定量CT对骨质疏松症诊断价值的meta分析

同济大学学报（医学版）

JOURNAL OF TONGH UNIVERSITY (MEDICAL SCIENCE)Vol. 38 No. 3 Jun. ， 2017

doi: 10. 16118/j. 1008 -0392.2017.03. 014

•临束研堯•

定量CT对骨质疏松症诊断价值的meta分析

梁銀，刘勇

(同济大学附属第十人民医院放射科，上海200072)

【摘要】目的对定量CT在骨质疏松症中的诊断价值进行meta分析。方法按照循证医学诊断meta分析的相

关原则，对PubMed、Google学术、中国知网、百度学术中定量CT诊断骨质疏松症的相关文献进行检索，时间与语 言不限。对筛选出的文献分别进行双变量混合效应及层次综合受试者工作曲线模型分析，并对其弄质性进行分

析。结果共筛选出13篇文献,15组研究，两种分析方法均表明纳入文献的总敏感性为0.84(95% CI: 0.68-

0.93),总特异性为 0.78(95% CI: 0.66 ~0_ 87),SROC 曲线下面积为 0.88(95% CI: 0_ 84 ~0_ 90),表明该诊断方

法具有较高的诊断价值。结论定量CT骨质疏松症的筛查中具有较高的价值，在疾病的确诊中尚需要结合其他 临床资料进行综合诊断。

【关键词】定量CT;骨质疏松症；双变量混合效应模型；层次综合受试者工作曲线模型

【中图分类号】R445.3【文献标志码】A【文章编号】10〇8_〇392(2〇17)〇3-〇〇7〇-〇6

Diagnosis value of quantitative CT in osteoporosis ： a meta-analysis

UANG Kun, UU Yong

(Dept, of Radiology, Tenth People's Hospital, Tongji University, Shanghai 200072, China)

【Abstract】 Objective

To evaluate the application of quantitative CT in diagnosis of osteoporosis with According to the principle of diagnosis test in meta-analysis and QUADAS-2

meta-analysis.

Methods

scale, we searched Pubmed, Google Scholar, CNKI, Baidu Scholar for papers on osteoporosis diagnosed by quantitative CT. We calculated the combined sensitivity and specificity based on bivariate mixed effects models and hierarchical summary receiver operating curve model and took tests for heterogeneity.

Results

Fifteen data sets from 13 articles were included for meta-analysis. The

combined estimation for sensitivity was 0. 84 (95% Cl： 0. 68 -〇. 93) ； for specificity was 0. 78 (95% Cl： 0. 66 -〇. 87). The area under summary receiver operating curve (SROC) was 0. 88 (95% Cl： 0• 84 - 0.90). The value of diagnosis has been proved in upper middle level.

Conclusion

Quantitative CT may be used in screening of osteoporosis for general population, however, the confirmed diagnosis of osteoporosis should be made on the basis of comprehensive investigations.

【Key words】

quantitative CT; osteoporosis; bivariate mixed effects models; hierarchical summary

receiver operating curve model

收稿日期：2016-12-31作者简介：梁鲲（1978—），男，技师.E-mail: 463972@qq.com 通信作者：刘勇.E-mail: ly777dragon@sina.com

•

70 •

第3期骨质疏松症是现代社会常见的老年病。据统 计，全球50岁以上人群的平均患病率为10%，亚洲 人群的发病率远高于欧美、非洲人群。骨质疏松症 是老年人骨折的主要危险因素。骨质疏松症的早期 筛查，尤其是在50岁以上人群中显得颇为重要。双 能 X 线吸收法（dualenergy X-ray absorptiometry，

DXA)常用于骨质疏松症的诊断,DXA通过测量髋 关节或腰椎的骨矿密度，从而评估骨质疏松或骨量 减少的程度,WHO将其作为评估骨质疏松症的金 标准。然而由于DXA尚未在国内普及，了国 内筛查骨质疏松症的发展[1]。

近年来，随着定量CT ( quantitative computed

tomography, QCT)的优化改善，其在骨质疏松症中 的诊断价值逐渐受到重视〇 QCT是通过CT值间接 算出骨密度的方法，国际临床骨密度学会将其列为 测量骨矿密度的标准手段之一，并将QCT测得的

BMD <80 mg/cm2确定为诊断骨质疏松症的阈值。 然而，由于QCT的测量值受人群特征等因素影响较 大，且文献中尚缺乏50岁以上人群中准确性的系统 性评价，因而影响了 QCT对高危人群中的筛查 价值[2]。

