超聲骨強度儀測定人體跟骨骨強度的有效性和安全性研究

張 娟,張婷婷,繆 珩,王金霞,溫洪華,徐小國,沈 悅,張會杰*

1.南京醫科大學第二附屬醫院(江蘇 南京 210011) 2.中國藥科大學(江蘇 南京 210008)

骨質疏松癥(osteoporosis,OP)是一種以骨量減少和(或)骨微結構變化為特征的骨代謝性疾病。骨質疏松多引起骨脆性增加,最嚴重的結果是骨折[1]。調查顯示[2]全球超過2億患有骨質疏松癥,患病率高達8.9%,同時約有1/3發生骨質疏松性骨折。我國在2010年,骨質疏松相關骨折高達233萬次,相關醫療花費649億元;預測到2050年,骨質疏松相關骨折將達599萬次,相關醫療支出將達到1745億元。然而,OP發病過程隱匿而漸進,早期一般無臨床癥狀,直到骨折發生[3]。OP的風險程度取決于骨強度,骨強度的指標有骨密度和骨質量,骨質量的臨床評估目前沒有好的技術和方法。因此,OP的診斷目前主要依賴于骨密度(bone mineral density,BMD)。

雙能X射線吸收測定法(dual-energy X-ray absorptiometry,DEXA)是目前認知度和認可度最高的測量BMD的方法,但是DEXA設備昂貴,儀器放置場地受限制,測量過程有電離輻射,這些缺點限制了其在BMD普查中的應用,實際只有不到1/3的脆性骨折接受了DEXA的評估和藥物治療。因此定量超聲法(quantitative ultrasound,QUS)作為一種簡單、高效、可靠的測量BMD的方法,逐漸成為篩查高風險BMD的有效手段[4-6]。

無錫某醫療器械科技有限公司研發的超聲骨強度儀采用QUS法測量人體跟骨骨強度,產品已經通過江蘇省醫療器械檢驗所全項目檢驗,依據《醫療器械注冊與備案管理辦法》和《醫療器械臨床試驗質量管理規范》,本研究對該產品的有效性和安全性進行評價。

1 資料與方法

1.1一般資料選取南京醫科大學第二附屬醫院、南京市中醫院和上海市中醫醫院受試者150例,納入標準:①需進行跟骨骨強度測量的患者;②年齡20～80歲,性別不限;③依從性好,能配合完成整個臨床試驗者;④自愿參加、簽署知情同意書者;排除標準:①足跟部皮膚潰爛或破碎者;②對超聲耦合劑有過敏史者;③明顯不合作或極度緊張者;④孕婦或哺乳期婦女;⑤有精神方面疾病,無自控能力的患者;⑥1月內參加過其他臨床試驗者。150例受試者中,男性67例、女性83例,按照自身配對、順序隨機的方式分為試驗組和對照組,年齡、血壓、體溫、心率和呼吸等基線情況分布如下(表1)。本研究開展之前,已在clinical trials網站注冊,注冊號為NCT02971527。所有參與的受試者均簽署知情同意書,本研究的試驗方案、知情同意書等均已獲得倫理委員會批準(批件號:[2016]-QX-006-LP-01)。

表1 基線情況

1.2方法150名受試者按照隨機順序,在足跟同一部位先后使用試驗器械(型號規格:Oste-scan 500A)和對照器械(型號規格:SONOST3000)測定跟骨密度。

1.3評價指標評價指標分為有效性評價指標和安全性評價指標。有效性評價指標包括BMD診斷一致率、檢測參數準確性和臨床使用性能。BMD診斷一致率為主要有效性評價指標,BMD用測量值T表示,骨密度正常:T>-1.0;骨密度減少:-2.5

1.4統計學處理數據處理采用Epidata 3.02軟件,統計分析采用SAS 9.13軟件。定性指標以頻數表、百分率描述;定量指標以均數、標準差、中位數、下四分位數(Q1)、上四分位數(Q3)、最大值和最小值描述。骨密度診斷一致性比較采用Kappa值和Kappa一致性檢驗,檢測參數和安全性評價比較采用配對t檢驗、Wilcoxon符號秩檢驗,臨床使用性能比較采用t檢驗、Wilcoxon秩和檢驗。以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1依從性分析150例受試者,試驗組測量150次,試驗器械使用依從性為100%;對照組測量149次,對照器械使用依從性為99.3%。兩組受試者依從性比較,差異無統計學意義(P>0.05)。

