骨超声衰减与双能X线吸收法测量骨密度的相关性研究
作者：李丽娟 吕明德 蔡文 郭念群
单位：510080 广州市中山医科大学附属第一医院
关键词：超声衰减；骨质疏松；骨密度；双能X线吸收仪
中国超声医学杂志991104 摘 要 目的：探讨跟骨宽带超声衰减诊断骨质疏松的临床价值。方法：对一组53例绝经期老年女性用超声衰减成像扫描仪测量左跟骨宽带超声衰减(BUA)，并用双能X线吸收法(DEXA)测量其腰椎L2-L4骨密度(BMD L2-L4)及右髋骨密度(BMDH)，将上述两种方法所测得的参数进行相关分析。结果：左跟骨BUA与腰椎BMD呈中度相关(r＝0.661，P<0.0001)，左跟骨BUA与右髋BMD呈中度相关(r＝0.618，P<0.0001)，左跟骨BUA与腰椎BMD、右髋BMD诊断骨质疏松齐同率为86.8%。结论：跟骨BUA是评价骨密度的有效指标，超声衰减成像技术是临床诊断骨质疏松的又一实用的新方法。
, 百拇医药
Comparison of Broadband Ultrasound Attenuation and Dual Energy X-ray Absorptiometry in Measurement of Bone Mineral Density
Li Lijuan,Lu Mingde,Cai Wen,et al
The First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University of Medical Science Guangzhou 510080
ABSTRACT Objective:To study the diagnostic role of broadband ultrasonic attenuation(BUA) in measurement of bone mineral density.Methods：The 53 postmenopausal women'left heels were measured by broadband ultrasound attenuation imaging technique and their second to fourth lumbar spine(L2-L4) and right hip were measured by dual X-ray absorptiometry(DEXA) to detect the bone mineral density(BMD). The correlations were analyzed.Results:BUA of left heel was moderately correlated with BMD of L2-4 and right hip (r＝0.661，P<0.0001 and r＝0.618，P<0.0001). The osteoporosis consistency diagnostic rate was 86.8%.Conclusion:It is suggested that BUA is effective in evaluating bone density,and useful in clinical diagnosis of osteoporosis.
, 百拇医药
KEY WORDS Ultrasonic attenuation Osteoporosis Bone density Dual energy X-ray absorptiometry
随着老年人口的增多，代谢性骨病的发病率也越来越高，严重影响老年人生活质量的骨质疏松病日益引起人们的重视。骨密度的精确测定对骨质疏松的预防、诊断和疗效观察起着重要作用。近年来，随着超声测量技术的日趋成熟，超声参数成像作为一种新型的骨密度评价方法受到关注。国内以超声在骨质中的传播速度(SOS)来评价骨密度的研究已有报道，但以超声衰减量(BUA)评价骨密度的文章却很少见。本研究用超声衰减成像技术与双能X线吸收测量法(DEXA)对比，探讨左跟骨超声衰减与腰椎BMD及右髋BMD的相关性及其诊断骨质疏松的临床应用价值。
资料与方法
1.对象 本组53例绝经期老年女性，年龄50～70岁，身高141～164cm，绝经时间3～29年，无烟酒习惯。
, http://www.100md.com
2.方法 用法国DMS集团出产的UBIS3000超声衰减成像骨扫描仪和0.2—0.6MHz变频可移动探头测量左跟骨超声衰减(BUA)。每次检测前仪器自动进行工作条件的稳定性测试(包括检测槽水量、水温、耦合剂浓度以及足跟放置位置)。条件适合方进入正式检测，采用人工选择感兴趣区域(ROI)，扫描面积50cm2。
对全部受检者用HOLOGIC公司生产的QRD-2000DEXA骨密度扫描仪测量腰椎BMD(L2-L4正位)及右髋BMD。超声衰减成像检查和双能X-线检查间隔时间不超过一周，间期内没有服用钙剂及维生素D者。
3.测量指标 腰椎BMD及其T值：T1；右髋BMD及其T值：T2；左跟骨BUA及其T值：T3。
采用WHO推荐的T评分法：受检者实际测量值与健康同性别青年组的峰值比较，低于2.5个标准差，即T值<-2.5时诊断为骨质疏松(图1)。
