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第一部分基于双能CT钙(水)分离技术定量评估骨质疏松的研究目的:以定量CT(QCT)测量的骨密度为参照标准,探讨双能CT(DECT)钙(水)分离技术定量评估骨质疏松的价值。方法:前瞻性收集160名行腹部DECT检查和QCT骨密度检查的志愿者,采用GE AW 4.6工作站生成钙-水基物质图,测量L2椎体的钙(水)密度值。同时使用QCT Pro工作站测量L2椎体的骨密度(BMD)。随机将纳入的160名患者均分为试验组和验证组各80例,在试验组中通过Pearson相关分析确定L2椎体钙(水)密度与QCT测量的BMD的相关性,并采用线性回归分析法建立钙(水)密度预测BMD的回归模型,在验证组中使用Bland-Altman法分析BMD预测值与BMD实际值间一致性,通过受试者工作特征曲线(ROC)分析钙(水)密度诊断骨质疏松、骨量减少的效能及阈值。结果:试验组80例志愿者的L2椎体钙(水)密度值为62.99±17.26 mg/cm~3,BMD为108.04±41.55 mg/cm~3,二者呈正相关(r=0.928,P<0.05)。建立的DECT钙(水)密度预测BMD的线性回归模型为:BMD=-33.512+2.247×钙(水)(R~2=0.928,P<0.05)。根据该模型获得BMD预测值,Bland-Altman一致性分析显示验证组L2椎体BMD实际值与BMD预测值差异无统计学意义(P>0.05)。ROC分析显示DECT钙(水)密度诊断骨质疏松的阈值、AUC、敏感性和特异性分别为63.65 mg/cm~3、0.908、98.43%和75.41%;诊断骨量减少的阈值、AUC、敏感性和特异性分别为70.91mg/cm~3、0.825、84.44%和77.14%。结论:DECT钙(水)物质分离技术能可靠地定量评估骨质疏松,为开展无体模化的骨质疏松机会性筛查提供了新思路。第二部分双能CT虚拟平扫技术定量评估骨质疏松的可行性研究目的:以QCT测量的骨密度(BMD)为参照标准,探讨腹部DECT虚拟平扫技术替代常规平扫以及定量评估骨质疏松程度的可行性。方法:回顾性分析100例行腹部混合能量常规平扫(TNC)与DECT能谱模式(GSI)三期增强扫描的癌症患者,收集患者的年龄、身高、体重和性别资料。采用GE AW4.6工作站生成静脉期虚拟平扫(VNC)图像,测量VNC中L1椎体CT值,同时使用QCT Pro软件在常规平扫图像上测量L1椎体BMD。测量竖脊肌CT值、标准差(SD)、信号噪声比值(SNR)和对比噪声比值(CNR)来比较VNC与TNC图像质量差异。记录四期扫描的剂量长度乘积(DLP)和CT剂量指数(CTDI)。将纳入的100例患者随机均分为训练集和验证集各50例,通过Pearson相关分析确定训练集患者VNC椎体CT值与BMD的相关性。并采用Logistic多元回归分析建立患者年龄、身高、体重、性别和VNC椎体CT值预测BMD的回归模型。绘制Bland-Altman散点图验证该模型的精确性,并通过ROC曲线分析评估VNC椎体CT值诊断骨质疏松、骨量减少的效能。结果:VNC图像的SNR、CNR略低于TNC图像(P<0.05);两组图像中椎体、竖脊肌SD和竖脊肌CT值均无统计学差异(P>0.05)。TNC的有效辐射剂量(effective dose,ED)为(9.44±2.15)m Sv,DLP为(629.23±143.66)m Gy·cm;GSI模式静脉期增强扫描的ED为(7.97±1.48)m Sv,DLP为(531.14±100.74)m Gy·cm,较TNC下降15.57%,采用VNC技术后患者总辐射剂量降低了21.94%。训练集中VNC L1椎体CT值低于常规平扫(CTTNC=133.57±48.42,CTVNC=71.24±26.38,P<0.05),VNC L1椎体CT值与QCT测量的BMD呈正相关(r=0.974,P<0.05)。Logistic多元回归分析发现年龄、身高和VNC椎体CT值是BMD的预测因子,建立的回归模型如下:BMD=102.375+1.349×CT值-0.321×年龄-0.433×身高(R2=0.979,P<0.05)。Bland-Altman分析显示验证集中BMD预测与QCT测量的BMD实际间无统计学差异(P>0.05)。ROC分析显示VNC椎体CT值诊断骨量减少的截断值为64.51 HU(AUC:0.964),诊断骨质疏松的截断值为54.35 HU(AUC:0.976)。结论:DECT静脉期虚拟平扫有望替代常规平扫,一定程度上降低了辐射剂量,并且对癌症患者治疗随访过程中的骨密度监测和骨质疏松评估具有一定价值。