骨密度的测定

骨密度的测定骨密度的测定 骨矿物质的检查一开始即与放射线具有不解之缘 在早期阶段应用 X 线作为放 射源 以后又采用了放射性核素作为放射源 并以计算机协助进行定量 它的 检查体系与现行的核医学诊断体系极其相似 也可以说骨矿物质检查与核医学 有着密切关系 骨矿物质的定量检查是诊断骨质疏松最重要 最直接 最有价值的环节 同时 对骨质疏松的预后及疗效评价也有重要意义 其测定原理是根据射线被骨矿物 质吸收以后测定未吸收的射线量 如同核医学中穿透扫描 transmission scan 骨矿物质愈多 经过组织吸收以后剩余的射线的量愈少 测量骨矿物质根据不同的方法 可以对中轴骨骼 如脊柱 体周骨骼 如桡 骨 以及全身骨骼进行定量 现分述沿用的各种测定骨矿物质的有关方法 常用常用 X 光吸收法 光吸收法 Radiograph RA 此法应用很早 简便 经济 易于实行 现在从普通 X 线骨骼片能观察到患者 是否有骨质疏松存在 不过常用的 X 线摄片诊断骨质丢失是不敏感的 只有在 骨矿物质丢失到 30 50 时方能发现有疾病存在 因此失去早期诊断价值 应 用光密度的原理测量 X 线片上所显示骨骼的透光度 并用一已知厚度的参考对 照物质 在曝光时间同时曝光 作初步定量比较 其结果与骨灰化后的结果相 似 现在又加用了计算机技术 增加了它的准确性 另一种简便的方法是对第 二指骨中段摄片后 分析中点部位骨宽度及皮质骨的宽度 如髓腔直径等于或 大于皮质的总宽度 则说明有明显的骨质丢失 单光子吸收仪 单光子吸收仪 Single Photon Absorptiometry SPA SPA 是最先应用于骨质疏松诊断的具有定量数据的方法 最初应用的放射源为 125I T1 2为 60 天 射线能量为 28KeV 连接一个闪烁探头 在感兴趣的 骨骼上进行通过测定 因为 125I 的半衰期短 要经常更换放射源 以后改用半 衰期为 432 年 241Am 射线能量为 59 3KeV 其测定部位取桡骨中段的远 端 检查时射线通过桡骨及软组织 软组织对射线的衰减会影响测量的结果 为了准确 在测定部位应用水袋或将测定的手臂浸于水中以减少软组织的影响 这样所取得结果与骨矿物质的含量呈比例关系 如将这些结果与性别 年龄相 匹配 确定正常值 便可作为诊断的依据 前臂骨骼形态并不规则 其中皮质 骨与松质骨在不同部位含量也不相同 可能由于先后检查放置部位不同而引起 重复性不佳 这是取前臂中段作为测量部位 主要为皮质骨 的原因之一 此 外 SPA 测定的准确性还可因脂肪使射线衰减而影响结果 脂肪与水 肌肉组 织不同 呈不规则地包围在骨骼周围 为了克服脂肪对测定结果的影响 常需 作一些校正 现在以单一能量为 40kVp 的 X 射线为光源的 X 线吸收仪已经推广 它称为单能 X 线吸收仪 Single X ray absorptiometry SXA 它与 SPA 功能 相同 仅是放射源不同 双能射线吸收仪 双能射线吸收仪 dual energy absorptiometry DEA 中轴骨骼以及近段股骨不能浸在水中进行测量 这些骨骼的周围含有不同的肌 肉和脂肪 腹腔内的气体以及可能存在的动脉硬化 SPA 或 SXA 由于射线性能 以及仪器结构等因素不能测定这些部位 更重要的是这些部位含有的小梁骨比 桡骨等长骨丰富 而骨质疏松首先表现为小梁骨的丢失 DEA 具有测定小梁骨 丰富的腰椎及近端髋骨的功能 更具有临床价值 所谓 DEA 是指有两种能量的 射线 且能在体表进行扫描的吸收仪 分为 DPA 及 DXA 或 DEXA 两种 双光子吸收仪 双光子吸收仪 dual photon absorptiometry DPA DPA 是放射性核素发射的两种能量的光子作为放射源 常用的放射性核素为 153Gd 153 钆 T1 2为 242 天 安装量为 1 0 1 5 居里 它能释放两种能量的 光子 分别为 