直接數字化攝影技術在骨密度測定中的應用研究.pdf

1、目的:隨著人口老齡化進程的加速,骨質疏松發(fā)病率已躍居世界各種常見病的第7位,骨質疏松癥(osteoporosis,OP)越來越引起人們的重視和廣泛研究。由于骨質疏松癥早期無明顯臨床癥狀,而它所帶來的骨質疏松性骨折危害性極大,因此早期診斷和早期治療顯得至關重要。骨礦物質密度(bone mineral density,BMD)是骨質疏松癥診斷及評價療效的重要依據。雖然目前用于骨密度測定的方法有很多種,但在實際測量中均有一定局限性和很多干擾因

2、素(如軟組織影響、異位鈣化、骨折、放射量太大等),如何減少此類因素的影響以提高精密度和準確度是目前骨密度測量中亟待解決的重要問題。在諸多骨密度測定方法中,雙能X線骨密度吸收法(dual energy x-ray absorptiometry,DXA)是國際公認的診斷骨質疏松的“金標準”。但此類儀器價格昂貴,迄今中國內地共有350臺左右,多數分布在大城市,而≥60歲的老年人群已有1.3億,顯然遠遠不能滿足需要。不僅如此,DXA在實際測量中

3、還受到病人體位和操作人員如何確定感興趣區(qū)等條件限制,測量精確性受到影響;且RDXA測量的并不是真正的體積BMD,會受到骨體積大小的影響;不能分別測量松質骨和皮質骨,對反映骨丟失和治療反應不夠敏感;不能獲得骨的大小、形態(tài)等幾何參數,因此DXA在骨質疏松診斷和骨折危險性預測等方面受到限制。
　　 鑒于目前骨質疏松迅猛上升的發(fā)病率及DXA在廣泛推廣及骨強度測定等方面所限,有必要選擇一種更加實用、簡捷和精確的技術用于骨密度的測量和骨折危

4、險性的預測。直接數字化放射攝影(Digital Radiography,DR)技術是目前廣泛用于臨床影像診斷的新設備,不僅豐富了形態(tài)醫(yī)學診斷的信息、層次,逐步改變了傳統(tǒng)放射技術并與快速發(fā)展的計算機、網絡技術融合,大大提高了醫(yī)學影像的質量,同時DR的后處理系統(tǒng)具有多種后處理功能如:測量(大小、面積、密度)、局部放大、對比度、反轉影像、影像邊緣增強,雙幅顯示及減影等,為骨密度測定提供了可能,引起了國內外學者的關注。本研究擬通過采用DR技術的

5、骨盆正位片,測定股骨近端(股骨頸、ward三角和大粗隆)象素值,與DXA測定的相應部位的骨密度進行對比研究,旨在探討DR技術在骨密度測定中的應用價值。
　　 方法:河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院門診健康查體患者304例,年齡30-70歲,通過問診及必要的輔助檢查(如實驗室檢查等),排除以下情況:骨腫瘤等器質性病變、陳舊外傷、繼發(fā)性骨質疏松、糖尿病、內分泌性骨病等病史者、近期服用影響骨代謝的藥物者及肝腎功能損害者(谷丙轉氨酶≥60U/L,血

6、肌酐≥133umol/L)等。根據標準骨盆平片制定測量股骨頸密度的三點、ward三角一點及股骨大粗隆三點,首先由影像技師利用DR拍攝標準骨盆平片,影像診斷醫(yī)師對正常的DR骨盆平片在圖像后處理工作站,感興趣區(qū)(ROI)用手動劃分,選點方法如下:1.以股骨近端大小粗隆上緣連線為基線,垂直向上2cm畫一平行線,在兩線之間股骨頸區(qū)域內3等份,選擇上等份中3點;2.選擇ward三角1點;3.利用后處理工作站作圖工具,選擇距離股骨大粗隆上緣0.5

7、cm處約1 cm2區(qū)域內的3點。分別求股骨頸和大粗隆3點的平均值,最后得出股骨頸、ward三角及大粗隆的象素密度,減去沒有組織與之重疊的背景值,予以記錄。同期有固定人員對該組人群利用雙能X射線骨密度儀行相同部位的骨密度測定。分別按年齡分層觀察DR象素值和DXA骨密度各部位峰值年齡段,及達峰值骨量后隨年齡變化的趨勢,進行兩種技術測量數值的相關性研究,對DR測得的象素值進行左右側對比檢驗。
　　 結果:
　　 1正態(tài)分布檢驗

8、
　　 各部位測得數據均符合正態(tài)分布。
　　 2受試者各部位DR象素值和DXA骨密度值在各年齡層數據分布
　　 左側股骨頸DR象素峰值在40～最高為(960.22±281.50)Hu,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低(783.19±157.51)Hu;右股骨頸DR象素峰值30～最高為(959.97±245.91)Hu,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低(806.98±188.65)Hu。左ward三角DR象素峰

