stringtranslate.com

Количественная компьютерная томография

Количественная компьютерная томография ( ККТ ) — это медицинский метод, который измеряет минеральную плотность костной ткани (МПКТ) с использованием стандартного рентгеновского компьютерного томографа (КТ) со стандартом калибровки для преобразования единиц Хаунсфилда (HU) КТ-изображения в значения минеральной плотности костной ткани. [1] Количественная КТ-сканирование в основном используется для оценки минеральной плотности костной ткани в поясничном отделе позвоночника и бедре.

В общем, для калибровки используются твердые фантомы, помещенные в подушку под пациента во время получения КТ-изображения. Эти фантомы содержат материалы, которые представляют ряд различных эквивалентных плотностей минералов костей. Обычно в качестве эталонного стандарта используются либо гидроксиапатит кальция (CaHAP), либо фосфат калия (K 2 HPO 4 ). [2]

Изображение кортикальной и трабекулярной кости позвоночника с помощью количественной компьютерной томографии. Измеряется только центральная трабекулярная часть

История

QCT был изобретен в Калифорнийском университете в Сан-Франциско (UCSF) в 1970-х годах. Дуглас Бойд, доктор философии, и Гарри Дженант, доктор медицины, использовали КТ-сканер головы для выполнения некоторых основополагающих работ по QCT. [3] В то же время технология КТ-визуализации быстро развивалась, и Дженант и Бойд работали с одной из первых систем КТ всего тела EMI в конце 1970-х и начале 1980-х годов, чтобы применить метод количественной КТ к позвоночнику, придумав термин «QCT». Позже Дженант опубликовал несколько статей о спинальной QCT в начале 1980-х годов совместно с Кристофером Э. Канном, доктором философии. Сегодня QCT используется в сотнях медицинских центров визуализации по всему миру как в клинических целях, так и в качестве мощного исследовательского инструмента.

Трехмерная квантовая компьютерная томография (ККТ)

Первоначально, традиционная 2D QCT использовала отдельные, толстые изображения среза КТ через каждый из нескольких позвонков, что включало наклон гентри КТ-сканера для выравнивания среза с каждым позвонком. Сегодня современная 3D QCT использует способность КТ-сканеров быстро получать несколько срезов для построения трехмерных изображений человеческого тела. Использование 3D-визуализации существенно сократило время получения изображения, улучшило воспроизводимость и позволило провести анализ плотности костной ткани бедра с помощью QCT. [1]

Изображение 3D объемного сканирования QCT

Диагностическое использование

Исследования QCT обычно используются для диагностики и мониторинга остеопороза .

Поясничный отдел позвоночника

В позвоночнике QCT используется для измерения минеральной плотности костной ткани только губчатой ​​внутренней кости отдельно от плотной кортикальной кости, которая образует внешние стенки позвонков. [4] Трабекулярная кость имеет гораздо более высокую метаболическую активность, чем кортикальная кость, и поэтому на нее раньше и в большей степени влияют возраст, болезни и изменения, связанные с терапией, чем кортикальная кость. Это означает, что QCT позвоночника имеет преимущество по сравнению с другими тестами на плотность костной ткани, поскольку можно обнаружить более ранние изменения минеральной плотности костной ткани. [1]

Бедро

Изображение проксимальной проекции бедренной кости

В клинической практике QCT используется на бедре для получения площадных измерений BMD и T-баллов, которые эквивалентны измерениям DXA. [5] Обследование можно проводить, не уделяя особого внимания положению конечностей пациента, поскольку программное обеспечение позволяет манипулировать анатомией бедра после получения изображения, что позволяет проводить обследование у пациентов с артритом тазобедренного сустава, которым традиционные обследования могут показаться неудобными.

