Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Сравнение двух методик асинхронной КТ-денситометрии

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Обоснование. Количественная компьютерная томография (ККТ) с асинхронной калибровкой не требует фантома при сканировании пациента. На основе данных калибровки этот метод преобразует рентгеновскую плотность (HU) в минеральную плотность кости (МПК). Учитывая большое количество КТ-исследований, проводимых у пациентов с риском остеопороза, существует потребность в практичном методе, позволяющем оценить МПК за короткий период времени без специального программного обеспечения. Цель. Разработать метод денситометрии кости QCT с использованием фантома РСК ФК2, сравнить измерения разработанного метода и результатами QCT с асинхронной калибровкой с использованием программного обеспечения от известного производителя. Методы. Исследования проводились на 64-срезовом КТ-сканере. МПК измеряли с использованием двух методов: 1) QCT с асинхронной калибровкой с использованием программного обеспечения от известного производителя; 2) QCT-ФК с использованием фантома РСК ФК2 (Разработка средств измерения, фантом калиевый вторая модификация). Для преобразования HU в значения МПК мы сканировали фантом РСК ФК2 и рассчитывали поправочный коэффициент. Фантом содержит “позвонки”, заполненные гидрофосфатом калия в разных концентрациях. В обоих методах значения BMD измеряли для позвонков LI-II (в ряде наблюдений для ThXII, LIII). Результаты. В исследование было включено 65 человек (11 мужчин и 54 женщины); медиана возраста 69,0 года Q1 60 лет, Q3 71 год. Сравнение МПК позвонков, измеренное с помощью методов QCT и QCT-ФК, выявило значимую линейную корреляцию Пирсона r = 0,977 (p 0,05). Анализ по Бленду-Альтману показал отсутствие связи между разницей в измерениях показателях и средней BMD, также было отмечено достоверное систематическое смещение BMD +4,50 мг/мл в QCT по сравнению с QCT-ФК. С использованием непараметрического критерия Уилкоксона было показано, что различия в разбиении на группы: остеопороз / остеопения / норма по критериям ACR (American College Radiology) для двух методов было недостоверным. Вывод. Разработанный асинхронный метод QCT-ФК измеряет МПК сравнимо с широко используемым методом QCT с асинхронной калибровкой. Этот метод может использоваться для оппортунистического скрининга остеопороза.

Ключевые слова:
количественная компьютерная томография, ККТ, оппортунистический скрининг остеопороза, минеральная плотность кости, МПК, фантомное моделирование, quantitative computed tomography, QCT, opportunistic screening for, bone mineral density, BMD, phantom study

