光子计数CT与双能CT在骨体积分数评估中的准确性及稳健性研究：以微CT为金标准

这篇研究通过对比定量CT（QCT）、双能CT（DECT）和光子计数CT（PCT）在骨体积分数（BV/TV）测量中的表现，揭示了虚拟单能图像（VMI）技术在克服传统QCT因软组织变异（如脂肪、盐水）导致的误差方面的优势。研究证实，PCT在低辐射剂量（CTDIv ）下仍能保持高精度，为临床骨质疏松筛查和法医应用提供了更可靠的解决方案。

　　

引言

骨密度评估是骨质疏松诊断和骨骼生物力学研究的关键。传统二维双能X线吸收法（DEXA）因无法区分皮质骨与骨小梁而受限，而定量CT（QCT）虽提供三维数据，却依赖校准模体且易受骨髓脂肪干扰。近年来，基于虚拟单能图像（VMI）的双能CT（DECT）和光子计数CT（PCT）技术通过能量依赖性方程直接量化BV/TV，为无模体校准和软组织变异补偿提供了新思路。

材料与方法

研究采用16个牛胫骨骨小梁样本，通过微CT（μCT）作为金标准，对比QCT、DECT和PCT在三种填充物（空气、盐水、脂肪）下的BV/TV测量表现。实验设计模拟临床和死后场景，通过定制PMMA样本架和QRM校准模体控制变量。图像处理采用Otsu阈值分割和能量依赖性方程解析，统计方法包括ANOVA和配对比较。

结果

临床场景：QCT在脂肪组显著低估BV/TV（误差±1%），而DECT和PCT误差仅±0.3%和±0.1%，且不受填充物影响。PCT在低剂量（CTDI_v
=2.3）下仍保持稳定，而DECT误差增加。死后场景：QCT对空气敏感（误差>20%），而PCT和DECT误差<1%，其中PCT140表现最优。

讨论

研究验证了VMI技术的三大优势：

1. 抗干扰性：PCT和DECT不受骨髓脂肪或盐水影响，克服了QCT的局限性；
2. 低剂量潜力：PCT在CTDI_v
   =2.3时精度不变，适合临床筛查；
3. 死后适用性：PCT对空气包容性优于DECT，为法医提供新工具。
   局限性包括样本量较小和牛骨与人骨差异，但结果与既往模体研究一致。

结论

光子计数CT凭借其低辐射、高稳健性和无模体需求，成为骨密度评估的革命性技术，尤其适用于骨质疏松筛查和法医骨分析。未来需扩大样本并探索多厂商设备一致性，以推动临床转化。