双能X线在骨科的应用和研究进展.doc

双能X线在骨科的应用和研究进展【提要】双能X线因具有精度高，准确性好，射线剂量低和图象清晰等优点，在骨科临床和实验研究中有广泛的应用。DXA被国际公认为是诊断骨质疏松症的金标准，是目前对骨折风险预测最有价值的骨量检测方法。DXA能量化35的骨密度变化，在评估骨折愈合情况和监测人工假体术后松动情况等方面亦有广阔的应用空间。DXA是唯一通过美国FDA认证的可以用于骨密度测量的仪器，它通过两束不同能量的X光通过人体，从人体大多一端扫描到另一端，当两束X光通过只有两种或两种以下组织成分时，根据物质对X光吸收定律，DXA可以测量出每种组织在相应光束内的光子数量，用高能光束的光子量减去低能光束的光子量，即可计算出被测体的骨量，Genart报道准确率为92961。因具有精度高，准确性好，射线剂量低和图象清晰等优点，在骨科临床和实验研究中有广泛的应用。1. 骨质疏松症的诊断 诊断骨质疏松的标准以骨密度测量为基础，测量BMD的常用方法有：单光子吸收法，双能X线吸收法(DXA),定量超生（QUS）和定量CT，其中DXA测量BMD被认为是诊断OP的金标准而被广泛应用。目前临床上广为应用且被国际公认的对骨质疏松症骨量诊断的骨密度仪为双能X线吸收法骨密度仪DEXA。国际临床骨密度学会关于骨密度测量的共识文件认为，DEXA测量脊柱前后位L1-L4和髋部股骨颈、大粗隆、全髋骨密度有诊断意义，1994年WHO批准的诊断标准为T值2.5保准差诊断为骨质疏松，1.0为正常，1.0而2.5为骨量减少；T值2.5伴有一个部位以上骨折者为严重骨质疏松症。腰椎前后位为骨密度测量的常规部位。由于骨质疏松首先发生在松质骨，而腰椎前后位测量不可避免的包含了棘突，上下关节突，椎弓根等富含皮质骨的部位，特别是随着年龄的增长，这些部位又极易发生退行性改变，即骨质增生、硬化、长骨赘等，前后位测量因无法剔除这些因素而影响测量结果。侧位在很大程度上可避免这种情况的发生2，诊断敏感性较前后位提高。但是因为各种原因，目前侧位尚不能用于临床诊断。关于侧位的临床价值，国内外存在广泛争论。GeenspanSL3等认为腰椎侧位测量骨密度发现骨质疏松人数是后前位测量的2倍；Jamason KB4等认为侧位并不优于后前位；国内冷文川5等报道，65岁以上患者侧位测量将使诊断正确率提高，而65岁以下患者则无显著性差异；朱继华2等认为腰椎侧位BMD能更敏感地反映腰椎松质骨骨量的变化，它优于后前位测量。对绝经期后女性的骨质疏松诊断，应用常规的腰椎正位和髋部的骨密度检测就已经足够，没有必要一定要加腰椎侧位骨密度检测。但对于老年性骨质疏松的患者，为了提高骨质疏松的检出率，应该加作腰椎侧位的骨密度检测，也可以应用腰椎侧位和髋部正位骨密度检测来代替常规的腰椎正位和髋部正位的骨密度检测6。2. 预测骨折风险 DEXA是目前对骨折风险预测最有价值的骨量检测方法，自从20世纪80年代出现DXA以来，为了重点观察易发生骨折的股骨区域，一直采用标准的股骨测量区域如股骨颈、转子和股骨干区域的BMD，并将其作为一种骨折危险性的预测方法。随着在影像分辨率，骨边缘检测率和精确度方面的提高，由于股骨近端的结构特别适合于分区分析，对预测骨折更为有效的新的区域分析成为可能7-10。一般认为，沿股骨颈上部的长度分布的主要的抗拉力骨小梁，对于骨骼的强度是很重要的。股骨骨折通常都是从股骨颈的上部区域开始的，该区域的厚度和多孔性对于维持股骨的强度是至关重要的，在DXA测量中，与标准的股骨颈区域相比，随着年龄的增长，股骨颈上部区域的骨密度下降得更为迅速，这提示它可能有利于骨质疏松症的早期发现，对该区域的检查可能是一种预测股骨颈骨折的敏感方法11。 