Противопоказания к применению

ККТ-денситометрию костей не следует применять у пациентов со следующими заболеваниями:

Доза радиации

Протоколы сканирования QCT являются низкодозовыми и могут ограничить количество воздействия радиации до 200-400 мкЗв для исследования позвоночника [6]. Это сопоставимо с набором маммограмм и, как правило, существенно меньше, чем стандартное исследование КТ. Используя другие не-IV контрастные абдоминальные или тазовые сканирования, такие как исследования виртуальной колонографии, исследование QCT может быть выполнено без необходимости получения дополнительных изображений или последующей дозы облучения для пациента. [7]

Преимущества

QCT позволяет проводить измерения МПКТ позвоночника у пациентов со сколиозом, которые обычно невозможно измерить с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA). [8] Кроме того, QCT позволяет избежать искусственно завышенных измерений МПКТ, которые могут исказить результаты DXA у пациентов с артритом, пациентов с ожирением , [9] страдающих от сужения дискового пространства или дегенеративных заболеваний позвоночника, [10] кальцификации аорты [11] или остеофитов . [12]

Воспроизводимость

Краткосрочные оценки точности измерения МПКТ с помощью 3D QCT были опубликованы для поясничного отдела позвоночника и составили 0,8% [13] и шейки бедренной кости — 0,69% [5] .

Двойное использование изображений КТ

Несколько исследований показали, что плотность костей может быть измерена с помощью QCT с использованием изображений КТ, заказанных для других целей. Использование уже существующих изображений, включая колонографические исследования КТ, [14] QCT позволяет проводить скрининг плотности костей, не подвергая пациента дополнительному облучению. Также была продемонстрирована возможность использования рутинных абдоминальных КТ с контрастным усилением для оценки плотности костей с помощью QCT. [15]

Отчетность

Средняя плотность костной ткани рассчитывается и затем сравнивается с контрольными показателями соответствующего возраста и пола. В позвоночнике объемное измерение МПКТ выполняется с помощью QCT, и вместо использования T-баллов его следует сравнивать с пороговыми значениями Американского колледжа радиологии (ACR): [16] МПКТ < 80 мг/см3 указывает на остеопороз; МПКТ < 120 мг/см3 и > 80 мг/см3 указывает на остеопению; а МПКТ выше 120 мг/см3 считается нормой.

В тазобедренном суставе эквивалентный DXA T-балл может быть рассчитан для сравнения с классификацией ВОЗ в проксимальном отделе бедренной кости как норма, остеопения (T-балл < -1,0 и > -2,5) или остеопороз (T-балл < -2,5). [17] Этот T-балл может также использоваться для расчета вероятности риска перелома в инструменте ВОЗ FRAX [18] с «T-баллом» в качестве соответствующей настройки DXA.

Периферическая количественная компьютерная томография

В медицине периферическая количественная компьютерная томография , обычно сокращенно pQCT , является типом количественной компьютерной томографии (QCT), используемой для измерения минеральной плотности костной ткани (BMD) в периферической части тела, такой как предплечья или ноги, в отличие от QCT, которая измеряет минеральную плотность костной ткани в области бедра и позвоночника. Она полезна для измерения прочности костей. [19]

Сравнение с DXA

В отличие от большинства других распространенных методов измерения МПКТ, сканирование pQCT позволяет измерить объемную плотность костной ткани, а также другие показатели, такие как индекс напряжения-деформации (SSI) и геометрию кости. DXA позволяет оценить только площадную плотность костной ткани.

