华人腰椎QCT骨密度诊断骨质疏松症临界点值应该在45-50 mg/ml左右, 远低于低于欧裔临界点值

王毅翔 香港中文大学医学院 （沙田，香港特别行政区） yixiang_wang@cuhk.edu.hk

                                   摘要

已发表的比较东亚人和欧裔人的结果都显示，几乎所有脆性骨折的患病率，包括髋部骨折、椎骨骨折、肱骨骨折，东亚人都不超过老年欧裔人的一半，无论男性还是女性均如此. 现在东亚地区使用腰椎QCT 骨密度(BMD)诊断骨质疏松症的标准与欧裔人标准一样，低于80mg/m为骨质疏松。我们提出东亚老年女性腰椎QCT BMD诊断骨质疏松症临界点值应该远低于欧裔人，只有低于45-50mg/ml才为骨质疏松。我们的核心依据包括以下几点：1. 老年女性人群中，到78岁时候，平均腰椎QCT BMD欧裔人为 80mg/ml, 而华人、韩国人、日本人、泰国人为 40-50mg/ml; 2. 日本人、华人女性腰椎QCT BMD 50mg/ml 与欧裔女性腰椎QCT BMD 80mg/ml预测椎体骨折风险一样。3. 欧裔女性出现椎体低能量骨折时，平均腰椎QCT BMD 70mg/ml左右，而日本人及华人女性出现椎体低能量骨折时，平均腰椎QCT BMD 40mg/ml左右。目前的中国使用的腰椎QCT BMD 80mg/ml诊断标准会引起过度诊断骨质疏松症。

华人老年男性腰椎QCT BMD诊断骨质疏松症临界点值也可以在50mg/ml左右

更多细节讨论见英文原文：

Wang YX, et al. Skeletal Radiol. 2024 PMID: 38411702. 

Wang YX et al. Quant Imaging Med Surg 2024;14:3239-3247.

Wang YX et al. Skeletal Radiol. 2024 Jun 21. doi: 10.1007/s00256-024-04722-3

                            引言

大量研究表明，东亚人的骨骼具有微观结构和力学优势。例如，Walke等[1]报道，绝经后的华人女性具有更高的板状骨小梁与棒状骨小梁比(trabecular plate-to-rod ratio), 和更大的整体骨刚度，转化为更大的骨小梁抗压力。Boutroy 等[2]报道称，与欧裔人相比，华人女性的桡骨和胫骨皮质厚度及皮质矿物质密度更大，皮质孔隙度更小。与老年欧裔女性脊柱相比，华人老年女性脊柱出现椎间盘间隙狭窄、胸椎过度后凸、椎体骨关节炎、Schmorl结节和退行性脊柱滑脱的发病率更低[3, 4]。已发表的比较东亚人和欧裔人的结果都显示，几乎所有脆性骨折的患病率，包括髋部骨折、椎骨骨折、肱骨骨折，东亚人都不超过老年欧裔人的一半，无论男性还是女性均如此（综述于[5, 6])

对于欧裔女性（和男性），QCT 腰椎(LS) 骨密度(BMD)骨质疏松症诊断临界点值为80 mg/ml [7,8]。相同的 QCT BMD标准目前也应用于东亚人群。因为骨质疏松症的密度定义最初是根据欧裔女性脆性骨折特征而定的，并且欧裔人的各种验证研究更加多，本文以欧裔人数据作参考进行进一步对比分析。我们提出，东亚老年女性QCT LS BMD 骨质疏松症诊断临界点值应该在45-50 mg/ml，这与欧裔人的诊断标准有很大不同。

依据1：老年女性人群中，到78岁时，平均QCT LS BMD 欧裔人为 80mg/ml, 而华人、韩国人、日本人、泰国热人平均QC TLS BMD约为 40-50mg/ml。

