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1、 骨密度的测量方法 来源：作者：发布时间：浏览：73 本文关于骨密度的测量方法，因为在园中没有找到具体系统的介绍，最近作这方面的研究，所以把自己收集到东西和大家分享，多数资料来源于网络，不代表本人观点，仅供参考，不能作为诊断及医疗的依据，具体请遵经治医生医嘱；本人转载或引用文章如涉及版权问题，请速与我联系，我会立即根据要求删除。骨密度的测定方法 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
2、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X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
3、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（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，在感爱好的骨骼上进行通过测，因为12
4、5I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
5、组织不同，呈不规则地包围在骨骼四周，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（dual enerny absorptiometry，DEA）中轴骨骼以及近段股骨不能浸在水中进行测量，这些骨骼的四周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
6、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（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
7、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X线吸收仪(duel energy X-ray absoptiometr,DXA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
8、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
9、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
10、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23rem），但如应用非凡的软件,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、胫骨等四周骨骨矿物质的精确的定量方法。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
11、），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水的衰减相比较的，所得衰减程度与超声有关，可以得出跟骨的骨密度，此外，也有应用超声耦合剂作为介质而不采用水作介质的超声骨密度仪
12、，它们对病人检查的重复性为2.2%-3.5%，近年采用了显像系统，得到了很大的改进。超声声速及声反射法超声反射也可提供骨骼本质的一些参数，但尚未广泛研究，检查部位可在足跟、指骨及胫骨，声速法是被测物质的坚硬度与骨密度的平方根成正比关系。BMD测定的误差DXA检查腰椎，X线来自背部，检查不仅包括椎体本身，还包括椎突及椎弓，老年患者这些部位易发生钙化，即骨质增生，主动脉钙化等也会使骨密度增高，此外放射性造影剂，滞留在肠道的钡剂，放射性核素检查后（腹腔、盆腔滞留放射性核素，或骨骼扫描后）、腰椎或髋关节炎等均会影响检查的结果，由于椎骨退变，骨质增生而造成检查结果不可靠时，可采用腰椎侧位扫描，至少它能排
13、除后椎弓，后脊突以及主动脉硬化的影响，椎体采用侧位扫描，所得结果较前后位检查有明显差别，这可能是侧位检查时探头见到的软组织量增加，以及肋骨、髋骨和椎体重叠的影响，最好取以前的侧位检查作对比 骨量的影像学估计方法鉴于目前临床、生化学检查尚不能做为重要的诊断指标，故骨矿影像学定量检查内容之一的骨密度测量备受瞩目，现已成为评估骨质疏松的重要手段。一）、X线检查：为最早的检测骨密度的方法。普通X线片可观察到 骨矿物质丢失到一定后，骨密度的减低，并可观察到骨小梁细微结构的形态学表现，为骨质疏松症的诊断提供依据。X线平片检查价廉又具有良好的空间分辨率，使用方便，且能为诊断骨质疏松症提供基本的骨骼信息资料，
14、是推荐诊断骨质疏松症首选的基本检查手段之一。一般进行正侧位摄片。一张优质的X线平片能呈现良好的黑白对比，清楚显示骨关节结构、关节囊和关节四周软组织，X线放大摄影还可以观察骨结构的微细改变，尤其对骨质疏松症并发症的诊断和鉴别，如骨折、骨肿瘤等提供重要的依据，故目前在我国骨质疏松症的诊断中仍具有相当重要的地位。二）、光子吸收法利用放射性同位素产生的射线在穿透人体不同组织时被吸收，使其强度不同程度下降的原理，由计算机将从检测器测得的衰减强度转换成骨羟磷灰石骨密度。1963年，美国的Cameron首创单光子仪（SPA），开创了骨密度由肉眼粗判转为定量评判的历史。后又发明了双光子仪（DPA），利用能发射
15、两种不同能量光子的152Gd作发射源，高能射线及低能射线通过被测部位时有不同的衰减，再由计算机换算得到 测量结果。本方法费用低廉，使用方便，辐射量小（Lusr当量），安全，桡骨前1/3交界处95%为皮质骨结构，成分较恒定，不受老年退行性骨增生改变的影响，故重复精度高，误差率为1%2%；准确度高，误差率为3%。光子吸收法目前在我国应用仍较为普遍，但因其不能测躯干骨和分辨皮质骨、松质骨、软组织等限制，故在国外已被淘汰，在我国也日趋冷落。三）、X线吸收法（见汪P146）常用的有单能X线骨密度仪(SXA)，双能X线骨密度仪（DEXA,DXA）、定量CT（QCT ）和四周骨定量CT（PQCT）。X线吸收
16、法的原理基于X线在穿透人体骨组织时，由于骨矿含量不同，对X线产生不同的吸收，使其强度有不同程度的下降。与单光子吸收相同，X线吸收也遵循Lamberf-Bear定律，然后由计算机将穿透骨组织的X线强度转换为骨矿含量数值。1987年，Hologic公司生产的产品问世，使DXA成为DPA的延续，克服了DPA不能测量软组织厚度和密度不均部位的缺点。我国自已研制的DXA仪在上海诞生。近年来采用高能发生器，扇形X线束代替笔形X线束。新一代DXA可使扫描时间缩短到1分钟甚至几秒钟即可成像，能测量全身和任何部位。DXA不能分别测量骨转换率不同的密质骨和松质骨的骨密度。如腰椎测量包含了密质骨多的附件、增生钙化的退行性变及主动脉壁钙化，以致测量值偏高，出现假阳性。尤其对70岁以上者，最好测四周骨密度或测腰椎侧位骨密度（腰脊椎侧位不用上、下终板ROI区的骨密度值 ，而用中间的ROI 区的骨密度值），以避免这一伪差