本meta分析旨在系统地评价定量CT对50岁 以上人群骨质疏松症的诊断效果，并评估其特异度、 灵敏度。

1资料与方法

1. 1 文献检索

由两个评价者在PubMed、Google学术、中国知 网、百度学术中检索自建库至2016年12月期间公 开发表的全部研究，发表语言不限。检索词包括

“quantitative computed tomography ”、“ diagnosis ’’、 “ DXA”、“ osteoporosis”、“定量 CT”、“诊断”、“骨质 疏松”，并对以上检索词进行组合。同时检索相关 综述钟引用的部分参考文献。1. 2 纳入标准

(1)研究中诊断标准采用了 WHO提出的DXA 评估骨质疏松症的诊断标准：DXA测定的多个部位 的骨矿密度的T值，数值最低者小于2. 5的标准差 即可诊断为骨质疏松症；（2)提供了计算特异度和 灵敏度的相关数据；（3)明确提出研究对象是可能 出现骨质疏松症患者;（4)研究中同时包含有DXA

梁鲲等：定量CT对骨质疏松症诊断价值的meta分析

和QCT的诊断结果；（5)排除病例报道和综述; (6)排除了非患者数据的研究；（7)排除了体外、 动物或非活体研究；（8)排除研究对象只针对已确 诊为骨质疏松症的患者。1.3研究质量的评价

(1)研究样本的纳人人群包栝了不同性别、不同 年龄段、不同骨质疏松程度。(2)采用了以DXA、病 理活检为金标准的测量方法，并将QCT的测量结果 与其进行了比较。（3)数据结果进行比较时采用了 肓法。（4)两种测量方法实施时，无明显干扰试验 结果的因素，金标准按上述诊断标准实施,QCT按 国际临床骨密度学会提出的BMD <80 mg/cm2进行 诊断。（5)研究中不含有可疑灵敏度、特异度，阳性 似然比的数据予以排除。（6)全部纳人文献采用上 述标准，并使用QUADAS-2对文献进行质量 评价[3] 〇 1.4提取数据

两名研究者根据上述标准筛选出符合标准的 文献13篇（数据15组）[416],对文献中研究作者、 所属国家、文献发表时间、研究对象特征、真假阳 性数（tp、fp)、真假阴性数（tn、fn)进行汇总统计，见表1。

表1纳入文献一般情况

Tab. 1 Information of articles included in study

作者/年份

tPtnftifp江旭[1()] 201672150李晓玉等[6] 2012021533李凯等[9] 2015519041132李娜等[8] 2013279621163李新民等[5] 201129247301李娜等[7] 2012

2441471Taylor 等[11 ] 2014227916Blomquist 等[16] 201631267张绍伟等[4] 2013

4323102851>^吐31也等[13] 2011292240143Edelmann-SchSfer 等[14] 2011

33703Clowes 等[15] 20061422397391Clowes 等[15] 2006613188599Schneider 等[12] 1992467539李新民等[5] 2011

32

21

1

307

1.5 统计学处理

本研究采用双变量混合效应及层次综合受试者

• 71 ■

同济大学学报（医学版)

第38卷

工作曲线模型对文献进行meta分析，两种模型属于 随机效应模型，很好地避免了阈值效应对meta分析 结果的影响，同时将文献内抽样误差、文献间结果差 异、阈值效应均考虑在内，使其对一致性的探讨更加充分[17]〇2

结

果

2. 2特异性和敏感性的森林图

合并特异度为0.84(95% CI: 0.68〜0.93)，灵

敏度为0.78(95% CI: 0.66〜0.87)，阳性似然比为 3.8(95% CI: 2. 4 〜6. 2)，阴性似然比为 0.21 (95% CI: 0.10〜0.43)，诊断优势比为19(95% CI: 7〜 49)，灵敏度和特异度的Q值分别为232. 15、860. 92 (P <0. 01 )，表明本研究异质性较大，不适合使用固 定效应模型，见图2。

2.3 综合受试者工作特征曲线（SROC)

SR0C 曲线下面积（AUC)为 0.88 (95% CI: 0.84 〜0.90)，见图 3。2. 4

文献发表偏倚的检验

采用线性回归法检验漏斗图的不对称性。线性 回归检验显示：漏斗图中回归直线与横轴夹角几乎 垂值，表明本研究文献发表偏倚较小（P =0.92 >

2. 1 文献异质性的检验

本研究通过绘制双变量盒图，对本研究中所有 纳入文献进行分析，结果显示：本研究结果还存在 一定的异质性，见图1。

6 r

④

11

⑥

⑫

⑭

©

③

①

0.01)，见图3。

2. 5 单变量meta回归结果

%

⑬

为了探讨文献质量对回归结果的影响，以

QUADAS-2量表对个文献的评价结果作为单变量， 对本研究的所有文献进行单变量meta分析，量表中 共有17个条目，经过评价，文献间共有11个条目存 在存在差异。各条目从上至下分别以a-q来代表， 分别生成单变量meta回归结果及联合模型结果，绘 制单变量特异度和灵敏度森林图，见图4。

