定量CT[1](quantitativecomputedtomography,QCT)是一种对于获得的胸部CT图像进行体膜校准,在不额外增加辐射量和二次照射的基础上,仅通过软件后处理的方式直接进行人体成分的分析,从而获得骨密度(bonemineraldensity,BMD)和脂肪含量等数据的一种测量方法｡近年来,在我国QCT技术方面的研究取得极大进展,这极大地提高了QCT技术的影响力,通过QCT和CT结合的方法,可以做到在一次检查的同时得到多个检查结果,这大大提高了检查效率,并且节约了检查成本,对于患者的健康也至关重要｡癌症不仅是全球的主要死因,也是阻碍人类期望寿命延长的重要因素之一｡2021年1月,美国癌症学会权威杂志《临床医师癌症杂志》[2](CA:ACancerJournalforClinicians)发表了最新的全球癌症统计报告,阐述了2020年36种癌症在全球185个国家的发病和死亡情况,并指出中国每年的癌症新发率位居世界前列｡赵亚子等[3]用QCT分析了34例男性和28例女性胃癌患者化疗1年后身体成分的变化,发现胃癌患者化疗前后的腹内脂肪面积和肌群面积等均有所下降,这说明QCT能够作为一种较为精确的方法来评估癌症患者体质成分,而Mourtzakis等[4]也证实了上述猜想｡因此,笔者认为可以应用QCT来评估患者营养状态､恶病质发病状态以及预后情况,这极大地提高了癌症患者的生存率[5],并且能够降低恶性肿瘤在我国的发病率｡

1、QCT与恶性肿瘤骨质疏松

骨质疏松症(osteoporosis,OP)作为老年人最常见的慢性疾病之一,诊断标准是单位体积内的骨组织量低于正常值,骨小梁和骨皮质变薄｡目前,在我国60岁以上的人口已经超过2.1亿(约占总人口的15.5%),65岁以上的人口已经超过1.4亿(约占总人口的10.1%),是世界上老年人口绝对数最多的国家[6]｡继发性骨质疏松是恶性肿瘤常见的并发症之一,并且是不可治愈的,邱慧敏等[7]选择34例恶性肿瘤患者和34例非恶性肿瘤患者分别测量其BMD,结果发现恶性肿瘤组的骨质疏松率较高｡王彩云等[8]比较了64例行肺癌根治术,且术后规律进行含铂双药方案辅助化疗4个周期的肺癌患者,与同期59名健康体检者进行比较,发现肺癌患者化疗3个月时BMD低于化疗前,这与上述结论一致｡Hopson等[9]的一项前瞻性研究中,在化疗前和化疗结束后12个月分别对18例绝经前患乳腺癌的女性行高分辨率外周骨QCT(highresolutionperipheralbonequantitativeCT,HR⁃pQCT)和双能X线吸收检测仪(DXA)检查,发现接受化疗的绝经前妇女,其腰椎､股骨颈和全髋关节的BMD会下降,胫骨和桡骨的骨小梁和皮质骨微结构恶化,这提示HR⁃pQCT可以观察到更多骨微结构信息,预警恶性肿瘤继发的骨质疏松[10]｡

1.1恶性肿瘤导致骨质疏松的机制

恶性肿瘤与骨质疏松间的关系较为复杂,有学者认为可能是恶性肿瘤化疗晚期的骨转移,造成患者骨量过度丢失､BMD下降､骨骼脆性增加等从而引起骨折,骨痛和畸形[11],同时还可能导致病理性骨折､神经压迫综合征和高钙血症等[12];另一些学者认为药物性的治疗也会增加患骨质疏松的概率,使用甲氨蝶呤治疗儿童(如急性淋巴白血病)容易引起骨的大量吸收,但随着甲氨蝶呤治疗的停止,药物带来的骨量减少也发生了逆转[13],Kang等[14]的研究发现在直肠癌幸存者中,尤其是接受放疗的女性,骨盆骨折的风险增加;除上述机制外,恶性肿瘤细胞的本身分泌也可刺激单核细胞､巨噬细胞､成纤维细胞等其他细胞分泌一些细胞因子,如:白介素(IL⁃1)､IL⁃6､肿瘤坏死因子(TNF)､转移生长因子(TGF),这些细胞因子也可以称作破骨细胞激活因子[11],可以使患者骨组织的破坏作用明显增加,从而导致骨质疏松｡

