成都华西华科研究所研究QCT腰椎是骨质疏松最早受累和最常见的部位 椎体的主体几乎都是由松质骨组成,其代谢转换率是皮质骨的 8倍 ,骨量变化可早期出现,因此临床上多测量腰椎 BMD来判定是否存在骨质疏松。目前临床上应用较为广泛的测量 BMD的方法主要是 DEXA及 SEQCT,而两者均存在一定 的缺 陷 。DEXA所测得的骨矿物质密度为扫描区内所有骨的总和,是二维投影,x线所经过的范围内所有结构都包括在 内,因此容易造成误差。
成都华西华科研究所研究QCT所测的是真正意义上的体积 BMD(g/cm ),完全排除了骨大小的影响,还可以区分松质骨和皮质骨的 BMD,并且可以更加准确地进行几何形态学参数的测量。松质骨的主要组成成分为骨矿物质 、胶原、水、脂肪和红骨髓 ,SEQCT方法不能分离出松质骨中其他成分(主要是脂肪)对测量结果的影响 ,即SEQCT将松质骨中脂肪、胶原等同于水,而忽略了这两种成分对 BMD的影响。理论上骨内脂肪、胶原基质及骨周围的软组织导致 SEQCT测量 BMD的误差可通过 DEQCT扫描的方法补偿。双能方法早在九十年代就被提出,但由于 CT设备的限制,单源 CT进行双能扫描时需行 2次扫描,因此受到图像配准的影响 ,而且操作较为繁琐 ,同时也没有开发出相应的软件 ,所以一直未能受到重视。2005年,西门子公司开发出新的双源 CT,这种 CT采用两种能量同时扫描的方式为 BMD的测量开辟了新的方向 。
本次实验 DEQCT法测量与 SEQCT所测 BMD值均与年龄具有明显的相关性 ,即在 21~30岁时为 BMD的峰值年龄 ,随着年龄的增长 BMD值逐渐下降。但是,两种测量方法在每一年龄段所测的 BMD值却存在一定的差异,DEQCT法所测值均高于 SEQCT法。理论上 ,双能方法的测量结果更接近人体椎体 BMD的真实值。临床上常用的 SEQCT的基本原理是 :
利用 CT扫描层面内的每个小单元(即体素)可获得系列的 x线吸收系数 ,经数学运算 ,可得到每一体素的 x线吸收值 ,从而构成一个数字矩阵,每一体素的吸收值(U),与水的吸收值 (U水)相减,再除以水的吸收系数所得的商乘以 1 000,即为某物质的 CT值 ,故其 CT值 :((U—U水)/u水]×1 000 。测量时,被测体与已知浓度的羟基磷灰石参考体模同时扫描,可得扫描层面上需要测量区域的 CT值 (设为 Hb)和同时扫描的参考体模的 CT值(设为 HK),参考体模 内的标准水的 CT值(设为 Hw),则该测量区域 的 BMD(设为 Db)的计算方法 :Db=[(Hb—Hw)/HK—Hw]×Ck(g/cm ) ,其中 ck为已知参考体模羟基磷灰石浓度。本文前期应用 DEQCT软件进行的离体猪脊骨及体模测量实验都证明 DEQCT测量方法所测 BMD值较 SEQCT法更接近离体猪脊骨的灰重密度及体模的实际钙盐密度。尽管目前 SEQCT临床上应用较多,但是由于其设计原理上的缺陷,必然会导致测量值不够准确。另外,SEQCT在测量时需要同时应用运算体模 ,而不同的厂家生产的运算体模均不同程度存在误差,即运算体模制作过程中体模中的不同浓度的钙盐含量值不准确,导致测量值的误差。
DEQCT对 BMD的测量考虑了松质骨中各种成分对 BMD的影响,而且不需要临床常用的 SEQCT必需的运算体模 ,因此测量结果不受运算体模的影响,测量结果更为稳定可靠。同时,在软件的设计过程中,考虑到 CT扫描仪管球输出功率可能存在偏倚 ,因此在测量每一幅图像时,本文采用脂肪定标的方法 ,即根据脂肪对 x线的经验衰减值,反过来计算出管球实际的输出能量,这样保证每次的测量结果不受管球输出能量偏倚的影像。
虽然由于双源 CT设备的普及率较低 ,以及受检者接受的辐射剂量较高,该方法尚不能向 DEXA那样适用于大量人群骨质疏松的筛查 ,但是设想随着设备的普及以及 CT扫描方法的优化 ,该方法定会受到临床的广泛重视。总之,DEQCT测量方法改进了目前临床上常用的测量方法的不足,能够为临床提供较 SEQCT方法更为精确的 BMD测量值。