《Diagnostics》：Radiographic Indices for Osteoporosis Screening Using CTI and CCR in Resource-Limited Settings: A Literature Review
骨质疏松症会降低骨骼完整性，显著增加骨折风险。本研究旨在确定在低收入环境中评估骨质疏松症的替代筛查方法，这些环境中双能X射线吸收测定法（DXA）的可及性有限。研究采用文献综述方法，分析了2015年至2025年间来自Google Scholar、PubMed和机构图书馆的文章，以确定在无法使用DXA时用于骨质疏松症筛查的辅助方法。通过评估骨皮质厚度指数（CTI）和股骨距-髓腔比值（CCR）分析的传统X射线照片，显示出作为辅助筛查工具的高敏感性和高特异性。然而，不同种族人群的截断值差异显著，表明缺乏普遍的诊断标准，并强调需要针对特定人群的阈值。全球范围内DXA可及性有限，延误了骨质疏松症的早期检测，并增加了脆性骨折的风险。需要进一步研究以在墨西哥标准化这些指标，这将有助于在资源有限的环境中实现及时诊断和治疗，从而改善患者预后和生活质量。
1. 引言
骨质疏松症是一种慢性骨骼系统疾病，其特征是骨矿物质密度降低和骨组织微结构退化。该疾病降低骨骼完整性和机械强度，显著增加骨折风险。在老年人中，这些骨折影响生活质量的多个方面，并在发病率、死亡率、经济成本和照护需求方面给医疗系统带来沉重负担[1,2,3]。
2. 材料与方法
本研究开展了一项系统性综述，旨在确定在低资源配置环境中评估骨质疏松症的替代筛查方法，这些环境中双能X射线吸收测定法（DXA）可及性有限。研究检索了相关文献和国家数据库，如墨西哥政府的路易斯·吉列尔莫·伊瓦拉·伊瓦拉国家康复研究所，并采用PICO框架。
文献检索于2026年2月19日至3月30日进行，覆盖PubMed、Google Scholar和机构数字图书馆等数据库。检索策略基于PICO框架，使用布尔运算符（AND/OR），结合医学主题词表（MeSH）和关键词，如“骨质疏松症”“骨皮质厚度指数”“股骨距-髓腔比值”“CTI”“CCR”“DXA”“X射线”和“使用X射线筛查和解读骨质疏松症”（根据各数据库的具体语法进行调整）。
综述遵循系统检索和选择流程，参考系统综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）指南。研究制定了综述方案，但未进行前瞻性注册。
2.1. 选择标准
2.1.1. 纳入标准
文献纳入标准如下：发表年份在2015年至2025年之间；研究对象为诊断或疑似骨质疏松症的中老年人群；评估放射摄影作为筛查工具的效用、准确性或可行性；评估骨皮质厚度指数（CTI）和股骨距-髓腔比值（CCR）；以及DXA。
2.1.2. 排除标准
以下文章被排除：未使用X射线进行骨质疏松症筛查；使用CTI或CCR以外的筛查指数，或这些指数未与骨矿物质密度（BMD）一同收集；提出预测股骨以外结构骨折的关联；使用放射摄影以外的筛查工具；涉及与自身免疫性、炎症性或致残性神经肌肉疾病等合并症相关的骨质疏松症；为综述文章或叙述性综述；或包含明显骨折或特定疾病改变的放射照片，这些改变可能混淆放射学指数评估。
2.2. 研究选择过程
文献检索由两名独立评审员进行。初步从以下来源共识别出199篇文章：Google Scholar（183篇）、PubMed（12篇）和机构数据库（4篇）。随后，通过比较标题、作者、发表年份、期刊和数字对象标识符（DOI）手动排除重复文献。