Studyld

■■

■■

—■--------■

■_I-H-■

mmC

M

1

图1

2

比值对数值

异质性检验的双变量盒图

Fig. 1 Bivariate Boxplot of heterogenicity test for

articles included in study

Studyld

李新民等[5]2011

Schneider 等[12] 1992 Clowes等M 2006 Clowes等[15] 2006

SENSITIVITY (95% CI)0.97[0.84〜1.00]

0.90[0.79 〜0.97] 0.41[0.33〜0.49] 0.95[0.91 〜0.98] 1.00[0. 〜1.00]

1.00[0.88 〜1.00]

SPECIFICITY (95% CI)0.94[0.90〜0.96]

0.85[0.71 〜0.94]0.95[0.93〜0.97]0.62[0.58〜0.66]0.30[0.07〜0.65]0.39[0.34 〜0.44]0.93[0. 〜0.95]0.78[0.40 〜0.97]0.70[0.47 〜0.87]0.63[0.54〜0.72]0.93[0. 〜0.95]0.63[0.57 〜0.69]0.59[0.53 〜0.66]0.61[0.47 〜0.74]0.96[0.87 〜1.00]

0.78[0.66〜0.87]

Q=860.92,df=14.00,P=0.00 12 =98.37[98.01~98.74]

Edelmann-Schafer#[14] 2011

Pickhardt#[13] 2011

张绍伟等[4]2013 Blomquist等[16] 2016

Taylor#[11] 2014 李娜等[7] 2012 李新民等[5]2010 李娜等[7] 2013 李凯等[9] 2015 李晓玉等[6]2012

江旭_2016

COMBINED

0.81[0.68 〜0.91] 0.84[0.68 〜0.94] 0.71[0.52〜0.86] 0.86[0.67~0.96]

〜0.92] 0.81[0.

0.56[0.41 〜0.71] 0.55[0.45 〜0.66] 0.00[0.00 〜0.52] 0.88[0.47 〜1.00]

李新民等[5]2011

Schneider 等[12]1992 Clowes 等[15]2006 Clowes 等[15]2006

等[14]2011 Edeliriann-ScMfer

Pickhardt 等[13]2011 张绍伟等[4]2013 Blomquist 等[16]2016

Taylor 等[11]2014 李娜等[7]2012 李新民等[5]2010 李娜等[7]2013 李凯等[9]2015 李晓玉等[6]2012

江旭[10]2016

—H-

0.84[0.68 〜0.93]

Q=232.15,df =14.00,尸=0. 0012=93.97[91.94-96.00]

0.0

敏感度

COMBINED

i

r

i

1.00.1

特异度

1.0

图2

• 72 •

纳入文献的总敏感性和特异性森林图

Fig. 2 Forest map of combined sensitivity and specificity for articles included in study

第3期梁鲲等：定量CT对骨质疏松症诊断价值的meta分析

0.05

④

⑬⑬

〇纳入文献

-----回归曲线

④⑭

0.1

卞

0.0.

①

S 0.15

w

⑪

d

0.2

①

0.25

10

诊断比值比

100 1000

图3纳入文献的SROC模型与Deek漏斗图

Fig. 3 Summary receiver operating curve and Deek’s funnel plot for articles included in study

Univariable Meta-regression & Subgroup Analyses

随机样本或连续病例

阈值界定

金标准解释在待评价方法之前

金标准相同 金标准盲法 金标准的正确率 金标准的偏倚

金标准与问题不匹配 避免病例对照设计 避免不恰当病例剔除 纳入受试者与问题不匹配

流程图引人偏倚

待评价方法实施与解释有偏倚

待评价方法与问题不匹配

引入偏倚

受试者均接受了金标准

两种方法间隔恰当

b YesNo c Yes No dYes No fYes No g Yes No h Yes No i Yes No k Yes No 1 Yes No m Yes

0

20

40

60

80

100

No q Yes No

Yes

No

0.43

1.00

敏感度(95% CI)