Литература:
1.Engelke K. Quantitative Computed Tomography - Current Status and New Developments. J Clin Densitom. 2017; 20 (3): 309-321. https://doi.org/10.1016/j.jocd.2017.06.017
2.Петряйкин А.В., Смолярчук М.Я., Петряйкин Ф.А., Низовцова Л.А., Артюкова З.Р., Сергунова К.А., Ахмад Е.С., Семенов Д.С., Владзимирский А.В., Морозов С.П. Оценка точности денситометрических исследований. Применение фантома РСК ФК2. Травматология и ортопедия России. 2019; 25 (3): 124-134. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-3-124-134
3.Петряйкин А.В., Низовцова Л.А., Сергунова К.А., Ахмад Е.С., Семенов Д.С., Петряйкин Ф.А., Гомбо левский В.А., Николаев А.Е., Кошурников Д.С., Титов Ю.И., Морозов С.П., Владзимирский А.В. Оценка точности асинхронной компьютерной денситометрии по данным фантомного моделирования. Радиология-практика. 2019; 78 (6): 48-59.
4.Brett A.D., Brown J.K. Quantitative computed tomography and opportunistic bone density screening by dual use of computed tomography scans. J. Orthop. Transl. 2015; 3 (4): 178-184. https://doi.org/10.1016/j.jot.2015.08.006
5.Ziemlewicz T.J., Binkley N., Pickhardt P.J. Opportunistic Osteoporosis Screening: Addition of Quantitative CT Bone Mineral Density Evaluation to CT Colonography. J. Am. Coll. Radiol. 2015; 12 (10): 1036-1041. https://doi.org/10.1016/j.jacr.2015.04.018
6.Therkildsen J., Winther S., Nissen L., Jorgensen H., Thygesen J., Ivarsen P., Frost L., Langdahl B., Hauge E., Boettcher M. Feasibility of Opportunistic Screening for Low Thoracic Bone Mineral Density in Patients Referred for Routine Cardiac CT. J. Clin. Densitom. 2020; 23 (1): 117-127. https://doi.org/10.1016/j.jocd.2018.12.002
7.Lee S.J., Binkley N., Lubner M.G., Bruce R.J., Ziemlewicz T.J., Pickhardt P.J. Opportunistic screening for osteoporosis using the sagittal reconstruction from routine abdominal CT for combined assessment of vertebral fractures and density. Osteoporos. Int. 2016; 27 (3): 1131-1136. https://doi.org/10.1007/s00198-015-3318-4
8.Pickhardt P.J., Pooler B.D., Lauder T., del Rio A.M., Bruce R.J., Binkley N. Opportunistic screening for osteoporosis using abdominal computed tomography scans obtained for other indications. Ann. Intern. Med. 2013; 158 (8): 588-595. https://doi.org/10.7326/0003-4819-158-8-201304160-00003
9.Ziemlewicz T.J., Maciejewski A., Binkley N., Brett A.D., Brown J.K., Pickhardt P.J. Direct comparison of unenhanced and contrast-enhanced CT for opportunistic proximal femur bone mineral density measurement: Implications for osteoporosis screening. Am. J. Roentgenol. 2016; 206 (4): 694-698. https://doi.org/10.2214/AJR.15.15128
10.Roski F., Hammel J., Mei K., Baum T., Kirschke J., Laugerette A, Kopp F., Bodden J., Pfeiffer D., Pfeiffer F., Rummeny E, Noel P., Gersing A., Schwaiger B. Bone mineral density measurements derived from dual-layer spectral CT enable opportunistic screening for osteoporosis. Eur. Radiol. 2019; 29 (11): 6355-6363. https://doi.org/10.1007/s00330-019-06263-z
11.Лесняк О.М., Баранова И.А., Белова К.Ю., Гладкова Е.Н., Евстигнеева Л.П., Ершова О.Б., Каронова Т.Л., Кочиш А.Ю., Никитинская О.А., Скрипникова И.А., Торопцова Н.В., Арамисова Р.М.. Остеопороз в Российской Федерации: эпидемиология, медикосоциальные и экономические аспекты проблемы (обзор литературы). Травматология и ортопедия России. 2018; 24 (1): 155-168. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2018-24-1-155-168
12.Brown J.K., Timm W., Bodeen G., Chason A. Asynchronously Calibrated Quantitative Bone Densitometry. J. Clin. Densitom. 2017; 20 (2): 216-225. https://doi.org/10.1016/j.jocd.2015.11.001
13.The American College of Radiology. ACR-SPR-SSR Practice Parameter for the Performance of Musculoskeletal Quantitative Computed Tomography (QCT). https://www.acr.org/-/media/ACR/Files/Practice-Parameters/QCT.pdf. Published 2018.
14.Baum T., Yap S.P., Karampinos D.C., Nardo L., Kuo D., Burghardt A., Masharani U., Schwartz A., Li X., Link T. Does vertebral bone marrow fat content correlate with abdominal adipose tissue, lumbar spine bone mineral density, and blood biomarkers in women with type 2 diabetes mellitus? J. Magn. Reson. Imaging. 2012; 35 (1): 117-124. https://doi.org/10.1002/jmri.22757
15.Bredella M.A., Daley S.M., Kalra M.K., Brown J.K., Miller K.K., Torriani M. Marrow Adipose Tissue Quantification of the Lumbar Spine by Using Dual-Energy CT and Single-Voxel (1)H MR Spectroscopy: A Feasibility Study. Radiology. 2015; 277 (1): 230-235. https://doi.org/10.1148/radiol.2015142876
16.Shuhart C.R., Yeap S.S., Anderson P.A., Jankowski L.G., Lewiecki E.M., Morse L.R., Rosen H.N., Weber D.R., Zemel B.S., Shepherd J.A. Executive Summary of the 2019 ISCD Position Development Conference on Monitoring Treatment, DXA Cross-calibration and Least Significant Change, Spinal Cord Injury, Peri-prosthetic and Orthopedic Bone Health, Transgender Medicine, and Pediatrics. J. Clin. Densitom. 2019; 22 (4): 453-471. https://doi.org/10.1016/j.jocd.2019.07.001
17.Yates C.J., Chauchard M.A., Liew D., Bucknill A., Wark J.D. Bridging the osteoporosis treatment gap: Performance and cost-effectiveness of a fracture liaison service. J. Clin. Densitom. 2015; 18 (2): 150-156. https://doi.org/10.1016/j.jocd.2015.01.003
18.Engelke K., Lang T., Khosla S., Qin L., Zysset P., Leslie W.D., Shepherd J. A., Shousboe J. T. Clinical Use of Quantitative Computed Tomography-Based Advanced Techniques in the Management of Osteoporosis in Adults: the 2015 ISCD Official Positions-Part III. J. Clin. Densitom. 2015; 18 (3): 393-407. https://doi.org/10.1016/j.jocd.2015.06.010
19.Петряйкин А.В., Иванов Д.В., Ахмад Е.С., Сергунова К.А., Низовцова Л.А., Петряйкин Ф.А., Рыжов С.А., Кириллова И.В., Коссович Л.Ю., Бессонов Л.В., Доль А.В., Владзимирский А.В., Харламов А.В. Фантомное моделирование для подбора оптимальных фильтров реконструкции в количественной компьютерной томографии. Медицинская физика. 2020; 2: 34-44.
20.Громов А.И., Петряйкин А.В., Кульберг Н.С., КимС.Ю., Морозов С.П., Сергунова К.А., Усанов М.С. Проблема точности денситометрических показателей в современной многослойной компьютерной томографии. Медицинская визуализация. 2016; 6: 133-142.
21.Yudin A.L. A possible way to solve problems in CT densitometry. Clin. Imaging. 1995; 19 (3): 197-200.