1.2BMD的测量方法

DXA是诊断OP最常用的方法,目前在临床诊疗中已经得到了广泛的应用,具有操作简单､方便快捷､辐射量低等优点,适用于大样本人群的筛查[15,16]｡DXA采用的是T值,具体的诊断方法为:测量腰椎和髋部2个部位,共选择L1~4腰椎椎体､髋部的股骨颈和全髋3个感兴趣区(regionofinter⁃est,ROI),以三个ROI中最低的T值进行判断,如果上述2个部位中1个部位测量受限(如内固定､置入物干扰,严重变形等),则增加“非优势侧前臂”作为补充测量部位,取桡骨远端1/3为ROI[17]｡DXA的诊断标准采用1994年世界卫生组织(worldhealthorganization,WHO)的定义,T值≤-2.5SD诊断为OP,T值≥-1SD为正常,-1.0SD<T值<-2.5SD为低骨量[18]｡通过双能X线BMD仪椎体BMD测定可以准确判定患者病情,根据患者情况制定有效的治疗方法,有效预防骨质疏松骨折,为患者后期治疗提供有力的依据｡而DXA的局限性在于它属于平面维度的BMD测量方法,测量的是面积骨密度,容易受到骨骼厚度等影响,且DXA无法区分松质骨和皮质骨,可能会因为骨质增生､椎小关节和椎间盘退变以及动脉钙化､体位等影响造成测量结果欠佳,此外,它无法单独对某块肌肉内部的脂肪进行精准量化测量[19]｡

QCT检测BMD是在CT扫描的基础上添加体膜和分析软件检测体积BMD,主要方法是选取2个腰椎松质骨BMD的平均值(一般是L1和L2),采用QCT的绝对值进行诊断,《中国定量CT骨质疏松症诊断指南》明确指出了QCT诊断骨质疏松的阈值:BMD绝对值>120mg/cm3定义为正常骨密度,BMD绝对值在80~120mg/cm3内定义为低骨量,BMD绝对值<80mg/cm3定义为骨质疏松[20]｡其测量结果不受脊柱退变､主动脉壁钙化等因素的影响,因此有学者推荐在CT扫描的同时引入QCT技术,以同步评价患者骨骼的骨量和骨质量,从而为其治疗以及随访提供更多信息｡李凯等[21]搜集了北京积水潭医院同时接受腰椎DXA､髋部DXA和腰椎QCT检查､年龄>60岁的614例老年患者,比较腰椎DXA与QCT对于老年患者骨质疏松的诊断差异,发现两者具有较高的一致性,这提示利用QCT测量BMD对于老年人群的骨质疏松具有重要的诊断价值｡崔小巍等[22]的实验也证实了这一结论,并且认为腰椎QCT对于骨量减少和骨质疏松的检出率明显高于DXA,这与笔者的猜想一致[23]｡目前两种方法均能够作为诊断OP的重要诊断方法,但QCT有望取代DXA成为“金标准”｡

2、QCT与非酒精性脂肪性肝病(non⁃alcoholicfattyliverdis⁃ease,NAFLD)

NAFLD是指除外乙醇和其他明确的肝脏损害因素所致的,以肝脏脂肪变性为主要特征的临床病理综合征,其疾病谱包括非酒精性脂肪肝(non⁃alcoholicfattylive,NAFL)也称单纯性脂肪肝､非酒精性脂肪性肝炎(non⁃alcoholicsteato⁃hepatitis,NASH)､肝硬化和肝细胞癌(hepatocellularcarcino⁃ma,HCC)[24]｡肥胖､Ⅱ型糖尿病､代谢综合征､血脂异常等是NAFLD常见的危险因素,癌症则是其最常见的死亡原因｡Allen等[25]在一项对健康人群和NAFLD患者的随访研究中发现,NAFLD患者罹患癌症的风险较健康人群高2倍,其中HCC的发生率最高,随后依次为结直肠癌和乳腺癌等,NAFLD目前是导致HCC的第四大病因,有数据预测[26],从2016年到2030年,中国大陆HCC病例将增加82%,这就意味NAFLD很有可能成为HCC最首要的病因｡因此NAFLD的早期预防对于降低HCC的发生率至关重要｡

