髖部定量CT(QCT)骨質(zhì)疏松防治管理臨床應(yīng)用：2015 ISCD共識(shí)—部分Ⅰ摘錄

毛一凡 王玲 史曉林 程曉光*

1. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)，浙江 杭州 310053 2. 北京積水潭醫(yī)院放射科，北京 100035 3. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨科，浙江 杭州 310005

定量CT(QCT)工作組報(bào)告揭示了QCT的臨床應(yīng)用進(jìn)展并為國(guó)際臨床骨密度測(cè)量學(xué)會(huì)(ISCD)共識(shí)的更新提供依據(jù)。既往報(bào)告總結(jié)了QCT關(guān)于成人骨密度(BMD)和形態(tài)學(xué)參數(shù)在骨折預(yù)測(cè)、骨質(zhì)疏松診斷、治療方案制定及年齡和療效監(jiān)控方面的應(yīng)用，以及QCT在兒童的臨床應(yīng)用。本共識(shí)著眼于成年人群，并分為三部分：髖部QCT臨床應(yīng)用(部分Ⅰ)，基于QCT的有限元分析在骨強(qiáng)度計(jì)算中的臨床價(jià)值(部分Ⅱ)，基于體素化或張量的形態(tài)學(xué)或統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖等先進(jìn)技術(shù)的臨床價(jià)值(部分Ⅲ)。部分Ⅲ同時(shí)也總結(jié)了如何通過(guò)非骨質(zhì)疏松診斷CT掃描數(shù)據(jù)來(lái)獲得可靠的骨密度(例如無(wú)校準(zhǔn)體模的常規(guī)CT掃描應(yīng)用于QCT測(cè)量)。

髖部QCT已成為公認(rèn)的骨密度測(cè)量方法。大量論著提供的證據(jù)支持此技術(shù)在骨折預(yù)測(cè)和隨訪監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵作用。既往共識(shí)中的CT技術(shù)和QCT成像總結(jié)仍在不斷更新。

QCT工作組報(bào)告旨在廣泛回顧分析文獻(xiàn)，并基于已有文獻(xiàn)證據(jù)提出ISCD共識(shí)，具體包括：髖部QCT臨床應(yīng)用(部分Ⅰ)，基于QCT的有限元分析(部分Ⅱ)，統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖(部分Ⅲ)，以及無(wú)校準(zhǔn)體模CT掃描數(shù)據(jù)用于骨密度測(cè)量(部分Ⅲ)。盡管一系列關(guān)于前臂高分辨外周QCT的文章發(fā)表，但前臂部位并未包括在此次共識(shí)研討會(huì)議中。

1 腰椎和髖部QCT標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)展

從2007年關(guān)于QCT成年人應(yīng)用指南研討會(huì)議后，QCT的使用大量增加。大量的髖部及腰椎QCT研究的發(fā)表為QCT的臨床應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

首先，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的商業(yè)化軟件QCT Pro(Mindways公司，奧斯丁，德克薩斯州，美國(guó))在腰椎和髖部(CT X線吸收法，CTXA)測(cè)量被臨床機(jī)構(gòu)廣泛使用。全世界大約2000～2 500臺(tái)裝機(jī)量。CTXA是一種模擬雙能X線(DXA)方法，即從三維圖像中生成平面投影數(shù)據(jù)進(jìn)而計(jì)算面積骨密度(aBMD)。

其次，目前幾乎所有臨床試驗(yàn)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行骨質(zhì)疏松性骨折預(yù)防藥物療效評(píng)估中都納入QCT用于亞組病人的評(píng)價(jià)。非商業(yè)化軟件相對(duì)于QCT Pro提供更為先進(jìn)的分析功能，如醫(yī)學(xué)影像分析模組(埃爾朗根大學(xué))，以及UCSF，謝菲爾德大學(xué)和劍橋大學(xué)分別開(kāi)發(fā)的軟件。盡管QCT Pro包含的骨結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)也應(yīng)用于藥效評(píng)估，但這些非商業(yè)化軟件占據(jù)了藥效評(píng)估研究的主導(dǎo)地位。另外，某些研究報(bào)道了運(yùn)用ON診斷公司(伯克利，加州)研發(fā)的有限元分析軟件(VirtuOst)測(cè)量椎體和全髖整體骨密度。

