双能 X 射线吸收法测量双侧股骨颈骨密度的差异及影响因素

doi:10.12307/2023.236

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (13): 2081-2086.doi: 10.12307/2023.236

• 骨与关节图像与影像 bone and joint imaging • 上一篇下一篇

双能 X 射线吸收法测量双侧股骨颈骨密度的差异及影响因素

尹玉萍1，刘嘉辰1，郭宁宁1，李创权1，刘秀文1，张淑康1，林雪晴1，唐维1，陈少雄1，刘幸光1，吴桂霞1，李龙2，刘静3，张弘1

1中山大学孙逸仙纪念医院核医学科，广东省广州市 510000；2广东省中医院大学城医院放射科，广东省广州市 510000；3临泉县农业农村局，安徽省阜阳市 236400

收稿日期:2022-01-27 接受日期:2022-03-10 出版日期:2023-05-08 发布日期:2022-08-12
通讯作者: 张弘，博士，副主任医师，中山大学孙逸仙纪念医院核医学科，广东省广州市 510000
作者简介:尹玉萍，女，1990年生，广东省东莞市人，汉族，2017年广州医科大学毕业，技师，主要从事影像学方面的研究。刘嘉辰，男，1990年生，安徽省临泉县人，汉族，2017年中山大学毕业，硕士，主治医师，主要从事影像学方面的研究。

Bone mineral density difference in bilateral femoral necks measured by dual-energy X-ray absorptiometry and its influencing factors

Yin Yuping1, Liu Jiachen1, Guo Ningning1, Li Chuangquan1, Liu Xiuwen1, Zhang Shukang1, Lin Xueqing1, Tang Wei1, Chen Shaoxiong1, Liu Xingguang1, Wu Guixia1, Li Long2, Liu Jing3, Zhang Hong1

1Department of Nuclear Medicine, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; 2Department of Radiology, University Town Hospital, Guangdong Hospital of Traditional Chinese Medicine, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; 3Agricultural and Rural Bureau of Linquan County, Fuyang 236400, Anhui Province, China

Received:2022-01-27 Accepted:2022-03-10 Online:2023-05-08 Published:2022-08-12
Contact: Zhang Hong, MD, Associate chief physician, Department of Nuclear Medicine, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
About author:Yin Yuping, Technician, Department of Nuclear Medicine, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China Liu Jiachen, Master, Attending physician, Department of Nuclear Medicine, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China Yin Yuping and Liu Jiachen contributed equally to this article.

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
骨质疏松症：是一种以骨矿物质密度降低和骨强度受损为特征的常见疾病，研究表明脂代谢与骨质疏松存在密切关系，脂代谢异常能促进破骨细胞活化、分化、发育，使骨吸收能力增强，骨平衡受到破坏，从而引起骨质疏松。
DXA：即双能X射线吸收测定法，其测定过程是将从X射线球管释放的X射线通过吸收过滤，分成高低2种(40 keV和70-80 keV)X射线，从而测定骨密度值。其图像清晰，测量结果的准确性和精确性得以提高，是骨密度测定的金标准。

背景：应对骨质疏松症是中国应对人口老龄化的重要组成部分，骨质疏松的早期预防、早期发现及早期干预被认为在改善预后中起到非常重要的作用。
目的：分析影响双侧股骨近端骨密度差异的相关因素，探讨提升双能 X 射线吸收法诊断效能的方法。
方法：回顾性分析2021年1-7月在中山大学孙逸仙纪念医院核医学科进行双能 X 射线吸收法骨密度检查共207例受检者的临床资料，分组后分析组间差异性及导致差异性的相关因素，多元logistic回归方程校正，受试者工作特征曲线预测效能。
结果与结论：①入组受检者个体双侧股骨颈骨密度的差异[高于最小有意义变化(LSC)]与左右利手、睡眠朝向偏好等无显著相关关系(P均 > 0.05)；②对于绝经后女性及50岁以上男性，当左侧股骨颈T值为-0.9或-1.0时(且此时骨密度值与T值为-1.1时的骨密度值差值大于LSC)加做右侧检查则可明显提高骨量减少的诊断率(P < 0.001)，且经多元logistic回归分析校正传统因素后提示其为独立影响因素，OR=0.001，95%CI(0.000-0.326)，P=0.03，受试者工作特征曲线预测其改变诊断的效能：曲线下面积=0.765，95%CI(0.536-0.993)，P=0.018；③提示对于绝经后女性及50岁以上男性，当其左侧股骨颈T值为-0.9或-1.0时(且此时骨密度值与T值为-1.1时的骨密度值差值大于LSC)，行腰椎+双侧股骨近端双能 X 射线吸收法骨密度检查较单侧检查可显著提高骨量减少的诊断率。