2.1NAFLD导致HCC的机制

NAFLD进展成为HCC的相关机制较为复杂｡遗传易感性[27]是导致NAFLD相关HCC(NAFLD⁃associatedHCC,NAFLD⁃HCC)最重要的因素,类帕他汀类酯酶结构域3(patatin⁃likephospholipasedomain⁃containing3,PNPLA3)基因异常的患者,其体内的游离脂肪酸增加,肝脏脂质更多,更容易发展成为HCC;血色沉着症(hemochromatosis,HFE)H63D基因则会导致患者体内铁异常聚集,炎症增加,从而促进癌症发生;膜结合O⁃酰基转移酶结构域7(membrance⁃boundO⁃acyltransferasedomain⁃containing7,MBOAT7)蛋白能够增加NAFLD患者肝脏的损伤和纤维化的风险,进而导致HCC｡另外,NAFLD通常被认为更容易发生在肥胖人群,这些人的共同特点是饮食习惯不规律,暴饮暴食,喜爱高热量､高饱和脂肪酸､高胆固醇的食物,长期的高糖和高脂饮食则会诱导胰岛素抵抗[26]､肠道菌群失调,进而诱发NAFLD相关肝细胞癌｡除此之外,一些炎症因子如肿瘤坏死因子(TNFɑ),白介素(IL⁃1､IL⁃6)等在肥胖的情况下也是HCC的危险激活因素｡

2.2评价肝脏脂肪含量的方法

一般方法:诊断NAFLD的“金标准”是肝脏组织病理活检,但是由于取样的误差,常常会导致误诊,并且对人体的伤害比较大,具有一定的危险性,因此目前常用超声､CT和MRI等无创性的影像学方法来定量分析NAFLD[28]｡超声虽然是诊断NAFLD最早应用､最简便经济的方法,但当肝脏脂肪变性程度较低,或者肝纤维化时,传统超声无法准确诊断NAFLD,且容易受到肠气干扰和视野的限制｡CT能够通过测量肝脏组织的密度,从而对NAFLD进行定量分析,但是由于CT的辐射性,以及容易受到管电压､管电流影响等特点,一般不作为临床的首选诊断方式｡MRI具有无辐射､操作简单､对脂肪组织敏感性高､分辨率高等优点,已经成为目前临床普遍使用的无创影像诊断方法｡除此之外,由以上三种传统方法发展而来的超声弹性成像(ultrasoundelastrogra⁃phy,UE)､双能CT(DECT)､磁共振成像质子密度脂肪分数(magneticresonanceimagingprotondensityfatfraction,MRI⁃PDFF)等技术,正在逐步应用于NAFLD的定量分析中｡

QCT:近年来,一些学者使用QCT测量肝脏脂肪含量,其测量结果与MRI相关性及一致性均较高[29],由此提出用QCT代替MRI诊断NAFLD｡Guo等[30]的实验发现肝脏脂肪的QCT测量值与MRI肝脏质子密度脂肪分数密切相关｡徐黎等[31]使用鹅肝样本,通过与化学编码位移MRI质子密度脂肪分数(CSEMRIPDFF)和生化提取进行比较,认为QCT经矫正后的计算公式所测量的肝脏脂肪含量与MRmDIXON⁃Quant的测量结果高度相关,且具有良好的一致性｡陈白如等[32]回顾性分析了291名健康体检患者,认为QCT能够定量分析NAFLD,并且具有较高的可重复性｡陈刚等[33]对70名健康志愿者与67例已经诊断为NAFLD的患者进行对比,发现相较于MRI,QCT的诊断价值更高,这与上述研究一致｡

3、QCT与恶性肿瘤肌少症

肌肉减少症是一种以进行性､广泛性的骨骼肌含量减少和功能减退为主要特点的综合征,临床上主要表现为机体活动功能障碍,继而导致跌倒､骨折甚至死亡[34]｡最近研究发现,肿瘤及针对肿瘤进行的手术､化疗等治疗会增加肌少症的患病风险,而肌少症又与肿瘤患者的不良结局有关,如增加手术并发症发生风险､降低治疗耐受性､缩短生存时间等,是胃癌[35]､结直肠癌等[36]的独立预后因素｡肌肉减少症在60~70岁老人中的患病率约为5%~13%,但在肿瘤患者中的发病率大大增加,可以达到15%~50%左右｡因此中国抗癌协会肿瘤营养专业委员会一项共识指出,早期发现肿瘤相关性肌肉减少症,并给予有效干预,对于肿瘤患者的长期生存具有深远意义[37]｡

