作者：关珍珍，
1. 常用BMD 检查在OP 诊断、评估中的应用
目前临床和科研中将BMD 检查作为诊断OP 的必要检查，可用于评估骨质疏松严重程度、预测骨折风险和监测骨质疏松治疗效果等。常用的BMD 检查包括双能X 射线吸收仪（dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）和定量CT（quantitative CT，QCT）。
1.1 DXA
DXA 辐射剂量和费用低、操作简单且扫描时间短，是世界公认的BMD 测量首选方法，以T值≤-2.5 作为OP 的诊断标准。DXA 测量的指标为面积骨密度（areal bone mineral density，aBMD），低BMD 与骨折风险密切相关，随着人口老龄化加剧，骨健康与骨质疏松基金会建议对50 岁及以上人群进行aBMD 测量，预先确定可能的临床风险因素。
松质骨更易发生骨量丢失，对BMD 的真实变化和骨质疏松程度的影响更大，然而DXA 测量内容还包括椎体皮质骨和后方结构等，且老年患者常发生腰椎退行性变，故DXA 测得的aBMD 和T 值可能会出现假性增高而导致OP 漏诊及对骨折风险预测能力较差。DXA的普及性和筛查率低等局限性阻碍了将全民aBMD 检查作为OP 筛查方法的可行性。
1.2 QCT
QCT 是在CT 扫描仪上使用校准体模和专用软件测量松质骨（通常为L1 和L2 椎体）体积骨密度（volumetric bone mineral density，vBMD），以vBMD<80 mg/cm3 作为OP 的诊断标准。QCT 扫描时须将校准体模置于受试者下方，即同步校准，此过程可最大限度地减少不同CT 仪器间的vBMD 差异。
Carlson等首次使用QCT 得出L1 和L2 平均vBMD 估计无骨折腰椎融合术患者的OP 患病率。Paggiosi 等发现腰椎vBMD 可以很好地区分低aBMD 绝经后女性椎体骨折情况，而DXA 得到的腰椎骨矿物质表观密度和骨小梁评分无法区分。QCT 测量的vBMD 和DXA测量的aBMD 均可诊断OP 及辨别OP 患者的脊柱骨折状况，但vBMD 的OP 检出率和骨折辨别能力更好，且与骨折风险的相关性更强。
与DXA 相比，QCT的骨小梁vBMD 不易受脊柱退行性变和患者体型的影响，监测某些对骨代谢影响较大的疾病和疗法时更敏感。不同重建算法对vBMD 的影响也很小。但QCT因辐射剂量、检查费用及技术要求高，临床推广度不及DXA。
Wáng 等认为对东亚老年女性进行OP 分类的QCT 腰椎骨小梁vBMD 阈值应低于老年白人女性，这可能由于不同的骨骼特性以及东亚女性的脆性骨折发生率较低等。未来研究需要重新检查东亚人腰椎及髋部的QCT 骨质疏松分类标准。
2. 常规临床CT 检查在OP 诊断、评估中的应用
CT 已广泛用于临床实践，可作为检测OP 的守门工具，筛查成本低且减少了额外辐射。基于常规临床CT 的BMD 评估指标主要包括直接使用亨氏单位（hounsfield unit，Hu）的CT 值和使用异步校准或内部校准技术将CT 值转换后的BMD 值。
2.1 椎体CT 值
多项研究证明椎体松质骨CT 值与T 值呈明显正相关，且作为OP 筛查工具的效果可能优于DXA。CT 值测量通常在椎体中层轴位像的松质骨前方放置椭圆形感兴趣区，感兴趣区尽可能包含椎体骨小梁，且避免皮质骨、后静脉丛、骨岛及退变结构等异质区域。
2.1.1 OP筛查
Li等首次针对中国人群使用常规
CT 值已被建议作为评估BMD 和骨骼质量的替代方法。Aynaszyan 等以L1 椎体CT 值≤110 Hu 作为临界值，发现在DXA显示骨量正常或减少患者中，OP 患病率仍较高。Ahern 等分析CT 值与DXA 诊断OP 的准确度后，建议将135 Hu 作为诊断OP 的阈值。目前尚无诊断OP 的CT 阈值统一标准，可能因为各研究在确定CT阈值时直接参考DXA 结果，但也会因DXA 测量范围及腰椎退变等高估，因此这些阈值也不够准确。