筛选后，对标题和摘要进行审查，最终选出65篇文献。这些文章被全文阅读，以核实是否符合纳入和排除标准。在此阶段，25篇文章因未解决主要目标或不符合选择标准而被排除，剩余40篇。
对剩余的40篇文献进行了深入评估，并为每篇编制了摘要以促进分析。详细审查后，又排除了21篇：其中5篇因使用了CTI或CCR以外的放射学指数，16篇因关注系统性合并症继发的骨质疏松症。
因此，系统检索共确定19篇符合所有资格标准的文章。其中5篇被选为主要分析对象（表1），目的是比较所评估的放射学指数，并强调放射摄影作为筛查工具的效用。其余14篇用于提供背景和必要的语境信息（图1）。
表1. 纳入研究。
图1. PRISMA流程图。
最后，进行结构化数据提取，将相关信息整理成比较表，包括关键变量，如发表年份、研究人群、样本量和特异性指标。
2.3. 人工智能的使用
基于人工智能的内容生成工具（具体为Gemini）被用于辅助创建与CTI对应的描述性图像。生成的图像仅用于说明目的，未影响数据分析、结果解读或研究结论。
3. 背景与概念演变
从历史上看，骨质疏松症和老年期骨折曾被视为正常衰老的内在表现；然而，目前它们被认为是与年龄相关疾病的临床表现。其定义不断演变，纳入了临床特征、BMD、组织病理学发现、骨代谢异常和临床骨折风险模型[9,10,11]。
该术语由Jean Lobstein于1829年创造，他合并了希腊语单词osteon（骨）和poros（孔隙/空洞）。1941年，Albright将雌激素缺乏与椎体骨折联系起来，临床认识显著推进。20世纪80年代，Riggs及其同事区分了两种类型：1型（绝经后，与低雌二醇水平相关）和2型（老年性，与钙和维生素D缺乏相关）。随后，1993年，世界卫生组织将骨质疏松症定义为一种以骨量低、骨组织微结构退化和骨脆性及骨折易感性增加为特征的系统性骨骼疾病[9,10,11]。
3.1. 病理生理学
骨质疏松症的定义是骨重塑循环失衡，这是成人中负责修复微损伤和维持全身钙稳态的基本代谢过程。骨矿物质密度峰值通常在生命的第三个十年达到，并可能因遗传、激素和环境因素而有所不同[3,12]。
骨重塑循环与基本多细胞单位
在生理条件下，骨重塑是骨细胞、成骨细胞和破骨细胞协调活动的结果。该循环始于破骨细胞吸收骨基质，形成空腔；随后成骨细胞合成新的类骨质基质，该基质将被矿化。实现平衡时，BMD保持恒定[12]。
分子调节：RANKL/RANK/OPG通路
三个关键因素调节破骨细胞活性：
RANK：破骨细胞表面的细胞受体，激活其发育的最终通路[12,13]。
RANKL：由成骨细胞和骨细胞释放的细胞因子，与破骨细胞上的RANK受体结合，促进其分化和激活[12,13]。
骨保护素（OPG）：由成骨细胞分泌的诱饵受体，中和RANKL，从而抑制破骨细胞的产生和活性[12,13]。
骨丢失机制
当骨吸收超过骨形成时，BMD下降——这一现象通常始于第三个十年。
雌激素缺乏：这是最常见的原因，尤其是绝经后。雌激素缺乏会增加RANKL的产生并降低OPG表达，从而增强破骨细胞募集并延长其寿命，同时减少成骨细胞存活[12,14]。
衰老：衰老是BMD变异的主要决定因素。年龄相关变化和遗传因素可导致初始峰值BMD较低或骨转换加速。
继发性甲状旁腺功能亢进：钙和维生素D摄入不足会升高甲状旁腺激素（PTH）水平，加速骨重塑并加剧形成与吸收之间的失衡[12]。
加重病理生理学的其他促成因素（表2）
表2. 主要危险因素和骨丢失机制。
药物：糖皮质激素治疗是药物性骨丢失的常见原因。