3.1恶性肿瘤导致肌少症的机制

恶性肿瘤的患者常常并发肌肉减少症,具体的机制比较复杂[34]｡首先,恶性肿瘤多发生于中老年人,随着年龄增大,患者的骨骼肌质量和功能下降,较容易发生肌少症｡其次,恶性肿瘤会导致体内细胞因子和蛋白质分解因子的增加,从而减少肌肉蛋白质合成;另一方面,恶性肿瘤患者常常因为食欲下降､疲劳､心理因素等,脂质动员和蛋白质降解增加,也会导致蛋白质合成减少,从而使患者肌肉含量下降｡除此之外,促炎因子和抗肿瘤药物的使用,会造成线粒体变形,蛋白质分解加速,从而导致肌肉减少和肌肉质量下降,最终并发肿瘤相关性肌少症,严重影响患者的生活质量｡

3.2肌少症的诊断和测量方法

诊断策略:EWGSOP推荐的肌少症筛查流程包括F⁃A⁃C⁃S,即发现病例(find)—评估(access)—确认(confirm)—评估严重程度(severity)[38]｡发现病例最常用的方法为SARC⁃F问卷评分量表法｡评估肌肉能力主要从肌肉力量(strength)､辅助行走(assistanceinwalk)､站起能力(risefromchair)､爬楼梯能力(climbstairs)和跌倒次数(fall)五个方面进行｡临床上常使用握力测试和5次坐立实验来评估肌肉减少的严重程度｡肌量评估的主要方法有生物电阻抗分析法(BIA)､DXA､CT､MRI等｡BIA和DXA主要用于测量四肢骨骼肌量(appendicularskeletalmuscle,ASM),用身高进行矫正,采用相对骨骼肌质量指数(ASM/身高2)作为肌少症的判定参数,诊断阈值分别为:男性<7.0kg/m2,女性<5.7kg/m2;男<7.0kg/m2,女性<5.4kg/m2｡CT则是对L3层面骨骼肌进行测量,以骨骼肌量指数(skeletalmusclemassindex,SMI),即腹部L3平面骨骼肌面积/身高2来表示,男性和女性的临界值分别为40.8cm2/m2和34.9cm2/m2｡左玉强等[39]分析了284例老年体检者的L3的SMI及骨骼肌脂肪浸润程度,认为CT对于老年人肌少症的诊断意义更大｡

QCT:基于QCT对肌肉质量的高度敏感性,QCT已经广泛应用于肌少症的诊断,李云成等[40]通过QCT测量163例肝硬化患者及100名健康人群的L3椎体水平骨骼肌面积(SMA⁃L3)､腰椎BMD､肝脏脂肪分数(Fat%QCT),结果发现肝硬化伴肌少症的患者更容易发生骨质疏松,这表明QCT可以作为诊断肌肉减少症的一种新方法｡但其具体测量层面､ROI的选择部位､测量软件等尚未得到统一,对于不同性别和不同身体质量指数(BMI)的人群,也缺少统一的诊断标准｡随着肌少症诊疗共识的发展更新､多种药物制剂的开发和自动图像分析软件的发展,QCT在诊断肌肉减少症方面有望进一步发展｡

由于CT技术的快速发展,CT扫描机在全国各级医疗机构已比较普及,QCT只需要简单配备一套QCT体膜和分析软件,就可以对BMD､腹部脂肪含量､肌肉质量等进行定量分析｡并且在一般的临床诊疗中,医师会首先建议患者行胸､腹部或者腰椎､髋关节等部位的CT检查,有些患者还会行多次复查CT,若将QCT与临床常规的CT检查相结合,患者无须接受额外的辐射,一次检查所采集到的图像不仅可以满足临床常规影像诊断的需要,又可以在QCT工作站上对其进行二次分析[41]｡《中国健康管理学杂志》联合多家医疗单位联合展开“中国QCT健康大数据”调查,推荐将QCT结合低剂量胸部CT(LDCT)模式广泛应用于健康人群的大数据体检中,这将对我国OP､NAFLD､肌肉减少症等防治具有积极的意义,因此QCTBMD测量技术适合我国国情,具有良好的应用前景[42]｡

参考文献:

1胥晓明,王玲,蒋雯,等.美国放射学院､儿科放射学会和骨骼放射学会关于定量CT扫描应用指南(2018版)解读[J].中华放射学杂志,2021,55:343⁃346.