Comparison of two asynchronous QCT methods

Rationale. Quantitative CT (QCT) bone densitometry with asynchronous calibration not require a phantom during the scan procedure. Based on calibration data it converts X-ray density in HU to bone mineral density (BMD). Given the large number of CT studies performed on patients at risk of osteoporosis, there is a need for a hands-on method capable of assessing BMD in a short period of time without tailored software or protocols. Goal. To develop a method for QCT bone densitometry using an PHK (PHantom Kalium), to compare the volume BMD measurements with the QCT data with asynchronous calibration provided by software from a reputable developer. Methods. The studies were performed at 64-slice CT unit with body scanning parameters. The BMD was measured using two techniques: 1) QCT with asynchronous calibration using software from a reputable developer; 2) QCT using a PHK phantom (QCT-PHK). For convert the HU to BMD values, we scanned the PHK phantom and calculate correction factor. Phantom contains “vertebrae” filled with potassium hydrogen phosphate in different concentrations. In both methods, the BMD values measured for LI-II, and sometimes for ThXII, LIII. Results. The study enrolled 65 subjects (11 male and 54 female patients); median age 69.0 years. A comparison of the vertebrae BMD measured by QCT and QCT-PHK revealed a significant linear Pearson correlation r = 0.977 (p 0.05). The Bland-Altman analysis demonstrated a lack of relationship between the difference in measurements and the average BMD and a systematic BMD; bias of +4.50 mg/ml in qCt vs. QCT-PHK. Differences in the division into groups osteoporosis / osteopenia / norm according to the ACR criteria for the two methods were not significant. Conclusion. The developed asynchronous QCT-PHK method measure BMD comparable to the widely used QCT with asynchronous calibration. This method can be used for opportunistic screening for osteoporosis.

Keywords:
количественная компьютерная томография, ККТ, оппортунистический скрининг остеопороза, минеральная плотность кости, МПК, фантомное моделирование, quantitative computed tomography, QCT, opportunistic screening for, bone mineral density, BMD, phantom study