跟骨定量超声联合亚洲人骨质疏松自我评价工具在筛查社区绝经后妇女骨质疏松症中的应用
张彦1, 刘和菊2, 李春海1, 陈庆瑜3, 张弛1, 傅光涛1, 丁悦1     
1. 510000 广州, 中山大学孙逸仙纪念医院骨外科;
2. 510000 广州, 中山大学孙逸仙纪念医院健康教育宣传中心;
3. 510000 广州, 中山大学孙逸仙纪念医院体检中心
摘要目的 探索定量超声法(quantitative ultrasound,QUS)与亚洲人骨质疏松自评工具(osteoporosis self-assessment tool for Asians,OSTA)均为评估亚洲人骨质疏松的一种简单有效的方法。单一运用上述两种方法进行骨质疏松筛查均未能达到理想的敏感度和特异度,二者结合进行骨质疏松症诊断的方法。方法 选取2014年9至12月在广州市社区现场用跟骨定量超声仪检测的118位绝经后女性作为研究对象,检测跟骨密度并通过调查问卷形式获取受试者年龄、体质量指数等相关信息。并对这一部分受试者行腰椎双能X线扫描检查,根据排除标准最终入组104位。通过绘制ROC工作曲线,评价QUS联合OSTA评分进行骨质疏松筛查的可行性,并确定合适的高危指标。结果 联合OSTA和QUS-T进行筛查时,拟合回归方程Y=-1.688×QUS-0.186×OSTA-3.973,高危指标为Y>-0.6142。预测值与双能X线检测法(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)诊断结果的受试者工作曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)的曲线下面积(area under the ROC curve,AUC)=0.847,标准误(standard error,SE)=0.041,P=0.000,并联QUS-T与OSTA进行筛查诊断,以满足QUS-T≤-2.2或OSTA≤-3其中之一为高危指标,此时敏感度为89%,特异度为74%,约登指数0.63。结论 联合QUS和OSTA进行骨质疏松症筛查,是一种具有较高价值的筛查方法,选择合适的高危指标,可以获得满意的敏感度和特异度,同时由于这一方法简便可行、性价比高,因此在社区人群的健康普查方面有较好的实践价值。
关键词骨质疏松症    定量超声    亚洲人骨质疏松症自评工具    骨密度检测    
Combined use of calcaneal quantitative ultrasound with Asian osteoporosis self assessment tools in screening osteoporosis among postmenopausal women
ZHANG Yan1, LIU He-ju2, LI Chun-hai1, CHEN Qing-yu3, ZHANG Chi1, FU Guang-tao1, DING Yue1     
1. Department of Orthopedic, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, China;
2. Health Education and Publicity Center Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, China;
3. Health Examination Center, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, China
Abstract: Objective To explore the effectiveness of combining calcaneal quantitative ultrasound (QUS) with Asian osteoporosis self assessment tools (OSTA) in screening osteoporosis among postmenopausal women.Methods From Sep. 2014 to Dec. 2014, bone mineral density (BMD) of 118 postmenopausal women was measured in Guangzhou communities by QUS and relative information such as their ages and BMI were required through questionnaire. BMD was measured by dual-energy x-ray absorptiometry (DXA). By drawing receiver operating characteristic curve (ROC), this research evaluated the feasibility of joined use of QUS and OSTA score in osteoporosis screening, and determined the appropriate cut-off point.Results When OSTA and QUS were combined for screening, the regression curve was fitted as Y=-1.688×QUS-0.186×OSTA-3.973. Meanwhile, the area under the ROC (AUC) drawn by predicted value and DXA screening result was 0.847, SE=0.041, P=0.000. AUC=0.847, SE=0.041, P=0.000.When QUS-T and OSTA were used parallelly, the cut-off point set by OSTA≤-3 and QUS-T≤-2.2 could achieve the following figures: Youden index as 0.63, while sensitivity was 89% and specificity was 74%. Conclusion QUS and OSTA score were simple and economic methods of predicting the incidence of osteoporosis among the elderly. Setting the appropriate QUS and OSTA threshold could approch a good accuracy. It was worth in screening of osteoporosis.
Key words: osteoporosis    quantitative ultrasound    Asian osteoporosis self-assessment tool    bone mineral density test    

