骨质疏松症影像学诊断的研究现状

・综　述・‘三不　。　骨　中国现代医生２０１４年４月第５２卷第１１期　

质疏松症影像学诊断的研究现状　

宋飞鹏　张进　郜璐璐　林斌　山西医科大学第二医院放射科，山西太原０３０００１　

【摘要】骨密度（ＢＭＤ）的测量是骨质疏松症诊断的主要依据，现阶段测量骨密度的影像学方法有双能光子骨密　Ｐ￣（ＤＸＡ）、定量ＣＴ（ＱＣＴ）、定量超声（ＱＵＳ）、ＭＲＩ、能谱ＣＴ等。本文将就各种方法的优势与劣势进行综述。　【关键词】骨密度；体层摄影术；ｘ线计算机；能谱成像；光密度测量法；ｘ线；磁共振成像；定量超声测定法；骨质　疏松　［中图分类号】Ｒ８１７．４　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１６７３－９７０１（２０１４）１１－０１５８—０３　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ＯＮ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｏｆ　ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ　ｕｓｉｎｇ　ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃ　ｔｅｃｈ－　ｍｑｕｅｓ　ＳＯＮＧ　Ｆｅｉｐｅｎｇ　ＺＨＡＮＧ．ｆｉｎ　ＧＡ０　Ｌｕｌｕ　ＬＩＮ　Ｂｉｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　２ｎｄ　Ｈｏｓｐｉｔａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｘｉ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００１，Ｃｈｉｎａ　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｏｎｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｄｅｎｓｉｔｙ（ＢＭＤ）ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｏｆ　ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ．Ｒａｄｉｏ－　ｌｏｇｉｃ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｂｏｎｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｄｅｎｓｉｔｙ（ＢＭＤ１　ｉｎｃｌｕｄｅ　ｄｕａｌ　Ｘ～ｒａｙ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｍｅｔｒｙ（ＤＸＡ），ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｃｏｒｎ。　ｐｕｔｅｄ　ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＱＣＴ），ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｕｈｒａｓｏｕｎｄ（ＱＵＳ），ＭＲ　ｉｍａｇｉｎｇ，ｓｐｅｃｔｒａｌ　ＣＴ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．Ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎ－　ｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】Ｂｏｎｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｄｅｎｓｉｔｙ；Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；Ｘ—ｒａｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｄ；Ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ；Ｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｒｙ；Ｘ—ｒａｙ；Ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｉｍａｇｉｎｇ；Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ　