https://orcid.org/0000-0002-4625-698X (尹玉萍) ；https://orcid.org/0000-0001-6317-0662 (刘嘉辰)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 双能 X 射线吸收法, 骨密度, 骨量减低, 骨质疏松, 双侧股骨近端

Abstract: BACKGROUND: Coping with osteoporosis is an important part of China's response to population aging. Early prevention, early detection and early intervention of osteoporosis were considered to play a very important role in improving prognosis.
OBJECTIVE: To analyze the relevant factors affecting the difference in bone mineral density of bilateral proximal femur and to explore the methods to improve the diagnostic performance of dual-energy X-ray absorptiometry.
METHODS: The clinical data of 207 subjects who underwent dual-energy X-ray absorptiometry bone mineral density examination in Department of Nuclear Medicine, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University from January to July 2021 were retrospectively analyzed. After grouping, differences between groups and related factors leading to differences were analyzed. Multivariate Logistic Regression Equation was utilized for correction. Receiver operating characteristic curve was used to predict performance.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) There was no significant correlation between the differences in the bone mineral density of the bilateral femoral necks (higher than the least significant change) and left-right handedness, sleep orientation preference (all P > 0.05). (2) For postmenopausal women and men over the age of 50 years, when the left femoral neck T value was -0.9 or -1.0 (the difference between the bone mineral density value and the bone mineral density value when the T value was -1.1 was greater than the least significant change), the right-side examination could significantly improve the diagnosis rate of osteopenia (P < 0.001). Multivariate logistic regression analysis showed that it was an independent influencing factor after correcting traditional factors, OR=0.001, 95%CI (0.000-0.326), P=0.03; receiver operating characteristic curve predicted its efficacy in altering the diagnosis: area under the curve=0.765, 95%CI (0.536-0.993), P=0.018. (3) It is concluded that for postmenopausal women and men over 50 years old, when the T value of the left femoral neck was -0.9 or -1.0 (the difference between the bone mineral density value and the bone mineral density value when the T value was -1.1 was greater than the least significant change), the dual-energy X-ray absorptiometry bone density test of the lumbar spine and bilateral proximal femur could significantly improve the diagnosis rate of bone loss compared with the lumbar and left side examination.

Key words: dual-energy X-ray absorptiometry, bone mineral density, bone loss, osteoporosis, bilateral proximal femur

中图分类号:

尹玉萍, 刘嘉辰, 郭宁宁, 李创权, 刘秀文, 张淑康, 林雪晴, 唐维, 陈少雄, 刘幸光, 吴桂霞, 李龙, 刘静, 张弘. 双能 X 射线吸收法测量双侧股骨颈骨密度的差异及影响因素[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(13): 2081-2086.

Yin Yuping, Liu Jiachen, Guo Ningning, Li Chuangquan, Liu Xiuwen, Zhang Shukang, Lin Xueqing, Tang Wei, Chen Shaoxiong, Liu Xingguang, Wu Guixia, Li Long, Liu Jing, Zhang Hong. Bone mineral density difference in bilateral femoral necks measured by dual-energy X-ray absorptiometry and its influencing factors[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(13): 2081-2086.