2004年WHO推荐的骨质疏松症诊断标准为:T≥-1为正常,-1>T>-2.5为骨量低下,T≤-2.5为骨质疏松症,若已经发生过脆性骨折,无论骨密度是否低于-2.5均可以诊断为骨质疏松症[1]。因为双能X线吸收检测法(dual-energy X-ray absorptiometry,DXA)检测骨密度存在设备昂贵、检测时间较长、需要专业技术人员操作、设备移动不便等局限性,DXA目前仅在我国大型医院能够开展,尚难以作为一种广泛使用的筛查工具[2, 3, 4]

定量超声法(quantitative ultrasound,QUS)是20世纪90年代发展起来的一种评价骨量的非侵入性方法,不仅能反映骨密度,而且有助于了解骨强度和骨的结构特性,因而具备诊断骨质疏松的价值和预测骨折危险性的潜在能力,且携带方便,测定简单快捷[4]。QUS的检测部位包括:跟骨、腓骨、指骨等,而由于跟骨大部分为骨松质,能更准确的反应该部位的骨密度及骨小梁等微观结构的信息,大多数研究选择跟骨作为检测的部位[5]。Koh等[4]首次提出了用亚洲人骨质疏松自评工具(osteoporosis self-assessment tool for Asians,OSTA)对亚洲人群进行骨质疏松症危险分层。OSTA 计算方法:OSTA=0.2×[体质量(kg)-年龄(岁)]。计算结果按照四舍五入的原则取整数。

QUS和OSTA均能用于骨质疏松的筛查,但这两种诊断方法单独用于筛查时最佳高危指标尚无统一定论,且现有研究中,单独使用QUS和OSTA进行筛查的精确度不高。Zha等[6]研究指出:单独使用OSTA的最佳筛查阈值是-3.5,敏感度为47.3%,特异度为76.8%,约登指数为0.241。 鉴于单独使用QUS或OSTA进行筛查均未能获得满意的筛查精度,国内外有研究者提出联合QUS及OSTA进行骨质疏松症的筛查,根据联合方式的不同(串联或并联)及高危指标的不同可获得不同的敏感度和特异度。但目前关于QUS联合OSTA筛查骨质疏松症的高危指标尚无统一定论,本研究旨在通过对广州社区居民进行腰椎DXA和跟骨QUS检测及OSTA的计算,找到QUS联合OSTA筛查骨质疏松症合适的高危指标。

对象和方法 对象

以2014年9月至12月在广州市社区参加骨质疏松症筛查活动的118名绝经后妇女为研究对象,均行跟骨超声骨密度检测及腰椎DXA检测,并通过调查问卷方式记录其身高、年龄、体质量等基本信息及既往病史等相关信息。排除资料不全及有下列病史者:影响骨代谢疾病史、服用影响骨代谢药物史、骨骼相关肿瘤史,服用抗骨质疏松药物史及严重肝、肾疾病史,腰椎手术史。最终入组受试者104名。已取得该部分受试者的知情同意,并通过医院伦理审核。

方法

QUS测定骨密度(bone mineral density,BMD):用美国Hologic公司的Sahara型跟骨定量超声仪测定受试者跟骨BMD骨基值计算T值(QUS-T)。 QUS-T变异系数(coefficient of variation,CV)为 2.6%,绝对精确度为2.2。检测时患者取端坐位,统一测量右足跟部,以标准超声凝胶涂抹右足跟部,将右足置于仪器凹槽并固定,保持膝关节、踝关节均为90°,反复测量3次,取均数。

DXA测定BMD:用美国Hologic公司Discovery Wi型(S/N 86859)DXA测定研究对象的腰椎(包括L1-4,L-Total)的BMD值。DXA-T CV值为 1%。