在50 岁以上接受腰椎融合术治疗腰椎退行性疾病的患者中OP 较为常见，且与术后多种并发症有关，CT 值有望帮助识别DXA 未检测出的OP 患者。在区分此类患者中的OP 患者时，L1 和L2 椎体CT 值与aBMD和T 值间的相关性比下腰椎明显，这是由于下腰椎更易发生骨质增生所致。CT 值与QCT 测得的vBMD 值也存在显著相关性。脊柱不同节
Pan 等使用vBMD 区分OP，发现OP 的最佳CT 阈值为T11~T12 平均CT 值≤125 Hu 和L1~L2≤107 Hu。Kim 等发现依据QCT 预测OP 的最佳CT 阈值高于依据DXA 的最佳阈值，根据QCT 结果，以146 Hu为最佳CT 阈值时的敏感度为94.3%，特异度为87.5%。总之，诊断OP 的CT 阈值尚未统一，未来需要在多中心大样本数据中寻找最佳CT 阈值，以实现准确筛查。
2.1.2 预测骨折风险和术前评估骨骼质量
低BMD容易导致骨质疏松性骨折，而CT 值能预测胸腰椎骨质疏松性骨折，且预测效能高于aBMD。椎体压缩程度与相邻椎体松质骨的平均CT 值呈显著正相关，且CT 值也可预测压缩骨折的数量和发生率，其中以L4的CT 值最相关。脊柱内固定手术前准确评估骨骼质量能有效防止器械植入失败及邻近节段骨折等。椎体CT 值可能是脊柱内固定手术前评估骨骼质量的潜在预测指标。
Elarjani 等表明正中矢状面CT 值<100 Hu 时，脊柱外科医师可能需要重新评估内固定植入的可行性。脊柱手术中螺钉插入扭矩和骨骼强度评分（Likert 等级）与aBMD 和CT 值均有显著相关性，但对于OP 患者，CT 值比aBMD 的临床意义更大。椎体局部CT 值差异增大会恶化局部生物力学环境，导致相邻椎体骨折风险增加。脊柱内固定或退行性患者制订治疗方法时，CT 值可作为替代DXA的有效诊断方法。
2.1.3 不同测量方法的影响
正中矢状面、冠状面和轴状面上的CT 值均与T 值呈高度正相关，且椎体正中矢状面和正中轴状面CT 值的一致性良好，但正中冠状面的CT 值较低。Pu 等还发现椎体中部的CT 值明显高于近终板处的CT 值，表明轴向多节段平均CT 值可作为对椎体BMD 的综合评估。L1~L4椎体的CT 值存在差异，但均具有良好的识别OP 的能力，筛查能力无显著差异。
Chen 等发现各年龄段人群中L1~L3 椎体前部CT 值均低于后部，而L4和L5 椎体仅在50~69 岁人群中显示出前部CT 值低于后部。不同椎体松质骨内不同区域的CT 值存在差异，故在进行BMD 评估时应尽可能全面。相比感兴趣区内的CT 值，腰椎松质骨中的体积CT 值与aBMD和vBMD 的相关性更强。但与CT 值相比，vBMD更能预测椎体骨折风险，这可能是由于扫描仪和成像方案的限制所致。
总之，CT 值在机会性OP 筛查方面具有巨大潜力，尤其是体积CT 值。Fujimoto 等还发现体积CT 值和aBMD 均从L1 到L4 依次增加，而感兴趣区中的CT 值无此现象，提示研究者需要更加关注体积CT 值，其诊断效果可能更强。
2.1.4 对比剂的影响
Chia 等在增强CT 上发现L1椎体前骨小梁的CT 值与L1 T 值和最低T 值均存在显著相关性，且L1 的CT 值与DXA 在区分OP 患者方面具有高度一致性。Buenger 等发现增强CT 图像的CT 值与QCT 的vBMD 也存在强相关。但平扫和增强CT 的BMD 存在显著差异，这与对比剂用量和造影后成像方案有关。
CT 值测量是一种简单、快速的骨质评估方法，接受过CT 扫描的患者均可进行该测量以实现OP 的初步筛查。然而椎体内骨矿物质的分布并不均匀，以多个轴位图像的平均CT 值或体积CT 值代表单个椎体的BMD 更合理。因CT 值随管电压变化，故直接使用CT 值进行BMD 的评估需要设备具有稳定性。
2.2 椎体BMD 值