生活方式：缺乏身体活动（减少骨形成所需的Wnt信号通路激活）和吸烟（对成骨细胞产生直接毒性作用）构成重要危险因素。
慢性疾病：糖尿病、性腺功能减退状态和吸收不良综合征等疾病也各自促进骨质量恶化[12]。
危险因素分为不可改变（内在）和可改变（外在）两类[12,15]。
3.2. 流行病学与影响
据估计，欧洲、美国和日本有7500万人受骨质疏松症影响。全球范围内，该疾病影响2亿女性，包括约十分之一的60岁女性、五分之一的70岁女性、五分之二的80岁女性和三分之二的90岁女性。全球人口预测警告，到2050年，65岁及以上成年人的数量将显著增加。根据这些预测，墨西哥人口将达到155,151,000人，其中35%将超过50岁，平均预期寿命为80.5岁（比2020年高5.5年）。这种人口结构变化对医疗系统构成更大挑战，预防计划必须成为优先事项[2,16]。
2024年9月30日，墨西哥外科学会和国家康复研究所“路易斯·吉列尔莫·伊瓦拉·伊瓦拉”举行联席会议，一份报告指出骨质疏松症影响1000万墨西哥人，每四位老年人中有一位受到影响。此外，每三秒发生一次脆性骨折，第二次骨折的风险增加86%。会议强调该疾病作为重大公共卫生问题的地位，并讨论了最常见骨折的手术选择[17]。
继发于骨质疏松症的骨脆性在发生骨折时临床明显。2019年，世界卫生组织记录了全球1.78亿例骨折，比1990年增加33.4%。此外，同年因确诊骨折而出现急性或慢性症状的绝对患病率达到4.55亿，自1990年以来急剧增加70.1%。与此同时，在墨西哥，墨西哥社会保障局报告2019年超过8000例髋部骨折，与2006年相比，女性增加42%，男性增加40%。2024年更新的数据估计，50岁以上女性中三分之一和男性中五分之一将遭受脆性骨折[2,17,18]。
3.3. 临床表现
骨质疏松症在骨折发生前通常无症状。存在椎体骨折时，患者可能表现出身高下降、背痛和胸椎后凸（可导致呼吸困难或便秘）。相反，髋部骨折表现为疼痛、肿胀、瘀伤、骨骼畸形和活动范围受限。由于功能损害，髋部和脊柱骨折是严重并发症，与高发病率、死亡率和失能相关。一旦发现，必须进行全面病史采集和体格检查，以识别潜在病因[1,3,12,13]。
3.4. 诊断：DXA和放射学替代方法
技术进步从根本上改变了骨健康的诊断能力。这一精细化过程始于1963年的单光子吸收测定法（SPA），随后1974年双光子吸收测定法（DPA）的发展带来显著改进。最后，20世纪80年代末，DXA的引入标志着一个决定性里程碑，确立了其作为骨矿物质密度量化的金标准，并沿用至今[10]。
目前，诊断主要依赖于通过骨密度测量评估骨矿物质密度，或依赖于从站立高度或更低高度跌倒导致的脆性骨折（椎骨、股骨近端、桡骨远端、肱骨、骨盆、胫骨近端或肋骨的低创伤性骨折）。无症状骨折可使用脊柱X射线进行评估，这常与未来症状性椎体骨折相关[3,11,12]。
骨密度测量是一种二维扫描，可精确定量全髋、股骨颈或腰椎的骨组织。它既用作诊断标准，也是骨折风险的基本预测因子；然而，它无法量化骨的深度，因此身材矮小和体型瘦削者的BMD往往低于平均水平。此外，它被认为是确定骨丢失率的最佳方法，并且是监测和管理疾病进展的基础[3,11,12]。
绝对骨密度结果必须结合患者年龄、骨折史、家族史、既往用药史、绝经开始时间及其他伴随疾病进行解读。DXA结果通过与“正常”值比较，使用T值或Z值表示。世界卫生组织将T值定义为个体与性别、种族或民族匹配的年轻成人参考人群之间的标准差（SD）差异，适用于绝经后女性和50岁及以上男性。Z值应用于评估绝经前女性和50岁以下男性（表3）[3,11,12,14,15]。