Высокоразрешающая периферическая количественная компьютерная томография (HR-pQCT) лучше, чем DXA, выявляет микроархитектуру кости, моделируя геометрию всей кости с использованием трехмерной информации из сканов. Этот метод позволяет оценить прочность кости и другие механические свойства. [20]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc JE Adams, «Количественная компьютерная томография», Европейский журнал радиологии, т. 71, № 3, стр. 415-24, сентябрь 2009 г.
  2. ^ KG Faulkner, CC Glüer, S Grampp и HK Genant, «Кросс-калибровка жидких и твердых калибровочных стандартов QCT: поправки к нормативным данным UCSF» Osteoporosis International, т. 3, № 1, стр. 36-42, 1993.
  3. ^ Размышления о развитии количественной компьютерной томографии
  4. ^ К. Энгельке, А. Мастмейер, В. Буссон, Т. Фюрст, Ж.-Д. Ларедо и В. а Календер, «Точность повторного анализа трехмерной количественной компьютерной томографии (ККТ) позвоночника», Кость, т. 44, № 4, стр. 566-72, апрель 2009 г.
  5. ^ ab BCC Khoo et al., «Сравнение минеральной плотности костной ткани и показателей T, полученных с помощью QCT и DXA», Osteoporosis International, т. 20, № 9, стр. 1539-45, сентябрь 2009 г.
  6. ^ Дж. С. Бауэр, С. Вирмани и Д. К. Мюллер, «Количественная КТ для оценки минеральной плотности костной ткани как диагностический инструмент остеопороза и связанных с ним переломов», MedicaMundi, т. 54, № 2, стр. 31–37, 2010.
  7. ^ RM Summers et al., «Возможность одновременной компьютерной томографической колонографии и полностью автоматизированной денситометрии костных минералов в рамках одного исследования», Журнал компьютерной томографии, т. 35, № 2, стр. 212-6, 2011.
  8. ^ А. Эль Маграуи и К. Ру, «DXA-сканирование в клинической практике», QJM, т. 101, № 8, стр. 605 17, август 2008 г.
  9. ^ EW Yu, BJ Thomas, JK Brown и JS Finkelstein, «Моделирование увеличения жировых отложений и ошибки в измерениях минеральной плотности костей с помощью DXA и QCT», Journal of Bone and Mineral Research, т. 27, № 1, стр. 119–124, сентябрь 2011 г.
  10. ^ G. Guglielmi et al., «Влияние дегенеративных изменений позвоночника на объемную плотность костной ткани центрального скелета, измеренную с помощью количественной компьютерной томографии», Acta Radiologica, т. 46, № 3, стр. 269-275, январь 2005 г.
  11. ^ JA Smith, JA Vento, RP Spencer и BE Tendler, «Кальцификация аорты, способствующая измерению костной денситометрии», Журнал клинической денситометрии, т. 2, № 2, стр. 181-183, июнь 1999 г.
  12. ^ G. Liu, M. Peacock, O. Eilam, G. Dorulla, E. Braunstein и CC Johnston, «Влияние остеоартрита поясничного отдела позвоночника и бедра на минеральную плотность костной ткани и диагностика остеопороза у пожилых мужчин и женщин», Osteoporosis International, т. 7, № 6, стр. 564-9, январь 1997 г.
  13. ^ JC Prior et al., «Потеря костной массы, связанная с овариэктомией в пременопаузе: рандомизированное двойное слепое годичное исследование конъюгированного эстрогена или ацетата медроксипрогестерона», Journal of Bone and Mineral Research, т. 12, № 11, стр. 1851-63, ноябрь 1997 г.
  14. ^ Пикхардт и др., «Одновременный скрининг остеопороза при КТ-колонографии: оценка минеральной плотности костной ткани с использованием методов ослабления MDCT по сравнению с эталонным стандартом DXA», Журнал исследований костей и минералов, т. 26, № 9, стр. 2194-203, 2011 г.,
  15. ^ Бауэр и др., «Объемная количественная КТ позвоночника и бедра, полученная с помощью МДКТ с контрастным усилением: коэффициенты пересчета», Американский журнал рентгенологии, т. 188, № 5, стр. 1294-301, 2007.
  16. ^ Американский колледж радиологии, «Практическое руководство ACR по проведению количественной компьютерной томографии (ККТ) и костной денситометрии», 2008.
  17. ^ EM Lewiecki et al., «Международное общество клинической денситометрии. Официальные позиции для взрослых и детей 2007 г.», Bone, т. 43, № 6, стр. 1115-21, декабрь 2008 г.
  18. ^ EM Lewiecki et al., «Официальные позиции по минеральной плотности костной ткани FRAX и упрощению FRAX из Совместной конференции по разработке официальных позиций Международного общества клинической денситометрии и Международного фонда остеопороза по FRAX», Журнал клинической денситометрии, т. 14, № 3, стр. 226-36.
  19. ^ Мюллер А., Рюгсеггер Э., Рюгсеггер П. (1989). «Периферическая QCT: процедура с низким риском для выявления женщин, предрасположенных к остеопорозу». Phys Med Biol . 34 (6): 741–9. Bibcode : 1989PMB....34..741M. doi : 10.1088/0031-9155/34/6/009. PMID  2740441. S2CID  250737312.
  20. ^ Goolsby, Marci A.; Boniquit, Nicole (2016-11-30). «Здоровье костей у спортсменов». Sports Health . 9 (2): 108–117. doi :10.1177/1941738116677732. ISSN  1941-7381. PMC 5349390. PMID 27821574  .