孙男男，刘瑛，高晓玲，赵运春，丛培欣，翟佳

赤峰市宁城县中心医院CTMR室，内蒙古 宁城 024200

骨质疏松（OP）是中老年人较常见的骨骼系统疾病，是一种以骨量减少，易于骨折的全身性疾病［1-2］。目前，国际上公认的测定骨密度（BMD）的方法分别是双能X线吸收（DXA）和定量CT（QCT）检查［3］，但DXA检查需要特殊设备，且测量结果包括松质骨和皮质骨的综合测量值，而骨质疏松早期骨量变化主要发生于松质骨，QCT测量也需要特定的体模及后处理软件，均具有一定局限性。本研究旨在用双能量CT虚拟平扫对不同部分ROI的测量值与QCT测定的骨密度相关性研究，为双能量CT测定骨密度的进一步研究提供依据，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2021年1—6月赤峰市宁城县中心医院接受QCT检查，并于1 d内行双源CT腰椎检查的58例患者，男10例，女49例，年龄34～83岁，平均年龄（54.35±10.2）岁。排除标准：L2～L4中骨折、存在金属伪影、肿瘤病变的椎体、两次检查超过2 d的排除，本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书，其中L2～L4椎体骨折（3个）排除，174个椎体纳入研究，根据QCT检查结果可以分为骨量正常组、骨量减少组以及骨质疏松组。

1.2 方法

1.2.1 QCT检查及测量应用SOMATOM Scope 16排螺旋CT机行腰椎QCT检查，患者仰卧于腰部具有体模扫描床上，床高125mm，扫描参数：管电压80 Kv，参考管电流220 mAs，使用CARE Dose 4D自动管电流调制技术，FOV 250 mm，准直2×5 mm，Kernel S80，扫描结束后将数据传至Osteo后处理，自动计算L2～L4椎体BMD值，根据美国放射学院（ACR）［4］的规定，骨量正常，BMD＞120 mg/cm3，低骨量，BMD80～120 mg/cm3，骨质疏松，BMD＜80mg/cm3。

1.2.2 双源CT腰椎扫描应用德国Siemens SOMATOM Force双源CT扫描仪进行检查，患者仰卧位，双手上举，扫描范围自T12椎体下缘至S1椎体下缘，采用双能模式扫描，A球管80 kv，参考管电流276mAs，B球管Sn150 kv，参考管电流138 mAs，采用CARE Dose 4D技术自动调制管电流，准直128×0.6 mm，螺距0.6，选用ADMIRE Strength 3算法，卷积核Qr40，球管旋转一周0.25 s，重建层厚1.5 mm，层间距1.5mm，将数据传入Syngo via vB10B后处理工作站。

1.2.3 CT后处理工作站（版本VB10B）Dual-Energy选项参照王林等［5］定量测量骨质疏松方法，对腹神经索（VNC）中软组织、脂肪的CT值及碘的斜率进行修正：按照Dual-Energy选项骨髓软件中推荐的80 Kv、Sn150 Kv管电压下红骨髓、黄骨髓的CT值及钙的斜率，将软组织的CT值修订为55 Hu、51 Hu，降脂肪修订为-110 Hu、-84 Hu，钙的斜率为1.79。分别于正中层面轴位及冠状位对L2～L4椎体进行测量，选择测量区域时轴位与QCT测量相同，如图1～3，避开椎后静脉及椎体皮质骨，轴位及冠状位选择相同ROI，分别为L2∶4.5 cm2；L3∶5.0 cm2；L4∶5.5 cm2，记录各测量值：骨髓CT值、钙的CT值、混合能量图像（混合比0.5）的CT值、钙浓度和脂肪含量百分比。由两名诊断经验的影像科医师联合完成测量，取平均值，测量者对测量椎体的QCT骨密度结果不知情。分别记录QCT及双能量CT机器自动生成的容积剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP）值。

图1 QCT标记：A椎体前后缘标记、C椎管中心，外缘骨皮质测定，内侧松质骨测定

图2 双能CT轴位测量标记，同QCT，避开骨皮质及椎后静脉

图3 双能CT冠状位测量标记，位于椎体前2/3，避开椎后静脉及骨皮质

1.3 统计学方法

采用SPSS 20.0软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验。计数资料以例数和百分比（%）表示，组间比较采用χ2检验。应用Pearson相关性分析双能量CT（轴位及冠状位数据）与QCT所得BMD、T值间的相关性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 腰椎病变情况

59例患者中，L2～L3腰椎骨折3例，占5.08%，L3～L4间盘膨出8例，占13.56%，L4～L5间盘膨出25例，占42.37%，L4～L5间盘突出13例，占22.03%，L5～S1间盘突出12例，占20.34%。

