積極推進定量CT 的臨床應(yīng)用

摘要

定量CT（QCT）是利用臨床CT掃描的圖像經(jīng)過體模校準，進行骨密度和體成分精準測量的方法。目前CT機在我國各級醫(yī)療機構(gòu)得到普及，CT掃描和重建技術(shù)飛速發(fā)展，QCT技術(shù)也從骨密度測量擴展到體成分和肝臟脂肪含量測定。我國近年來積極開展QCT的臨床應(yīng)用和科研，探索QCT在骨質(zhì)疏松、肥胖和脂肪評價的臨床應(yīng)用價值和科研價值，取得了一定的成績，但QCT的臨床應(yīng)用還遠未普及。積極開展QCT的應(yīng)用是對我國現(xiàn)在大量CT檢查的附加利用，不增加受檢者的輻射劑量，不增加掃描時間，做到一次檢查多個結(jié)果，具有重要的臨床應(yīng)用價值和科研價值。臨床廣泛應(yīng)用的CT圖像閱片是觀察性的、定性的判斷，而定量CT（quantitativeCT，QCT）是對CT圖像進行測量和定量分析的方法。廣義地說，所有對CT圖像進行測量和分析的方法，都是QCT。但目前臨床上使用QCT多是特指基于CT圖像采用定量的方法進行骨密度測量的技術(shù)，近年來又發(fā)展到測量圖像脂肪面積和肝臟脂肪含量等領(lǐng)域，拓展了QCT的應(yīng)用范圍。隨著我國人口老齡化進程推進，骨質(zhì)疏松、肥胖和脂肪肝等慢性病越來越成為社會和醫(yī)療負擔(dān)，同時CT機在我國各級醫(yī)療機構(gòu)得到普及，每年有大量的CT掃描檢查，采用臨床CT結(jié)合QCT技術(shù)測量骨密度、脂肪肝和脂肪面積等，廣泛應(yīng)用于診斷骨質(zhì)疏松、評價肥胖和脂肪肝，做到利用一次CT掃描數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多病共檢，必將為我國的慢性病精準影像評價起到積極作用。本期專題“定量CT的臨床應(yīng)用”從QCT測量骨密度、脂肪含量、脂肪面積等多個方面反映了QCT的臨床應(yīng)用價值。一、QCT技術(shù)QCT技術(shù)由美國加州大學(xué)舊金山分校的教授于1980年提出。當(dāng)時測量骨密度的方法不多，而CT圖像的CT值反映的是X線穿透組織后的吸收特性，可間接反映組織密度。但CT值是以X線穿過水的吸收特性為基準進行度量的，對于密度較高的骨組織，CT值不能準確定量反映X線的骨骼線性吸收特性，即難以準確反映骨組織密度。此外各CT生產(chǎn)商對骨組織的CT值算法不同，故直接測量骨組織的CT值在不同品牌CT機間會出現(xiàn)不一致的情況。為了解決這個問題，發(fā)明了采用外加參照體模和人體同步掃描的方法，體模內(nèi)有數(shù)個樣本柱，內(nèi)裝不同濃度的羥基磷灰石液體。我國學(xué)者最早于1990年開展QCT研究工作。因為液體樣本長時間放置會出現(xiàn)沉淀，后來改進為固態(tài)的體模。QCT掃描時一般將體模放置于患者的檢查部位與CT床之間，也稱為同步QCT。最新的非同步QCT只要每月掃描質(zhì)控體模一次，掃描時不需要把體模墊在患者下方，從而提高了患者的舒適性。對照研究表明同步QCT和非同步QCT的檢查結(jié)果高度一致。二、QCT的功能1.骨密度測量：QCT的主要功能是測量人體骨骼的骨密度。理論上QCT可以測量人體多個骨骼部位，但目前應(yīng)用最多的是測量椎體的松質(zhì)骨骨密度，通常測量2個椎體，即第1和2腰椎。QCT測量的是椎體松質(zhì)骨的平均骨密度，是體積骨密度，單位mg/cm3。在測量髖部時，QCT采用的是類雙能X線吸收儀（dualXrayabsorbtiometry，DXA）技術(shù)，也就是把CT圖像投影成二維圖像，再采用與DXA類似的骨密度劃分區(qū)域和計算方法，得出股骨近端各ROI的骨密度值。體模研究表明QCT測量骨密度的準確性和重復(fù)性與DXA相當(dāng)。2.脂肪面積測量：由于在CT圖像上脂肪組織的CT值是負值，與肌肉骨骼的CT值有明顯差異，可以采用閾值分割的方法對圖像內(nèi)脂肪面積進行測量。QCT采用閾值的方法區(qū)分脂肪與非脂肪組織，同時軟件半自動勾畫出腹壁外緣形態(tài)以區(qū)分腹內(nèi)脂肪和皮下脂肪，分別測量腹部總脂肪、皮下脂肪和腹內(nèi)脂肪的面積，其中尤以腹內(nèi)脂肪面積的測量有重要的臨床意義，可以廣泛用于肥胖的評價、疾病風(fēng)險預(yù)測和療效監(jiān)測。3.肝臟脂肪含量的測量：QCT也可以測量肝臟脂肪含量。動物實驗表明QCT測量的肝臟脂肪含量與化學(xué)萃取法測量值具有高度相關(guān)性，在體研究同樣證實QCT的肝臟脂肪含量測量結(jié)果與基于3.0TMRIDixon技術(shù)的測量結(jié)果一致性良好。