2.2有效性指標

2.2.1 BMD診斷一致率 BMD診斷一致率結果(FAS):兩組診斷均為BMD正常69例、均為BMD減少74例、均為OP 6例,兩組診斷不一致1例。試驗器械和對照器械BMD診斷的一致率為99.3%。試驗器械和對照器械BMD測量比較,差異無統計學意義(P>0.05),見表2。

表2 骨密度差異性比較(FAS)

兩組器械BMD測量結果計算Kappa值并進行Kappa一致性檢驗,兩種器械測量結果的Kappa值為0.9876,說明兩種器械的檢測結果一致性很好;Kappa一致性檢驗具有統計學差異(P<0.01),說明兩種器械的BMD診斷結果一致,見表3。

2.2.2 檢測參數的準確性 超聲骨強度儀檢測參數有超聲振幅衰減系數(SOS)、超聲傳導速度(BUA)、強度指數(SI)、T值和Z值,試驗器械和對照器械間各參數比較,差異無統計學意義(P>0.05),見表4。

兩組器械檢測參數SOS、BUA、SI、T值、Z值的相關系數r值分別為0.9808、0.9771、0.9898、0.9899、0.9851,>0.975(χ2>0.95),說明兩組器械檢測超聲振幅衰減系數(SOS)、超聲傳導速度(BUA)、強度指數(SI)、T值和Z值等參數呈高度相關性。

2.2.3 臨床使用性能評價 試驗器械和對照器械機器功能評估、整機穩定性評估和操作便捷性評估等產品使用性能評價均為合格,合格率為100%。

2.3安全性指標試驗期間,血壓、呼吸、心率、體溫等生命體征在使用結束后24h內和基線期生命體征比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。

2.4不良事件、不良反應和器械缺陷臨床試驗過程中,試驗器械和對照器械均未發生不良事件、不良反應和器械缺陷。

3 討論

OP是一種全球性的常見疾病,可發于各個年齡和不同性別的人群,尤其是以老年男性和絕經后婦女為多。隨著全球老齡化的加快,OP正在成為全球公共性健康問題,但是由于各種因素,OP仍然是當今世界診斷率低的疾病之一?！?013中國骨質疏松骨折防治藍皮書》指出,在中國因測量設備昂貴和稀缺,導致約有4/5的OP患者得不到有效診斷[7]。定量超聲骨強度儀在評估骨質疏松癥狀、骨折風險和骨骼健康狀況方面具有較高的準確性和可靠性[5]。定量骨強度儀還具有成本低,操作簡單等特點,在社區醫院、鄉鎮衛生院等均容易實現,由于其檢測過程中無輻射,也可應用于兒童和妊娠期婦女。更為重要的是超聲骨強度儀攜帶方便,其檢測地點不限于醫院內,為大樣本人群骨質篩查和社區體檢提供了一種科學可行的解決方案[8]。

目前國內已有超聲骨強度儀上市,但是有關其臨床試驗的報道卻很少。臨床試驗開始前,本研究檢索了中國生物醫學文獻服務系統(Sinomed)、中國知網(CNKI)、維普(VIP)和萬方等中文數據庫,未發現國內有關于定量超聲骨強度儀的臨床試驗的文獻。這可能與研究人員對醫療器械臨床試驗的重視不足有關。此項臨床試驗嚴格按照《醫療器械注冊與備案管理辦法》和《醫療器械臨床試驗質量管理規范》進行,有利于受試器械的注冊;研究內容和結果描述嚴格按照醫療器械注冊法規的要求,易于參照、易于施行。

本研究結果,表明試驗器械BMD診斷情況和檢測參數的準確性和對照器械一致,臨床使用過程中未出現故障,未發生不良事件和器械缺陷。因此,無錫某公司研發的超聲骨強度儀臨床用于測量成年人跟骨骨強度指數安全、有效,可替代已上市的同類產品進行人體跟骨骨強度的測定。

綜上所述,無錫某公司研發的超聲骨強度儀(型號規格:Oste-scan500A)用于測量成年人跟骨骨強度指數安全、有效,滿足臨床要求。