44KeV 及 100KeV 应用两种能量的射线可将骨骼及软组织对射 线的吸收量进行校正而计算出骨骼的吸收量 它在测量脊柱及股骨时约需 15 20 分钟 由于 153Gd 的放射性逐日衰变 在计算骨密度时需加一校正因素 并需 常更换放射源 这费用很昂贵 限制了它的推广应用 1988 年应用了双能量 X 线作为放射源的骨矿物质的测量仪器以后 DPA 即渐被替代 双能双能 X 线吸收仪线吸收仪 duel energy X ray absorptiometry DXA 或或 DEXA 它是以 X 线球管发射的 X 线作为放射源的骨密度仪 而 X 线是多能量的射线 谱 要使多能 X 线成为需要的双能 X 线 可采用稀有元素作为 K 层边缘滤过器 或采用脉冲高度分析仪 PHA DXA 的优点是应用市电产生 X 线不受放射源 衰变的影响 而且是双能 X 线的光束强度高于 153Gd 缩短了扫描时间 如采 用扇形束 fan beam 光源扫描 腰椎股骨上端的扫描可在 45 90 秒或更短时 间内完成 同时改善了空间分辨率 可使检查的精确性更高 DXA 检查通常以腰椎 1 2 3 4 的测定结果 更常用的是腰椎 2 3 4 及 近端股骨的股骨颈 neck 股骨粗隆 trochanter 股骨粗隆内侧 interochanter 及 Ward 氏三角区的测定结果作为诊断依据 DPA 及 DXA 均 能作全身扫描 可以得到几组骨骼的骨密度的数据 如头颅 颈椎 左右上肢 左右肋骨 胸腰椎 骨盆等 DXA 的扫描可由设计的不同 分为单束光源 Single beam 或 pencil beam 及扇形光源 fan beam 两种 前者只有一个 探测器 接受通过身体的一束光源 后者具有多个探测器 能同时接受通过身 体不同部位的多束光源 因此后者具有一次通过腰椎或股骨检查部位的优点 提高了检查速度 但由于扇形光束在被检查部位的双侧边缘可使图像变形 现 今又应用了狭角的扇形光束 prodigy fan beam 它也是应用多个探测器接受 通过身体的多束光源 其范围较窄 不造成图像变形 辐射剂量也较低 但需 作横向扫描 定量定量 CT quantitative CT QCT QCT 通过全身横断面薄层断层显像 在适当软件支持下 可以进行三维检查对 骨矿加以定量测出 BMD gm cm3 或 gm ml 的容量 其特点是能单独对小梁 骨的 BMD 进行定量 通常 CT 并不只为测量骨密度而安装 测量骨密度只是其 功能的一部分 但全世界有 4000 单位以上应用 QCT 测定椎体的小梁骨 它每 次检查的费用要高于 DXA 它有两个缺点 1 因为它是单能的 X 线 受到被检 骨骼中骨髓脂肪含量的影响 其误差可达 30 另一缺点是通常 QCT 对病人 的辐射量明显高于 DXA 后者仅为脊柱 X 线摄片辐射量的 1 50 约为 2 3rem 但如应用特殊的软件 操作准确 可比常规 X 线或标准 CT 检查的曝 光量低 此外现在提出采用两种不同的电位 potetial 进行扫描以减少这种误 差 但这种方法复杂 不适应常规应用 现已有体周骨定量用的 CT 称为 pQCT 是桡骨 胫骨等周围骨骨矿物质的精确的定量方法 超声声速及声反射法超声声速及声反射法 超声技术超声技术 超声检查骨矿物质含量是一种新技术 它有声衰减 attenuation 声反射 reflection 及声速 velocity 测量法 超声检查的优点是不用电离辐 射 可以得到骨组织结构 骨量 骨密度 的信息 超声仪器的另一优点是比 较轻便 且可携带 此系统中安装有一个水槽 含有两个宽带超声换能器 transducer 一个作为发送器 transmitter 另一个作为接受器 receiver 均与计算机接口与测量电子系统相联 这种方法常以足跟作为测 量部位 当超声通过足跟时 其频率变化可以从 200 1000KHZ 每一个频率的 衰减是与