随着年龄的增长,QCT LS BMD人群平均值下降。图 1 显示，到 78 岁时，美国和意大利女性的人群平均 QCT LS BMD 为 80 mg/ml左右 [9,10]，与当前 QCT LS BMD 骨质疏松症诊断阈值 80 mg/ml基本一致。到 78 岁时欧裔女性人群平均 QCT LS BMD 为 80 mg/ml左右这点，还有许多其他文献依据，如Compston 等[11]、Sandor 等[12]、Karantanas 等[13]、及Manisal 等[14]的报道。对于东亚女性，到 78 岁时，Itoh 等报道日本女性QCT LS BMD 约为 40 mg/ml[15]，Fujii 等[16]报道日本女性QCT LS BMD 约为 48 mg/ml, 李等(17)报道华人女性QCT LS BMD 约为54 mg/ml，Yoon等(18)报道韩国人QCT LS BMD 约为50 mg/ml，Hoonpongsimanon等[19]报道泰国人QCT LS BMD 约小于45 mg/ml。这些老年东亚女性的 QCT LS BMD 结果也与中国许多其他研究一致。例如，在一组体检女性中，玄等[20]报道老年人（>60岁）的平均 QCT LS MBD 为 63.9±29.7 mg/ml。同样，在一组检查BMD 受试者中（不包括患有可能影响骨代谢的疾病或用药史的受试者），王等 [21] 报道老年女性（> 60 岁）平均 QCT LS MBD 为 62.4±28.3 mg/ml。此外，Melton等 [22] 报道，在 62 岁时，美国越南裔女性的平均 QCT LS BMD 比美国欧裔女性低 26 mg/ml。

图 1，女性群体平均腰椎 (LS) QCT BMD 随年龄增长而下降。A：对于 78 岁的美国女性，平均 LS BMD 下降至 82 mg/ml 左右。对于78岁的日本女性，平均LS BMD下降至40毫克/毫升左右，美国受试者来自 Block 等人的美国女性数据 [9], 日本数据来自Ito 等数据 [15]。美国受试者和日本受试者的BMD值已经过交叉验证。B: 在 78 岁时，日本女性的平均 QCT LS BMD 下降至约 48 mg/ml， 数据来自Fujii 等报道 [16]。C： 78 岁意大利女性平均 QCT LS BMD 下降至 77 mg/ml 左右，数据来自Guglielmi 等人报道 [10]。 D：78岁时，中国女性的平均QCT LS BMD下降至约54 mg/ml，数据来自李等报道 [17]。E：78岁的韩国女性，平均QCT LS BMD下降至50 mg/ml左右， 数据来自 Youn 和 Kim [18]。F： 78岁的泰国女性，平均QCT LS BMD下降至约低于45毫克/毫升，数据来自 Hoonpongsimano 等[19]。

需要注意的是，在78岁时，中国和日本女性的脆性骨折风险仍低于同龄欧裔女性。因此，图 1 中的数据表明，对于老年东亚女性，QCT LS BMD 骨质疏松症诊断的临界点值对应于老年欧裔女性 80 mg/ml 的阈值应该不超过 50 mg/ml。

依据2：以脊柱骨折严重程度作为参考进行比较，中国老年女性的椎骨骨折 QCT LS BMD 远低于意大利女性。

按照我们以前提出的计算OLVFss 积分概念 [23]，我们在脊柱影像图像上评估T4-L5脊柱,每个椎体分为无椎体脆性骨折或有椎体脆性骨折合并<20%、≥20~25%、≥25%~1/3、≥1/3~40%、≥40%–2/3和≥2/3椎体高度下降，并分别赋予0、-0.5、-1、-1.5、-2、-2.5或-3的打分，然后将T4-L5的分数相加。我们使用均来自“女性骨质疏松性骨折香港研究”和“罗马骨质疏松症预防项目” 的数据。研究设计使受试者能够以正确的年龄比例代表老年人口。在本分析中，我们纳入 301 名平均年龄为 73.6±6.1 岁的意大利女性和 512 名平均年龄为 74.0±7.2 岁的中国女性 [23]。香港本地BMD参考数据和NHANES 2005-2010年收集的BMD参考值分别用于香港华人和意大利人的骨密度T值计算。