图/表（结果） 7

2.1 参与者数量分析对于已填写知情同意书并筛选合格入组患者，该研究计划总纳入256例，最终纳入符合标准患者共207例，其中女性绝经后、男性大于50岁173例作为第2队列进行分析。双侧股骨近端任一侧曾发生直接导致骨质密度产生较明显差异的事件(如骨折等)5例，近半年大量服用过抗骨质疏松症药物、性激素类药物、糖皮质激素或芳香酶抑制剂11例，问诊结果不清晰5例，双侧股骨颈测量值差异绝对值小于LSC者24例，T=-0.9/-1.0时骨密度值与T值为-1.1时的差值小于LSC者4例，上述病例未纳入分析讨论。
2.2 LSC测定结果进行LSC测定的30例受检者中 L1-L4、左全髋部、左侧股骨颈骨密度值标准差的均方根分别为0.003 92，0.007 15及0.011 44 g/cm2 ，LSC分别为0.008，0.014，0.022 g/cm2(取95%CI)； L1-L4、左全髋部、左侧股骨颈变异系数的均方根分别为0.338%，0.902%，1.062%，LSC分别为0.662%，1.768%及2.081%(取95%CI)。
2.3 全部受检者根据双侧股骨颈骨密度值较高侧分组后进行组间比较将207例受检者分成2组，A组为左侧股骨颈骨密度值较高者共109例，B组为右侧股骨颈骨密度值较高者共98例。组间差异情况见表1。

2.4 第2队列受检者根据加做右侧股骨近端DXA检查后诊断结果是否改变进行分组并进行组间比较 207例受检者中进一步筛选出女性绝经后、男性大于50岁者共173例作为第2队列进行分析。将173例女性绝经后、男性大于50岁受检者根据双侧股骨颈DXA检查是否改变左侧检查的诊断结果分成U组(诊断结果未改变，166例)、C组(改变结果，7例)，具体分布见图2所示。

行腰椎L1-4、左侧股骨颈及左侧全髋关节与行L1-4、双侧股骨颈及双侧全髋关节DXA检查者诊断结果具体分布见表2所示，未发现两种检查方式的检查结果具有明显差异(χ2=0.542，P=0.763 > 0.05)。

左侧股骨颈T值为-0.9或-1.0时统计双侧股骨颈及全髋关节DXA检查结果，进行Fisher's 检验，P < 0.001。余组间差异见表3所示。

2.5 第2队列进入logistic回归方程检验左侧股骨颈T值是否为-0.9或-1.0对诊断结果的增益作用将左侧股骨颈T值是否为-0.9或-1.0进入logistic回归方程进行校正，校正因素为年龄、性别、左右利手、睡姿、体质量指数、L1-4、双侧股骨颈及双侧全髋关节T值，结果提示左侧股骨颈T值是否为-0.9或-1.0是诊断结果改变的独立预测因素[设置哑变量，左侧股骨颈T值不为-0.9或-1.0时相对左侧股骨颈T值为-0.9或-1.0时OR=0.001，95%CI(0.000-0.326)，P=0.02 < 0.05]，见表4。最后使用ROC预测其改变诊断的效能，得出曲线下面积=0.765，95%CI(0.536-0.993)，P=0.018 < 0.05，见图3。图4为左侧股骨颈T值为-0.9时右侧股骨近端扫描改变最终诊断的1例病例。

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引言

材料方法

1.1 设计单中心回顾性队列研究，使用简单相关分析法分析双侧股骨颈骨密度值差异及影响诊断结果的因素，提取出感兴趣的因素进入logistic回归方程进行校正，最后采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)验证效能。
1.2 时间及地点试验于2021年1-7月在中山大学孙逸仙纪念医院核医学科完成。
1.3 对象选择2021年1-7月在中山大学孙逸仙纪念医院核医学科使用DXA骨密度仪同时进行双侧股骨近端骨密度检查的患者共256例，纳入标准及排除标准见图1所示。共剔除49例，纳入207例进行讨论。