随着人均寿命的提高，我国已提前进入老龄化社会，　且拥有庞大的老龄人口数。原发性骨质疏松症是老年人、　特别是绝经后老年妇女的一种常见病、多发病，由骨质疏　松引起的骨折不仅给患者及其家庭带来沉重的负担，也对　社会造成一定的负担。因此，骨质疏松症（ｏＰ）的诊断及其　预防和治疗就显得非常必要。骨矿物质含量（ｂｏｎｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ＢＭＣ）和骨矿物质密度（ｂｏｎｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｄｅｎｓｉｔｙ，ＢＭＤ）　是评价骨量的两项指标，ＢＭＣ和ＢＭＤ的降低与骨质疏松　性骨折直接相关【】１，而ＢＭＤ的减少是发生骨折的一个重要　的决定性因素［２１。ＢＭＤ的值可以准确反映骨组织的数量，　故ＢＭＤ值可以用来反映早期骨质疏松症患者骨骼中骨量　的变化情况。目前，常见的方法有双能Ｘ线吸收测定仪　（ＤＸＡ）、定量ＣＴ（ＱＣＴ）、定量超声骨密度仪（Ｑｕｓ）、磁共振　成像（ＭＲＩ）、能谱ＣＴ等．但不同仪器对ＢＭＤ测量的原理　不同，且各有其优缺点。　１　ＤＸＡ对ＢＭＤ测量的原理及其价值　ＤＸＡ为骨密度测量的金标准［３１，因此在临床中应用最　为广泛。其原理为ｘ射线透过人体组织，不同的组织对Ｘ　线吸收量不同，低密度的组织吸收的ｘ线少，高密度的组　织吸收的Ｘ线多。如果有高低两种不同能量的射线穿过相　同密度的组织，组织对这两种能量射线的吸收是不同的，　低能射线被组织吸收的少，高能射线被组织吸收的多。在　‘通讯作者　ＣＨＩＮＡ　ＭＯＤＥＲＮ　ＤＯＣＴＯＲ　ＶＯ１．５２　Ｎｏ．１　１　Ａｐｒｉｌ　２０１　４　低能量时，骨骼的衰减比软组织的衰减程度更大，因此，可　区分两种组织：骨骼（羟基磷灰石）和软组织。在高能量时，　骨骼与软组织的衰减是相等的。双能Ｘ线就是利用两种不　同能量的Ｘ射线，得出两种不同光子能量下的衰减曲线。　再经过一系列运算和转换．得出骨骼中羟基磷灰石的含量　（ｇ／ｃｍ　），即为ＢＭＤ。　双能Ｘ线骨密度仪可测定脊椎、股骨以及全身骨量，　具有扫描时间短、精密度与准确度高、患者受照剂量低等　优势．是目前临床工作中测量骨密度、预测骨质疏松症患　者骨折发生概率的准确而有效的放射学技术手段，已在很　多地区的综合医院中广泛使用。尽管拥有以上优点，但其　不足之处仍然不容忽视。ＤＸＡ是面密度测量，所测量的骨　密度是区域骨矿密度（ＢＭＤａ），所得数值是皮质骨和松质　骨的总和，并不能将二者区分开来，而大部分老年骨质疏　松症患者中出现骨质增生、骨赘形成、小关节退变或硬化、　终板硬化等退行性改变都会影响ＤＸＡ测量的ＢＭＤ值嗍，　使其值偏高，影响了对患者骨质疏松症的诊断，反而可能　延误了病情，错过治疗时间。造成病理骨折的后果。并且骨　质疏松的早期骨量变化首先发生在松质骨，松质骨代谢转　换率是皮质骨的８倍，对各种刺激反应更为敏感，因此可　反映骨质疏松症治疗过程中的变化嘲，很显然ＤＸＡ并不能　真实反映此变化。　中国现代医生２０１４年４月第５２卷第１１期　２　ＱＣＴ对ＢＭＤ测量的原理及其价值　１９８２年Ｇｅｎａｎｔ和Ｃａｎｎ研制出ＱＣＴ测量骨密度这一　方法。ＱＣＴ可以将椎体的松质骨和皮质骨的ＢＭＤ分别测　量，也可以测量二者之和，但对松质骨ＢＭＤ测量最为常见　和广泛。此测量方法需要预先在扫描床上放置一参照体　模，体模一般选用羟基磷灰石（ＨＡＰ）体模，然后对病人腰　椎（通常为Ｌ。４）和其背部下方的体模（ｐｈａｎｔｏｍ）按事先设　定好的骨密度测量模式同时进行扫描［６１。然后在工作站进　行进入骨密度测量软件行后处理时。选择每个椎体中部层　面的松质骨区域作为感兴趣区，经计算机处理分析就可得　出每个椎体松质骨的骨密度值（单位为ｍｇ／ｃｍ　），然后在　四个椎体骨密度值均测量得出的时候求平均值即进一步　得出被测腰椎骨密度的平均值．此测量结果反映的是病人　腰椎体真实的体积骨密度。因椎体中松质骨的骨骼代谢转　化率高于皮质骨，因此选择性地测量松质骨的骨密度不仅　可以早期及时地反映椎体内骨矿含量变化．也可提高其鉴　别脊椎骨析的敏感性。需要指出的是，ＱＣＴ又有单能ＱＣＴ　（ＳＥＱＣＴ）和双能ＱＣＴ（ＤＥＱＣＴ）两种。单能ＱＣＴ测量骨密　度的准确性容易受椎体内脂肪成分等因素的影响，导致其　测量结果常低于实际体内的骨矿含量。双能ＱＣＴ虽然可　以减少椎体内脂肪成分所带来的测量误差．但在精确性方　面不如单能ＱＣＴ高，且被测者受照射剂量较高，故目前仍　处在研究试用阶段。综上所述，腰椎ＱＣＴ作为骨密度的一　种测量技术也已被国内、外广泛地采用．其对ＢＭＤ测量的　准确性已经得到了很多学者的共识，但因其设备体积大，　不方便搬运，检测费用昂贵，患者受照射剂量较大［７１以及为　维护仪器准确性所需的频繁校正［８１，使其对ＢＭＤ测量的临　床应用受到一定程度的制约。而且在计算机后处理时需人　工绘制感兴趣区，这就会不可避免地造成一定的误差，对　测量结果的准确性产生影响。　３　ＱＵＳ对ＢＭＤ测量的原理及其价值　定量超声是利用被测量骨骼对超声波的衰减以及反　射来反映骨质密度的变化，其测量结果不仅和ＢＭＤ相关，　还可以反映骨骼力学方面的情况。在Ｅｌ常临床实践中，　ＱＵＳ常见的测量部位是跟骨和髌骨，也可以测量桡骨等其　他部位来反映受检者骨密度信息。声速（ＳＯＳ）和宽带超声　衰减（ＢＵＡ）是ＱＵＳ测量最常用的的两个参数，以此二者为　基础还可以计算出其他的参数来进一步完善对骨密度测　量的评估。有研究表明．ＳＯＳ主要与跟骨松质骨ＢＭＤ有显　著相关性．ＢＵＡ与跟骨骨强度之间有较强的相关性　。因　此．ＱＵＳ可以在一定程度评估患者的骨质疏松情况，为患　者的诊断及治疗提供帮助。虽然定量超声法具有携带方　便、价格便宜、无创伤、无辐射损害、短期精准度良好　等优　点．但其测量的骨密度不是真正的骨矿含量，而是利用不　同参数来间接反映被测部位骨量的变化情况，而且现阶段　超声仪器种类较多、质控不完善，尚未达到标准化程度，没　・综　述・。练】　‘　有统一的行业标准，因此定量超声在临床中的应用并不　广泛。　４　ＭＲｌ对ＢＭＤ测定的原理及其价值　骨质疏松症患者椎体中骨矿含量和红骨髓含量会降　低，而含脂肪成分较多的黄骨髓会相应增加．即骨矿含量　与黄骨髓含量是成反比的。ＭＲＩ作为一种多序列多参数成　像，其对脂肪的高度敏感性使其可以通过测定椎体内黄骨　髓的含量来间接反映椎体内骨密度的变化情况，已有文献　报道”　ｌ岛分辨ＭＲ　Ｉ＂９－弛豫时间对骨质疏松症的诊断具有　较高价值，也有学者旧通过ＭＲＳ评估椎体骨髓情况来间接　评估骨髓的变化对骨密度的影响。ＭＲＩ对钙化及骨皮质不　敏感，有学者Ｉ１３】通过超短回波磁共振成像对骨皮质质量进　行评估，取得了一定的成果。由上得知。ＭＲＩ可以作为骨质　疏松症诊断的一个有效补充，但其对ＯＰ的研究仍然处在　实验阶段，部分理论并不成熟，部分序列和参数还需要进　