统计每个受试者，OLVFss 和腰椎骨密度 T值按从最小负值到最大值的顺序排列，并分别绘制在 X 轴和 Y 轴上（图 2）。图示，当OLVFss为-1.5时，意大利女性对应的腰椎T分数为-2.23，中国女性对应的腰椎T分数为-3.42。根据原始数据 [23]，对应的腰椎DXA BMD分别为0.819 g/cm2和0.624 g/cm²。当OLVFss为-2.5时，对应的腰椎T值意大利女性为-2.44,中国女性为-3.75，对应的腰椎DXA BMD分别为0.786 g/cm2和0.589 g/cm²。对于意大利女性，DXA LS BMD 为 0.819 g/cm² 和 0.786 g/cm²分别相当于 QCT LS BMD 约 82 mg/ml 和 77.5 mg/ml [24-27]。基于 Lin 等 [28]的数据、Yu等 [29]的数据、并以 Uemura 等 [30]的数据支持，对于华人女性，0.624 g/cm² 的 DXA LS BMD 相当于 45 mg/ml左右的 QCT BMD 值，0.589 g/cm² 的 DXA LS BMD相当于低于 45 mg/ml QCT BMD 值。

图2，意大利女性（IL，年龄：73.6±6.1岁）和中国香港女性（HK，74.0±7.2岁）OLVF（osteoporotic-like vertebral fracture，骨质疏松性椎体脆性骨折）严重程度与BMD之间的关系。对于没有OLVF 或有OLVF并有 < 20%、20 ~ 25%、≥ 25%~ 1/33、≥ 1/3 ~ 40%、≥ 40% ~ 2/3和 ≥ 2/3椎体高度下降的椎体，脊柱 X光片上每个椎骨评分分别为 0、-0.5、-1、-1.5、-2、-2.5 或 -3。然后将椎体T4-L5的分数相加得到 每个受试者的 OLVFss。对每个受试者计数，将 OVFss 和腰椎 T 值从最小负值到最大值进行排序后绘制在 X 轴和 Y 轴上。

依据3：为使检测影像学脆性椎体骨折的敏感性到 78%，欧裔女性的 90 mg/ml QCT LS BMD 相当于东亚女性的 60 mg/ml 左右。

为使检测影像学脆性椎体骨折的灵敏度到 78%，我们计算了欧裔女性东亚女性的QCT LS BMD 阈值结果如表 1 所示 [15, 18,24, 31-36]。

尽管影像学脆性椎体骨折诊断存在主观性、而且几乎所有研究的样本规模都较小，但表 1 中的结果在各个研究中非常一致。注意Andresen等[34] 的研究参与者比其他文章中年轻。总体而言，为达到约 78% 的影像学 脆性椎体骨折检测敏感性，欧裔女性的 QCT LS BMD 阈值约为 90 mg/ml，而东亚女性的 QCT LS BMD 阈值约为 60 mg/ml。表2进一步显示，当欧裔女性QCT LS BMD阈值为80 mg/ml时，影像学 脆性椎体骨折检测敏感性约为60%，而东亚女性相应阈值为50 mg/ml左右。

表1，达到影像学椎体脆性骨折检测敏感性为78%时欧裔女性和东亚女性 QCT LS BMD阈值

¶，假设数据为正态分布。§: 74.3% 女性.  #: 85.4% 女性. *: 估计真实数据计算。OLVF： 影像学椎体脆性骨折，Non-OLVF：无影像学椎体脆性骨折，n & age，受试者数量级年龄， y: 岁。

表2，欧裔女性QCT LS BMD 80mg/ml阈值时和东亚女性50mg/ml阈值影像学椎体脆性骨折检测敏感性

¶，假设数据为正态分布。§: 74.3% 女性.  #: 85.4% 女性. OLVF： 影像学椎体脆性骨折，Non-OLVF：无影像学椎体脆性骨折，n & age，受试者数量级年龄， y: 岁。

表 1 和表 2 中的数据得到了其他文献的支持，东亚女性的椎骨脆性骨折发生的 QCT LS BMD 明显低于欧裔女性的骨密度。例如，蒋等(37) 报道了影像学脆性椎体骨折的绝经后妇女QCT LS BMD 结果。楔形椎体骨折患者的平均 QCT LS BMD为 45.1±23.8 mg/ml（n=36，年龄：70.3±8.0 岁），而双凹型椎体骨折患者的平均 QCT LS BMD 为 32.1±24.51 mg/ml（n=40，年龄：70.9 ±7.8 岁）。在一项中国老年混合性别患者（> 50 岁）的研究中，Xie 等 (38) 报告其脊柱骨折组 (n=58) 的 QCT LS BMD 范围为 21 至 65 mg/ml，而非骨折组 (n=62) 的 BMD 值范围为 55 至 121 mg/ml。而欧裔女性椎骨脆性骨折患者 QCT LS BMD平均约为 70 mg/ml左右(15、24、27、31-33、39）。