在涉及人类参与者的研究中进行的所有程序均符合机构和/或国家研究委员会的道德标准，DXA测量骨密度为临床开展已久并广泛应用的检查方法，符合1964 年《赫尔辛基宣言》及其后来的修正案或类似的伦理标准。参与试验的患病个体及其家属为自愿参加，均对试验过程完全知情同意，在充分了解治疗方案的前提下签署了“知情同意书”。
1.4 方法
1.4.1 试验流程整个研究工作流程见图1所示，包括患者选择、数据提取、统计分析和结论。简要说明如下：根据纳入和排除标准选择了接受L1-4、双侧股骨近端DXA检查的受检者，将这些患者分为2组：A组左侧股骨颈骨密度值较高，B组右侧股骨颈骨密度值较高，提取所需数据(年龄、性别、左右利手、睡姿、体质量指数、L1-4、双侧股骨颈及双侧全髋关节骨密度值)。进一步筛选出女性绝经后、男性> 50岁的173例作为第2队列，分为U组(加做右侧股骨近端DXA检查后诊断结果未发生改变)及C组(加做右侧股骨近端DXA检查后诊断结果发生改变)，并提取所需数据。然后通过简单相关和logistic回归分析确定组间差异及影响诊断改变的因素。
1.4.2 检查方法使用美国GE公司Lunar Prodigy型DXA骨密度仪测量所有受试者的腰椎L1-4以及双侧股骨近端，数据库采用GE公司亚洲黄种人常用数据库资料。测量两侧股骨时用辅助定位器将受检者的膝盖向内侧移动，使两侧下肢向内旋转30°固定体位。随机选取30例患者由同一名技术员、采用同一摆位方式、仅间隔重新摆位的时间(约5 min)进行最小有意义变化(least significant change，LSC)测定。
1.4.3 受检者准备检测前2-6 d禁用影响图像分析的药物(胃肠道对比剂、增强对比剂等)及相关检查，检测时取下所有带金属的首饰和衣物。
1.4.4 主要研究部位选择在此次研究中股骨颈的骨密度值被选择作为主要参考值进行双侧比较[12]。
1.4.5 数据收集及分组通过问诊收集进行双侧股骨近端骨密度测量患者的性别、年龄、身高、体质量、月经史、左右利手、睡姿朝向偏好等。分组具体情况如图1所示。
1.4.6 结果确定所有的骨密度检查均由同一技术员、采用同样摆位完成。骨密度检查报告的书写由同一从事核医学科医师工作3年以上医生书写，由同一从事核医学科医师工作10年以上副高职称医生审核，报告出具前数据收集中与研究相关的具体变量处于绝对保密状态。诊断标准为WHO通用骨质疏松诊断标准[13]。
1.5 主要观察指标受检者腰椎及双侧股骨颈骨密度值，受检者年龄、性别、体质量指数、左右利手、睡眠朝向偏好的具体统计数据，以及最后受检者的诊断结果。
1.6 统计学分析文章统计学方法已经中山大学孙逸仙纪念医院生物统计学专家审核。所有统计数据均采用SPSS 25统计软件进行分析。符合正态分布变量之间比较采用t检验、person相关性检验，非正态分布变量之间比较采用非参数检验(Kruskal-Wallis检验、曼-惠特尼U检验及spearman秩相关检验)；分类变量组间比较采用卡方检验及Fisher's 检验；然后将所有感兴趣数据进入logistic回归方程进行校正；最后采用ROC预测其效能。

讨论

在此次研究中发现：①剔除双侧股骨颈骨密度值差异小于LSC的数据后，分析受试者双侧股骨颈及双侧髋关节骨密度测量值间的总体差异无显著性意义(P > 0.05)；②受试者双侧股骨颈骨密度个体差异与年龄、性别、体质量指数、左右利手、睡眠朝向偏好等并无显著相关关系；③在绝经后女性及大于50岁男性行DXA骨密度检查过程中，相比较行腰椎L1-4、左侧股骨颈及左侧全髋关节骨密度测定，加做右侧股骨颈及右侧全髋关节骨密度检查后整体诊断结果无明显改变；④当绝经后女性及大于50岁男性行腰椎L1-4、左侧股骨颈及左侧全髋关节DXA骨密度检查时，若左侧股骨颈骨密度T值(与年轻成人峰值比较)为-1.0或-0.9，此时加做右侧股骨近端DXA会有较大可能改变诊断结果(骨量正常改变为骨量减少)。

