Сравнение двух методик асинхронной КТ-денситометрии

Обоснование. Количественная компьютерная томография (ККТ) с асинхронной калибровкой не требует фантома при сканировании пациента. На основе данных калибровки этот метод преобразует рентгенов- скую 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: остео- пороз / 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.

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., Гомболевский 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., Jørgensen 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, Noël 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, медико-социальные 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., Ким С.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.