定量的コンピュータ断層撮影

定量的コンピュータ断層撮影（QCT）は、 CT画像のハウンスフィールド単位（HU）を骨密度値に変換する校正標準を備えた標準的なX線コンピュータ断層撮影（CT）スキャナーを使用して骨密度（BMD）を測定する医療技術です。^[1] 定量的CTスキャンは主に腰椎と股関節の骨密度を評価するために使用されます。

一般的に、CT画像取得中に患者の下のパッドに置かれた固体ファントムが較正に使用されます。これらのファントムには、さまざまな等価骨ミネラル密度を表す材料が含まれています。通常、カルシウムハイドロキシアパタイト（CaHAP）またはリン酸カリウム（K ₂ HPO ₄）のいずれかが参照標準として使用されます。^[2]

QCT は 1970 年代にカリフォルニア大学サンフランシスコ校 (UCSF) で発明されました。ダグラス・ボイド博士とハリー・ジェナント医学博士は、CT ヘッド スキャナーを使用して QCT に関する重要な研究を行いました。^[3] 同時に、CT イメージング技術は急速に進歩し、ジェナントとボイドは 1970 年代後半から 1980 年代前半にかけて EMI の最初の全身 CT システムの 1 つを使用して定量的 CT 法を脊椎に適用し、「QCT」という用語を生み出しました。ジェナントはその後、1980 年代前半にクリストファー・E・カン博士とともに脊椎 QCT に関するいくつかの論文を発表しました。今日、QCT は世界中の何百もの医療イメージング センターで臨床的に、また強力な研究ツールとして使用されています。

従来の 2D QCT では、複数の椎骨のそれぞれを通した個別の厚い CT スライス画像を使用していましたが、スライスを各椎骨に合わせるために CT スキャナ ガントリーを傾ける必要がありました。今日、最新の 3D QCT では、複数のスライスを迅速に取得して人体の 3 次元画像を構築する CT スキャナの機能を活用しています。3D 画像を使用することで、画像取得時間が大幅に短縮され、再現性が向上し、股関節の QCT 骨密度分析が可能になりました。^[1]

QCT 検査は、通常、骨粗鬆症の診断とモニタリングに使用されます。

脊椎では、QCTは椎骨の外壁を形成する緻密な皮質骨とは別に、海綿状の内部骨のみの骨密度を測定するために使用されます。^[4]海綿骨は皮質骨よりもはるかに高い代謝活性を持ち、そのため年齢、病気、治療関連の変化の影響を皮質骨よりも早く、より大きく受けます。つまり、脊椎のQCTは、骨密度の変化を早期に検出できるため、他の骨密度検査に比べて有利です。^[1]

臨床的には、QCTは股関節で使用され、DXA測定と同等の面積BMD測定とTスコアを生成します。^[5]ソフトウェアでは、画像がキャプチャされた後に股関節の構造を操作できるため、患者の手足の位置に特に注意を払うことなく検査を行うことができ、従来の検査に不快感を感じる可能性のある関節炎の股関節を持つ患者にも検査を行うことができます。

QCT 骨密度測定は、以下の状態の患者には使用しないでください。

• 高密度造影剤（バリウム、ヨウ素、トロトラスト、トリウム）または放射線不透過性カテーテルおよびチューブの導入を含む別の放射線学的処置を最近受けた患者。
• 妊娠中または妊娠している可能性がある患者。

QCTスキャンプロトコルは低線量であり、脊椎検査での放射線被曝量を200～400μSvに制限することができます^{[6]これはマンモグラムのセットと同等であり、通常は標準的なCT検査よりも大幅に少ないです。}仮想コロノグラフィー研究などの他の非IV造影腹部または骨盤スキャンを使用すると、QCT検査は、追加の画像取得や患者への放射線量の結果としての放射線を必要とせずに実行できます。^[7]

QCTは、通常は二重エネルギーX線吸収測定法（DXA）では測定できない脊柱側弯症患者の脊椎BMD測定を可能にします。 ^{[8]さらに、QCTは、関節炎患者、}肥満患者、^[9 ]椎間板狭窄症または脊椎変性疾患、^[10]大動脈石灰化^[11]または骨棘[ ^12]を患っている患者において、DXAの結果を混乱させる可能性のある人工的に高いBMD測定値を回避することができます。

3D QCTによるBMD測定の短期精度推定値は、腰椎では0.8% ^{[13] 、大腿骨頸部では0.69% [5]}と発表されている。

いくつかの研究では、他の目的でオーダーされたCT画像を使用してQCTで骨密度を測定できることが示されています。CTコロノグラフィー検査を含む既存の画像を使用することで、^[14] QCTは患者に追加の放射線被曝を与えることなく骨密度スクリーニングを可能にします。QCTによる骨密度評価に、通常の腹部造影CTスキャンを使用することの実現可能性も実証されています。^[15]

平均骨密度を計算し、年齢と性別を合わせた対照群と比較します。脊椎では、QCTを使用して体積BMD測定を行い、Tスコアを使用するのではなく、米国放射線学会（ACR）のガイドライン閾値と比較する必要があります。^[16] BMD < 80 mg/cm3は骨粗鬆症を示します。BMD < 120 mg/cm3および> 80 mg/cm3は骨減少症を示します。BMD 120 mg/cm3を超えると正常と見なされます。

股関節では、大腿骨近位部のWHO分類（正常、骨減少症（Tスコア<-1.0および>-2.5）または骨粗鬆症（Tスコア<-2.5））と比較するためにDXA相当のTスコアが計算される場合があります。^[17]このTスコアは、適切なDXA設定として「Tスコア」を 使用して、WHO FRAXツール^{[18]での骨折リスク確率計算にも使用できます。}

医学では、末梢定量的コンピュータ断層撮影（ pQCTと略されることが多い）は定量的コンピュータ断層撮影（QCT）の一種であり、股関節や脊椎の骨密度を測定するQCTとは対照的に、前腕や脚などの体の末梢部分の骨密度（BMD）を測定するために使用されます。骨の強度を測定するのに役立ちます。^[19]

BMD を測定する他の一般的な技術のほとんどとは異なり、pQCT スキャンでは、体積骨密度に加えて、応力ひずみ指数(SSI) や骨の形状などの他の指標も測定できます。DXAでは、面積骨密度しか測定できません。

高解像度末梢定量的コンピュータ断層撮影（HR-pQCT）は、骨の微細構造を検出する点でDXAよりも優れており、スキャンからの3次元情報を使用して骨全体の形状をモデル化します。この方法により、骨の強度やその他の機械的特性を推定できます。^[20]

• 二重エネルギーX線吸収測定法（DXA）