9、值30～最高為(867.62±213.34)Hu,以后隨年齡增長逐漸下降,60～-最低(669.52±161.23)Hu;右ward三角DR象素峰值30～最高為(890.46±237.96)Hu,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低(700.06±184.34)Hu。左側大粗隆DR象素峰值40～最高為(696.91±233.42)Hu,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低(551.11±154.06)Hu;右側大粗隆DR象素峰值40～最高為

10、(719.73±236.59)Hu,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低(563.03±156.74)Hu。左右股骨頸DXA骨密度峰值均在30～,分別為(0.78±0.12)g/cm2和(0.79±0.12)g/cm2,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低分別為(0.68±0.14)g/cm2和(0.69±0.14)g/cm2。左右ward三角DXA骨密度峰值均在30～,分別為(0.66±0.16)g/cm2和(0.69±0.17)g/cm

11、2,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低分別為(0.50±0.17)g/cm2和(0.51±0.16)g/cm2。左右大粗隆DXA骨密度峰值均在30～分別為(0.72±0.11)g/cm2和(0.69±0.11)g/cm2,以后隨年齡增長逐漸下降,60～最低分別為(0.63±0.14)g/cm2和(0.60±0.13)g/cm2。
　　 3不同部位DR象素值和DXA骨密度值年齡分層比較LSD分析
　　 雙側股骨頸DR象素值

12、:左右側股骨頸30～DR象素值與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01);40～DR象素值與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01)。
　　 雙側ward三角DR象素值:左右側ward三角30～DR象素值與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01);40～DR象素值與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01)。
　　 雙側大粗隆DR象素值:左側大粗隆30～DR象素值與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01

13、);40～DR象素值與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01)。右側大粗隆30～DR象素值與50～和60～DR象素值比較均明顯升高(P＜0.05和P＜0.01);40～DR象素值與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01)。
　　 雙側股骨頸DXA骨密度:左側股骨頸30～DXA骨密度與50～和60～DXA骨密度比較明顯升高(均P＜0.01);40～DXA骨密度和60～比較明顯升高(P＜0.01)。右側股骨頸30～DXA骨密

14、度與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01);40～DXA骨密度與50～和60～比較均明顯升高(P＜0.05和P＜0.01)。
　　 雙側ward三角DXA骨密度:左側ward三角30～DXA骨密度與50～和60～DXA骨密度比較明顯升高(均P＜0.01);40～DXA骨密度與50～和60～比較均明顯升高(P＜0.05和P＜0.01);50～DXA骨密度與60～比較明顯升高(P＜0.05)。右側ward三角30～DXA骨密度

15、與50～和60～DXA骨密度比較明顯升高(均P＜0.01);40～DXA骨密度與50～和60～比較明顯升高(均P＜0.01);50～DXA骨密度與60～比較明顯升高(P＜0.05)。
　　 雙側大粗隆DXA骨密度:左側大粗隆30～DXA骨密度與50～和60～DXA骨密度比較均明顯升高(P＜0.05和P＜0.01);40～DXA骨密度和60～比較明顯升高(P＜0.01)。右側大粗隆30～DXA骨密度與50～和60～比較明顯升高(均

16、P＜0.01);40～DXA骨密度和60～比較明顯升高(P＜0.01)。
　　 4各部位DR的象素密度和DXA的骨密度相關性
　　 左右側股骨頸DR的象素密度和DXA的骨密度均呈明顯正相關(r=0.36,0.42)(均P＜0.01);左右側的ward三角部位DR的象素密度和DXA的骨密度均呈明顯正相關(r=0.515,0.515)(均P＜0.01);左右大粗隆部位DR的象素密度和DXA的骨密度均呈明顯正相關(r=0.50

17、4,0.464)(均P＜0.01)。
　　 5各部位左右側DR象素值比較
　　 股骨頸左側象素值(891.89±94.72)與右側(902.00±92.84)比較無明顯差異(t=1.267,p＞0.05);ward三角左側象素值(792.83±87.58)與右側(812.94±76.19)比較無明顯差異(t=1.188,p＞0.05);大粗隆左側象素值(635.57±55.99)與右側(655.61±54.81)比較無明

18、顯差異(t=1.101,p＞0.05)。
　　 結論
　　 1石家莊地區(qū)健康成人髖部骨密度峰值為30～。
　　 2股骨近端(雙股骨頸、雙ward三角和雙大粗隆)DR的象素值在各年齡段不盡相同,達到峰值后的變化趨勢是隨年齡增長而下降。
　　 3雙股骨頸、雙ward三角和雙大粗隆DR的象素值與DXA骨密度均呈明顯正相關,DR象素值可反映測定部位的骨密度。
　　 4股骨頸、ward三角和大粗隆左右側的D