成都华西华科研究所研发生产QCT本研究开展基于QCT骨密度测量体膜软件数据应用计算机辅助检测系统(CAD)无体模软件对股骨颈骨密度(BMD)测量的研究，对比分析有体模QCT骨密度测量体膜软件BMD测定方法、DXA方法，旨在能够应用无体模CAD软件开展QCT骨密度测量体膜软件BMD测量、建立大样本数据库。材料与方法:53例健康志愿者年龄38~70岁，平均57岁。其中男10例，女43例。所有志愿者经胸片、心电图检查及问诊排除有骨质疏松外的其它系统疾病。研究对象均行自第5腰椎至股骨小转子下方（包括双股骨上段）CT扫描(Philipsbrilliance64排）。CT扫描时均垫有四标样体模置于体检者骨盆部后方。应用OsteoCADl.2软件完成无体模竖脊肌组、股内侧肌群组、股外侧肌群组BMD测定，和有体模BMD测定、DXABMD测定。应用SPSS10软件分析无体模QCT骨密度测量体膜软件测定和有体模BMD、DXABMD测定LinearRegression方法相关分析。结果：无体模竖脊肌组、股内侧肌群组、股外侧肌群组BMD测定结果与有体模BMD测定、DXABMD测定LinearRegression方法相关分析结果如下:①竖脊肌法测定股骨颈各BMD与有体模、DXA相关性结果：松质骨间的相关系数为0.,整体骨间的相关系数为0.,皮质骨间的相关系数为0.,DXA测量的BMD与两种方法测量的松质骨BMD的相关系数分别为0.、0.。②内侧肌群法测定股骨颈各BMD与有体模、DXA相关性结果：松质骨间的相关系数为0.,整体骨间的相关系数为0.,皮质骨间的相关系数为0.,DXA测量的BMD与两种方法测量的松质骨BMD的相关系数分别为0.、0.。③外侧肌群法测定股骨颈各BMD与有体模、DXA相关性结果:松质骨间的相关系数为0.,整体骨间的相关系数为0.,皮质骨间的相关系数为0.，DXA测量的BMD与两种方法测量的松质骨BMD的相关系数均为0.。结论:基于QCT骨密度测量体膜软件数据应用CAD无体模软件具有与有体模方法和DXA方法相同的测量BMD的能力，其中采用便捷的股内侧肌、股外侧肌作为内部参考具有与竖脊肌相近的结果，能够为医生提供BMD的参考信息，可用于骨质疏松的诊断、健康普查。
定量CT(QCT骨密度测量体膜软件)已成为评价骨质疏松患者骨密QCT骨密度测量体膜软件数据的计算机辅助检测系统(CAD)的BMD测度（BMD)异常的常用方法之一目前国内基于量均是在依据有体模标准下完成的，年Gud-mundsdottir等完成CT无体模椎体BMD测量国内尚见无体模QCT骨密度测量体膜软件BMD测定临床应用。本研究应用BMDCAD无体模软件开展国人股骨近段BMD检测中的应用研究，对比分析各种不同方法的无体模CAD的可行性、准确性，旨在能够便捷、广泛开展全身无体模CTBMD测定研究,建立大样本数据库，为骨质疏松研究提供大量有效的诊治信息。
1材料与方法
1.1研究对象
本研究通过医院伦理委员会同意招募53例健康志愿者，年龄38~70岁，平均57岁。其中男10例，女43例。所有志愿者经临床、实验室系统检查排除患有骨质疏松外的其它系统疾病后，确认为研究对象。
I.方法
研究对象均行自Ls至股骨小转子下方(包括双股骨上段）CT扫描(Philipsbrilliance64排）。扫描参数为：kVp,mAs,准直宽度1.5mm，螺距(pitch)0.75,重建层距0.7mm,层厚1.4mm。行CT扫描时均垫有四标样体模（成都方拓仿真技术有限责任公司生产的FT/HK-0GT/QCT骨密度测量体膜软件),置于体检者骨盆部后方。
数据处理:CT扫描完成后，分别将获得的53例CT扫描数据载人至OsteoCADl.2软件，再经过选择内部参考物（肌肉及皮下脂肪）、分割股骨颈皮质骨三维界面，建立股骨颈坐标系统，行BMD及骨结构参数计算，计算结果输出等步骤（图1)。测得股骨颈的松质骨、整体骨和皮质骨BMD,单位mg/cm3。根据选择内部参考物所在部位不同分设3组：①竖脊肌及其周边皮下脂肪组（简称竖脊肌）（图2a);②股骨内侧肌群及其周边皮下脂肪组（简称内侧肌群）（图2b);③股骨外侧肌群及其周边皮下脂肪组（简称外侧肌群）（图2c)。其自动分割及测量的股骨颈范围三维示意图见图3。
将64层螺旋CT采集的53例股骨近端的有体模CT数据载人至OsteoCADl.2软件中，再经过有体模BMD分析，计算结果输出等步骤测得股骨颈的松质骨、整体骨和皮质骨BMD,单位mg/cm3。本研究所有志愿者均行双能X线吸收仪进行同侧股骨颈BMD测量(XR-36型DXA，），单位为:g/cm2。