目前QCT可以測量人體肝臟脂肪百分含量，可用于脂肪肝的定量評價、疾病風(fēng)險預(yù)測和療效監(jiān)測。三、QCT的臨床應(yīng)用1.骨質(zhì)疏松癥的診斷、療效監(jiān)測：骨密度是骨質(zhì)疏松癥早期診斷和療效監(jiān)測的重要參數(shù)，目前DXA是測量骨密度的主要手段。我國DXA的數(shù)量少，不能滿足臨床需求，QCT是有益的補充。由于QCT是采用CT數(shù)據(jù)進行骨密度測量，是真正的體積骨密度，不受體重、血管鈣化和脊柱退變的影響，是更精準的骨密度測量方法，而且診斷骨質(zhì)疏松比其他技術(shù)更敏感。在我國，各醫(yī)院常規(guī)CT掃描檢查很多，利用臨床CT圖像，采用QCT技術(shù)在不增加輻射劑量的情況下測量骨密度、診斷骨質(zhì)疏松，對我國的骨質(zhì)疏松防治具有實際意義。QCT診斷骨質(zhì)疏松的標準由國際臨床骨密度學(xué)會和美國放射學(xué)會提出，并在我國人群進行了驗證，研究證實該標準同樣適合中國人群，已被多個骨質(zhì)疏松診斷指南和共識所采納。研究表明QCT監(jiān)測骨質(zhì)疏松藥物的療效比DXA更敏感，除了測量骨密度，還可觀察骨的形態(tài)變化。最近的研究結(jié)果證明低劑量肺CT結(jié)合QCT在骨質(zhì)疏松篩查的作用。骨科患者手術(shù)前常常要做CT檢查，通過QCT測量手術(shù)部位的骨密度，可以用于骨科手術(shù)規(guī)劃。2.肥胖的評價和療效監(jiān)測：《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告（2020）年》發(fā)布的結(jié)果顯示我國成年居民超重肥胖者超過50%。肥胖成為我國健康領(lǐng)域的一個熱點問題。目前在流行病調(diào)查和臨床實踐中，體質(zhì)指數(shù)（bodymassindex，BMI）和腹圍是評價和診斷肥胖的主要依據(jù)。實際上真正危害健康的是腹內(nèi)脂肪，BMI和腹圍測量都不能精準反映腹內(nèi)脂肪的含量。腹部CT或MRI是目前測量腹內(nèi)脂肪含量的精準檢查方法。QCT可以精準測量CT圖像的脂肪面積，并能自動區(qū)分出腹內(nèi)和皮下脂肪面積，為研究肥胖提供了檢測手段。中國健康QCT大數(shù)據(jù)項目（ChinaBiobank）中近6萬人的數(shù)據(jù)顯示腹內(nèi)脂肪面積與性別、年齡相關(guān)，BMI不能準確預(yù)測腹內(nèi)脂肪面積。當(dāng)然中國人群的腹內(nèi)脂肪分布、正常值以及腹內(nèi)型肥胖診斷閾值、QCT測量腹內(nèi)脂肪面積的臨床應(yīng)用價值都有待于進一步研究。3.脂肪肝的評價與監(jiān)測：一般認為普通CT掃描的CT值不能準確反映肝臟脂肪含量，目前MRI肝臟脂肪分數(shù)測量是無創(chuàng)活體測量肝臟脂肪含量的公認標準?，F(xiàn)在利用CT圖像數(shù)據(jù)，采用QCT技術(shù)也可以進行肝臟脂肪含量測量。QCT可基于臨床常規(guī)胸腹部的平掃CT進行肝臟脂肪含量測量，這為大范圍開展QCT脂肪肝研究提供了可能性。目前尚無QCT脂肪肝診斷標準，這需要多中心、大隊列的中國人群數(shù)據(jù)才能建立起來。四、QCT的研究價值QCT是對臨床CT數(shù)據(jù)的后處理，精準測量骨密度、脂肪面積和肝臟脂肪含量，拓展了CT數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍，在骨質(zhì)疏松診斷、肥胖和脂肪肝的評價中具有廣泛的臨床價值。同時QCT在科研方面也有重要價值。首先，QCT結(jié)合常規(guī)胸腹部CT檢查，一次掃描就可以測量骨密度、脂肪面積和肝臟脂肪含量，可用于骨質(zhì)疏松、肥胖和脂肪肝等常見慢性病的精準影像評價，做到多病共檢，為慢性病防治提供依據(jù)。其次，QCT骨密度測量可以診斷骨質(zhì)疏松和監(jiān)測抗骨質(zhì)疏松療效，但QCT骨密度預(yù)測脆性骨折的能力還有待研究，需要建立大隊列隨訪以進一步明確；QCT可以測量脂肪面積和肝臟脂肪含量，但肥胖和脂肪肝的診斷標準尚未建立，同樣需要有中國人群自己的數(shù)據(jù)，再根據(jù)研究建立診斷標準。最后，腫瘤患者在診療過程中常需行胸腹部CT掃描判斷腫瘤分期、了解治療效果，可結(jié)合QCT同時監(jiān)測腫瘤患者手術(shù)后、