腰椎CT值对骨质疏松症诊断价值的meta分析

陈 洁，陈 树，尹玉峰，常 新，武 剑

(苏州大学附属第一医院 风湿免疫科，江苏 苏州 215000)

骨质疏松症是由于各种原因导致骨的密度和质量下降，造成骨微结构破坏和脆性增加，从而导致骨折容易发生的一种全身性骨病。随着老龄化人口的增加，骨质疏松和骨质疏松性骨折逐渐成为全球关注的健康问题之一，据统计，中国50岁及以上男女骨质疏松症年龄标准化患病率分别为6.46%和29.13%[1]。双能X线吸收测定法(dual X-ray absorptiometry，DXA)是骨密度(bone mineral density，BMD)测定的常用方法之一，是世界卫生组织(WHO) 诊断骨质疏松的金标准[2]，但当出现压缩性骨折、脊柱退行性变、骨赘形成等可能影响真实骨密度的情况时该种方法可能造成骨质疏松检出率下降[3]。Pickhardt等[4]报道通过读取椎体的CT值可以快速鉴别骨质疏松症或正常骨密度患者，可以避免皮质骨和异常区域的影响。目前，关于DXA和腰椎CT值对骨质疏松症诊断的研究较多，但不同研究之间所得出的结论差别较大。本研究通过收集同时使用DXA和腰椎CT值两种方法诊断骨质疏松症的研究数据，并进行meta分析，旨在阐明腰椎CT值作为骨质疏松症诊断方法的价值。

1 资料与方法

1.1文献检索 通过计算机检索包括PubMed、Cochrane Library、Web of Science、中国知网、万方及维普等中外数据库中关于腰椎CT值诊断骨质疏松患者的相关研究并提取基本资料和四格表数据(检索时限从建库至2021年12月)，采取主题词和自由词结合的策略进行文献检索, 中文检索词： (“CT值”或者“机会性CT”或者“CT衰减值”)并且(“双能X线吸收法”或者“双能X线骨密度检测”或者“DEXA”或者“DXA”)并且“骨质疏松”;英文检索词：(“Opportunistic CT” OR “CT attenuation” OR “Hounsfield Unit” OR “computed tomography” OR “Opportunistic Screening”) AND (“Dual-Energy X-Ray Absorptiometry” OR “DEXA” OR “DXA”) AND “osteoporosis”。

1.2文献纳入及排除标准 纳入标准：①同时使用DXA和腰椎CT值对骨质疏松症进行诊断，即所纳入的文献中同时包含双能X线结果和腰椎CT值结果，采用WHO推荐的T值评分法作为骨质疏松症诊断的金标准；②纳入的文献临床资料完整，能从文献提取完整的诊断四格表结果。排除标准：①动物实验、病例报道、综述、荟萃分析等二次研究；②无原始数据或无法通过计算获得真阳性值(TP)、假阳性值(FP)、真阴性值(TN)、假阴性值(FN)；③原始文献临床研究设计不合理(如对照组设计不合理，样本资料交代不全，病例组为腰椎退行性变、强直性脊柱炎的人群[5-6]等)。

1.3研究质量的评价 由两位研究者独立筛选文献，通过阅读标题和摘要对检索到的文献进行初步筛选，初筛符合纳入标准的文献进行阅读全文，若出现对所纳入的文献意见不一的情况，进行讨论无结果时请第3位研究者进行判断。对筛选所得文献采用Revman 5.4软件提供的诊断试验质量评价工具QUADAS-2量表进行偏倚风险评价[7]。该标准包含有4个域的评价:病例选择、待评价试验、金标准、病例流程和进展情况, 从偏倚风险和适用性两个方面进行。一共有11个条目, 根据每个部分纳入的相关标志性问题回答是、否或不确定, 当所有回答均为“是”则判定为低风险, 有1个回答为“否”则判定为高风险, 有1个回答为“不确定”时则风险评估为不清楚;所有部分均评估偏倚风险, 临床适用性评价仅针对病例选择、待评价试验、金标准进行[8]。

1.4数据提取 一般信息包括文章题目、研究作者、国家、发表年份、研究类型、样本量、研究对象平均年龄、CT值的诊断阈值等信息；诊断参数信息包括TP、FP、TN、FN。