使用CT 图像进行机会性QCT 筛查也是一种识别OP 和骨折高风险患者的新策略。目前，异步校准和内部校准技术等新技术可以直接将患者的常规临床CT 图像CT 值转换为BMD。
2.2.1 异步校准
异步校准技术与QCT 测量BMD 的方法相似，但选用的校准体模不与受试者同时进行，而是单独测量，每周或每月1 次，根据校准方程完成CT 值到BMD 的转换，避免了X 线的不均匀效应，但设备不稳定可能会影响BMD 结果。Löffler 等发现5 台多排螺旋CT 上的图像通过异步校准后获得的vBMD 与传统QCT 结果相当，vBMD 对脊柱骨折的预测能力良好，每减小1 个标准差，骨折风险相应增加，而T 值无显著差异。
机会性QCT 筛查比专用的DXA 对OP 诊断和椎体骨折的预测能力更好。Petraikin等开发了一种使用PHK 体模的异步校准方法，发现其测得的vBMD 与QCT 测得的vBMD 存在显著线性相关，且QCT 与QCT-PHK 的偏差仅为4.50 mg/cm3，说明该异步校准方法可用于OP 的机会性筛查。Dieckmeyer 等发现胸腰椎各节段的vBMD 均与老年人群骨质疏松性椎体骨折的发生率显著相关，但每个节段的最佳阈值不同，建议在胸腰椎处设定特定节段的vBMD 阈值，以准确识别骨折风险较高的个体。
2.2.2 内部校准
内部校准技术无需单独使用体模，而是选择空气或身体组织（如肌肉、血液或皮下脂肪组织等）进行BMD 校准，然后使用不同方法计算CT 值与BMD 的线性校准方程。内部校准受设备不稳定相关的X 射线不均匀性效应影响较小，但部分计算须在校准体模上获取扫描结果的参考数据集中推导校准方程。
Michalski 等于2020 年建立了基于腹部CT 的内部密度校准技术，发现其可分别为机会性脊柱和髋部骨质评估提供4.9%和5.3%以内的vBMD精度。之后该团队又证明了基于内部校准的机会性QCT 筛查预测骨折风险的可行性，且发现联合vBMD和有限元估算的骨强度预测骨折与单独使用vBMD或有限元估算的骨强度相比无显著差异，但使用vBMD和骨强度联合预测女性低能量骨折的准确度更高。
Prado 等也证明使用内部校准与基于体模计算的vBMD 具有高度相关性，结合有限元分析的内部校准方法预测的骨折负荷与aBMD 也有较高的相关性，提示内部校准方法在临床环境中的应用潜力。Winsor等将内部校准技术应用于股骨，获得的股骨强度和vBMD 偏差分别为0.069%和0.038%，表明基于CT的股骨vBMD 评估和骨折风险预测的前景。内部校准方法会因内部校准组织不同而产生额外的BMD 精度误差。
Bartenschlager 等发现当松质骨CT 值为150 Hu 时，包含空气的大多数内部校准材料组合的BMD 精度误差均为6 mg/cm3。血液和空气组合的误差最小（<2 mg/cm3），血液和骨骼肌组合的误差较高（>12 mg/cm3）。对于无明显主动脉钙化的年轻人，空气和主动脉血液可能是最佳组合；而对于老年人，空气和皮下脂肪组织是更好的选择，由于脂肪浸润不建议将骨骼肌作为内部校准材料。与同步校准相比，管电压对空气-脂肪-肌肉校准的松质骨BMD 影响较大，未来需要在大样本数据上进一步研究内部校准方法在不同扫描协议下是否可以取代体模校准。
3. 小结与展望
基于CT 图像的椎体松质骨CT 值和BMD 已证明可用于OP 的机会性筛查和骨折风险评估，有望减少患者辐射剂量实现早期筛查，尽早实现预防和治疗。但诊断阈值、扫描标准及对比剂等问题仍有待进一步研究。目前人工智能技术已用于分析CT 图像预测BMD，具有很高的准确性。未来人工智能的进一步发展有望提高OP 和骨折高危人群的筛查效率。
来源：关珍珍,王艺瑾,王海滨,等.常规临床CT评估骨质疏松症患者骨密度研究进展[J].中国医学影像学杂志,2025,33(04):439-444.
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