2023原发性骨质疏松症的影像学检查与诊断.docx

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1、2023原发性骨质疏松症的影像学检查与诊断摘要骨质疏松症是威胁老年人健康的常见疾病之一，随着人口老龄化的进展，其发病率逐年升高。骨质疏松症表现为骨量减少、易发骨折，影像学检查在其防治中发挥着重要作用，主要包括X线光片、双能X射线吸收法、常规CTx定量超声、定量计算机断层扫描、磁共振成像等，该文就上述影像学检查技术在骨质疏松症诊断与评估中的应用进行介绍。骨质疏松症是由于骨量减低、骨组织微结构损坏导致骨脆性增加，以易发生骨折为特征的全身性骨病，可发生于任何年龄，但多见于绝经后女性和老年男性12,3,4,5,6,7,80我国50岁的男性和女性原发性骨质疏松症患病率分别为6.46%和29.13%9o骨

2、质疏松症的发生、发展受多种因素影响，包括饮食（如钙和蛋白的摄入I体力活动、内分泌状态、共存疾病和遗传因素3o按病因分为原发性和继发性骨质疏松症两大类。原发性骨质疏松症包括绝经后骨质疏松症、老年骨质疏松症和特发性骨质疏松症。继发性骨质疏松症则是指继发于其他疾病或不良刺激的骨质疏松症。虽然骨质疏松症是一种可防可治的疾病，但如在骨量减少初期未采取预防措施，在出现疼痛、脊柱畸形和骨折等时才发现，则延误了防治的最佳时机。采用影像学检查判断的骨量是诊断骨质疏松症的重要依据，选择合适的影像学检查方法评估骨质疏松程度，对于早期发现高危人群、预防脆性骨折的发生，具有重要临床意义。本文就目前在骨质疏松症诊断与评估

3、中常用的影像学检查技术作一介绍。一、骨质疏松症的诊断标准骨量指单位体积内骨组织的含量，包括骨矿物质（钙、磷等）和骨基质（骨胶原、蛋白质、无机盐等而骨强度代表骨的韧性和载荷能力，由骨量和骨质量决定，可用于评估人体抗骨折能力。骨密度是反映骨量的主要指标，故也是决定骨强度的主要因素之一。骨质疏松症的诊断应基于明确的病史、危险因素、临床表现，结合影像学检查、骨密度测量及实验室检查等，目前的诊断标准为：影像学检查明确脆性骨折时，无论骨密度结果是否低于标准值，均可诊断为骨质疏松症；无脆性骨折时，骨密度测量结果低于标准值1,10脆性骨折是骨质疏松症的严重并发症，其中脊柱受累最为常见，髅部骨折临床危害最为严重

4、，此外还包括腕部COiIeS骨折和肱骨近端骨折等1o脆性骨折的诊断需同时具备以下3个条件无外伤史或仅有轻微外伤史；影像学检查可明确诊断为骨折；除外继发性骨质疏松症。另外，值得注意的是肌少症在老年人群中的发病率较高，其与原发性骨质疏松症相伴被称为活动障碍综合征，可能增加骨折风险11,在骨质疏松的研究中备受关注。二、诊断与评估骨质疏松症的常用影像学方法测量骨密度主要是基于X线通过不同介质衰减程度不同的原理，通过分析人体骨骼的矿物质含量及体质成分而获得，测量方法无创。随着影像学技术的发展，出现了诸多可用于诊断和评估骨质晞松症的方法，其中X线片、双能X射线吸收法（dua1X-rayabsorptiom

5、etry,DXA定量计算机断层扫描（QCT定量超声、磁共振成像（MRI）等临床应用较多12。止匕外，一些较为先进的影像学检查技术，如骨小梁评分（trabecu1arbonescore,TBS显微CT、高显微分辨率CT等，可清晰显示骨小梁的三维结构，可更好地反映骨强度水平，目前阶段主要用于科学研究，尚未在临床推广。1X线片：X线片是骨骼疾病诊断与评估最常用的影像学方法。骨质疏松时X线片主要表现为骨皮质菲薄，骨小梁稀疏、变细，骨质透明度增加，以椎体和骨盆表现明显，特别是负重胸椎和腰椎，椎体呈楔形改变或双面凹陷，骨小梁呈垂直栅状排列，也可见椎体压缩性骨折。普通胸、月要椎正侧位X线片是骨质疏松症椎体压

