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背景:骨质疏松症(osteoporosis,OP)作为威胁人类健康的第六大常见慢性病,正在以爆发的流行趋势在人群中蔓延,而骨质疏松性骨折在其所有并发症中致死性最强、危害最大,可见有效预防骨质疏松及其引起的骨折相当重要。骨质疏松症发生的机制为各种原因导致的骨强度下降,骨脆性增加。因此,对骨质疏松症高风险人群进行骨强度监测尤为关键。目前,能够高效、无创并且可重复检测骨强度的方法为经高分辨外周骨定量CT(high resolution peripheral quantitative computed tomography,HR-pQCT)的有限元分析,这一指标被应用于临床评估的局限性是尚缺乏正常人群的参考数值。目的:1、利用HR-pQCT对三维重建后的骨骼进行有限元分析,计算骨强度;2、构建大陆人群性别及部位特异性骨强度参数百分位数参考曲线;3、根据曲线计算各参数的达峰年龄、峰值及丢失率,并在此基础上计算T-评分。方法:本研究以宣教的形式,采用年龄分层的设计在社会人群中招募20-79岁健康受试者。所有受试者在充分了解本研究目的,并签署知情同意后接受HR-pQCT扫描,对重建骨骼进行有限元分析后得到骨强度参数。主要包括:全骨骨强度参数骨硬度(Bone Stiffness,S)和骨破坏载荷(Bone Failure Load,F.ult)、组织水平骨强度参数表观杨氏模量(Apparent Young Modulus measured for the whole bone structure,E.app)、骨小梁平均Von Mises应力(Average Von Mises stresses applied to trabecular bone,Tb.VM)、皮质骨平均Von Mises应力(Average Von Mises stresses applied to cortical bone,C.VM)、骨小梁应变(Trabecular bone Estimated strain,TB.ES)、皮质骨应变(Cortical bone Estimated strain,C.ES),以及施加在小梁骨远端力的比率(Ratio of force applied on Trabecular bone,at the most distal slice,(Tb.F/TF)dist)和施加在小梁骨近端力的比率(Ratio of force applied on Trabecular bone,at the most proximal slice,(Tb.F/TF)prox)9个参数。采用R语言中位置、比例和形状广义相加模型(Generalized Additive Models for Location,Scale,and Shape,GAMLSS)数据处理方法构建骨强度参数百分位曲线,描述骨强度参数随年龄变化趋势及性别间分布差异。结果:1.本研究共招募20-79岁受试者628名,其中男性253人,女性375人。最终纳入分析的桡骨数据627个,胫骨数据607个。2.骨强度参数在不同性别、不同部位的模型分布类型不同。其中包括18个BCCG分布模型,11个BCPE分布模型,1个BCT分布模型,及6个正态分布模型。3.在桡骨,全骨骨强度参数S和F.ult在男性达到峰值的年龄均为20岁,峰值分别为93761.6N/mm和5092.7N;女性达到峰值的年龄分别为34岁和33岁,峰值分别为63156.1N/mm和3481.6N。在胫骨,全骨骨强度参数S和F.ult在男性和女性达到峰值的年龄均为20岁,峰值分别为274347.2N/mm、14566.1N和180320.5N/mm、9883.7N。骨强度参数与年龄相关的变化率方面(女性vs.男性),在桡骨参数S为-0.91%vs.-0.58%,参数F.ult为-0.95%vs.-0.61%,在胫骨参数S为-0.68%vs.-0.57%,参数F.ult为-0.67%vs.-0.54%。4.骨强度参数S及F.ult在桡骨和胫骨随年龄的变化趋势不同,无论男性或女性,在桡骨均表现为40岁前的相对平稳及40岁后的快速丢失,而在胫骨则表现为缓慢持续的下降。结论:1.本研究对不同性别、不同年龄段人群骨强度参数进行总结,构建了中国大陆人群骨强度参数的百分位数参考曲线。2.女性年轻时全骨骨骨强度比男性差,但随年龄变化率大于男性,使得老年女性骨强度更差。3.骨强度在反映骨微结构及骨密度方面的优势使其有望改进骨质疏松症诊断及骨折风险预测。