表3. 骨质疏松症的诊断。
尽管DXA是测量BMD的首选方法，但并非常规要求或普遍可用。发达国家每百万居民拥有12至24台设备；相反，发展中国家面临资源限制，通常每百万居民少于1台设备。此外，在某些国家，DXA扫描缺乏报销对识别和监测骨质疏松症构成障碍。检查的额外费用和获得检查的困难是该检查的主要缺点，使其对某些人群不可及。另一方面，直接放射学检查总是可以获得；虽然不能作为独立方法诊断骨质疏松症或监测治疗，但可以为医生提供有价值的临床信息[4,6,8]。
影像方法依赖于X射线管和暗盒内的X射线敏感胶片或图像接收器，专门设计用于捕获X射线束。它于19世纪末首次引入，随着时间的推移，图像接收器取得了进步——最初使用玻璃板，随后使用聚酯材料，最终使用数字成像，后者需要更少的物理空间。目前，当X射线束与暗盒内增感屏中所含的特定荧光体晶体相互作用时，产生X射线图像。这一过程产生特定波长的光，使X射线胶片曝光，从而减少所需辐射剂量[19]。
3.5. 髋部放射学指数：CTI和CCR
为此，CTI和CCR都是在髋关节平片上测量的形态计量学指数。作为骨科和创伤学的基本放射学工具，它们最初由Dorr等人描述，用于选择合适的假体设计和评估髋部手术前股骨的骨质量和骨质疏松引起的形态学变化。因此，当DXA不可用时，这些指数可以作为必要的筛查工具[4,7]。
在髋关节前后位X线片上计算CTI定义为骨皮质厚度与股骨总外径的比值。使用标准化程序量化这一关系，从而提供骨质量和坚固性的间接测量。
其测定的技术方法详述如下：
解剖参考点的确立
第一步是在X线片上识别关键参考点：
小转子中点线：通过小转子中点绘制一条水平线。该线被确立为所有后续沿股骨干测量的基准或“零”水平。
特定测量水平的定位
一旦定义了参考线，确定直径测量的精确水平：
10 cm远端水平：从小转子中点线沿股骨纵轴向远端（下方）测量10 cm的距离。所有直径测量必须精确在该水平进行。
股骨和髓腔直径的测量
在10 cm远端水平，获得两个基本测量值：
外径（X）：对应于股骨干的总直径，在该水平从骨的外缘到外缘测量。
内径（Y）：代表髓内（骨内膜）管腔的直径——即骨中心的中空空间——在同一水平测量。
CTI公式的应用
CTI定义为骨皮质厚度（外径减去内径）与股骨总外径的比值：
CTI = (X ? Y) / X
简言之，该公式也可表示为CTI = (外径 ? 内径) / 外径。
该指数为评估骨密度和皮质坚固性提供了有价值的定量工具，在骨病理的检测和监测以及术前计划中显示出实用性（图2）[4,5,6,7,8]。
图2. CTI指数测量。（此示意图仅为说明性，不应解释为经过验证的放射学方案）。（Google. 2026. 骨皮质厚度指数（CTI）信息图 [AI生成图像]. Gemini (Version 3 Flash). https://gemini.google.com/）经翻译和编辑，未使用AI。
在骨盆或股骨近端前后位X线片上计算CCR的技术方法基于股骨近端的特定形态计量学测量。该过程评估峡部管宽度与股骨距管尺寸之间的关系。为便于理解，该过程分解为以下步骤：
股骨近端测量的解剖定向
小转子参考：识别并通过小转子中点绘制一条水平参考线。这作为基础水平。
纵轴：沿股骨纵轴建立一条参考线，从小转子中点线向远端（下方）延伸10 cm。
近端骨内膜点：在小转子中点线远端恰好3 cm处识别髓腔内壁上的特定点。
内径测量（不包括骨皮质厚度）
