研究很少，需要进一步的研究。此外，还没有研究表明TBS的改变与骨折风险的改变有关，事实上，绝经后妇女主要用双膦酸盐治疗，TBS的改善没有显示出明显的抗骨折效果。最后，有证据表明，在不同的扫描仪上TBS测量结果是不相同的，这表明需要横向校准来比较不同机器上的结果。由于这些原因，TBS用于监测未经治疗的骨质疏松症的作用尚不清楚，目前还不能推荐应用连续TBS测量来监测双膦酸盐治疗。需要进一步的研究来评估TBS是否可为抗骨吸收或促骨生成药物治疗的受试者提供新的抗骨折有效性的指标。

3.3 TBS用于评估骨折风险时有无特殊条件？

TBS与2型糖尿病绝经后妇女的主要骨质疏松性骨折风险有关(等级：Fair-B-L)。

TBS已经被证明对2型糖尿病患者有很大的价值，这是一种与骨折风险增加有关的疾病，但DXA BMD反而更高。事实上，以前的研究表明，男女性的LS和髋部BMD都较高，但糖尿病患者TBS低于非糖尿病对照者。此外，Leslie等的大型研究表明，TBS与绝经后糖尿病妇女以及无糖尿病者的主要骨质疏松骨折相关。这些数据导致建议使用TBS来评估绝经后2型糖尿病妇女的骨折风险。

TBS也可在与骨折风险增加相关的其他条件下评估。然而，这些研究要么招募了很少的受试者和骨折病例，或者没有研究TBS评估骨折风险的能力。因此，需要进一步的研究来推荐在与骨脆性增加有关的多种病症中使用TBS评估。最后，虽然有研究提示骨性关节炎(OA)不影响LS TBS，但没有数据显示TBS可用于评估OA患者的骨折风险，因此需要进一步的研究。

4 总结

总而言之，TBS是一个从LS DXA图像导出的灰阶纹理指数，由专用的软件从与LS BMD测量相同的感兴趣区域中的测量。大样本的绝经后妇女和老年男性的研究一致表明，低TBS与流行性和意外脆性骨折的增加有关。TBS预测骨折风险的能力部分独立于中轴骨DXA BMD、临床风险因素和FRAX评估的骨折概率。基于这些发现，TBS可用于评估临床中的骨折风险，并可与FRAX和BMD相结合使用来校正FRAX骨折概率，指导治疗决策。另一方面，不应该单独使用TBS来确定治疗建议，而且不能用于在绝经后骨质疏松症女性中监测双膦酸盐治疗。需要进一步的研究来评估TBS变化与非双膦酸盐的抗骨质疏松药物治疗的个体骨折风险降低之间的联系。最后，TBS与各种骨脆性相关疾病的骨折风险相关联，可用于评估绝经后糖尿病妇女骨质疏松性骨折的风险。