Black12等发现在髋部，腰椎，桡骨远端及跟骨等部位上髋部BMD与髋部骨折的关系最密切。Cummings13等认为股骨颈BMD每下降一个标准差，髋部骨折可能性增加2.6倍。国内外其他文献也报道了对于预测髋部骨折危险性方面，股骨颈测量的敏感性优于腰椎测量；对于骨质疏松检出率方面，髋部测量明显高于腰椎；而在预测脊柱骨折危险性方面，股骨颈测量的敏感性等同于腰椎测量。双侧髋部各部位BMD呈高度正相关，且BMD值高度一致，临床常规检查中，同时测量双侧髋部BMD的意义不大。3. 骨愈合进程的评估 骨密度测定主要用于以低骨量和骨组织微结构破坏为特征的骨质疏松症的诊断，进展程度，预测骨折危险及疗效判断，以骨量增加，骨组织重建特征的骨愈合的研究报道不多。骨折愈合过程中存在两种骨密度变化因素，一方面，局限性骨坏死和骨折固定后应力遮挡效应及废用性骨萎缩导致骨量丢失，骨密度降低，这种情况可能持续存在。另一方面，骨折端组织钙化，内外骨痂增生使骨折端周围的组织体积增加，骨量增加，骨密度增高。Blokhuis14等的研究认为，随时间推移，骨密度有显著性的提高。 Janes等测量拆除钢板后胫骨的BMC显著高于健侧，表明骨折周围骨形成作用明显强于应力遮挡作用及废用性骨萎缩。这些都为DEXA的应用提供了依据。Markel等报道髓内钉可以显著影响DEXA的测量。他使用的软件能自动将金属从分析的扫描测量区域中去除，这可能影响结果。Ccttermole15等通过在模型上模拟骨的髓内钉固定，选定偏离内金属固定物的区域扫描则金属固定物对结果无影响。这一结论为扩大临床应用带来了希望。但有研究显示坚强的内固定致骨痂BMD变化太小，DEXA的作用并不优于普通X线片，且髓内钉遮挡了扫描区域很大部分，使得利用健侧骨作为参考的作用也有限。新的应用软件有可能纠正金属植入物的影响，由此拓宽DEXA的应用范围将成为可能。4. 假体松动的监测 假体周围早期骨量的改变在普通X线片上诊断困难且可靠度差，DEXA是一种能定量测量假体周围骨量且能精确反映假体周围骨量微小变化的有效方法，DEXA能量化35的骨密度变化。人工假体植入后由于应力遮挡及肢体制动，导致假体周围骨量丢失。假体周围骨密度在一定时期内随着时间延长丢失的量逐渐减少。DEXA观察结果显示，THA术后12月，股骨柄及髋臼杯周围的溶骨现象就基本停止，其中股骨中下段密质骨的BMD值已接近甚至超过术后一周内；大小粗隆及髋臼杯周围松质骨的骨量尽管仍低于术后一周内，但也不同程度地高于术后6月，只是上述变化均在1020左右，X片是难以显示的。在术后5年以上患者与术后12月的对比观察中发现随着术后时间的延长，人工臼杯周围的BMD明显下降，这与临床上常发现髋臼杯在术后5年以上因溶骨而松动的现象十分吻合。L.Mcfetta16报告1区和7区的骨密度丢失最明显，在术后4个月内丢失为12.7，2和6区在术后7个月内骨量丢失为5.4，3和5区术后7个月骨量增加5，4区在整个2年随访中古来那个没有明显变化。Gibbons17用骨密度仪对20例AML型有领假体及20例CLS型无领假体观察观察假体周围骨密度，发现2中假体均在7区骨量丢失最多，5区丢失最少。Kroger18报道平均精确度在骨水泥THR为2.5，在无骨水泥THR为2.3。如能避免检查时的下至旋转，还可进一步提高精确度。 参考文献1.Genant H,Hngelke K,Fuerst T,etal. 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