股骨距尺寸（变量A）：在3 cm水平处连接内侧和外侧壁的内骨内膜点与10 cm水平处的相应骨内膜点，绘制两条线。将这些线向近端（向上）投影，直到它们与水平的小转子中点参考线相交。在该精确基线水平上，这两条投影线之间的内径定义股骨距尺寸（A）。
峡部直径（变量B）：代表在小转子中点线远端10 cm水平处精确测量的髓内管内径。
CCR公式的应用
CCR的计算方法是将10 cm远端水平（峡部）的髓腔内径除以股骨距水平（小转子中点）的管内宽度，使用以下公式[4,5,6,7,8]：
CCR = B / A
4. 结果与讨论
骨质疏松症是一种慢性骨骼系统疾病，多年来已得到广泛研究，加深了我们对它的理解，并开发了有助于识别它的工具。目前，骨密度测量被公认为金标准。然而，在发展中国家，其可用性有限，短缺常见，且由于检查的额外成本而存在经济限制。这种可及性不足妨碍了及时诊断和预防性治疗的启动，导致脆性骨折等并发症，从而增加发病率、死亡率和经济负担。
这是一个公共卫生问题——再加上人口日益老龄化——人们正在努力寻找填补这一空白的工具，以便无论收入或地点如何，人口都能实现健康目标，获得公平、高质量的护理。
为此，可以使用筛查方法来检测这种疾病；CTI和CCR的使用被提议作为一种间接形态计量学工具，通过X射线识别骨骼结构变化，而不是直接测量BMD或取代DXA。它们可能整合到初级保健中，代表了一种有前途的机会性筛查假说，需要进一步的临床验证。
尽管信息有限，但介绍了几篇有助于指导其使用的文章。分析了五篇文章：K?se等人[4]，前瞻性研究；Nguyen等人[5]；Burli等人[6]，横断面研究；Ilyas & Ipci [7]，横断面描述性研究；以及Wiguna等人[8]，使用相关性检验设计的横断面研究。所有研究均包括与DXA和X射线的比较。总研究人群为63至73岁年龄段的老年人，参与者年龄从50岁至报告的最大年龄93岁。虽然样本量不小，但他们使用了各种截断值[4]。
Nguyen等人[5]以最大的队列——560名筛查志愿者和424名最终候选人——脱颖而出，并且是唯一纳入两性的研究：260名女性和164名男性（61.32%对38.68%的比例）。鉴于骨几何和强度的生物学差异，这允许确定截断值。另一方面，Burli等人[6]提出了一个由80名患者组成的混合研究样本，53名女性和27名男性；其中骨质疏松症患者中，28名为女性，8名为男性（占研究总人口的35%和10%）。其余研究人群的文章为Ilyas & Ipci [7]（156名患者）、K?se等人[4]（92名患者）和Wiguna等人[8]（34名受试者——17名骨质疏松症患者（50%）和17名对照）。Burli等人[6]纳入了有髋部骨折的患者，该骨折可能改变了股骨颈的骨密度。
患者选择的资格标准是年龄。既往有髋部手术史、股骨或椎体骨折史、股骨近端畸形或代谢性骨病（如佩吉特病）、类固醇使用或双膦酸盐治疗超过一年的患者被排除。在Nguyen等人[5]和Ilyas & Ipci [7]的文章中感知到的偏倚包括骨关节炎人群，由于骨质疏松症和骨关节炎之间描述的负相关，这可能导致该研究人群的结果升高。
K?se等人[4]使用半透明尺和铅笔进行部分测量，其余使用软件进行。发现K?se等人[4]、Ilyas & Ipci [7]和Wiguna等人[8]的文章使用ROC曲线确定阈值、敏感性和特异性。Landis和Koch标准用于K?se等人[4]、Nguyen等人[5]和Burli等人[6]中对可靠性水平进行分类和量化。Spearman标准用于确定Nguyen等人[5]、Ilyas & Ipci [7]和Wiguna等人[8]中关系的强度和方向。此外，Nguyen等人[5]进行了二元逻辑回归分析以评估CTI能力，Burli等人[6]使用卡方检验评估了按性别的骨质疏松症易感性（该检验证明女性更可能发生骨质疏松症）。
