李一波,沈寧江,陳文清,陳 建

(海南省人民醫(yī)院,海南 ?？?570311)

原發(fā)性骨質疏松癥 (Osteoporosis,OP)是以骨量減少、骨組織顯微結構退化(松質骨骨小梁變細、斷裂、數(shù)量減少;皮質骨多孔、變薄)為特征,以致骨的脆性增高及骨折危險性增加的一種全身骨病,包括老年性骨質疏松癥和絕經后骨質疏松癥。正常人隨著年齡的增大其骨量自然丟失,絕經后的婦女更加明顯。其外,還有些患者的骨質疏松繼發(fā)于其他病因,如長期服用激素、內分泌疾病、骨髓增生性疾病等稱繼發(fā)性骨質疏松癥。目前,隨著生活水平的提高,生存條件的改善,人們的平均壽命逐漸提高,骨質疏松作為一種常見病,已躍居各種常見病的第七位[1]。骨質疏松癥的特點為骨量的下降和骨顯微結構的退化,因骨密度(Bone mineral density,BMD)的測定值與骨量之間存在正相關,所以骨密度檢查是防治骨質疏松癥的主要依據(jù),并可以根據(jù)其來推斷骨量的變化。

1 骨密度檢查技術

1.1 放射線吸收測量法(Radiographic Absorptiome-try,RA) 這是較早用于骨密度測量的方法,于 1963年由 Cameron和 Soreson應用于臨床,它主要用于腰椎側位和第 2掌骨的皮質厚度的測量。當骨質疏松時可以觀察到椎體透過度增大、椎體內橫向骨小梁減少、變細或消失,而縱向骨小梁代償性增粗、椎體皮層變薄等。這一方法簡便、快速、費用低廉,然而因諸多投照條件對 X線片的影響,加之受觀察者主觀讀片的影響較大,而且一般認為當骨量丟失 30%以上時,平片才能發(fā)現(xiàn)相應的改變,因此該方法不能用于骨質疏松的早期診斷及療效的評估。

1.2 單光子吸收測量法(Single Photon Absorptiome-try,SPA) 通過放射性同位素 125 I或 124 Am發(fā)射的光子對前臂骨遠端 1/3掃描,測量骨皮質和骨松質 BMD的總和。其測量是以骨皮質為主,而松質骨的代謝率是皮質骨的 8倍,故 SPA法對骨代謝的敏感性有限。而且由于同位素衰減致放射源不穩(wěn)定影響了測量的準確度和精確性,現(xiàn)已較少應用。

1.3 單能 X線吸收測量法(Single X-ray Absorptiome-try,SXA) 用 X線做為放射源取代同位素而形成 X線吸收法。因 X線較同位素放射源穩(wěn)定,因而提高了測量的準確度和精確性。為消除軟組織對測量的影響,SPA和 SXA測量時需將被測部位置于水中,現(xiàn)該方法亦較少應用。

1.4 雙光子吸收測量法(Dual Photon Absorptiometry,DPA) DPA法出現(xiàn)于上個世紀 70年代,其原理與 SPA相同,但采用高、低兩種不同能量的放射性同位素同時掃描被測部位,以校正軟組織因素對測量結果的影響。與 SPA一樣,該方法受同位素衰變的影響而且掃描時間長,已被 DXA所取代。

1.5 雙能 X線吸收測量法(Dual X-ray Absorptiome-try,DXA/DEXA) DXA法用兩種不同能量的 X線同時掃描被測部位,以消除軟組織因素的影響,主要用于前后位腰椎的測量。該方法簡便、快速、敏感性高,一般認為其準確度、精確性高于 DPA、QCT,受測者所接受的放射劑量低于 DPA和QCT,而且所需費用較低,已被WHO定為診斷骨質疏松的標準。然而與上述方法一樣,DXA測量的仍是骨皮質和骨松質的綜合骨密度,這對分析骨皮質與骨松質對骨強度和骨代射的不同影響因素是十分不利的。DXA的另一先天不足是其仍為面密度測量[2]。有研究表明:相同密度不同體積的兩個物體,其面密度差可達兩倍。同一地區(qū)、同一民族的人群中,骨髂的外形幾何尺寸可相差 50%以上,這對骨密度的影響可高達4個標準差[3],這一差距已大大高于 WHO依據(jù) DXA檢測結果制定的骨質疏松診斷標準中區(qū)分正常、骨量減少、骨質疏松癥和嚴重骨質疏松癥的標準差的差距。此外,因低能 X線的穿透性較差,因此體重大者所測量的骨密度亦大。不僅如此,DXA將X線投照范圍內的所有結構包括在內,包括椎體骨質增生、小關節(jié)退變、椎間盤狹窄、終板硬化、主動脈硬化等,而且這些影響因素隨年齡增大而增多。亦有研究發(fā)現(xiàn)骨密度越低,其相對精度誤差越高[4],這種影響同樣會隨著年齡的增大而增大。且 DXA髖部 BMD測量的精度明顯受下肢旋轉角度變化的影響;富含松質骨區(qū)域的 BMD改變更易受下肢旋轉角度變化的影響;需要良好的測量前定位和下肢固定[5]。上述這些致命的缺陷必定影響 DXA測量的準確度及精確性。