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BUA：52.0dB/MHz
T-score：-3.39,Z-Score：-1.03
图1a 骨质疏松跟骨超声衰减成像图
BUA：68.5 dB/MHz
T-Score:0.88,Z-Score：2.02
图1b 正常跟骨超声衰减成像图
4.统计学处理 数值采用均数±标准差表示，用t检验进行差别的显著性检验。用Windows SPSS6.0统计软件对左跟骨BUA和腰椎BMD、右髋BMD作相关回归分析。
结 果
, 百拇医药
1.三组T值比较，T1为-2.7589±0.9995；T2为-2.9808±0.9968；T3为-2.7390±0.7798。两两比较：P>0.05
2.左跟骨BUA与腰椎BMD诊断骨质疏松齐同率83.1%，左跟骨BUA与右髋BMD诊断骨质疏松齐同率77.3%，左跟BUA与腰椎BMD+右髋BMD诊断骨质疏松齐同率86.8%。
3.左跟骨BUA与右髋BMD的相关性见图2；左跟骨BUA与腰椎BMD的相关性见图3；右髋BMD与腰椎BMD相关系数为0.622(n＝53，P<0.0001)。
图2 左跟骨BUN与右髋BMD的相关性
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图3 左跟骨BUA与腰椎BMD析相关性
讨 论
近年来骨密度的定量测量取得较大进展。定量超声作为一种评价骨密度的新型方法，由于无放射性、费用低廉、操作简便、检查省时等优点受到关注。测量方法目前有两种：一种是测量超声波在骨组织中的传播速度(SOS)，另一种是测量超声波通过骨骼后的衰减值(BUA)〔1〕。最近问世的新型设备UBIS3000骨扫描仪)能够同时测量SOS及BUA，并具有骨质测定成像系统，克服了以往无图像而造成取样的盲目性，为正确定位及找寻感兴趣区域(ROI)提供了客观的可靠依据，大大提高了测量的精确度及稳定性。
双能X-线吸收法是目前临床应用最广泛和技术较成熟的测量骨密度的方法，精确度与定量CT(QCT)接近〔2，3〕，被视为评价骨密度的“金标准”，但它存在放射线辐射、检查费时、价格昂贵等缺点。
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绝经期女性是骨质疏松的高发人群，骨质疏松引起骨折的常见部位是腰椎、髋部、桡部，因此可以认为骨质疏松时腰椎及髋骨是反映骨矿物质丢失的敏感部位〔4〕。跟骨因其骨小梁含量大(90%以上)，发生骨矿丢失时，小梁骨代谢转换率为皮质骨的8倍〔5，6〕，因而被视为能敏感反映骨矿丢失的发生及程度的合适部位。日本游逸明等曾报道用DEXA法测量跟骨BMD与全身骨BMD、腰椎BMD、股骨头BMD的相关性。结果表明，跟骨BMD与全身骨BMD高度相关(r＝0.875)，与腰椎BMD中度相关(r＝0.681)，与股骨头BMD中度相关(r＝0.602)〔7〕，本研究用超声衰减成像法测定跟骨BUA，也得到了相似的结果，说明跟骨BUA能够准确反映跟骨BMD状况。
超声衰减是超声波在介质传播的过程中反射、散射及吸收三者的总和。介质的密度、微结构排列均匀规则与否及其声阻抗的不同，直接影响声波的反射、散射及吸收的强弱〔8〕。因此，超声衰减不仅可反应骨的质量、密度，而且一定程度上可反映骨小梁的微结构变化。Laugier等将人离体跟骨BUA参数成像与QCT成像对比，结果发现所有标本的nBUA与BMD之间存在显著相关性(r2＝0.80±0.12P<0.0001)〔9〕，证实了BUA可作为评价BMD的有效指标。
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本组研究表明，虽然不同部位骨矿丢失程度存在差异，但跟骨BUA与腰椎BMD、右髋BMD之间均存在相当程度的相关性，以此作为诊断骨质疏松的指标，与DEXA法诊断齐同率可达86.8%。目前还没有一种骨密度测量方法被视为绝对优越，超声衰减成像骨扫描技术因具有准确、经济、安全等突出优势，是一种值得临床推广应用的新方法。
参考文献
1 Amo C,Revilla M,Hermandez ER,et al.Correlation of ultrasound bone velocity with dual energy X-ray bone absorptiometry in rat bone specimens.Invest Radiol,1996,31(2)：114～117
2 Sartoris DJ,Resnick D.Dual energy radiographic absorptiometry for bone densitometry:Current status and perspective.AJR AM J Roentgnol,1989,152(2)：241～246
, 百拇医药
3 Grampp S, Maiumodar S,Jergas M,et al.Diatal radius:In vivo assaessment with quantitative MR imaging,peripheral quantitative CT and Dual energy X-ray absorptiometry.Radiologic,1996,198:213～217