2刘宗超,李哲轩,张阳,等.2020全球癌症统计报告解读[J].肿瘤综合治疗电子杂志,2021,7:1⁃14.

3赵亚子,翟建,赵田英,等.不同性别胃癌患者术化前后身体组分分析[J].临床放射学杂志,2022,41:2063⁃2067.

5王昕,王传彬,王震寰,等.QCT定量评估癌症病人身体组分的应用进展[J].国际医学放射学杂志,2021,44:95⁃98,103.

6夏维波,章振林,林华,等.原发性骨质疏松症诊疗指南(2017)[J].中国骨质疏松杂志,2019,25:281⁃309.

7邱慧敏,蔡海东,陆思绮,等.骨密度测定对恶性肿瘤与骨质疏松的相关性评价[J].同济大学学报(医学版),2008:132⁃134.

8王彩云,苏路路,戚昕,等.定量CT技术评估化疗对肺癌患者骨密度的价值[J].中华实用诊断与治疗杂志,2022,36:268⁃270.

11刘薛萍,张文兴.继发性骨质疏松与恶性肿瘤相关性研究进展[J].消化肿瘤杂志(电子版),2021,13:11⁃15.

15周晓珊.双能X线骨密度仪对骨质疏松性骨折的评估分析[J].影像研究与医学应用,2022,6:62⁃64.

16刘艳玲,杨斌,钟晓裕.双能X线骨密度仪动态监测骨密度在椎体骨折患者中的临床效果[J].浙江创伤外科,2022,27:165⁃167.

17刘玲玲,胡文业.绝经女性在骨密度测定腰椎与髋部的对比分析[J].山西大同大学学报(自然科学版),2021,37:74⁃76.

19闫东,程晓光.体质成分的研究现状和影像学评估[J].放射学实践,2022,37:1197⁃1199.

20程晓光,王亮,曾强,等.中国定量CT(QCT)骨质疏松症诊断指南(2018)[J].中国骨质疏松杂志,2019,25:733⁃737.

21李凯,李新民,闫东,等.腰椎QCT与DXA对老年骨质疏松的诊断差异[J].中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志,2017,10:271⁃276.

22崔小巍,崔晓榕,袁涛.腰椎定量CT与双能X线骨密度检测对骨质疏松症的诊断价值比较[J].临床和实验医学杂志,2020,19:1785⁃1788.

23谭安芬,曾雪晴,王玲,等.QCT和DXA对腰椎骨质疏松症检出率的Meta分析[J].中国骨质疏松杂志,2022,28:1434⁃1441.

24赵瀚东,杨帆,詹丽.非酒精性脂肪性肝病发病机制研究进展[J].解放军医学院学报,2022,43:366⁃371.

26杨荣,范建高.非酒精性脂肪性肝病相关肝细胞肝癌的研究进展[J].临床内科杂志,2022,39:793⁃796.

27魏政,陈敬龙,王玉敏.非酒精性脂肪性肝病相关肝细胞癌发病机制研究进展[J].现代肿瘤医学,2022,30:4391⁃4395.

28宋玥锦,王凯,牛宏伟,等.影像学检查方法在非酒精性脂肪性肝病定量分析中的应用[J].影像技术,2023,35:69⁃74.

29过哲,赵越,李凯,等.定量CT对中国不同地区≥40岁人群脂肪肝的检出率[J].中华健康管理学杂志,2021,15:20⁃24.

基金资助:中原科技创新领军人才计划资助项目(编号:244200510016);河南省高等学校重点科研项目(编号:25A310026);河南省医学科技计划项目(编号:SBGJ202302011､SBGJ202402100);河南省科技攻关计划项目(编号242102311121､ 242102311018､222102310283);

文章来源:杜亚玮,戚昕,周阳,等.定量CT在恶性肿瘤患者体质成分中的临床应用[J].临床放射学杂志,2025,44(03):550-553.