在此次研究中，有28例受检者因其双侧股骨颈骨密度值差异≤LSC被剔除出检验队列，约有89.1%的受检者双侧股骨颈骨密度具有差异，但是这种个体差异在整体分析中未发现明确统计学意义，这与YANG等[14]、RAO等[15]、郭郡浩等[16]的研究结果相符。在纳入研究队列的所有207例受检者中，未发现双侧股骨颈骨密度的差异与左右利手、睡眠朝向偏好等相关，这与之前的一些研究中提出的观点——上肢的优势侧对下肢骨密度影响不显著相符合[14]，在第2队列中得出的结论亦相同。

现在普遍的观点是认为行腰椎+左侧股骨近端骨密度检查即可[15，17]，在纳入此次研究的两组队列中亦发现行腰椎+双侧股骨近端对行腰椎+单侧股骨近端诊断骨量减少、骨量疏松均无明显增益作用，但是当左侧股骨颈骨密度T值为-1.0或-0.9时(且骨密度值与T值为-1.1时的差值大于LSC)加做右侧股骨近端DXA骨密度测定会显著提高骨量减少的诊断率。目前骨密度值是对骨质疏松相关骨折最具有预测性的因素[18-19]。一些血液和尿液中的标记物也可以帮助骨质疏松症的诊断，但DXA测量的骨密度值作为骨质疏松诊断的金标准，在骨质疏松的诊断和治疗以及随访观察治疗效果中都起到了极为重要的作用[20-25]。很多骨质疏松相关骨折都是发生在骨量减少的阶段，因此通过适当的评估诊断来及早干预可能会对预后产生更好的影响[26]。当左侧股骨颈骨密度T值为-1.0或-0.9时行双侧股骨近端DXA骨密度检查可以降低骨质疏松症大规模筛查期间的成本和辐射暴露[15]。

但是在一些其他队列的研究中，如弓健等[27]的研究中提到广州地区绝经后女性股骨近端的骨密度值存在较小的但有统计学意义的差异；刘晓建等[28]的研究中提到对于年龄≥71岁和有右侧下肢疼痛、抽筋或麻木症状的患者，右侧股骨近端骨密度测量值会明显更低；一些国外的研究亦提到常规行双侧股骨近端DXA检查对单侧是一种有力的补充[29]，这些结论与此次研究存在一些差异，考虑可能与研究队列的差异有关。另外此文仅仅探讨了当T值为-1.0或-0.9时(且骨密度值与T值为-1.1时的差值大于LSC)进行双侧股骨近端DXA测量可以提高骨量减少的诊断效能，关于T值处于骨质疏松诊断的临界点及Z值(未绝经女性、< 50岁男性)的相关诊断情况由于病例数较少未进行讨论。以上这些不足在今后的研究中有必要进一步增加样本量、更详细地划分不同队列进行研究。

此次研究发现，绝大部分受检者经DXA测得的双侧股骨颈骨密度具有差异，当T值为-1.0或-0.9时进行双侧股骨近端DXA测量是对目前骨密度测量方式(腰椎+左侧股骨近端)的有力补充，此次研究的发现可以帮助临床医生提早发现、提早干预(比如采用最新的组织工程方法：介孔材料[4]、地舒单抗[5]、骨髓间充质干细胞诱导分化等[6])以改善预后，帮助老年人更好地应对骨质疏松相关疾病这一日益突出的问题。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

双能 X 射线吸收法测量双侧股骨颈骨密度的差异及影响因素

Bone mineral density difference in bilateral femoral necks measured by dual-energy X-ray absorptiometry and its influencing factors

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