4 吴青、陶国枢、刘晓玲，等.北京市区1333人双能X-线骨密度测量及骨质疏松患病情况调查.中国骨质疏松杂志，1995，1(1)：76～79
5 Riggs BL,Wabner HW,Dunn WL,et al.Differential changes in bone mineral density of the appendicular and axial skeleton with aging.J Chin Invest,1981,67:328～335
, http://www.100md.com
6 Block J,Smith R,Gluer cc,et al.Models of spinal trabecular bone loss as determined by quantitative computed tomography.J Bone Miner Res,1989,4:249～257
7 游逸明、他。第12回日本骨形态计测学会论文集。日本，京都，1992，50
8 周永昌，郭万学主编.超声医学.第2版，北京,科技文献出版社，1997，23～24
9 Langier P,Proin P,Laval Jeantet Am,et al.In vitro assessment of the relationship between acoustic properties and bone mass density of the calcaneus by comparison of ultrasound parametic imaging and quantitative computed tomography.Bone,1997,20(2):157～165
(1999-04-28收稿), 百拇医药
单位：510080 广州市中山医科大学附属第一医院
关键词：超声衰减；骨质疏松；骨密度；双能X线吸收仪
中国超声医学杂志991104 摘 要 目的：探讨跟骨宽带超声衰减诊断骨质疏松的临床价值。方法：对一组53例绝经期老年女性用超声衰减成像扫描仪测量左跟骨宽带超声衰减(BUA)，并用双能X线吸收法(DEXA)测量其腰椎L2-L4骨密度(BMD L2-L4)及右髋骨密度(BMDH)，将上述两种方法所测得的参数进行相关分析。结果：左跟骨BUA与腰椎BMD呈中度相关(r＝0.661，P<0.0001)，左跟骨BUA与右髋BMD呈中度相关(r＝0.618，P<0.0001)，左跟骨BUA与腰椎BMD、右髋BMD诊断骨质疏松齐同率为86.8%。结论：跟骨BUA是评价骨密度的有效指标，超声衰减成像技术是临床诊断骨质疏松的又一实用的新方法。
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Comparison of Broadband Ultrasound Attenuation and Dual Energy X-ray Absorptiometry in Measurement of Bone Mineral Density
Li Lijuan,Lu Mingde,Cai Wen,et al
The First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University of Medical Science Guangzhou 510080
ABSTRACT Objective:To study the diagnostic role of broadband ultrasonic attenuation(BUA) in measurement of bone mineral density.Methods：The 53 postmenopausal women'left heels were measured by broadband ultrasound attenuation imaging technique and their second to fourth lumbar spine(L2-L4) and right hip were measured by dual X-ray absorptiometry(DEXA) to detect the bone mineral density(BMD). The correlations were analyzed.Results:BUA of left heel was moderately correlated with BMD of L2-4 and right hip (r＝0.661，P<0.0001 and r＝0.618，P<0.0001). The osteoporosis consistency diagnostic rate was 86.8%.Conclusion:It is suggested that BUA is effective in evaluating bone density,and useful in clinical diagnosis of osteoporosis.