1.6 定量超聲(Quantitative Ultrasound,QUS)

QUS是利用聲波反射和穿透衰減的特性評價骨質疏松的力學特性,反映了骨應力信息。其中超聲傳導速率主要受骨密度、骨強度的影響,而振幅衰減值主要由骨密度及骨微結構所決定。由于超聲儀器種類多,不同機型的工作頻率、耦合方式、測量部位不同,而且結果受溫度的影響大、重復性差。且目前臨床上使用的 QUS因技術原因只能測量跟骨、脛骨和手指指骨,而骨質疏松性骨折常發(fā)生在脊柱、股骨頸和橈骨遠端,所以實際臨床工作應用價值受限。但由于 QUS具有無損傷、價格低廉、方便攜帶、使用方便等優(yōu)勢,因而適合于骨質疏松的普查。

1.7 定量 MR(Quantitative Magnetic Resonance,QMR) QMR是研究骨小梁與骨髓交界面磁場梯度以評價骨小梁空間排列的新方法,其梯度回波圖像上測得的骨髓 T2值可反映小梁骨網(wǎng)狀結構的密度及其空間幾何形態(tài)的特點,但其有效域值尚無標準,而且骨結構分析不如 QCT[6],應用受到限制。近年同樣開發(fā)出了觀察小梁骨微細結構的顯微磁共振(μMR)。

1.8 定量 CT測量法(Quantitative Computer Tomogrphy,QCT) 定量 CT是利用 CT的較高密度分辨率測量骨密度,分為專用體模法和無專用體模法。前者將被測體與已知濃度的羥磷灰石體模做為參照標準同時掃描,以減少不同掃描儀、不同掃描層次間的變異性;后者以椎旁肌肉和脂肪組織做為內參考標準,去除了對外部體模的需求,從而去除了因人工制造的外部體模的非均一性及體模與被測體相對位置變化對測量結果的影響,因而改進了測量的準確度和精確性[7]。QCT是目前惟一分別測量松質骨和皮質骨密度的方法,這為骨質疏松的早期診斷、致骨質疏松不同病因的分析和監(jiān)測療效提供了新途徑[8-10]。在測量骨密度的同時,QCT可以觀測骨的微結構,包括:骨容積率、骨表面積率、骨小梁厚度、骨小梁間隔、腎小梁長度、連接密度、結構模型參數(shù)等[11-13]。大量的研究表明:QCT測量的骨密度值與灰重存在著良好的直線相關性[14-15],其測量的敏感性高、準確性好、重復性強[16-18]。劉珺[19]的研究表明,QCT和 DXA都是判斷骨礦含量和診斷骨質疏松癥較好的方法;QCT測量松質骨密度更接近于作為標準值的灰重密度;QCT測量松質骨密度比 DXA測量骨密度能更好、更準確地反映骨質疏松的骨代謝變化。但他們的試驗對象是離體標本,排除了軟組織、體位的干擾。實際上,目前臨床使用廣泛的 DXA僅僅能檢測骨密度的變化,對于骨質量卻無能為力。近幾年的研究顯示[20],DXA作為檢測手段的測量誤差比較大,在應力刺激下,因為 BMD輕微的變化(5%-8%),骨的力學效應將會變化 60%左右,且DXA測量腰椎,受骨質增生的影響,測量值常常偏高。同時,因為受體位影響較大,將導致隨訪結果的失真。相比較而言,QCT檢查取平臥位,體位恒定,受體位干擾小。盡管 QCT具有上述優(yōu)勢,但目前有個別學者仍認為其測量的準確性、精確度不如DXA,而且存在放射線費用高、劑量大、儀器不能攜帶等問題[21]。但從以上分析情況來看,QCT的準確性、精確度是得到多方面認可的。而做一次 QCT-BMD檢查,患者受到的劑量 ＜60μsv,不及自然年輻射照射人體 2 400μsv的四十分之一。所以,是一個安全無損傷的劑量。按照每兩年檢查一次的標準,其放射劑量完全可以接受。按目前國內 CT機裝機情況來看,行 QCT檢查僅需軟件支持及標準體模,其應用更容易普及。一般患者就醫(yī)都是在醫(yī)院,如果進行普查篩查完全可以選擇 QUS,故儀器不能攜帶亦不算缺陷。隨著技術的發(fā)展,一些新的 QCT測量方法在發(fā)展中,如:容積定量 CT(Volume QCT,vQCT)是在三維空間分布上衡量骨強度的方法,該方法對掃描后的興趣區(qū)進行表面體積相關方程的數(shù)據(jù)分析,并自動定位重建圖像,從而了解該區(qū)域的骨強度及骨幾何學排列狀況,隨著多排螺旋 CT的應用,多平面重建功能使該技術得到了長足的發(fā)展。外周骨QCT(Peripheral QCT,pQCT)是特殊設計用于衡量末稍骨狀況的設備,具有高分辨率的圖像三維重建功能,對藥物治療反應比 DXA更敏感,可同時提供骨量和骨強度信息,因該儀器體積小、放射線劑量少、價格低,在骨質疏松的診斷、治療、療效評估、流行病學調查及骨折風險評價等方面日益發(fā)揮出巨大的作用。顯微 CT(Micro-CT,μCT)可直接計算骨體積和總體積之比(BV/TV)及其他一些參數(shù),如骨小梁厚度、間隔和數(shù)目等幾何構架,這對骨質疏松做出早期、明確的病理診斷有了突破性的促進作用,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2 骨質疏松癥