OSTA评分计算:根据调查问卷基本信息计算受试者OSTA评分,公式如下:OSTA评分=0.2×[体质量(kg)-年龄(岁)],计算结果按四舍五入取整数。

统计学方法

采用SPSS 20.0软件进行数据分析,采用Spearman线性相关分析评估QUS-T与DXA检测结果的相关性,运用受试者工作曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)计算曲线下面积(area under the ROC curve,AUC),分析筛查方法的诊断价值,利用软件做QUS与OSTA的多因素回归分析方程,通过Y值做ROC曲线,比较AUC确定诊断价值。采用软件Medcalc15.10做ROC分析,确定高危指标及相应的约登指数、敏感度及特异度。并采用软件Medcalc15.10分析不同筛查方法AUC是否有统计学差异,以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果 一般资料分析

本研究最终入选合格对象104例,均为女性,研究对象年龄45~88岁,平均年龄(61.8±10.4)岁,平均身高(1.58±0.07)m,平均体质量(57.4±8.2)kg,平均OSTA评分(-0.9±3.1)分,平均QUS-T为-1.71±0.86,平均DXA-T为-1.92±1.53。按WHO骨质疏松性诊断标准,根据DXA-T结果,研究对象中37例(35.58%)诊断为骨质疏松症,42例(40.38%)诊断为骨量降低,25例(24.04%)诊断为正常。

QUS-T与DXA-T线性关系

运用SPSS 20.0做QUS-T与DXA-T的Spearman线性分析,相关系数为r=0.702,P<0.05(图 12)。

图 1 QUS-T与DXA-T线性关系散点图 Fig 1 Scatter plot of QUS-T and DXA-T QUS:定量超声法;DXA:双能X线吸收检测法

单独使用QUS-T作为筛查标准时,AUC为0.834,标准误差为0.042,P=0.000,具有中等诊断价值,当取QUS-T≤-2.2作为高危指标时,敏感度为0.750,特异度为0.861,约登指数达到最大值为0.611(图 2)。

图 2 QUS-T的ROC Fig 2 ROC of QUS-T QUS:定量超声法;ROC:受试者工作曲线

单独使用OSTA作为筛查标准时,AUC为0.734,标准误差0.050,P=0.000,具有中等诊断价值,当取OSTA≤-3作为高危指标时,敏感度为0.550,特异度为0.863,约登指数达到最大值为0.411(图 3)。

图 3 OSTA作为诊断试验的ROC Fig 3 ROC of OSTA QSTA:亚洲人骨质疏松自评工具;ROC:受试者工作曲线

联合应用OSTA及QUS,首先在SPSS 20.0下做OSTA和QUS对诊断结果的多因素回归分析,并得到预测Y,利用预测值Y做ROC曲线。回归方程如下: Y=-1.688×QUS-0.186×OSTA-3.973。预测值的ROC曲线下面积AUC=0.847,标准误差0.041,P=0.000,取预测值(Y>-0.614)时,约登指数最大,为0.606,此时诊断的敏感度为0.80,特异度0.81(图 4)。

图 4 联合OSTA及QUS作为诊断试验的ROC Fig 4 ROC of OSTA combined with QUS QSTA:亚洲人骨质疏松自评工具;QUS:定量超声法;ROC:受试者工作曲线

单独使用OSTA进行筛查时的AUC与单独使用QUS相差0.101,差异无统计学意义(P>0.05)。单独使用OSTA与联合两种诊断方法相比AUC相差0.113,差异有统计学意义(P<0.05)。单独使用QUS与联合两种诊断方法相比,AUC相差0.013,差异无统计学意义(P>0.05)。

联合QUS-T与OSTA评分高危指标

运用回归方程,Y=-1.688×QUS-0.186×OSTA-3.973,将QUS-T与OSTA评分代入方程算出预测值Y,以Y>-0.614为高危指标,此时敏感度为80%,特异度为81%,约登指数0.61。联合QUS-T与OSTA评分各自最佳高危指标,联合方式包括并联和串联。并联即满足QUS-T≤-2.2或OSTA≤-3其中之一即可诊断为骨质疏松症,计算得出:敏感度为89%,特异度为74%,约登指数0.63。串联即同时满足QUS-T≤-2.2和OSTA≤-3时即诊断为骨质疏松症,计算得出:敏感度为41%,特异度为98%,约登指数0.39。