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KEY WORDS Ultrasonic attenuation Osteoporosis Bone density Dual energy X-ray absorptiometry
随着老年人口的增多，代谢性骨病的发病率也越来越高，严重影响老年人生活质量的骨质疏松病日益引起人们的重视。骨密度的精确测定对骨质疏松的预防、诊断和疗效观察起着重要作用。近年来，随着超声测量技术的日趋成熟，超声参数成像作为一种新型的骨密度评价方法受到关注。国内以超声在骨质中的传播速度(SOS)来评价骨密度的研究已有报道，但以超声衰减量(BUA)评价骨密度的文章却很少见。本研究用超声衰减成像技术与双能X线吸收测量法(DEXA)对比，探讨左跟骨超声衰减与腰椎BMD及右髋BMD的相关性及其诊断骨质疏松的临床应用价值。
资料与方法
1.对象 本组53例绝经期老年女性，年龄50～70岁，身高141～164cm，绝经时间3～29年，无烟酒习惯。
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2.方法 用法国DMS集团出产的UBIS3000超声衰减成像骨扫描仪和0.2—0.6MHz变频可移动探头测量左跟骨超声衰减(BUA)。每次检测前仪器自动进行工作条件的稳定性测试(包括检测槽水量、水温、耦合剂浓度以及足跟放置位置)。条件适合方进入正式检测，采用人工选择感兴趣区域(ROI)，扫描面积50cm2。
对全部受检者用HOLOGIC公司生产的QRD-2000DEXA骨密度扫描仪测量腰椎BMD(L2-L4正位)及右髋BMD。超声衰减成像检查和双能X-线检查间隔时间不超过一周，间期内没有服用钙剂及维生素D者。
3.测量指标 腰椎BMD及其T值：T1；右髋BMD及其T值：T2；左跟骨BUA及其T值：T3。
采用WHO推荐的T评分法：受检者实际测量值与健康同性别青年组的峰值比较，低于2.5个标准差，即T值<-2.5时诊断为骨质疏松(图1)。
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BUA：52.0dB/MHz
T-score：-3.39,Z-Score：-1.03
图1a 骨质疏松跟骨超声衰减成像图
BUA：68.5 dB/MHz
T-Score:0.88,Z-Score：2.02
图1b 正常跟骨超声衰减成像图
4.统计学处理 数值采用均数±标准差表示，用t检验进行差别的显著性检验。用Windows SPSS6.0统计软件对左跟骨BUA和腰椎BMD、右髋BMD作相关回归分析。
结 果
, 百拇医药
1.三组T值比较，T1为-2.7589±0.9995；T2为-2.9808±0.9968；T3为-2.7390±0.7798。两两比较：P>0.05
2.左跟骨BUA与腰椎BMD诊断骨质疏松齐同率83.1%，左跟骨BUA与右髋BMD诊断骨质疏松齐同率77.3%，左跟BUA与腰椎BMD+右髋BMD诊断骨质疏松齐同率86.8%。
3.左跟骨BUA与右髋BMD的相关性见图2；左跟骨BUA与腰椎BMD的相关性见图3；右髋BMD与腰椎BMD相关系数为0.622(n＝53，P<0.0001)。
图2 左跟骨BUN与右髋BMD的相关性
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图3 左跟骨BUA与腰椎BMD析相关性
讨 论
近年来骨密度的定量测量取得较大进展。定量超声作为一种评价骨密度的新型方法，由于无放射性、费用低廉、操作简便、检查省时等优点受到关注。测量方法目前有两种：一种是测量超声波在骨组织中的传播速度(SOS)，另一种是测量超声波通过骨骼后的衰减值(BUA)〔1〕。最近问世的新型设备UBIS3000骨扫描仪)能够同时测量SOS及BUA，并具有骨质测定成像系统，克服了以往无图像而造成取样的盲目性，为正确定位及找寻感兴趣区域(ROI)提供了客观的可靠依据，大大提高了测量的精确度及稳定性。
双能X-线吸收法是目前临床应用最广泛和技术较成熟的测量骨密度的方法，精确度与定量CT(QCT)接近〔2，3〕，被视为评价骨密度的“金标准”，但它存在放射线辐射、检查费时、价格昂贵等缺点。