1.5统计学方法 根据所测量的椎体不同，一共分为6个组，使用Meta-disc 1.4软件对各研究的敏感度(sensitivity，SEN)及特异度(specificity，SPE)进行合并、计算阳性似然比(positive likelihood ratio，PLR)、阴性似然比(negative likelihood ratio，NLR)、诊断比值比(DOR)及其95%可信区间(confidence interval，CI)，并进行综合受试者工作特征(SROC)曲线分析，估计SROC曲线下面积(area under curve，AUC)。阈值效应和非阈值效应造成诊断性试验的异质性，通过计算敏感度对数与(1-特异度)对数的Spearman相关系数检验其阈值效应所造成的异质性，非阈值效应则通过计算诊断比值比的Cochran-Q值检验。若P>0.05则无统计学异质性，选用固定效应模式，反之则选用随机效应模型。通过meta回归分析寻找异质性来源。

2 结 果

2.1检索结果及纳入文献基本情况 按照先前确定的检索策略，初步检索到了2 772篇相关文献，通过文献管理软件剔除471篇重复文献，再通过阅读论文题目和摘要排除了2 214篇不相关文献，最后阅读全文筛选不符合纳入标准及无法提取完整四格表的文献，最终纳入了13篇文献[4, 9-20]，包括11篇英文文献，2篇中文文献，见图1，表1。

图1 文献筛选流程及结果

表1 纳入文献的一般特征及四格表

2.2文献质量评价 纳入的13篇文献均为回顾性研究，研究设计类型为病例对照设计，因此在病例选择的偏倚风险方面评价为高风险。13篇文献均以双能X线检查结果为诊断骨质疏松患者的金标准，纳入文献的研究人群为非脊柱退行性变等影响骨密度的人群，因此该金标准能准确分辨目标疾病状态，在金标准方面均为为低风险。各研究明确描述待评价检测技术的操作方法及CT值读取的区域，除1项研究[9]中两种检查时间间隔不明外，其余研究中两种检查时间均不超过6个月，有 8 篇文献[4, 10-16]表明未强调是否预先确定了阈值。有13篇文献在病例流程偏倚方面被判定为低风险，见图2。

图2 应用QUADAS-2评分对纳入文献进行质量评估的情况

2.3Meta分析结果 依据测量腰椎椎体不同分成6个组，分别汇总不同腰椎的CT值诊断骨质疏松的准确性，见表2。

表2 不同腰椎的CT值诊断骨质疏松meta分析结果

2.3.1L1椎体的CT值诊断骨质疏松的准确性 本组纳入10篇文献，共纳入3 907组数据，Spearman相关系数为-0.127(P=0.726>0.05)，提示各项研究中不存在阈值效应，计算诊断比值比的Cochran-Q值(Cochran-Q=50.57，P<0.05)，提示纳入的研究存在非阈值效应引起的异质性。按照以下因素进行meta回归分析, 寻找异质性的可能来源:纳入研究的地区(分为亚洲组和欧美组)、样本量(分为样本量<200、样本量200～1 000及样本量>1 000)、纳入研究患者的平均年龄(分为平均年龄>60岁、平均年龄≤60岁及未知组)，结果发现平均年龄可能是异质性来源。L1的CT值对骨质疏松症诊断的合并敏感度为0.75(95%CI：0.72-0.77)，合并特异度为0.72(95%CI：0.70-0.73)，拟合SROC曲线下面积为0.8126，见图3～6。根据不同年龄进行亚组分析，见表3。

表3 L1的CT值诊断骨质疏松的亚组分析结果

2.3.2L2椎体的CT值诊断骨质疏松的准确性 本组纳入3篇文献，共纳入2 435组数据，Spearman相关系数为0.500(P=0.667>0.05)，提示不存在阈值效应，计算诊断比值比的Cochran-Q值(Cochran-Q=1.43，P=0.4903>0.05)，提示纳入的研究间不存在由于非阈值效应引起的研究间的异质性。汇总敏感度为0.73(95%CI：0.70-0.77)，汇总特异度为0.75(95%CI：0.73-0.77)，拟合SROC曲线下面积为0.8010。