2.2 骨质疏松与非骨质疏松椎体各测量结果情况

174个椎体中男性椎体30个，女性椎体144个，对照QCT所得BMD值，骨质疏松46个，骨量减少52个，骨量正常76个，双能量CT测量结果，见表1。骨髓CT值与脂肪含量百分比测量参数比较，差异无统计学意义（P＞0.05），钙的CT值、混合能量图像CT值、钙浓度测量参数间，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表1 双能CT对椎体各参数的测量结果情况

2.3 各测量参数与QCTBMD值相关性

各椎体的轴位及冠状位测量钙的CT值、混合能量图像CT值、钙浓度与相应椎体的BMD呈显著正相关，骨髓CT值与脂肪含量百分比与BMD间无明显相关性。同一椎体的轴位及冠状位测量钙的CT值、混合能量图像CT值、钙浓度与相应椎体的T值呈显著正相关；骨髓CT值与脂肪含量百分比与T值间无明显相关性，见表2。

表2 双能CT轴位、冠状位测量值与BMD、T值间相关性分析

2.4 辐射剂量

QCT对本组病例进行L2～L4检查的CT剂量指标（CTDIvoI）为4.1～19.73 mGy，平均CTDIvoI（8.93±3.32）mGy；DLP为4.1～19.73 mGy·cm，平均DLP（8.93±3.32）mGy·cm。双能量CT对本组病例进行的腰椎检查的CTDIvoI为2.62～9.64 mGy，平均CTDIvoI（5.25±1.62）mGy，DLP为56～243.4mGy·cm，平均DLP（118.57±42.16）mGy·cm。

3 讨论

双能量CT（DECT）通过一次扫描获得两组不同能量数据信息，可采用三物质分离算法对某一特定物质进行量化［6］，进入后处理软件将三种物质分离算法后处理获得骨质、黄骨髓和红骨髓图像。因此，在CT值二维图中，用黄骨髓（脂肪）、红骨髓（软组织）和骨质（钙）三点组成一个三角形，由于纯钙的CT值相对于脂肪和软组织而言非常高，由纯钙到脂肪和软组织的连线可以近似看成两条平行线，这两条平行线的斜率就可以用来代表钙的特征值，将图像中每个像素点进行三物质分离计算，就可以得到钙值及去钙值。如Guggenberger等［7］在双源CT80/Sn140 Kv条件下，使用1.75的斜率为钙的特征值，去除平扫下骨中的钙信号，从而将骨挫伤显示出来。Petritsch等［8］将该技术用于胸腰椎压缩性骨折中骨髓水肿定量分析，本研究在第三代双源CT80/Sn150KV组合下，使用1.79的斜率为钙的特征值，与QCT所测BMD值进行相关性研究。

本研究的测量结果中，双能CT测得的骨钙CT值、混合能量图像CT值及钙浓度与QCT所测得BMD值显著相关，椎体骨质疏松与骨量减少、骨量正常间的骨钙CT值、混合能量图像CT值及钙浓度差异有统计学意义，与文献［5、9］报道相一致，与王平等［10］及刘正华等［11］骨钙CT值、骨髓CT值与QCT测量BMD值呈显著正相关不尽相同。本研究骨髓CT值及脂肪含量百分比与QCT所测BMD值无明显相关性，这是否与椎体黄骨髓化程度不同，有待于进一步研究。

脊柱椎体骨质疏松最早发生于椎体中间部，后期才延伸到椎体周围［12-13］，所以在ROI选取过程中应尽量选取中间层面，ROI放置于椎体骨松质前2/3部分，且不能选取骨皮质部分，尽量避开可能因椎体静脉影响其不均质的后1/3部，ROI应尽可能取大面积测量。本研究对各椎体ROI进行固定研究，分别为L2∶4.5 cm2；L3∶5.0 cm2；L4∶5.5 cm2，轴位及冠状位相同ROI，轴位与QCT测量范围及形态相似，为骨松质区，不包含骨皮质及椎后静脉区，由于为手动划取，一致性较差，冠状位选择椎体前2/3的骨松质区进行测量，冠状位ROI多为沿皮层下，一致性较好，而轴位与冠状位测量结果无统计学差异，且冠状位测量选取椎体前2/3区不包含椎后静脉，所以测量时较轴位方便、快捷。

综上所述，DECT进行腰椎检查间盘及椎体病变的同时，利用双能量物质分离技术所测得钙的CT值、混合能量图像（混合比0.5）的CT值、钙浓度与QCT所测得BMD值显著相关，冠状位ROI的选择椎体前2/3相较于轴位易于避开椎体后静脉及椎体骨皮质，故在检查腰椎病变的同时，对患者骨质疏松的评价及随访［14］，便于合理利用医疗资源及减轻患者负担。