骨密度的测量方法(5)

2019-04-04 22:48

RA,即mRA。此方法借助于计算机对图像进行自动分析处理,减少了人为误差、缩短了测量时间、改善了测量精度。对尸体及生体指骨测量精度CV分别为0.35%~0.6%及1.0%~2.0%。以mRA测的尸体骨块骨矿含量与骨灰重高度相关(r=0.89~0.98),其准确度误差很小。mRA除可检出骨质疏松高危人群和猜测骨折危险性外,在监测儿童骨骼发育上也发挥作用。与单能X线吸收测量(single energy X-ray absorptiometry, SXA)或双能X线吸收测量(dual energy X-ray absorptiometry, DEXA或DXA)不同的是,mRA为一次曝光摄影,而非直线扫描成像。

目前应用的mRA有3种,即数字影像处理(digital image processing, DIP)、计算机X线密度测量(computed X-ray densitometry, CXD)及计算机数字吸收测量(computed digital absorptiometry, CDA)。这些mRA测得的掌、指骨年平均丢失量为0.9%~1.2%,与SXA、DXA、定量超声测量(quantitative ultrasound measurement,QUS)的测量结果相近。在国外,mRA已被广泛应用于骨质疏松症的团检普查及疗效随访观察。在国内,现仅有少数单位引进并应用了mRA仪。 三、单光子吸收测量(single photon absorptiometry, SPA) SPA是在国内最常应用的骨矿定量测量方法,可测量末梢骨的线密度(BMC, g/cm)、骨宽度(BW,cm)及骨面密度(BMC,g/cm2)。以125碘或241镅放射性同位素产生的单能γ射线为放射源,作横行单线式扫描。γ射线穿过受检骨时被部分吸收而减弱,由同步移动的碘化钠探测器测出通过骨骼后γ射线的衰减,在荧屏上自动显示或打印出骨量读数。SPA通常测量非优势侧桡骨或尺骨远侧1/3处,该部位主要为皮质骨(占85%~95%),也可测含小梁骨较多的干骺部,即桡骨远侧1/6、1/10处(小梁骨占50%)。除前臂骨外,也可测胫、腓、跟或指骨等。因骨干

与干骺部所含皮质骨与小梁骨的百分比不同,故不同部位的测量值及意义亦不同。骨干部皮质骨含量较恒定,故重复性好(CV为2%)。而干骺部则因小梁骨的不均质性,难以确定在同一部位进行测量,故可重复性不够理想。

SPA方法简单、易操作、价廉、辐射量小为其优点。SPA的缺点计有:不能测量被大量软组织所重叠的躯干骨;不能分别测量骨转换率不同的皮质骨及小梁骨,所测值为整体骨矿密度;前臂骨远端测量可因测量定位不准,而影响精确度及准确

几种骨矿定量测量方法的性能比较

测量方法 量部位 敏感度(%) 精确度(%)正确度(%) 时间(min) 辐射量(mrem)

SPA 尺骨、跟骨(皮质及髓质骨) 1~2 1~2 5 10~20 5~10 DPA 脊椎、股骨、全身骨(皮质及髓质骨) 2 2~4 5~10 20~40 5 DXA 脊椎、股骨、全身骨(皮质及髓质骨) 2 1~2 4~8 5 1~3 QCT 脊椎[皮质及(或)髓质骨] 3~4 2~3 5~20 10 100~400 四、SXA

SXA为以X线代替同位素放射源进行末梢骨骨量测定的方法。因X线产生的光子量约为γ射线源的500倍,故可缩短扫描时间。虽然SXA与SPA同样地都不能分别测量皮质骨及小梁骨,但高度准直扫描仪的应用提高了测量精度(CV<1%),测量部位的选择更为明确,故SXA已广泛应用于临床。因SXA机机型小、轻便、价廉,更适于团检普查。 SXA通常测量跟骨。跟骨为负重骨且富于海绵质(占95%以上),故可较好地反映躯干负重骨的骨量变化。又因跟骨不会像腰椎那样随年龄增长出现退变、骨增生硬化,所以跟骨是衡量老年人骨量变化较理想的部位。游氏研究表明,跟骨与其他部位的骨矿密度测量相关良好。提示,跟骨骨

矿密度测量可有效地猜测骨质疏松性骨折的发生。且跟骨骨矿密度与全身骨及股骨颈的骨矿密度相关优于腰椎,故以跟骨骨矿密度来监测股骨颈骨折的危险性更有意义。

五、双光子吸收测量(dual photon absorptiometry, DPA) 鉴于SPA仅能测量末梢骨骨量而不能对软组织不恒定部位(如躯干及髋部)进行检查,乃研制出能直接测量躯干骨骨量的检查方法,DPA就是其中之一。DPA的测量原理与SPA相似。所不同的是,DPA以高及低能两种同位素作为放射源。当光子束通过受检部位时,可得到两种不同衰减值,经过计算可消除软组织对测量值的影响,并得到骨的衰减值。70年代以后以双能发射的153钆(44 KeV和100 KeV)代替了早期使用的125碘和241镅的混合放射源,提高了检测能力。