再次，除了QCT測(cè)量椎體松質(zhì)骨骨密度，髖部骨皮質(zhì)目前成為研究熱點(diǎn)并且應(yīng)用于越來(lái)越多的臨床試驗(yàn)。一系列在體QCT研究揭示了其在預(yù)測(cè)骨質(zhì)疏松性骨折及辨別風(fēng)險(xiǎn)因素、年齡和治療相關(guān)變化方面的評(píng)估作用。有些研究還用髖部QCT進(jìn)行繼發(fā)骨折的研究。其中某些研究只專(zhuān)注于股骨頸區(qū)域。表1-3總結(jié)了髖部3D QCT在體研究(表1-3請(qǐng)?jiān)旈喸?。表中所列結(jié)果主要涉及ISCD指南相關(guān)結(jié)論，而非索引文獻(xiàn)的主要結(jié)論。髖部QCT應(yīng)用的證據(jù)已反應(yīng)在新的髖部QCT ISCD指南中。

2007年ISCD關(guān)于腰椎的指南被大量發(fā)表的研究進(jìn)一步證實(shí)。多個(gè)藥物及臨床研究的結(jié)果顯示腰椎QCT能夠監(jiān)測(cè)骨密度隨年齡、疾病及治療發(fā)生的變化。另外，最近一項(xiàng)隨訪研究AGES-Reykjavik隊(duì)列研究揭示，T12～L4中2個(gè)椎體(通常指L1和L2)的橢圓形體積感興趣區(qū)的松質(zhì)骨密度能夠預(yù)測(cè)60歲以上男女的椎體骨折發(fā)生。

2 髖部類(lèi)DXA平面投影測(cè)量

3D QCT數(shù)據(jù)可被投影為類(lèi)DXA 的平面圖像。在該圖像中，aBMD、骨礦物含量(BMC)及面積可被測(cè)得，并且等同DXA的T值。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了Mindways公司的QCT Pro技術(shù)中CTXA模塊的應(yīng)用，同樣批準(zhǔn)的還有ON診斷公司VirtuOst軟件。UCSF的Lang教授研發(fā)的髖部QCT軟件也能夠生成平面投影圖像。CTXA的DXA等效T值和股骨頸面積骨密度最近被納入至WHO骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具(FRAX)中，F(xiàn)RAX可計(jì)算10年骨折概率。

在CTXA分析中，CT數(shù)據(jù)的平面投影在股骨分割前完成，而VirtuOst和UCSF軟件則相反。對(duì)于QCT Pro而言，其從2D類(lèi)DXA投影分割出圖像再轉(zhuǎn)換為3D數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算真實(shí)的3D QCT參數(shù)。因而，QCT Pro分析常受髖臼和股骨頸過(guò)度覆蓋影響。這也是為什么QCT Pro髖部模塊建議掃描時(shí)像DXA一樣腳尖內(nèi)旋。而另外兩家軟件則是在生成平面投影圖像前，已在3D CT數(shù)據(jù)上將髖臼從股骨頭和頸分割出來(lái)，從而能夠更全面的測(cè)量。

盡管通過(guò)QCT掃描可獲得DXA等效面積骨密度和T值，可作為無(wú)DXA設(shè)備時(shí)骨密度測(cè)量的替代選擇，但因QCT掃描劑量較高，不建議僅為平面投影分析而做QCT檢查。當(dāng)然，如因其他臨床檢查目的而行CT掃描的數(shù)據(jù)可做QCT分析的話，則額外的DXA檢查就無(wú)必要了?？偠灾琎CT除了可提供真實(shí)的3D數(shù)據(jù)外，也可利用3D數(shù)據(jù)生成2D平面投影圖，提供等效DXA的分析功能。然而，需指出的是，3D數(shù)據(jù)分割和2D平面投影數(shù)據(jù)分割應(yīng)分開(kāi)獨(dú)立進(jìn)行。

3 ISCD共識(shí)

3.1 關(guān)于DXA和QCT及基于QCT的技術(shù)比較的使用共識(shí)