百分比（％)

b Yes

No c Yes No dYes No fYes No g Yes No h Yes No i Yes No k Yes No lYes No m Yes No q Yes No0.34

1.00

特异度(95%CI)

图4文献质量评价图与特异度和灵敏度的单变量meta回归

Fig. 4 Quality evaluation and univariate meta regression of sensitivity and specificity for artides induded in study

2.6层次综合受试者工作曲线模型（HSROC) meta 分析结果

HSROC使另一种诊断meta分析的随机效应模

本研究的HSROC结果见图5。模型中beta估计值 为-0.29(95% CI: -0.94 ~0_35，Z= -0.，P = 〇.378),提示曲线对称。1^&111£^值为2.(95%(：1:

1. 95 ~3. 84)，表明该诊断方法有一定的准确性，在

•

型，但由于结果参数较复杂，了它的应用推广。

73 •

同济大学学报（医学版)临床中有诊断价值。

图5

HSROC曲线

Fig. 5 Hierarchical summary receiver operating curve

model for articles included in study

3讨 论

传统的文献综述在处理同一问题的多个研究结 果报道时，通常是等权重的对待每个研究结果而得 出结论，忽略了各原始研究样本含量大小，也没有对 文献质量进行评价，因此结果的可靠度和真实度并 不可靠。meta分析是对相同研究目的的多个 研究结果进行系统分析、定量综合的一种研究方法, 能从统计学角度达到增大样本含量、提高检验效能 的目的,从而使临床决策依据综合信息证据而不是 个人经验。随着SROC方法[18]的出现，诊断性试验 的meta分析趋于完善,近年来被逐步引人我国的医 学影像研究领域。诊断性试验常用的指标为灵敏度 和特异度，同一试验中因为阈值的取值不同往往两 者呈反比关系，其中一'个指标升高另一'个指标就会 降低，因此单一指标不能反映诊断性试验的全貌。

ROC曲线以灵敏度为纵坐标，（1 -特异度）为横坐 标，能较好地反映诊断性试验的特征,曲线上最接近 左上角的一点的坐标就表示这一试验的灵敏度和特 异度。对同一检测指标的多个不同试验进行meta 分析，可根据它们的诊断优势比（DOR)的权重，用 一条ROC曲线表示出来,这条曲线称为SROC曲 线，通过计算可以得出AUC。AUC越大，越接近 1.0,诊断真实性越好。在本研究中，QCT的灵敏度 为84%，特异度为78% , SROC曲线下面积为0. 88，

■ 74 ■

第38卷

说明QCT对骨质疏松症具有较高的诊断价值。

诊断性试验通常很难满足随机化原则,试验中 几乎不可能把“试验”组和“对照”组完全随机化，故 诊断试验常依照患者的就诊顺序进行分组；同时因 为不同的研究者在判断试验结果时,常常采用不同 的阈值,因此诊断试验结果大部分表现为较高的异 质性。本研究中，虽然QCT的诊断标准采用国际上 通用的BMD <80 mg/cm2进行诊断，但各文献中诊 断金标准不尽相同，所以仍有较高的异质性,这在检 验结果中也有所体现[19]。因此，传统的固定效应模 型并不适用本研究。采用随机效应模型进行统计量 的合并是比较理想的选择。这种做法属于目前诊断 试验中比较公认的方法。一般而言单一试验的特异 度和灵敏度往往成负相关，传统方法中单一合并这

两项指标通常会忽视这一相关性，可能导致对诊断 试验正确性的低估，同时传统的SROC模型在文献 的特异度、灵敏度、文献间偏畸及阈值效应的评估上 具有缺陷,为避免种情况的发生，本研究采用两种随 机效应模型进行统计，并进行了结果的相互映证。 所得数据表明，两种方法的统计结果差别不大，说明 结果较可靠。Deek漏斗图上数据点的回归直线提 示提示本研究的文献发表偏畸较小,说明文献中结 果的比重比较均衡。本研究纳入的文献无语言限 制，尽量避免了语言偏畸和出版偏畸。通过对各文 献方法学质量的评价可以看出，本研究的文献在金 标准的选择和QCT评价方法上存在偏畸。

从总体上来说,QCT在各类不同人群骨质疏松 症的筛查上比较可靠，其确诊骨质疏松症的能力欠 佳，故骨质疏松症的确诊往往还需结合临床其他资 料综合分析。【参考文献】

[1 ]

ENGELKE K, ADAMS JE, ARMBRECHT G, 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 ]. J Clin Densitom, 2008, 11(1)：

123-162.

