腰椎椎体CT值与腰椎DEXA数值的相关性研究

高海，黄炎

(中国科学技术大学附属第一医院脊柱外科，安徽合肥 230001)

骨质疏松症(Osteoporosis,OP)是中老年最常见的骨骼疾病[1]，患者易发生进行性脊柱畸形和潜在的神经损害，是脊柱手术前必须考虑的重要问题[2]。根据WHO标椎，DEXA是诊断OP的金标准，T值≤-2.5即可诊断为OP。然而，DEXA的腰椎测量感兴趣区包括椎体及其附件，易受腹主动脉钙化和腰椎退行性改变的影响，其测量结果的准确性不可避免地受到影响[3]。为了更准确地获得椎体的骨密度，许多学者使用椎体CT值表示骨密度[4-6]。此研究的目的在于探讨CT值评估骨密度的应用价值，以及CT值是否可作为DEXA的补充应用。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2017年12月1日～2019年12月31日在本院行腰椎DEXA和腰椎CT平扫+三维重建检查的332例患者，入选时已排除：有腰椎手术史、腰椎退行性改变严重、脊柱侧弯及后凸畸形严重、椎体内肿瘤性疾病、患有影响骨代谢的疾病，或近期服用过影响骨代谢药物的患者。其中男100例，女232例；年龄17～87岁，平均(67.9±10.0)岁。

1.2 DEXA检查方法

专人使用GE骨密度仪(GE,Lunar iDXA)，按操作规程行腰椎BMD检测，测量数据包括L3及L1-4椎体的BMD值(mg/cm2)及T值(图1)。iDXA扫描仪变异系数(cy)在0.2%～0.3%。

图1 DEXA测量骨密度

1.3 三维CT检查方法

使用GE 256排CT进行扫描(GE,Revolution 256)，扫描时管电压为120 kV，管电流范围为10～400 mA，使用自动毫安调制技术，球管转速设置为0.5 r/s，扫描螺距设置为1.375:1，原始扫描层厚设置为5 mm；将所有原始数据进行0.625 mm层厚重建，并导入PACS系统，在GE后处理工作站使用AW Volume系统进行后处理。

1.4 测量方法

利用GE后处理系统Volume Viewer在L3椎体的轴位、冠状位及矢状位CT图像中选取椭圆形感兴趣区域(region of interest,ROI)[4](图2)，ROI与椎体边缘的垂直距离不得大于0.5 cm，感兴趣区不包含椎体骨皮质，测得L3椎体3个扫描方位的松质骨CT值并计算平均CT值，CT值单位用HU(housfield unit)表示。测量过程由具有5年以上工作经验的CT室医师和脊柱外科医师同时进行，2位测量者对研究对象的骨密度值均不知情。

1.5 统计学处理

2 结果

经Pearson相关性分析，患者L3椎体松质骨CT值与各指标的相关性如下：(1)与年龄呈显著负相关性(P<0.01,R2=0.149)，见图1。(2)与L3BMD值呈显著正相关性(P<0.01，R2=0.452；男性：P<0.01，R2=0.405；女性：P<0.01，R2=0.361)；与L3T值呈显著正相关性(P<0.01，R2=0.45；男性：P<0.01，R2=0.401；女性：P<0.01，R2=0.361)。(3)与L1-4BMD值呈显著正相关性(P<0.01，R2=0.416；男性：P<0.01，R2=0.33；女性：P<0.01，R2=0.337)；与L1-4T值呈显著正相关性(P<0.01，R2=0.434；男性：P<0.01，R2=0.373；女性：P<0.01，R2=0.345)。具体统计数据见表1和图2-4所示。

表1 332例患者的统计数据

图2 L3椎体的CT处理图像(A:椎体横断面选取的ROI；B:椎体矢状位选取的ROI；C:椎体冠状位选取的ROI)

图3 L3 CT值与年龄相关散点图

图4 4个散点图表示L3 CT值与椎体BMD值、T值的相关性

3 讨论

随着人口老龄化的不断加剧，OP已成为社会主要的公共健康问题。然而，有学者[7-9]报道：只有4%～6%的患者被诊断出OP并进行正规治疗。如何才能既方便快捷又准确地评估患者的骨矿密度和骨质量，成为困扰临床医生的主要问题。腰椎椎体几乎是由松质骨组成，且正常松质骨的代谢转化速率是皮质骨的8倍，可见松质骨能更早地反映组织学状态变化，对OP的诊断更敏感。同时，腰椎也是OP发生时骨质丢失较早和最常受累的部位，所以也成为评估BMD的常用部位。

双能X线法测量腰椎BMD是诊断OP的金标准[10]，具有操作简单、辐射剂量少、价格低廉并可以显示早期骨质丢失情况等优点，然而极易受腹主动脉钙化和腰椎退行性改变的影响[4]。近年来，QCT开始应用于临床评估骨质情况，可分别测量松质骨和皮质骨的密度，避免因腹主动脉钙化及腰椎退变性疾病所引起的DEXA测量值被高估的情况[11]。但QCT需要特殊的体膜，检测费用较高，使其应用受到限制。近几年，腰椎椎体CT值被广泛用于评估骨质疏松的程度，且松质骨的CT值容易测得，在腹部或腰椎CT三维重建图像中可轻易测得椎体松质骨的CT值。与DXA不同的是，椎体松质骨CT值反映了骨矿物质、脂肪、血液等在内的组织密度。Alacreu等[12]将椎体CT值根据人的肌肉和脂肪组织标准化，发现标准化和非标准化的椎体CT值高度相关(R2=0.833,P<0.01)，各标准化和非标准化的椎体CT值无显著差异，并且在诊断OP的表现方面也无显著差异。DXA与椎体CT值均反映了骨矿物质情况。随着年龄的增长、松质骨的代谢转化，DXA数值和松质骨的CT值均降低且具有显著相关性，既往的研究结果也证实了这一点[4,6-9]。本研究详细分析了L3椎体松质骨CT值与年龄、与L3BMD值及T值、与L1-4BMD及T值的关系，结果证实：腰椎椎体松质骨CT值与BMD存在显著线性相关关系，且CT值与年龄成负相关线性关系。通过本研究，笔者认为CT值可以更早地反映骨密度变化，对OP的诊断具有一定价值。

本研究纳入的样本量较小，故未能对年龄、性别和BMD值进行分组比较。此外，不同节段的CT值是否与BMD存在不同的相关性，以及不同节段腰椎CT值的变化，均有待进一步研究。