利用既往CT数据可检测骨密度，逸仙专家团队参与研发的新系统为健康“骨”劲!

2024-08-23 16:03:13

“您腰椎标红部位的骨密度低于80mg/cm3，诊断为骨质疏松。”这一提醒来自于中山大学孙逸仙纪念医院骨外科丁悦教授和李春海教授团队参与研发的新型同步自体模PL-QCT骨密度检测系统（又称“Bone’s QCT”）。据介绍，这一新型系统无需患者单独进行CT检查，可利用既往CT测量数据，以自身肌肉及脂肪组织作为校准参照，准确地对脊柱及髋部的骨骼密度进行测算。目前，该系统已覆盖全国20省市，有望改善骨质疏松症临床诊断工具效能不足的现况以及骨质疏松症患者无法获得准确便捷的机会性筛查这一临床痛点。

“沉默的流行病”发病率上升，现有临床诊断工具效能不足

骨质疏松症是一种常见的骨骼健康问题，表现为骨骼密度降低、骨组织结构恶化、骨骼强度减弱和易于发生骨折，因其发展过程通常较为隐匿，常被喻为“沉默的流行病”。

随着中国社会的人口老龄化趋势加快，骨质疏松症的患病率显著增加，目前中国大约有9000万人受到骨质疏松症的影响，其中女性患者约占7000万。《原发性骨质疏松症诊疗指南》（2022）显示，预计到2035年，中国治疗主要骨质疏松性骨折（如腕部、椎体和髋部骨折）的医疗费用将攀升至1320亿元；而到了2050年，这一费用预计将进一步增加到1630亿元。

由此可见，精准及时诊断骨质疏松症至关重要。

利用DXA检测患者骨密度是诊断骨质疏松症的金标准，但该项技术受限于二维平面测量的特性，容易受骨质增生、血管钙化等因素影响而产生误差，且设备昂贵，国内医院的占有率不足1%。

而且，QCT技术作为骨密度检测手段越来越多地被应用于骨质疏松症患者的临床评估中，但传统的QCT技术依赖于体外模具的校准，需要配套的器具及软件才可应用，因此其在临床上的推广非常受限，且其精准性能仍存在改善空间，国内相关产品研发仍处于起步阶段。

“人工智能+”赋能骨密度检测新质生产力，覆盖全国近20省市

在坚持自主创新的引领下，Bone’s QCT这一新型同步自体模骨密度检测系统应运而生，为解决骨密度检测问题提供了新思路。

“一直以来，我们团队都重视培育和发展以人工智能为重要引擎的新质生产力，Bone’s QCT新型系统正是我们深度拥抱‘人工智能+’的生动实践。”丁悦教授介绍道，患者不需要多次重复进行CT检查，我们只需将患者过去已完成的CT扫描数据导入系统，通过AI辅助图像分析技术，自动识别并利用患者自身的肌肉及脂肪组织作为校准参考，替代体外模具完成骨密度测算。

如何抓取利用既往CT数据呢？自体模校准技术和感兴趣区的亚区划分技术则是突破的关键所在，丁悦提到，“我们团队利用人工智能深度学习算法优化软件对人体各类型组织的识别能力，以自动化的感兴趣区选取替代以往手动选择的做法，获得准确且可重复的自体脂肪及肌肉参照，解决了自体模测量骨密度精准度不足的问题，也使得利用既往CT数据开展相关回顾性研究成为可能。”也正因如此，Bone’s QCT新型系统具备与传统有体模QCT一致的骨密度测量准确度，再加上配备了自动化的感兴趣区选择方式，使测量精确度显著提高，在骨质疏松症临床诊断应用中具有巨大潜力。

丁悦教授表示，该系统不仅可以避免人工体外校准的误差、提高日常诊断的准确性和效率，还能进一步拓宽临床应用场景，如骨松患者的术前风险预测、手术策略规划及术后疗效评估等。这一系统也更适合应用到基层医院为广大群众提供更为便捷的骨质疏松机会性筛查，目前该产品已覆盖近20省市助力“百千万工程”。

院企合作，成功上市！打通专利转化“最后一公里”

2022年2月5日，中山大学孙逸仙纪念医院骨外科团队题为“Automatic phantom-less QCT system with high precision of BMD measurement for osteoporosis screening： Technique optimisation and clinical validation”的研究成果在国际期刊Journal Of Orthopaedic Translation 发表，相关研究结果验证了新型同步自体模QCT系统具备与传统有体模QCT系统一致的骨密度测量准确度，且可达更高的精确度。

中山大学孙逸仙纪念医院团队在技术开发、重难点技术问题解决、新产品开发具有优势，那如何更好地进行院企合作呢？

丁悦提到，以该系统为例，医院团队在日常工作中发现骨质疏松症现存诊断效能不足的临床痛点，积极与拥有创新研发能力企业——吕维加教授团队创立的博志生物科技公司沟通交流，从医疗需求的角度出发，提供研发及优化的创意。企业则从利用理工科领域的技术创新，解决临床需求，实现应用转化。不得不说，此次合作的成功是医院在医工融合项目促进产业转化的优秀案例。

此后，Bone’s QCT新型系统由中山大学孙逸仙纪念医院骨外科牵头，南方医科大学第三附属医院及广东省人民医院参与，顺利完成了多中心软件注册临床试验。该产品于2023年通过省药监局质检获二类临床医疗器械证，同年获批上市。

基于上述研究成果及转化路径、应用场景等，丁悦教授及其团队近日还在第十六届上海国际骨科前沿技术与临床转化学术会议上斩获首届JOT骨科创新与临床转化成果奖银奖。

丁悦表示，此项技术的后续研发工作正有序开展。