小结

早期的流行病学研究经常描述“东亚洲人骨密度骨质疏松发病率高，但亚洲人脆性骨折发病率低”这样自相矛盾现象[40,41,42]。为了对东亚人骨质疏松发病率进行分类，有必要根据东亚人的骨骨骼特性和脆性骨折发病率发病特点设定 QCT LS BMD 诊断阈值。这将使东亚人和欧裔人之间的发病率比较更有意义，并为东亚人和欧裔人提供可比较的药物干预阈值。虽然值得指出的是，本文并不说明45-50 mg/ml是东亚女性骨质疏松症诊断的最合适阈值，本文说明的是，相对应于欧裔女性 80 mg/ml阈值的 QCT LS BMD 值对于东亚女性是约45-50mg/ml。

华人老年男性腰椎QCT BMD诊断骨质疏松症临界点值也可以在50mg/ml左右

Wáng YXJ, Chan WP, Yu W, Guermazi A, Griffith JF. Quantitative CT lumbar spine BMD cutpoint value for classifying osteoporosis among older Chinese men can be the same as that of older Chinese women, both much lower than the value for Caucasians. Skeletal Radiol. 2024 Jun 21. doi: 10.1007/s00256-024-04722-3. Epub ahead of print. PMID: 38902421.

1. Walker MD, Liu XS, Zhou B, Agarwal S, Liu G, McMahon DJ, Bilezikian JP, Guo XE. Premenopausal and postmenopausal differences in bone microstructure and mechanical competence in Chinese-American and white women. J Bone Miner Res 2013;28:1308-18.

2. Boutroy S, Walker MD, Liu XS, McMahon DJ, Liu G, Guo XE, Bilezikian JP. Lower cortical porosity and higher tissue mineral density in Chinese American versus white women. J Bone Miner Res 2014;29:551-61. 

3. Wáng YXJ, Deng M, Griffith JF, Kwok AWL, Leung JCS, Lam PMS, Yu BWM, Leung PC, Kwok TCY. 'Healthier Chinese spine': an update of osteoporotic fractures in men (MrOS) and in women (MsOS) Hong Kong spine radiograph studies. Quant Imaging Med Surg. 2022;12:2090-2105.

4.  Wáng YXJ, Diacinti D, Iannacone A, Kripa E, Leung JCS, Kwok TCY, Diacinti D. A comparison of radiographic degeneration features of older Chinese women and older Italian Caucasian women with a focus on thoracic spine. Aging Clin Exp Res. 2023;35:2583-2591.

5. Wáng YXJ, Xiao BH. Estimations of bone mineral density defined osteoporosis prevalence and cutpoint T-score for defining osteoporosis among older Chinese population: a framework based on relative fragility fracture risks. Quant Imaging Med Surg. 2022;12:4346–60

6. Wáng YXJ, Griffith JF, Blake GM, Diacinti D, Xiao BH, Yu W, et al. Revision of the 1994 World Health Organization T-score definition of osteoporosis for use in older East Asian women and men to reconcile it with their lifetime risk of fragility fracture. Skeletal Radiol. 2024;53:609-625.

7. Engelke K, Adams JE, Armbrecht G, Augat P, Bogado CE, Bouxsein ML, et al. Clinical use of quantitative computed tomography and peripheral quantitative computed tomography in the management of osteoporosis in adults: the 2007 ISCD Official Positions. J Clin Densitom. 2008;11:123–62.

8. Expert Panel on Musculoskeletal Imaging; Yu JS, Krishna NG, Fox MG, Blankenbaker DG, Frick MA, Jawetz ST, et al. ACR Appropriateness Criteria Osteoporosis and Bone Mineral Density: 2022 Update. J Am Coll Radiol. 2022;19:S417-S432.

9. Block JE, Smith R, Glueer CC, Steiger P, Ettinger B, Genant HK. Models of spinal trabecular bone loss as determined by quantitative computed tomography. J Bone Miner Res. 1989;4:249-57.