ISCD共識(shí)：當(dāng)DXA和QCT均可使用且提供可比的信息時(shí)，DXA因其輻射劑量較低而被推薦。

依據(jù)：根據(jù)ALARA(低劑量影像采集；美國(guó)聯(lián)邦管理碼(10 CFR 20.1003)),DXA因其更低輻射劑量而優(yōu)于QCT，但需除外QCT或基于QCT的技術(shù)能夠提供比DXA更高維的信息。

討論：關(guān)于QCT臨床掃描的輻射暴露水平已在既往指南文章中給出。隨后，國(guó)際輻射保護(hù)委員會(huì)更新了電離輻射組織敏感性的組織權(quán)重因子。相對(duì)于之前發(fā)表的值，髖部掃描協(xié)議有效劑量降低約30%，而腰椎劑量未見(jiàn)降低。然而，無(wú)論腰椎或髖部QCT，其輻射暴露均比DXA高約50～100倍。

診斷掃描所用電離輻射劑量是與輻射誘發(fā)癌癥風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，即某個(gè)患者在檢查后幾十年可能發(fā)生癌癥。因此，老年人診斷掃描的收益風(fēng)險(xiǎn)比遠(yuǎn)高于兒童和年輕人。目前有措施在進(jìn)一步降低檢查的輻射水平，如在所有新的CT掃描機(jī)內(nèi)置自動(dòng)曝光控制技術(shù)。

3.2 股骨近段QCT掃描范圍共識(shí)

ISCD共識(shí)：股骨近段QCT掃描范圍應(yīng)從股骨頭至股骨干。

依據(jù)：多數(shù)在體髖部骨密度QCT研究中，股骨近段整體、皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨骨密度(和其他測(cè)量參數(shù))被納入分析，同時(shí)類(lèi)似DXA，股骨頸、粗隆和粗隆間感興趣區(qū)也被納入分析。所有離體實(shí)驗(yàn)均提供使用QCT評(píng)估股骨強(qiáng)度的證據(jù)，該類(lèi)型實(shí)驗(yàn)要求掃描范圍包括全髖至股骨干，特別是小粗隆下幾厘米處。髖部FEA和SPM分析要求完整的全髖CT掃描。此外，對(duì)于預(yù)測(cè)或識(shí)別粗隆骨折，粗隆區(qū)測(cè)量相對(duì)于股骨頸區(qū)域擁有更高的優(yōu)勢(shì)比或相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

即使僅包含股骨頸的CT掃描，也會(huì)包括粗隆區(qū)和粗隆間的重要部分，這是因股骨頸相對(duì)于掃描平面的位置所造成的。因此，即使考慮到輻射劑量，如果掃描范圍只局限于股骨頸，獲益仍較小。全髖掃描的分界標(biāo)相對(duì)于僅股骨頸掃描更容易識(shí)別。

討論：本指南目的不是論證全髖測(cè)量參數(shù)比股骨頸參數(shù)更重要。本指南僅指出，對(duì)于CT掃描范圍，應(yīng)包括全髖范圍。與DXA類(lèi)似，其掃描范圍也包括全髖。而具體分析哪些感興趣區(qū)則取決于實(shí)際的臨床或科學(xué)問(wèn)題。然而，股骨頸3D QCT骨密度(vBMD)測(cè)量的精度誤差約是全髖vBMD的2倍。

3.3 髖部QCT能用于骨折風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估嗎？

ISCD共識(shí)：對(duì)于絕經(jīng)后婦女和老年男性，QCT測(cè)量的股骨近段總的松質(zhì)骨骨密度預(yù)測(cè)髖部骨折效能與DXA測(cè)得全髖骨密度相同。

依據(jù)：通過(guò)一系列橫斷面研究可計(jì)算年齡校正后標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)梯度，這些研究中髖部DXA和QCT數(shù)據(jù)均來(lái)自同樣的人群。3項(xiàng)研究結(jié)果顯示，3D QCT測(cè)量的全髖松質(zhì)骨密度的標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)險(xiǎn)梯度類(lèi)似于DXA全髖面積骨密度。