2.3.3L3椎体的CT值诊断骨质疏松的准确性 本组纳入3篇文献，共纳入2 449组数据，Spearman相关系数为-0.500,P=0.667>0.05)，提示不存在阈值效应，诊断比值比的Cochran-Q值(Cochran-Q=2.59，P=0.2742>0.05)，提示纳入的研究间不存在非阈值效应引起的异质性。合并敏感度以及特异度等指标，其汇总敏感度为0.78(95%CI：0.75-0.81)，汇总特异度为0.72(95%CI：0.70-0.74)，拟合SROC曲线下面积为0.7935。

图3 L1的CT值对骨质疏松症DOR的森林图

图4 L1的CT值对骨质疏松症诊断合并敏感度的森林图

图5 L1的CT值对骨质疏松症诊断合并特异度的森林图

图6 L1的CT值诊断骨质疏松症的SROC曲线

2.3.4L4椎体的CT值诊断骨质疏松的准确性 本组纳入2篇文献，共纳入2 313组数据，计算诊断比值比的Cochran-Q值(Cochran-Q=0.01，P=0.9043>0.05)，提示纳入的研究间不存在由于非阈值效应引起的异质性。合并敏感度以及特异度等指标，其汇总敏感度为0.76(95%CI：0.73-0.79)，汇总特异度为0.73(95%CI：0.70-0.75)。

2.3.5L5椎体及L1-L4椎体平均CT值诊断骨质疏松的准确性 由于测量L5椎体CT值及L1-L4椎体平均CT值的数据仅有一组，因此并未对这两组数据进行效应量的合并。

3 讨 论

骨质疏松症患病率随着年龄增长而增高，骨折是其严重后果之一，因此尽早诊断和防治骨质疏松症，在高危人群中进行疾病筛查具有重要意义。双能 X 线骨密度检测是目前应用最为广泛的骨密度检测技术，但有研究表明，骨赘形成、韧带钙化等影响骨密度值的测量，可能造成骨质疏松症的漏诊[21]。在本文中，我们评估了腰椎CT值作为骨质疏松症诊断的准确性。CT值是CT图像中各组织与X线衰减系数相当的对应值，是测定人体某一局部组织或器官密度大小的一种计量单位，通常称亨氏单位(hounsfield unit，HU)。使用椎体CT值对骨质疏松进行筛查具有以下优点：①由于是根据其他适应证所获取的CT扫描，因此避免了额外的辐射暴露、费用及时间[22]；②医生可以自主选择感兴趣的区域读取CT值，所选取的区域包括尽可能多的小梁骨，避免皮质骨和异常区域的影响，如后静脉丛、骨岛及伪影等区域，在CT图像上还可以发现骨折等异常；③读取CT值方法简单，经过简单的培训后非放射科医生也可以获取。但CT值诊断骨质疏松症在人群中尚未建立起统一的标准，不同人种、年龄、性别、甚至不同椎体之间的CT值都存在一定的差异。

本研究通过汇总13篇文献，得到了椎体CT值对于骨质疏松症诊断的合并诊断敏感度及特异度。结果表明，L1的CT值对于鉴别骨质疏松症诊断准确性较好, 其合并敏感度及特异度分别为0.75(95%CI：0.72-0.77), 0.72(95%CI：0.70-0.73), SROC曲线下面积为0.8126，提示其诊断效能尚可。似然比是将敏感度和特异度结合起来的指标，是一个相对稳定的综合指标。本研究合并PLR为2.54(95%CI：2.00-3.23)，合并NLR为0.36(95%CI：0.27-0.48)，结合SROC曲线和似然比结果，尚不能认为其具有较高的准确性。异质性是meta分析研究中的一个关键问题。计算得到的Spearman相关系数表明本文中不存在阈值效应引起异质性。使用Meta-Disc进行meta回归后提示异质性来源与平均年龄有关。其余腰椎的合并效应量见结果部分。

本研究也存在局限性：①纳入的研究间异质性较大，存在非阈值效应引起的异质性。②纳入的研究使用不同的扫描系统、造影方案和管电压，所获取的CT衰减值可能因此存在影响。③纳入研究的数量少，未进行亚组分析等探索异质性的来源；部分纳入研究的分组由于数据较少，无法绘制SROC曲线及合并效应量，数据的说服力有限, 有待更多的大样本的研究予以验证。

总之，腰椎CT值在骨质疏松症的筛查方面具有一定意义，而其确诊能力欠佳, 故对于骨质疏松的高危人群可使用CT值进行筛查，确诊还需结合其他检查结果综合分析。