各研究呈现的截断值因研究而异，这种差异源于遗传特征、饮食习惯和地域差异。土耳其的K?se等人[4]发现按种族的差异更大；他们评估了土耳其人群CTI阈值<0.3和CCR阈值0.47（两个指数均以100%敏感性和98%特异性检测骨质疏松症）；骨密度测量值（p=0.001）显示，BMD指数CTI 0.57表明韩国人群中的骨质疏松症，CCR指数低于0.57表明中国人群中的骨质疏松症。Nguyen等人[5]报告男性CTI值为0.62（敏感性57.7%，特异性69.8%），女性为0.56（敏感性92.8%，特异性24.2%），p<0.001。Burli等人[6]研究了印度人群，CTI截断值为0.43（敏感性100%，特异性74.58%），与DXA的相关系数r=0.8172，p<0.0001，CCR为0.50（敏感性100%，特异性75.86%），与DXA比较r=0.8188，p<0.0001。Ilyas & Ipci [7]（土耳其）报告CTI 50.4度的截断值（敏感性83%，特异性83%）和CCR 60.3度（敏感性78%，特异性77%）。Wiguna等人[8]报告CTI <0.57，敏感性70.59%，特异性76.47%（表4）。
表4. 放射学指数的诊断比较。
回顾的证据表明，通过传统髋关节X射线获得的CTI和CCR是可行的工具。然而，必须承认本系统综述的几个方法学局限性。首先，纳入研究之间存在显著的临床和方法学异质性，源于参与者年龄范围的广泛差异以及特定临床亚组（如骨关节炎或急性髋部骨折患者）的纳入，这些亚组固有地改变局部皮质解剖。其次，我们观察到文献中关于测量技术和报告截断值存在显著不一致，限制了直接可比性。第三，由于原始研究中的数据报告缺口——具体为标准差和95%置信区间的遗漏——无法进行定量荟萃分析。最后，截断点的种族变异性是一个主要限制；这种国际异质性突显了缺乏通用标准，并强调了在目标人群中完全缺乏外部验证，强调需要当地研究以确定专门针对墨西哥人群的阈值。
在这方面，将CTI和CCR整合到初级保健中可能是DXA可及性有限环境中的一种成本效益策略。定义国家规范参数将促进早期检测、预防脆性骨折，并减少墨西哥骨质疏松症相关的经济影响以及发病率和死亡率。
5. 结论
尽管双能X射线吸收测定法仍然是诊断骨质疏松症的金标准，但其在全球各种环境中的可用性有限。这种可及性不足妨碍了及时诊断和早期管理，使患者容易受到脆性骨折等严重并发症的影响，从而增加发病率和死亡率，并造成沉重的经济负担。鉴于这种情况，探索辅助筛查方法是必要的。尽管传统X射线在该领域的应用并非新的研究路线，但在完全验证其临床范围方面仍存在证据缺口。从这些文章中提取的数据表明，骨皮质厚度指数和股骨距-髓腔比值具有高敏感性和特异性，并得到稳健方法学、ROC曲线和Landis-Koch图的支撑，表明它们作为骨密度测量不可用时辅助风险筛查工具的效用。
然而，目前缺乏针对人群的骨皮质厚度指数和股骨距-髓腔比值测量截断点，限制了其在墨西哥临床实践中的积极实施。这些发现强调了需要进一步研究以标准化这些指标作为辅助诊断工具。建立这些阈值可以改善墨西哥无法获得DXA的环境中的早期诊断和治疗方法，最终提高患者的生活质量。