6、缩性骨折及其程度判定的首选方法。基于胸腰椎侧位X线影像并采用Genant目视半定量判定方法13,椎体压缩性骨折可分为3型、3度（图1）（点击文末阅读原文Z3型分别为楔形骨折、双凹骨折和垂直压缩性骨折。3度分别为I度即轻度骨折，原椎体高度压缩20%25%;U度即中度骨折，原椎体高度压缩了25%40%;In度即重度骨折,原椎体高度压缩40%。X线片诊断骨质疏松症具有经济、方便、快捷的优点，可全面观察骨的形态、结构，是脆性骨折尤其是椎体骨折的首选检查方法（图2）（点击文末阅读原文）。X线片检查设备成本较低，且能够进行全身各部位成像，因此在基层医疗机构普及率高。但敏感度和准确度均较低是其缺陷所在，只有

7、当骨矿物质减少达30%50%以上时,X线片才能有阳性表现140此外,X线片不能量化评估骨密度，只能作定性判断，故X线片不用于骨质疏松症的早期诊断15,16,17,且其判读受主客观因素影响大，故不能用于骨质疏松症的筛查和评估。2.DXA:DXA检测是基于2个不同能量等级（40和70keV）的X线束在通过人体不同组织成分和厚度后呈指数衰减，因此到达探测器的X线强度不同，通过扫描系统将X线能量强度信号传送至计算机进行处理，获得精确的骨骼矿物质含量、肌肉量和脂肪量等数据。20世纪90年代Kanis18提出DXA是骨密度诊断的金标准,1994年世界卫生组织推荐DXA为骨密度诊断的标准方法14oDXA操作

8、简单、准确、特异度较高、可重复性高应用广泛。该诊断标准以腰椎和股骨近端DXA测量结果为依摘14,18,19,如腰椎和股骨近端测量受限,可选择非优势侧槎骨远端1/3。临床上常用的测量部位是腰14椎体、骸部和股骨颈。DXA诊断的主要指标包括T值和Z值，T值是与20岁青年人骨密度的峰值比较所得，反映骨折的绝对危险性；Z值是与同年龄段正常人群的骨密度比较所得，反映骨折的相对危险性（图3）（点击文末阅读原文对于儿童、青少年、绝经前女性以及50岁的男性，骨密度判断建议采用同种族人群数据库计算出的Z值，将Z值-2.0标准差（SD）定义为低于同年龄段预期范围或低骨量。DXA的优点在于精确度高、检查时间短、操作

9、简便、价格较低，在严格质控的情况下可重复性高；缺点在于因其利用平面投影技术，测量时包括了椎体皮质骨、松质骨以及椎体前后方结构等所有X线投射过程中遇到的矿物质成分，通常情况下骨密度仅能反映骨强度的60%5z因此对于腰椎退行性变者DXA诊断的假阴性率较高200有学者探讨了在60-91岁人群中DXA对腰椎和股骨颈骨质疏松症的诊断率，在骨折患者中分别为115%和15.9%,无骨折者中分别为9.7%和28.3%,发现股骨颈的诊断率高于腰椎，研究者认为可能是由于随年龄增长，脊椎退行性改变较为严重，因此腰椎DXA测量的骨密度值未能反映其骨质疏松的真实情况，而股骨颈较少受退变影响210DXA测得骨密度值减低是

10、目前公认的脆性骨折的主要危险因素，骨密度每下降1个SD骨折风险增加倍220DXA骨密度仪为高精度仪器，对操作要求高，必须采取有效的质量控制方法。DXA虽然是目前诊断骨质疏松症的金标准14,19,23,但在我国应用并不广泛，主要是因为：DXA在我国使用不到20年，骨科及全科医师中接受过DXA质量控制及规范操作培训者较少；DXA设备的价格虽与X线片机相近，但使用率大大低于X线片机，故性价比较低，基层医疗机构配备率低；临床上患者可能为腰椎病变，仅做了股骨DXA检查，也可能为股骨病变，仅做腰椎DXA检查；缺乏动态DXA监测及长期随访资料，尚不能为评估药物等的治疗效果提供参考。3.TBS:TBS主要应用

11、于腰椎,是美国食品药品监督管理局认证的一种灰度纹理分析参数，是通过腰椎DXA检查获得二维平面图像后,通过计算机软件分析该骨密度图像的灰度变异水平，TBS可在一定程度上反映骨骼三维特征，如骨小梁数量、间隔和连接密度，能够提供骨微观结构和骨强度信息24,25,26,27,280目前认为绝经后女性TBS1.35为正常，1.21.35为骨微结构部分退化，1.2为骨微结构退化，但世界卫生组织尚未界定标准的TBS阈值，且尚未提出男性的TBS阈值26oTBS主要优点是获取简单、成本低廉，并且一些涉及绝经后妇女的观察性研究结果显示TBS与骨折明显相关，TBS预测腰椎和骨质疏松性骨折的ROC曲线下面积为0.60

