陳妍妍　陳勇飛　廖暉　熊偉　陳安民

適用于基層醫(yī)院的骨密度測定方法的探討

陳妍妍陳勇飛廖暉熊偉陳安民

伴隨著我國快速步入人口老齡化社會，中老年人骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率逐年升高，并有擴(kuò)展到青年人群的趨勢［1］。2014年10月20日國際骨質(zhì)疏松基金會日的調(diào)查顯示，全世界50歲以上的女性有1/3出現(xiàn)骨質(zhì)疏松性骨折，50歲以上的男性有1/5出現(xiàn)骨質(zhì)疏松性骨折。而中國1.2億60歲以上的老年人中骨質(zhì)疏松患者有8 700萬人，約占72.5%［2］。早期診斷防治是防止骨質(zhì)疏松癥導(dǎo)致骨折等并發(fā)癥發(fā)生的重要方法，而骨密度或骨礦物質(zhì)含量是診斷骨質(zhì)疏松癥的重要指標(biāo)。同時，響應(yīng)國家衛(wèi)計委正在推廣的分級診療試點工作，力爭2015年底前實現(xiàn)縣域內(nèi)就診率90%左右的工作目標(biāo)［3］，如何結(jié)合基層醫(yī)院的實際情況，選擇簡易、價廉、易普及的骨密度檢測方法對于防控骨質(zhì)疏松癥十分重要。

本文通過比較幾種骨密度檢測方法的設(shè)備費(fèi)用、檢測準(zhǔn)確率等指標(biāo)，結(jié)合當(dāng)前基層醫(yī)院的實際情況，探討適用于基層醫(yī)院的骨密度測定方法。

一、幾種骨密度檢測方法的分析比較

（一）雙能X線吸收測定（DEXA）

DEXA使用簡單，已成為臨床常規(guī)檢查項目，具有敏感性高、精確性和準(zhǔn)確性好、掃描時間短、價格便宜、對患者輻射劑量低等優(yōu)點。該方法被公認(rèn)為骨密度定量分析的金標(biāo)準(zhǔn)。但該方法需要購置昂貴的骨密度儀，同時需要專人操作和維護(hù)，但基層醫(yī)院患者群體數(shù)量有限而導(dǎo)致使用率不高，對于一些基層醫(yī)院而言經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)過重［4］。

（二）定量CT（QCT）

QCT的重復(fù)精度比較高，可分別評估皮質(zhì)骨及松質(zhì)骨密度，不受骨體積大小和軟組織的影響，對反映骨丟失和治療效果反饋更為敏感，可得到骨的大小、形態(tài)等幾何參數(shù)。但該法輻射量大，受椎體脂肪的影響，測得的骨密度值比實際偏低，儀器及檢查費(fèi)用昂貴，需要復(fù)雜的軟件支持和有相當(dāng)經(jīng)驗的醫(yī)師操作，也不適合基層醫(yī)院［5-6］。

（三）超聲檢查法（QUS）

QUS的主要優(yōu)點是操作簡單易行，無輻射損傷，重復(fù)精度較高，而且用時短，價格便宜，便于靈活搬動設(shè)備，可作為藥物療效的判定指標(biāo)，適用于基層醫(yī)療受眾群體分散且經(jīng)濟(jì)條件有限的地區(qū)。但該方法只能用于測量人體四肢的皮質(zhì)骨密度，不能測量更有價值的人體軀干松質(zhì)骨密度，另受儀器不同、穿透路徑不一致等因素影響，限制了其在基層醫(yī)院的應(yīng)用［7］。

（四）單光子吸收骨密度儀（SPA）

SPA也具有重復(fù)精度高、輻射量小和價格便宜等優(yōu)點，但也只能測定皮質(zhì)骨和骨小梁的總和，在軟組織衰減的問題上不能提供有效檢測，而骨質(zhì)疏松的早期改變主要為軟組織覆蓋的富含松質(zhì)骨的區(qū)域，如髖骨、錐體等。此外，SPA也并非早期診斷骨質(zhì)疏松的敏感方法，限制了它在基層醫(yī)院的應(yīng)用［8］。

（五）數(shù)字化影像（DR）

國外的最新研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字化影像（DR）也可以用來檢測骨密度。該設(shè)備是一種經(jīng)濟(jì)、便捷的X線直接成像系統(tǒng)，適用于基層醫(yī)院各種常見疾病的普查［9］。研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用DR技術(shù)測量骨密度與DEXA有較好相關(guān)性，而且更快速、簡單、易于推廣［10］，具有優(yōu)越的精確性［11］。DR影像及其后期處理功能可以測量人體各個部位的骨圖像像素均值，如果能利用計算機(jī)設(shè)定合適的算法，就能準(zhǔn)確算出當(dāng)前患者該部位的骨密度參考值，作為骨質(zhì)疏松癥的臨床診斷依據(jù)。

當(dāng)前我國多數(shù)基層醫(yī)療結(jié)構(gòu)均引進(jìn)了DR設(shè)備，國內(nèi)在基于DR的骨密度檢測方法上也有了一定進(jìn)展。由深圳市某醫(yī)院研發(fā)的數(shù)字X線機(jī)骨密度測量系統(tǒng)（XBMS）［12］是采用鋁楔密度轉(zhuǎn)換算法、在采集單能前臂X線數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上研發(fā)的骨密度分析軟件，用來測定人體前臂遠(yuǎn)端的骨密度值，并分別給出骨質(zhì)疏松的診斷標(biāo)準(zhǔn)。但是該軟件只涉及單純的影像數(shù)據(jù)檢測，忽略了被檢者的個體體征差異，而且易受到軟組織的干擾。該系統(tǒng)的檢測結(jié)果不可避免存在一定的誤差。