DPA可对胸、腰椎及股骨上段进行骨量测量,其测量精度较好,CV约为3%。但DPA所测骨量为皮质及髓质骨的总和,并不能分别测量皮质及小梁骨。对脊椎测量时,除椎体外,还包含致密质成分较多的后方附件、椎体的增生骨赘以及椎旁钙化,故可能出现测量误差。此外,DPA扫描时间较长、辐射量较大,还要经常更换放射源(约18个月更换1次)皆为其缺点。目前,DPA已很少应用,几乎均被DXA及定量计算机断层扫描(quantitative CT, QCT)等取代。 六、DXA

骨量的单能源测量技术(如SPA、SXA)的测量值,因受脂肪组织影响而比实际骨矿密度偏低。为校正此误差,现已有DPA、双能QCT(dual energy QCT, DEQCT)及DXA等方法问世。其中,DXA能正确测量躯干骨及全身骨量,并以使用方便、低辐射量及高精确度(0.5%~1.5%)而颇受青睐,在临床已得到推广应用。DXA的测量原理与DPA相似,所不同的是以X线代替了同位素放射源。X线管1 mA可产生比同

位素钆源高500~1 000倍光子流,故可缩短扫描时间,图像更清楚。现已基本取代了DPA。

由一种超稳定X线发生器发射一束宽波长的射线束,经过“K”形钐片滤过,产生两个光子峰。X线穿通受检部位后,低及高能光子分别被与X线管球同步移动的低及高能探测器所接受。扫描系统将所接受的信号传送到联机的计算机进行数据处理,就可算出骨矿含量、骨矿密度及测试面积。DXA不仅可测全身骨、脊椎、股骨及任意骨的骨量,还可分析和评估肌肉及脂肪的含量,及测量实验动物骨量。

虽然DXA还不能选择性单独测量转换率高的小梁骨,但因其光子流大、具有由侧位直接测量椎体骨矿密度的能力,故可使其敏感性有所提高。早期DXA机使用直线线束扫描,致扫描时间较长,且椎体的骨矿密度测量值还受椎体的骨增生硬化、后方附件的重叠、椎旁非骨组织(如主动脉壁或韧带)钙化的影响。最近,已研制成功扇形X线束、多探测器、“C”形臂旋转管球DXA机,可在不改变病人仰卧情况下进行腰椎侧位扫描测量,缩短了扫描时间,减少了以往因侧卧位造成的骨盆倾斜和肋骨重叠的机率,从而进一步改善了测量精确度、准确度和敏感度。同时,使DXA与QCT测量椎体骨矿密度有较高的相关性。表1为几种不同骨矿定量测量方法的性能比较。DXA测量值会因机种及采用的爱好区不同而异,这需要用标准化步骤来解决。此外,DXA也不能分别测量皮质骨及小梁骨骨量,检查费用较高亦为其不足。

实践证实,DXA测量是衡量骨质疏松及猜测骨折危险性的较好方法。DXA猜测脊椎骨折的能力与QCT相仿。当第2~4腰椎骨矿密度的DXA测量值降至0.8 g/cm2时,开始出现骨折危险性。随骨矿密度值减少加剧,骨折发生率也逐步上升。骨矿密度测量值降至0.458 g/cm2时,必定发生骨折。股骨上段也是DXA法测量骨量的重要部位,通常测量股

骨颈、大粗隆及Ward三角区。 七、QCT

CT具有较高的密度分辨力。CT图像可显示扫描层内容积密度分布,代表该层组织的物理密度,故可利用CT进行骨矿含量或骨矿密度测量,即QCT检查。至目前,尤其是体积QCT(volumetric qCT,vQCT)的应用,进一步表明QCT是唯一可直接分别测量皮质骨及小梁骨三维空间内骨矿含量的方法,这是其他测量方法所不及。在QCT问世初期,仅能对躯干骨进行检查,通常以腰椎为测试部位。近年来已研制成功测量末梢骨的QCT,并应用于临床。

随年龄老化,椎骨内的脂肪成分将增多,约每10年增加5%。脂肪容积每增加10%,则骨矿含量值降低7 mg/cm3,可致测量值不准。为克服此缺点,可采用DEQCT代替单能QCT(single energy QCT, SEQCT),将脂肪含量所致之误差降至5%以下,提高测量准确度。但DEQCT延长了扫描时间、增加了辐射量,故其应用受到一定限制。DEQCT适用于要求高准确度的科研工作,而日常临床测量则宜采用SEQCT。 一些QCT测量椎骨的研究表明,正常中国成人脊椎骨矿含量最高时期,男性在25~40岁、女性在20~35岁。在此时期,男女两性椎骨骨矿含量无显著差异。男性40岁、女性35岁以后,椎骨骨量开始减少,后者尤以40岁以后为著。

一些研究表明,椎骨的QCT测量与骨灰化称重及骨计量学的主要参数相关良好。此外,QCT是唯一能分别测量皮质骨及小梁骨的检测手段,故可认为QCT作为骨量定量测量方法的可用性是无可争议的。但CT机设备昂贵,检查费用较高,还有一定的辐射量,这些仍为其不足。目前,QCT测量已经被应用于原发性及继发性骨质疏松症的检查、随访观察及猜测骨折危险性等方面。


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