[2 ]

王玲，白云，周玉红.QCT检查在诊断、治疗骨质疏松 中的应用[C] //中国中药杂志.基层医疗机构从业人 员科技论文写作培训会议论文集.北京：中国中药杂

第3期志社，2016: 2329-2330.

[3 ] WHITING P F, RUTJES AW, WESTWOOD M E, et

al. QUADAS-2 ： a revised tool for the quality assess­ment of diagnostic accuracy studies [ J ]. Ann Intern Med, 2011, 155(8)： 529-536.

[4]张绍伟，李树金，陈秀娟，等.围绝经期妇女椎体骨密

度与骨质疏松的相关性[J].河北北方学院学报（自

然科学版），2013(6): 59-62.

[5 ]

李新民，程晓光，汪伟，等.采用ISCD定量CT(QCT) 推荐标准对绝经后女性骨质疏松患病率的研究[C]

//郑州：中华医学会第十八次全国放射学学术会议

论文汇编，2011: 285.

[6 ]

李晓玉，李娜，苏永彬，等.腰椎定量CT与双能X线 骨密度测量对老年男性骨质疏松的诊断效能比较 [J].中国骨质疏松杂志，2012,18(11): 980-983.

[7] 李娜，李新民，孙伟杰，等.腰椎定量CT与双能X线

骨密度测量对老年患者骨质疏松检出率的比较分析 [J].中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志，2012,5(2):

83-88.

[8] 李娜，李晓玉，马毅民，等.比较腰椎定量CT与双能

X线骨密度测量对老年人骨质疏松的诊断效能[C] //天津：中华医学会第五次中青年骨质疏松和骨矿

盐疾病学术会议，2013: 105-106.

[9

] 李凯，马毅民，刘丹.定量CT骨密度测量诊断中国老

年男性人群骨质疏松[J].中国医学影像技术，2015,

31(10)： 1454-1456.

[10 ]

江旭.腰椎定量CT与双能X线骨密度测量对老年男 性骨质疏松的诊断效果比较[C] //中国中药杂志.基 层医疗机构从业人员科技论文写作培训会议论文 集.北京：中国中药杂志社，2016 : 709 - 710.

[11] TAYLOR A, WAXMAN K, IZFAR S, et al.,

Screening for osteoporosis after trauma： a new ap­proach using quantitative computed tomography of the skull[J]. J Trauma Acute Care Surg, 2014,77(4)： 635 -639.

[12] SCHNEIDER P，B6RNERW，RENDLJ，etal.，Sig-

梁鲲等：定量CT对骨质疏松症诊断价值的meta分析

niflcance of 2 different bone density measurement methods in the assessment of mineral content of the pe­ripheral and axial skeleton [ J ]. Z Orthop Dire Gre- nzgeb, 1992,130(1) ： 16-21.

[13]

PICKHARDT P J, LEE L J, DEL RIO A M, et al. Simultaneous screening for osteoporosis at CT colonog- raphy： bone mineral density assessment using MDCT attenuation techniques compared with the DXA refer­ence standard [ J ]. J Bone Miner Res, 2011,26 (9 )： 2194-2203.

[14]

EDELMANN-SCHAFER B, BERTHOLD L D, STRACKE H, et al. Identifying elderly women with osteoporosis by spinal dual X-ray absorptiometry, calcaneal quanti­tative ultrasound and spinal quantitative computed tomography: a comparative study [J]. Ultrasound Med Biol, 2011,37(1) ： 29-36.

[15]

CLOWES J A, PEEL N F, EASTELL R. Device-spe­cific thresholds to diagnose osteoporosis at the proximal femur： an approach to interpreting peripheral bone measurements in clinical practice [ J ]. Osteoporos Int, 2006,17(9) : 1293-1302.

[16]

BLOMQUIST G A, DAVENPORT D L, MAWAD H W, et al. Diagnosis of low bone mass in CKD-5D pa- tients[J]. Clin Nephrol, 2016,85(2)： 77-83.

[17]

BEGG C B. Meta-analysis methods for diagnostic ac- curacy[J]. J Clin Epidemiol, 2008,61(11) ： 1081 - 1082.

[18]

WALTER S D. Properties of the summary receiver op­erating characteristic (SROC) curve for diagnostic test data[J]. Stat Med, 2002,21(9) ： 1237-1256.

[19]

FORMICA C A, NIEVES J W, COSMAN F, et al. Comparative assessment of bone mineral measurements using dual X-ray absorptiometry and peripheral quanti­tative computed tomography [ J ]. Osteoporos Int, 1998,8(5) ： 460-467.

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