DR通過一次成像可以獲得患者骨組織的多重信息，但是現(xiàn)階段臨床及放射科醫(yī)師只注重骨形態(tài)上的改變，對于同時獲取到的豐富的像素信息沒有深加利用，如其中包含的患者骨密度信息。另一方面，無論何種疾病的檢查治療，設(shè)備檢查報告終究只是作為診斷的輔助手段，最終仍然需要醫(yī)生依據(jù)患者就診的全部信息來確診疾病。

以上幾種方法的比較詳見表1。

二、基于DR的骨密度檢測法在基層醫(yī)院的應(yīng)用

（一）基層醫(yī)院的特點

基層醫(yī)院普遍存在的經(jīng)濟(jì)條件有限、患者數(shù)量少、而且患者分布不夠集中等問題。國家醫(yī)療改革大力推廣分級診療為基層醫(yī)院提供了制度支持，但醫(yī)院自身也需要大力發(fā)展，引進(jìn)適合基層醫(yī)療特殊情況的新技術(shù)，才能贏得患者的肯定。因此，基層醫(yī)院迫切需要引進(jìn)經(jīng)濟(jì)方便又診斷準(zhǔn)確的醫(yī)療技術(shù)來順應(yīng)國家分級診療的趨勢?；鶎俞t(yī)院盡管經(jīng)濟(jì)條件和醫(yī)療設(shè)備有限，卻具備患者數(shù)量不多、醫(yī)生業(yè)務(wù)量不重、醫(yī)患之間溝通時間充分、問診信息全面細(xì)致等大醫(yī)院沒有的特點［13］。

表1　多種骨密度檢測方法對比

（二）應(yīng)用難點

基于DR的骨密度檢測法能夠利用基層醫(yī)院的現(xiàn)有條件，改進(jìn)出準(zhǔn)確性較高，測量部位全面且對人體輻射傷害較小的骨密度檢測方法，同時設(shè)備便宜，操作簡單，便于在縣域范圍內(nèi)開展鄉(xiāng)村普查，可大大改善基層醫(yī)院骨質(zhì)疏松癥的防治情況。如何發(fā)揮基層醫(yī)院的優(yōu)勢，使用現(xiàn)有的設(shè)備來解決現(xiàn)有的DR檢測方法的失誤率和檢測部位的局限性是基于DR的骨密度檢測法能夠在基層醫(yī)院普及的關(guān)鍵問題［14］。

（三）解決方法

綜合上述情況，我們認(rèn)為可以將DR影像數(shù)據(jù)和臨床診斷數(shù)據(jù)結(jié)合，通過迭代算法建立DR測定骨密度的模型，并最終研究出準(zhǔn)確的骨密度檢測系統(tǒng)，為骨質(zhì)疏松的診斷提供參考建議。模型的建立可通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)：

1.為了降低人體不同部位骨和組織對DR圖片灰度像素的影響，設(shè)計受檢患者固定的檢測體位以及檢測參數(shù)。通過制作DR攝片專用固定裝置，使攝片體位標(biāo)準(zhǔn)化；根據(jù)檢測部位規(guī)定統(tǒng)一的攝片電壓和電流數(shù)值。

2.招募足夠數(shù)量已確診骨質(zhì)疏松的患者作為志愿者來配合DR檢查，獲取影像數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)有算法計算骨密度參考值，然后對比檢出結(jié)果。

3.通過院內(nèi)電子病歷系統(tǒng)獲取志愿者的全部相關(guān)就診信息，并請志愿者參與調(diào)查完善其體征參數(shù)、生活習(xí)慣、生活環(huán)境和家族病史等就診資料，結(jié)合臨床醫(yī)師對骨質(zhì)疏松的診斷經(jīng)驗來篩選數(shù)據(jù)，整理成骨質(zhì)疏松患者大數(shù)據(jù)庫。

4.利用數(shù)據(jù)庫智能挖掘系統(tǒng)，從大數(shù)據(jù)庫中尋找能夠提高現(xiàn)有算法與志愿者確診結(jié)果的相關(guān)性數(shù)據(jù)邏輯信息，將找出來的數(shù)據(jù)和隱含的邏輯逐一計算，以此來確定其影響系數(shù)后加入到算法中作為算法修正因子。

5.通過第2、3、4步不斷的迭代修正來不斷提高算法的準(zhǔn)確性。最終簡化系統(tǒng)算法，將設(shè)定好的算法內(nèi)置到易用的信息系統(tǒng)中，并按患者數(shù)據(jù)信息分類建立問診信息決策樹，讓操作醫(yī)生按照決策樹逐層完善患者信息即可通過骨密度檢測系統(tǒng)得出最終的骨密度值參考范圍。

上述基于DR影像的骨密度檢測系統(tǒng)，能夠最大程度提高骨密度測定的準(zhǔn)確性，同時降低其他輔助檢查化驗次數(shù)，大大降低骨質(zhì)疏松癥診斷的經(jīng)濟(jì)成本。同時，基層醫(yī)院醫(yī)師可以在該系統(tǒng)輔助下，極大地提高骨質(zhì)疏松癥診斷的準(zhǔn)確率，提升基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)療水平。

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10.3969/j.issn.1674-8573.2016.01.016

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）（2012AA02A612）

430030武漢，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院信息管理科（陳妍妍、陳勇飛），骨科（廖暉、熊偉、陳安民）

廖暉，E-mail：liaohui@tjh.tjmu.edu.cn

2015-11-23）