10. Guglielmi G, Giannatempo GM, Blunt BA, Grampp S, Glüer CC, M. Cammisa M,  Genant HK. Spinal bone mineral density by quantitative CT in a normal Italian population. Eur  Radiol 1995; 5:269-275

11. Compston JE, Evans WD, Crawley EO, Evans C. Bone mineral content in normal UK subjects. Br J Radiol 1988;61:631-6.

12. Sandor T, Felsenberg D, Kalender WA, Clain A, Brown E. Compact and trabecular components of the spine using quantitative computed tomography. Calcif Tissue Int 1992;50:502-6.

13. Karantanas AH, Kalef-Ezra JA, Glaros DC. Quantitative computed tomography for bone mineral measurement: technical aspects, dosimetry, normal data and clinical applications. Br J Radiol 1991;64:298-304.

14. Manisal M, Ozaksoy D, Kabakç N. Quantitative computed tomography BMD reference values in women of Izmir, Turkey. Clin Orthop Relat Res 2006;443:109-12.

15. Ito M, Lang TF, Jergas M, Ohki M, Takada M, Nakamura T, Hayashi K, Genant HK. Spinal trabecular bone loss and fracture in American and Japanese women. Calcif Tissue Int 1997;61:123-8.

16. Fujii Y, Tsutsumi M, Tsunenari T, Fukase M, Yoshimoto Y, Fujita T, et al. Quantitative computed tomography of lumbar vertebrae in Japanese patients with osteoporosis. Bone Miner 1989;6:87-94.

17. 李凯, 陈捷, 赵林芬, 陈义忠, 周军, 邵继满, 等. 中国人群定量CT (QCT)脊柱骨密度正常参考值的建立和骨质疏松症QCT 诊断标准的验证. 中国骨质疏松杂志. 2019;25:1257-1272

18. Youn TH, Jong Sik Kim JS. The Assessment of Bone Mineral Density in The Lumbar Vertebra Using Quantitative Computed Tomography. J Korean Soc Spine Surg 2006; 13: 255-261

19. Hoonpongsimanon S, Santipapmonthon M, Chuntana M. Spinal bone mineral density by quantitative computed tomography in Thais compared with Westerners. J Med Assoc Thai 2005;88:1666-73

20. 玄淑兴, 张振国, 贾守强. 基于定量CT分析不同年龄、生理时期女性腰椎骨密度与腹部脂肪的相关性.  放射学实践. 2021;36: 642-647

21. 王素琴, 陈静, 曹宝卿, 李鹏, 郭美玲, 杨鸿兵. 密云地区腰椎定量CT骨密度测量分析. 中国骨质疏松杂志. 2015;21:179-182

22. Melton LJ 3rd, Marquez MA, McCready LK, Achenbach SJ, Riggs BL, Amin S, Khosla S. Trabecular bone deficits among Vietnamese immigrants. Osteoporos Int 2011;22:1627-31.

23. Wáng YXJ, Diacinti D, Leung JCS, Iannacone A, Kripa E, Kwok TCY, et al. Conversion of osteoporotic vertebral fracture severity score to osteoporosis T-score equivalent status: a framework and a comparative study of Hong Kong Chinese and Rome Caucasian older women. Arch Osteoporos. 2022;18:1.

24. Lang TF, Guglielmi G, van Kuijk C, De Serio A, Cammisa M, Genant HK. Measurement of bone mineral density at the spine and proximal femur by volumetric quantitative computed tomography and dual-energy X-ray absorptiometry in elderly women with and without vertebral fractures. Bone 2002;30:247-50.

25. Milisic L, Vegar-Zubovic S, Valjevac A, Hasanovic-Vučković S. Bone Mineral Density Assessment by DXA vs. QCT in Postmenopausal Females with Central Obesity. Curr Aging Sci 2020;13:153-61.

26. Rehman Q, Lang T, Modin G, Lane NE. Quantitative computed tomography of the lumbar spine, not dual x-ray absorptiometry, is an independent predictor of prevalent vertebral fractures in postmenopausal women with osteopenia receiving long-term glucocorticoid and hormone-replacement therapy. Arthritis Rheum 2002;46:1292-7.