骨質疏松癥(Osteoporosis,OP)一詞最早于 1885年由 Prollmer首先提出。其定義為單位體積內骨組織(包括有機物和無機物)的絕對減少,從而導致骨強度降低、骨脆性增加的一組疾病。而 1999年 10月 22日通過的《中國人骨質疏松癥建議診斷標準(第二稿)》中,將骨質疏松癥進一步定義為:以骨量減少、骨組織顯微結構退化(松質骨骨小梁變細、斷裂、數(shù)量減少,皮質骨多孔、變薄)為特征,以致骨的脆性增高及骨折危險性增加的一種全身性骨病[22]。

骨折疏松導致的骨折稱脆性骨折,以脊柱為例,正常人的椎體主要由小梁骨構成。它們縱橫交錯形成椎體的初級結構。當外力作用于脊柱時,產生壓縮力通過椎間盤傳導到椎體終板,由小梁骨中心向四周擴散,在椎體內部形成應力[23],一旦應力超過小梁骨能承受的強度,小梁骨的結構就會破壞,失去穩(wěn)定性,局部的裂隙進一步發(fā)展就會發(fā)生椎體骨折。Keaven等[24]通過分析椎體皮質與小梁骨的力學特性,發(fā)現(xiàn)小粱骨的機械強度與椎體表面密度的平方成正相關。另外,小梁骨的強度也與其組織形態(tài)結構有關,包括小梁骨的排列方向、連接方式、粗細、數(shù)量以及小梁骨的間隙。隨著衰老和骨質疏松的發(fā)生,小梁骨的表面密度逐步下降,小梁骨的形態(tài)結構也受到影響。在一定的壓縮力作用下,小梁骨結構失穩(wěn),出現(xiàn)局部碎裂繼而骨折。

3 骨質疏松癥的診斷

WHO推薦使用骨密度 T值[T值 =(所測骨密度值 -正常年輕人群平均骨密度)/正常年輕人群骨密度的標準差(SD)]來進行診斷。T值 ＞-1.0為正常,T值 ＜-1.0而 ＞-2.5為骨量減少,T值 ＜-2.5為骨質疏松,T值 ＜-2.5合并骨質疏松骨折為嚴重骨質疏松。