12、.729,30,预测骨折风险的能力和腰椎DXA相近31,但其是否可用来监测抗骨质疏松治疗的效果还有待进一步研究。4 .常规CT:相比X线，常规CT对于骨密度降低更为敏感、客观，是一种机会性检查方法，即对患者胸部、腹部和骨盆进行CT扫描的影像可详细显示出部分脊柱及其CT值，可为诊断骨质疏松症和各种脊椎骨折评估提供影像学资料，是诊断骨质疏松症和预测骨折风险的新手段。英国国家医疗服务体系每年进行50多万次CT扫描,每年检出骨质疏松症患者的增长率约为5%32,33Jo有学者根据2万多例成人机会性CT检查资料计算出各年龄段成人腰1椎体骨密度的标准值范围，发现腰1椎体平均CT值随年龄呈线性下降每个年龄段约

13、减少2.5HU总体腰1椎体CT值为(16049)HU,其中30岁者为(22644)HU,90岁者为(8938)HU34o由于是机会性检查，患者不会承担额外的辐射和费用，且可在临床怀疑骨质疏松症前判断患者是否存在骨量减少/骨质疏松、肌肉减少等,有助于早发现、早治疗33,350但也正是因为其为机会性检查，检查部位、设备及扫描参数、重建方式等存在差异，目前尚缺乏大样本的针对性研究，故我国对CT检查的骨骼评估尚缺乏统一标准。5 .生物力学CT(biomechanica1computedtomography,BCT):BCT是常规CT扫描信息的有限元分析，即用常规CT扫描信息进行虚拟应力测试得到骨强度和

14、骨密度值。虚拟应力测试是应用先进的医学图像处理技术、骨生物力学原理和非线性有限元分析的工程结构分析技术，在标准化加载配置中虚拟骨折所需的应力。目前，BCT已用于脊柱、能关节区域及身体其他部位骨质疏松性骨折风险的预测，临床可根据测得的骨强度和骨密度T值、脊柱骨小梁的体积骨密度判断骨质疏松和评估骨折的风隐36,37,以及判断是否需行DXA检查,在诊断骨质疏松和评估骨折风险方面的效能等同于DXA36,370美国已将BCT用于医疗保险中骨质疏松的筛查38o由于在诊断骨质疏松和评估骨折风险方面等同于DXA,故BCT特别适合在未行DXA检查的人群中应用，也适用于近期进行或即将进行常规CT检查的人群，可避免

15、额外的辐射暴露38I）目前，在我国BCT主要应用于生物力学如骨科骨折、畸形等模型的建立，在骨质疏松方面的研究很少，尚未应用于其相关临床。6 .QCT:QCT为采用CT三维容积数据进行分析得到的体积骨密度（vBMDf单位mgcm3）,测量结果不受感兴趣区周围组织结构的影响（图41临床扫描时将体模置于受检者下方,与受检者同时接受扫描，在CT扫描数据的基础上，经过QCT体模校准和专业软件分析，得到骨密度值391国际临床骨密度学会推荐的诊断标准为，骨密度120mgcm3为正常,80120mgcm3为骨量减少，80mgcm3为骨质疏松（图4）（点击文末阅读原文），我国相关指南采用了该标准10,39OQC

16、T的质量控制对判断疗效和病情进展的准确性非常重要，标准高于普通CT和BCTe质量控制包括两方面,一是CT设备本身的维护，一是QCT软件、体模和配件的维护。应用QCT可对骨质疏松性胸腰椎骨折椎体成形术进行指导，可根据患者腰椎QCT检测结果明确骨质疏松的程度,指导穿刺方法，缩短手术时间同时能够减少X线检查次数,有效提高椎体成形术的安全性。相较于DXA,QCT对骨质疏松症的诊断效能较高，其可避免骨皮质对骨质增生图像的影响，但QCT体模设备目前费用仍较高，需要在普通CT设备的基础上单独购置QCT测量体模及软件，目前在国内仅三甲医院开展了QCT检查。7 .外周QCT（periphera1QCTzpQCT）:pQCT为测量外周骨即四肢（非优势侧楼骨、胫骨）的QCT骨密度测量方法，检测原理同QCT,并将松质骨与皮质