27. Paggiosi MA, Debono M, Walsh JS, Peel NFA, Eastell R. Quantitative computed tomography discriminates between postmenopausal women with low spine bone mineral density with vertebral fractures and those with low spine bone mineral density only: the SHATTER study. Osteoporos Int 2020;31:667-75.

28. Lin W, He C, Xie F, Chen T, Zheng G, Yin H, et al. Quantitative CT screening improved lumbar BMD evaluation in older patients compared to dual-energy X-ray absorptiometry. BMC Geriatr. 2023;23(1):231.

29. Yu W, Qin M, Xu L, van Kuijk C, Meng X, Xing X, et al. Normal changes in spinal bone mineral density in a Chinese population: assessment by quantitative computed tomography and dual-energy X-ray absorptiometry. Osteoporos Int. 1999;9(2):179-87.

30. Uemura K, Fujimori T, Otake Y, Shimomoto Y, Kono S, Takashima K, Hamada H, Takenaka S, Kaito T, Sato Y, Sugano N, Okada S. Development of a system to assess the two- and three-dimensional bone mineral density of the lumbar vertebrae from clinical quantitative CT images. Arch Osteoporos 2023;18:22.

31. Jergas M, Breitenseher M, Glueer CC, Yu W, Genant HK. Estimates of volumetric bone density from projectional measurements improve the discriminatory capability of dual x-ray absorptiometry. J Bone Miner Res 1995;10:1101–1110

32. Duboeuf F, Jergas M, Schott AM, Wu CY, Glüer CC, Genant HK. A comparison of bone densitometry measurements of the central skeleton in post-menopausal women with and without vertebral fracture. Br J Radiol 1995;68:747-53.

33. Cann CE, Genant HK, Kolb FO, Ettinger B. Quantitative computed tomography for prediction of vertebral fracture risk. Bone 1985;6:1-7.

34. Andresen R, Radmer S, Banzer D. Bone mineral density and spongiosa architecture in correlation to vertebral body insufficiency fractures. Acta Radiol 1998;39:538-42.

35. 覃浩然, 覃海飚, 李智斐, 付拴虎, 邓德茂, 唐云, 钟远呜. 绝经后妇女定量CT法骨密度测量值与骨质疏松性脊柱脆性骨折相关性研究. 右江医学. 2019; 47: 423-426.

36. Mao YF, Zhang Y, Li K, Wang L, Ma YM, Xiao WL, Chen WL, Zhang JF, Yuan Q, Le N, Shi XL, Yu AH, Hu Z, Hao J, Cheng XG. Discrimination of vertebral fragility fracture with lumbar spine bone mineral density measured by quantitative computed tomography. J Orthop Translat 2018;16:33-39.

37. 蒋雯, 李新民, 程克斌, 王晨, 程晓光. 骨质疏松性脊柱骨折类型与QCT体积骨密度差异研究. 中国骨质疏松杂志. 2014; 20: 1273-1275

38. 谢良军,  侯宗来, 温长慧, 李晋厉, 张云霈, 杨 航. 64排128层螺旋CT骨密度测量在椎体骨质疏松性骨折研究领域的进展. 中国医学装备. 2013;10:53-55.

39. Sollmann N, Löffler MT, El Husseini M, Sekuboyina A, Dieckmeyer M, Rühling S, Zimmer C, Menze B, Joseph GB, Baum T, Kirschke JS. Automated opportunistic osteoporosis screening in routine computed tomography of the spine: comparison with dedicated quantitative CT. J Bone Miner Res 2022;37:1287-1296.

40. Siris ES, Miller PD, Barrett-Connor E, Faulkner KG, Wehren LE, Abbott TA, et al. Identification and fracture outcomes of undiagnosed low bone mineral density in postmenopausal women: results from the National Osteoporosis Risk Assessment. JAMA. 2001;286:2815-22.

41. Lo JC, Kim S, Chandra M, Ettinger B. Applying ethnic-specific bone mineral density T-scores to Chinese women in the USA. Osteoporos Int. 2016;27:3477-3484.

42. Noel SE, Santos MP, Wright NC. Racial and Ethnic Disparities in Bone Health and Outcomes in the United States. J Bone Miner Res 2021;36:1881-905.