1.3统计学分析
统计学分析软件采用SPSS10.0完成。经无体模方法所得3组股骨颈BMD结果分别与有体模BMD结果、DXABMD测定行LinearRegression方法相关分析，并对Pearson相关系数进行统计学意义检验。应用Univariate方法中的Scheffe、LSD检验方法，对无体模方法所得3组股骨颈BMD结果均值与有体模BMD结果的均值分别进行f检验及《检验。
2结果
53例健康志愿者同侧股骨颈均基于QCT骨密度测量体膜软件数据应用OsteoCADl.2完成3种方式无体模BMD测定、有体模方式BMD测定,并均行DXA检查。53例无体模竖脊肌组、股骨内侧肌群组、股骨外侧肌群组及有体模组的松质骨、整体骨、皮质骨BMD均值和标准差、和DXA检测到的股骨颈BMD的均值、标准差见表1。对53例无体模竖脊肌组、股骨内侧肌群组、股骨外侧肌群组及有体模组的松质骨、整体骨、皮质骨BMD均值进行F检验和t检验的P值见注：Oste〇CAD1.2各方法分析结果单位为mg/Cm3,DXA测量BMD结果单位为g/cm2。应用SPSS10.0LinearRegression法分析3种无体模方法所测量股骨颈BMD结果与DXA、有体模方法BMD各组数据的相关系数，并分析有体模方法所测量股骨颈各BMD结果与DXA所测BMD结果的相关系数。统计学分析显示:0)3种无体模模式和有体模模式检测的松质骨BMD、整体骨BMD、图1无体模模式BMD测量基本步骤（以外侧肌群模式为例）。图la:选择内部参考物，左、右两个黄圈选择的内部参考物分别为皮下脂肪及外侧肌群肌肉；图lb:应用一个立体球确定股骨头范围，此步骤是OsteoCADl.2惟一必须手动操作的步骤；图lc:红线表示自动分割完成股骨上段骨皮质外表面；图Id:粉红色箭头表示自动建立的股骨颈坐标系统；图le:红线表示自动分割完成的股骨上段骨皮质内表面；图If:浅绿色线所包围的区域表示自动分割的股骨颈测量范围。
图2无体模3种BMD测量模式。图2a:选择内部参考物为竖脊肌及其周边皮下脂肪；图2b:选择内部参考物为股骨内侧肌群及其周边皮下脂肪；图2c:选择内部参考物为股骨外侧肌群及其周边皮下脂肪。图3股骨颈BMD自皮质骨BMD测量结果之间呈线性相关，其中无体模模式股内侧肌群、股外侧肌群作为内部参考具有与竖脊肌相近的结果；②3种无体模模式和有体模模式检测的松质骨BMD、整体骨BMD、皮质骨BMD与DXA测量结果均呈线性相关，相关系数具有高度的统计学意义(P均〇.〇〇1)，详见表3，图4~6。散点图（图4~6)显示上述各组BMD测量结果之间均呈直线相关趋势，并呈正相关。内侧肌群方法所测松质骨、整体骨、皮质骨BMD均值与有体模方法所测BMD各均值差异均无统计学意义(P均0.05)，竖脊肌方法所测松质骨、整体骨BMD均值与有体模方法所测相应BMD均值差异均无统计学意义（户均II.05),外侧肌群方法所测松质骨BMD均值与有体模方法所测松质骨BMD均值差异均无统计学意义(P均0.05)。
3讨论QCT骨密度测量体膜软件BMD测定是目前惟一能够测得接近真正意义上的体积性BMD的定量方法，是惟一能够可以分别测量小梁骨和皮质骨的方法，具有信息量不丢失、分辨力高等优点，且不受骨体积大小的影响1M，弥补了DXA只能测量面积上的BMD及不能反映骨真实的体积性密度的不足。但QCT骨密度测量体膜软件亦有其不足之处，目前所用QCT骨密度测量体膜软件均使用CT设备通用性体模进行校正，并且需要手动选择感兴趣区，造成了操作程序的相对复杂和限制了一定使用性。股骨颈轴长度(FNAL)和最小截面积(mCSA)等几何学测量指标有助于更有效地预测骨折风险[91。但是关于QCT骨密度测量体膜软件自动计算该几何学测量指标鲜有报道。我们以往研究的结果显示有体模方法BMD测C4)c横断面分别将感兴趣区设定在竖脊肌、股内侧肌群、定与DXA呈线性相关，即基于QCT骨密度测量体膜软件有体模股骨颈BMD测定能够精确的测量股骨颈BMD[3]。本研究开展基于QCT骨密度测量体膜软件数据无体模CAD股骨颈BMD(所用软件OsteoCADl.2)是继基于QCT骨密度测量体膜软件数据有体模CAD股骨颈BMD(〇SteoCADl.l软件)之后设计的一种基于QCT骨密度测量体膜软件的CAD系统，其在较精确地测量BMD的同时，提供了无体模检测模式，并且在继承QCT骨密度测量体膜软件优点的同时避免了一些QCT骨密度测量体膜软件的不足。