髋部骨密度左右侧差异及相关形态学因素

《Osteoporosis International》：Side-to-side differences in hip bone mineral density and associated morphological factors

　　

摘要
在82名参与者的分析中，使用定量计算机断层扫描（QCT）图像，髋部骨密度的左右侧差异为3.0%。臀肌体积和股骨前倾角不对称导致了这些差异。双侧髋部评估可能提高骨质疏松症的检出率，尤其是在QCT数据可用时。
目的
髋部骨密度（BMD）的左右侧差异在临床实践中偶尔观察到。然而，导致这种不对称的因素尚不清楚。因此，本研究旨在使用定量计算机断层扫描（QCT）量化左右髋部BMD差异，并识别与这些差异相关的形态学因素。
方法
这项前瞻性研究纳入了82名无下肢疾病史的成年人（中位年龄：75岁）。使用先前验证的深度学习方法从QCT数据计算双侧全髋部BMD。计算左右侧百分比差异。识别出差异超过5%（双能X线吸收测量法（DXA）推荐的最小显著变化）的参与者。双侧提取形态学变量，包括臀肌体积和股骨前倾角，并执行多变量分析以检验其与BMD差异的关联。
结果
中位左右侧BMD差异为3.0%（四分位距：1.6%–5.8%）。在26%的参与者中，BMD差异超过5%。当使用双侧数据时，T评分≤?2.5的参与者比例增加了2%。多变量分析显示，臀肌体积和股骨前倾角的较大差异与BMD的较大差异独立相关。具体而言，臀肌体积较小和股骨前倾角较大的一侧表现出较低的BMD。
结论
相当比例的老年人表现出具有临床意义的髋部BMD左右侧差异。鉴于单侧DXA测量可能低估骨质疏松症风险，推荐尽可能进行双侧髋部评估，尤其是在QCT图像可用于机会性骨质疏松症筛查时。

论文解读文章

骨质疏松症是一种导致脆性骨折的慢性疾病，与老年人高死亡率密切相关。临床诊断通常依赖双能X线吸收测量法（DXA）测量脊柱和髋部骨密度（BMD），但往往仅测量单侧髋部，因为双侧分析耗时且成本高。尽管左右髋部BMD存在强相关性，但已有研究报道了可测量的左右侧差异，可能导致约2%–4%的个体骨质疏松症漏诊。然而，这些差异的贡献因素尚不明确，尤其缺乏对骨结构和肌肉质量等形态学因素的研究。因此，本研究旨在利用定量计算机断层扫描（QCT）图像量化髋部BMD左右侧差异，并识别相关形态学因素。

研究人员开展了一项前瞻性研究，纳入82名无下肢疾病史的成年人（中位年龄75岁），使用基于深度学习的自动化方法从QCT图像中测量双侧全髋部BMD，计算左右侧百分比差异，并提取臀肌体积和股骨前倾角等形态学变量。研究发现中位左右侧BMD差异为3.0%，26%的参与者差异超过5%（DXA的最小显著变化）。当使用双侧数据时，T评分≤?2.5的参与者比例增加2%。多变量分析显示，臀肌体积和股骨前倾角的差异与BMD差异独立相关，且臀肌体积较小和股骨前倾角较大的一侧BMD较低。该研究强调了双侧髋部评估的重要性，尤其当QCT图像可用于机会性骨质疏松症筛查时。论文发表在《Osteoporosis International》。

为开展研究，研究人员主要采用了以下关键技术方法：使用QCT（Revolution CT扫描仪，GE Healthcare）获取双侧股骨图像，并利用先前验证的深度学习模型自动识别股骨区域和校准体模，随后通过九个标志点定位股骨近端并旋转至中立位，经校准后投射生成CT-aBMD（基于CT的骨密度值）。臀肌体积通过基于贝叶斯U-Net的深度学习模型自动量化，该模型经50名患者手动分割的髋部肌肉训练。样本队列来源为参加某机构体能测试活动的110名志愿者，最终纳入82名（排除下肢症状或骨折史者）。

研究结果如下：
**CT-aBMD测量**：左右髋部中位CT-aBMD分别为0.715 g/cm²（四分位距：0.644–0.801）和0.722 g/cm²（0.649–0.805）。4名参与者（5%）在任一髋部存在T评分≤?2.5，仅1名（1%）双侧均≤?2.5。
**左右侧比较**：双侧CT-aBMD高度相关（r_s=0.93，p<0.001），但无显著差异（p=0.23）。中位绝对%BMD差异为3.0%，21名参与者（26%）差异超过5%，59名（72%）超过1.8%。臀肌体积、股骨前倾角和颈干角在左右侧间无显著差异。
**高BMD侧与低BMD侧比较**：高BMD侧的臀肌体积显著大于低BMD侧（p=0.04），股骨前倾角和颈干角无显著差异。单腿站立偏好（60名参与者中）与高BMD侧无显著关联（p=0.21）。
**BMD差异的因素分析**：双变量分析显示，女性、体重和臀肌体积差异与较大BMD差异显著相关（p=0.01、0.04、0.03）。多变量分析中，臀肌体积差异（p=0.01）和股骨前倾角差异（p=0.02）独立显著关联，低BMD侧对应较小臀肌体积和较大股骨前倾角。

讨论部分总结：本研究量化了髋部BMD左右侧差异，中位差异为3.0%，26%参与者超过5%阈值。臀肌体积和股骨前倾角不对称是差异的独立因素，提示机械负荷变化可能影响BMD。与既往研究一致，双侧测量使T评分≤?2.5的检出率增加2%。尽管臀肌体积和股骨前倾角难以在DXA扫描前评估，但研究结果支持尽可能进行双侧DXA测量，尤其在QCT图像可用时无需额外时间即可常规进行双侧评估。局限性包括老年人群为主、样本量较小、未建立CT-aBMD的LSC值（最小显著变化），但放射剂量限制重复测量。

结论翻译：本研究显示全髋部区域中位左右侧BMD差异为3.0%。这些BMD差异与臀肌体积和股骨前倾角差异相关，臀肌体积较小和股骨前倾角较大的一侧BMD较低。基于这些发现，推荐进行双侧BMD测量，尤其在使用QCT图像进行机会性骨质疏松症筛查时。