一步的评估与论证，同时ＭＲＩ检查的较多禁忌证及昂贵的　费用也限制了其在骨质疏松症诊断中的应用。　

５能谱ＣＴ的原理及在ＢＭＤ测量中的应用　２００９年出现的以瞬时双ｋＶｐ为核心技术的ＣＴ能谱　成像（ＧＳＩ），为现今其广阔的临床应用和实验研究创造了　可能。其原理是人体组织对Ｘ线的吸收会依据受照Ｘ线　的能量变化而变化，即不同能量的Ｘ线在人体会有不同的　吸收和衰减，而任何组织和物质都有其对Ｘ线衰减的特征　吸收曲线，并且任何组织和物质对Ｘ线的吸收系数可由其　他任意两种基物质的ｘ线吸收系数来表现，常见的基物质　有钙、水、碘、血、骨、脂肪等，这些基物质的衰减系数是相　互不一致的口４１，在临床或科研工作中．可根据实际遇到的不　同情况，采用不同的基物质进行分析和测量。能谱ＣＴ的能　谱成像技术已在去硬化伪影、肿瘤诊断及鉴别诊断、物质　分离和定量分析［１５－１７１等方面取得一定成果。其中物质分离　可以生成新的基物质密度图像如水、钙、碘等。能谱ＣＴ的　这一能力为其在骨密度测量中的作用提供了坚实的基础。　在能谱ＣＴ的ＧＳＩ扫描模式下。采用钙一水这一基物质对，　可以得到扫描范围内椎体的任意层面任意区域的钙（水）　密度值。国内陈靖等【　８１研究表明，能谱ＣＴ基物质成像技术　采用钙（水）密度时，该密度与年龄相关，并且与ＤＸＡ测量　所得ＢＭＤ值呈正相关（ｒ＝０．８３５，Ｐ＜０．０５）。该测量方法准　确，可以避免其他组织及骨皮质的干扰，而且计算机后处　理时可以保证每一椎体感兴趣区大小的绝对一致．减少不　必要的误差　虽然由于宝石能谱ＣＴ设备的普及率不高以及存在患　者受照射剂量较高等不足，该方法尚不能像ＤＸＡ那样适　用于大规模的人群骨质疏松的筛查．但是可以在患者行胸　部或腹部ＧＳＩ扫描的同时进行骨密度的测量。有相关研究　表明ｌｌ９１，胸椎体的ＢＭＤ值与腰椎体的．ＢＭＤ值存在显著的