討論：詳見(jiàn)原文。

3.4 髖部QCT能否診斷骨質(zhì)疏松？

ISCD共識(shí)：根據(jù)WHO診斷標(biāo)準(zhǔn)，QCT二維平面數(shù)據(jù)得出股骨頸和全髖T值與相應(yīng)DXA感興趣區(qū)的T值擁有等效的診斷效能。

依據(jù)：CTXA和VirtuOst使用NHANESⅢ參考數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算T值，等同于DXA T值。而髖部QCT的其他測(cè)量參數(shù)，例如骨密度，則不能用作診斷骨質(zhì)疏松，因其不符合WHO關(guān)于DXA診斷標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格定義。因此，除了DXA外，其他技術(shù)無(wú)等效診斷標(biāo)準(zhǔn)并不意味著這些技術(shù)本身存在問(wèn)題，而是因WHO診斷標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)在局限性導(dǎo)致的。這種局限性有其歷史因素，在WHO診斷標(biāo)準(zhǔn)建立時(shí)，僅有DXA的流行病數(shù)據(jù)。

DXA目前仍是推薦方法，因CTXA和VirtuOst 的面積骨密度和T值仍無(wú)精密度結(jié)果報(bào)道，另外QCT的放射劑量更高。

討論：高齡絕經(jīng)后婦女人群研究結(jié)果顯示，CTXA測(cè)量的全髖和股骨頸面積骨密度于DXA測(cè)量結(jié)果高度相關(guān)(r2>0.9)。在CASH研究中，中國(guó)男性(63.8±5.6歲)和女性(62.0±6.8歲)人群的全髖(r2=0.88)和股骨頸(r2=0.81)兩種方法測(cè)量值相關(guān)度較低。Khoo等發(fā)表了利用他們老年女性人群(82.8±2.5歲)數(shù)據(jù)得出的校準(zhǔn)公式來(lái)轉(zhuǎn)換CTXA面積骨密度為DXA面積骨密度。之后經(jīng)過(guò)NHANES Ⅲ數(shù)據(jù)庫(kù)中的年輕人數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，CTXAT值計(jì)算被進(jìn)一步改進(jìn)。CTXA 和DXA的T值仍存在差異，但其相關(guān)性很高(全髖r2=0.88；股骨頸r2=0.84)。并且CTXA等效T值是用另外公式計(jì)算的。最近一項(xiàng)研究揭示，CTXA 和DXA股骨頸T值校準(zhǔn)后基本相同。

3.5 髖部QCT能否監(jiān)測(cè)藥物治療及年齡相關(guān)骨密度變化？

ISCD共識(shí)：QCT測(cè)得的股骨近段的整體和松質(zhì)骨骨密度可被用于監(jiān)測(cè)年齡及治療引起的骨密度改變。

依據(jù)：髖部3D QCT已被成功地用于評(píng)估男性和女性體積骨密度年齡相關(guān)變化。而關(guān)于藥物治療評(píng)估，髖部3D QCT在隨訪研究中被大量用于監(jiān)測(cè)體積骨密度變化，這些研究包括的藥物有阿侖膦酸鈉、伊班膦酸鹽、雷洛昔芬、特立帕肽、甲狀旁腺素、狄諾賽麥等新藥。多數(shù)研究中，納入研究人群為絕經(jīng)后婦女。腰椎和髖部DXA評(píng)估也被用于其中幾個(gè)研究。對(duì)于男性，目前尚無(wú)髖部QCT用于抗骨質(zhì)疏松治療研究評(píng)估的報(bào)道。

4 總結(jié)

ISCD共識(shí)在此闡述了髖部QCT的應(yīng)用，補(bǔ)充了2007年發(fā)布的僅關(guān)于腰椎和橈骨脛骨遠(yuǎn)端外周QCT的ISCD共識(shí)。ISCD共識(shí)發(fā)表是建立在廣泛回顧文獻(xiàn)證據(jù)基礎(chǔ)上。近年來(lái)QCT正處于快速發(fā)展時(shí)期，因此推薦再次回顧QCT循證證據(jù)，可預(yù)期的是，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著新的研究數(shù)據(jù)出現(xiàn)，ISCD共識(shí)將再次更新。