讨 论

骨质疏松症是老年人面临的一大问题,骨质疏松症有可能导致骨质疏松性骨折,治疗骨质疏松症及骨质疏松性骨折给家庭和社会带来沉重的负担。早期发现骨质疏松症或骨量降低有助于早期治疗和早期预防,从而减少骨质疏松性骨折的发生[7, 8]。国际骨质疏松基金会(International Osteoporosis Foundation,IOF)建议对所有年龄≥65岁妇女及有骨折风险的男性进行BMD测定。

目前国际上有其他筛查工具可以替代DXA进行骨质疏松症的前期筛查,包括跟骨定量超声骨密度检测、OSTA评分等。但合适的高危指标尚无定论。国内外已有的研究关于OSTA的高危指标取值不尽相同,获得的筛查敏感度在52%~75%,约登指数在0.23~0.42[5, 9, 10]

QUS具备诊断骨质疏松的价值和预测骨折危险性的潜在能力,但仅用QUS作为筛查骨质疏松症的标准,敏感度和特异度不高,易造成漏诊和误诊[11, 12]。鉴于单独使用QUS或OSTA进行筛查均未能获得满意的筛查精度,国内外有研究提出联合QUS及OSTA进行骨质疏松症的筛查,根据联合方式的不同(串联或并联)及高危指标的不同可获得不同的敏感度和特异度[13, 14]。目前国内外的研究关于合适的高危指标尚无定论。Zha等[6]的研究指出:筛查标准为满足OSTA≤-4或QUS-T≤-1.25其中之一时,进行人群骨质疏松初筛的敏感度为88.7%,特异度为46.5%[6]。Tao等[13]的研究却认为,筛查标准为满足OSTA≤-1或指骨QUS-T≤-1.95其中之一时,进行人群骨质疏松初筛的敏感度为83%,特异度为84%,曲线下面积(AUC)为0.65。Kung等[10]的研究结果显示:筛查标准为满足OSTA≤-1或指骨QUS-T≤-2.35其中之一时,进行人群骨质疏松初筛的敏感度为91%,特异度为44%。AUC为0.87。Yang等[14]对3 456名40岁以上女性的研究指出:筛查标准为满足OSTA≤-1或QUS-T≤-2.5其中之一时,进行人群骨质疏松初筛的敏感度为84%,特异度为61%。AUC为0.81。

在本研究中,联合OSTA和QUS-T进行筛查时,拟合得回归方程Y=-1.688×QUS-0.186×OSTA-3.973。此时联合诊断的ROC曲线下面积AUC=0.847。联合筛查与单独使用OSTA或QUS时相比AUC差异有统计学意义(P<0.05)。联合QUS-T与OSTA诊断时,联合方式有并联和串联,并联时即满足QUS-T≤-2.2或OSTA≤-3其中之一为骨质疏松症高危指标,此时敏感度为89%,特异度为74%,约登指数0.63。串联即同时满足QUS-T≤-2.2或OSTA≤-3时为骨质疏松症高危指标,此时敏感度为41%,特异度为98%,约登指数0.39。由此可见,当需要提高筛查敏感度,如大规模筛查时,可以采用并联的方式联合QUS与OSTA评分进行诊断,当需要提高特异度时,可采用串联的方式进行诊断。

国内有研究指出,腰椎骨质疏松症检出率高于股骨组,提示腰椎是检测骨质疏松症更敏感部位[15, 16]。 并有研究认为,只选一个部位测量骨密度时,应选择优势部位,40岁以后女性测量骨密度的优势部位为腰椎,因为在各年龄段腰椎T值均小于等于髋部T值。因此本研究为了优化成本效益只检测女性腰椎骨密度[17]

综上,联合QUS和OSTA进行骨质疏松症筛查,是一种具有较高价值的筛查方法,选择合适的高危指标,可以获得满意的敏感度和特异度,同时由于这一方法简便可行、性价比高,因此在社区人群的健康普查方面有较好的实践价值。

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(收稿日期:2016-02-01)