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绝经期女性是骨质疏松的高发人群，骨质疏松引起骨折的常见部位是腰椎、髋部、桡部，因此可以认为骨质疏松时腰椎及髋骨是反映骨矿物质丢失的敏感部位〔4〕。跟骨因其骨小梁含量大(90%以上)，发生骨矿丢失时，小梁骨代谢转换率为皮质骨的8倍〔5，6〕，因而被视为能敏感反映骨矿丢失的发生及程度的合适部位。日本游逸明等曾报道用DEXA法测量跟骨BMD与全身骨BMD、腰椎BMD、股骨头BMD的相关性。结果表明，跟骨BMD与全身骨BMD高度相关(r＝0.875)，与腰椎BMD中度相关(r＝0.681)，与股骨头BMD中度相关(r＝0.602)〔7〕，本研究用超声衰减成像法测定跟骨BUA，也得到了相似的结果，说明跟骨BUA能够准确反映跟骨BMD状况。
超声衰减是超声波在介质传播的过程中反射、散射及吸收三者的总和。介质的密度、微结构排列均匀规则与否及其声阻抗的不同，直接影响声波的反射、散射及吸收的强弱〔8〕。因此，超声衰减不仅可反应骨的质量、密度，而且一定程度上可反映骨小梁的微结构变化。Laugier等将人离体跟骨BUA参数成像与QCT成像对比，结果发现所有标本的nBUA与BMD之间存在显著相关性(r2＝0.80±0.12P<0.0001)〔9〕，证实了BUA可作为评价BMD的有效指标。
, http://www.100md.com
本组研究表明，虽然不同部位骨矿丢失程度存在差异，但跟骨BUA与腰椎BMD、右髋BMD之间均存在相当程度的相关性，以此作为诊断骨质疏松的指标，与DEXA法诊断齐同率可达86.8%。目前还没有一种骨密度测量方法被视为绝对优越，超声衰减成像骨扫描技术因具有准确、经济、安全等突出优势，是一种值得临床推广应用的新方法。
参考文献
1 Amo C,Revilla M,Hermandez ER,et al.Correlation of ultrasound bone velocity with dual energy X-ray bone absorptiometry in rat bone specimens.Invest Radiol,1996,31(2)：114～117
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3 Grampp S, Maiumodar S,Jergas M,et al.Diatal radius:In vivo assaessment with quantitative MR imaging,peripheral quantitative CT and Dual energy X-ray absorptiometry.Radiologic,1996,198:213～217
4 吴青、陶国枢、刘晓玲，等.北京市区1333人双能X-线骨密度测量及骨质疏松患病情况调查.中国骨质疏松杂志，1995，1(1)：76～79
5 Riggs BL,Wabner HW,Dunn WL,et al.Differential changes in bone mineral density of the appendicular and axial skeleton with aging.J Chin Invest,1981,67:328～335
, http://www.100md.com
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7 游逸明、他。第12回日本骨形态计测学会论文集。日本，京都，1992，50
8 周永昌，郭万学主编.超声医学.第2版，北京,科技文献出版社，1997，23～24
9 Langier P,Proin P,Laval Jeantet Am,et al.In vitro assessment of the relationship between acoustic properties and bone mass density of the calcaneus by comparison of ultrasound parametic imaging and quantitative computed tomography.Bone,1997,20(2):157～165
(1999-04-28收稿), 百拇医药