无体模方法通过几个步骤实现:在工作站获得QCT骨密度测量体膜软件数据后，首先基于股外侧肌群及其周围脂肪组织，用峰搜索算法对所选感兴趣区中的像素进行直方图分析，以找到此区域最高频率的肌肉和脂肪组织CT值即纯肌肉和脂肪组织的CT值，因水和肌肉、脂肪的衰减系数在~kVp和70~80keV时具有高度的一致性，故我们用此最高频率的肌肉和脂肪组织CT值及肌肉、脂肪、水三者衰减系数的一致性原理校准整个图像的CT值，直至水的CT值为0,最后校准自动分图6外侧肌群无体模模式所测量股骨颈各BMD结果与DXA及有体模方法所测BMD各组数据的散点图。图6a:无体模模式松质骨BMD与DXA所测BMD的关系。图6b:有、无体模模式所测松质骨BMD之间的关系。图6c:有、无体模模式所测整体骨BMD之间的关系。图6d:有、无体模模式所测皮质骨BMD之间的关系。割的股骨各结构的CT值，建立BMD与股骨各结构CT值而非每一肌肉、脂肪的平均值校准整个图像的CT值的相关性，从而求得测量区域各结构的BMDCT值，且不同人之间肌肉密度的差异远远小于不同值。由于本研究方法用肌肉和脂肪组织的最高频率人之间骨骼密度的差异，所以本研究方法能够将组图5竖脊肌无体模模式所测量股骨颈各BMD结果与DXA及有体模方法所测BMD各组数据的散点图。图5a:无体模模式松质骨BMD与DXA所测BMD的关系。图5b:有、无体模模式所测松质骨BMD之间的关系。图5c:有、无体模模式所测整体骨BMD之间的关系。图5d:有、无体模模式所测皮质骨BMD之间的关系。
织不均一、肌肉密度的差别和部分容积效应等因素的影响减到最小。而且Gudmundsdottir等研究发现用无体模方法测量脊柱每年骨丢失率与有体模方法测量的结果相仿叱本研究结果显示：不仅3种无体模模式和有体模模式检测的松质骨BMD、整体骨BMD、皮质骨BMD与DXA测量结果均呈线性相关，而且无体模模式和有体模模式检测的松质骨BMD、整体骨BMD、皮质骨BMD测量结果之间也均呈线性相关，相关系数具有高度的统计学意义(P均〇.〇〇1)。内侧肌群方法对松质骨、整体骨、皮质骨的测量结果与有体模方法的测量结果均无差别，且3种无体模方法对骨代谢敏感的松质骨成分测量结果与有体模方法的测量结果均无差别。我们认为3种无体模方法均能够较好地测量BMD，而内侧肌群方法最为理想。
基于QCT骨密度测量体膜软件数据无体模CAD股骨颈BMD方法提供了3种无体模方法测量股骨颈BMD。比照之前的无体模方法研究，本方法不仅使用竖脊肌及其周边皮下脂肪，还使用了股骨内、外侧肌群及其周边皮下脂肪；另外本方法首次采用计算机自动化方法统计肌肉和脂肪CT值，如在过程中不作任何手动参与，则可以使肌肉和脂肪CT值在多次操作中结果完全一致，其临床应用的实用性非常高。我们对比分析3种无体模方法QCT骨密度测量体膜软件BMD测定与DXA、有体模方法的相关系数均无明显差异，内侧肌群方法对松质骨、整体骨、皮质骨所测BMD均值与有体模方法所测BMD均值均无差别，且内侧肌群与股骨颈邻近，故我们认为应用股骨内侧肌群及其周边皮下脂肪作为内部参考的无体模QCT骨密度测量体膜软件BMD测定方法在临床上更具实用性，能够简化操作、舍弃不必要的CT扫描。〇ste〇CADl_2提供了无体模、有体模两种检测模式，并且可以嵌人PACS工作站。基于QCT骨密度测量体膜软件数据开展无体模CAD股骨颈BMD测量研究，其意义包括:①拓展了CT的功能，特别是面对中国人口结构老龄化的广泛BMD测量需要，能够更好地利用已有的CT数据，避免一些不必要的CT扫描；②能够回顾性分析BMD变化，无论是有体模扫描和无体模扫描；③本研究方法能够自动测量股骨颈几何学指标，弥补了QCT骨密度测量体膜软件在这方面的不足，有助于准确、有效地反映骨强度的状况，为骨质疏松诊断与预防、骨折风险预测等提供更为有效的信息;④无体模BMD的便捷测定，能够最大量的完成大样本数据库的建立，有助于提高骨质疏松诊断的准确性。本研究不足之处包括:①研究样本量少;②年龄组与性别差异较大;③对于不同年龄组、不同性别、不同地区人群的肌肉构成密度研究有限，须在今后进一步加大样本量、分组分析以深人研究。总之，无体模QCT骨密度测量体膜软件股骨颈BMD测量与有体模方法和DXA方法测量结果具有显著相关性，基于QCT骨密度测量体膜软件数据无体模CAD股骨颈BMD测量能够准确有效、便捷的完成BMD测定，可用于股骨颈BMD的评估。成都华西华科研究所研发生产QCT骨密度测量体模软件系统