應該特別指出的是,WHO的標準是根據(jù) DXA腰椎正位骨密度測量結果,適用于白種人婦女,以后又推廣到髖部骨密度值。目前國內所使用的 DXA多數(shù)是進口的,機器自身所帶的正常人數(shù)據(jù)庫主要是白人婦女的。有些機器也有一些中國人或亞洲人群的正常數(shù)據(jù)庫,這些數(shù)據(jù)庫的樣本量一般沒有白人數(shù)據(jù)庫那么大,使用前應盡量了解數(shù)據(jù)庫來源。中國人的骨密度一般比白種人低,關于這一標準是否適合中國人群,國內學者做了很多工作,如沈霖研究[25]表明中國人 BMD值普遍比歐美人低 5%-15%(-0.5 SD)。 1999年 10月 22日通過的《中國人骨質疏松癥建議診斷標準(第二稿)》中,將骨質疏松以漢族婦女 DXA測量峰值骨量(M±SD)為正常參考值,進行診斷。結合該標準,國內許多同行根據(jù)本地區(qū)特點,結合地區(qū)所測量數(shù)據(jù),提出各地區(qū)的診斷標準。但以骨密度 T值≤-2.5或≤-2.0作為診斷標準仍有疑義,且以哪些部位作為診斷依據(jù)一直存有較多爭議,劉忠厚等[1]認為:由于骨質疏松引起的骨折以腰椎壓縮性骨折、股骨頸、橈骨遠端為多,這些骨折給患者帶來的痛苦及給社會造成的負擔都是較大的,所以測量部位以上述 3個部分為宜。

骨質疏松癥所引發(fā)骨折早已引起國內外學者的共同關注,Wainwright等[26]報告了美國骨質疏松性骨折研究課題(Study of Oste orosis Fractures,SOF):243例髖部骨折患者中,其椎體骨密度測量結果有54%未達到 T≤-2.5。Gentant[27]提出的骨折閾值為 100-110 mg/cm,這個閾值以上很少發(fā)生骨折,閾值以下骨折發(fā)生率明顯增高,而骨密度值在 60 mg/cm以下時,骨折的發(fā)生是很常見的。以后李景學[28]提出 105 mg/cm為骨折的閾值,更支持了Grenant的研究。QCT提供的精確的骨密度數(shù)據(jù),可以使醫(yī)務人員及患者有針對性的進行預防措施及功能鍛煉,預防骨折的發(fā)生。

自 2002年起,國際上主流認識是使用 BMD聯(lián)合一個或多個骨折風險因子(Clinical risk factors,CRFs)來共同診斷和評估患者骨質疏松癥的輕重[29],在很多西方國家的相關醫(yī)療機構中,已經用來評估絕經后婦女絕對骨折風險程度[30]。近兩年來,隨著對骨折風險因子的研究深入,國際上又逐漸開始使用 FRAX工具(WHO fracture risk assessment tool)來評估臨床患者哪些人更需要骨質疏松診斷和治療,我們亦該加強這方面研究。

4 QCT在骨質疏松治療中的應用

骨質疏松分原發(fā)性、繼發(fā)性、特發(fā)性三類,目前臨床上最常見的是原發(fā)性的骨質疏松,即絕經后骨質疏松癥和老年性骨質疏松癥。最新的美國《臨床醫(yī)生預防和治療骨質疏松癥指南》指出治療手段有補充鈣劑、一定強度的運動、預防及治療用藥;治療藥物有二膦酸鹽(阿侖膦酸鹽和利塞膦酸鹽)、降鈣素、雌激素和(或)激素、甲狀旁腺激素(PTH1-34)和雷洛昔芬。并強調 65歲以上的女性必須定期進行骨密度測量,建議兩年一次。

如果沒有可重復性的數(shù)據(jù)進行對比,就無從比較兩組數(shù)據(jù)的差別,對骨質疏松的治療也是如此,只有在治療前后具體的數(shù)據(jù)對比才能得出治療效果的優(yōu)劣。因為 QCT受體位影響小,其檢查結果有敏感性高、準確性好、重復性強的優(yōu)點,兩年一次的檢查其放射劑量完全在安全范圍內,所以可作為隨訪的檢查手段。

5 結 論

QCT對骨密度變化的敏感性、測定的精確性、檢查過程的快捷性、方便性、放射劑量的安全性、投資的經濟性等諸多優(yōu)點,具有廣泛的臨床應用前景和潛力,值得加速發(fā)展。隨著精度更高的新生代 CT不斷被引進,為骨質疏松的臨床和研究又提供了一種更好的手段。但仍有大量工作需要進行,如對校準系統(tǒng)和配備的軟件標準化、標準體模統(tǒng)一化、制定統(tǒng)一的診斷標準以實現(xiàn)橫向研究等。

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