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，γ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（γ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（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（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X线吸收仪(duel energy X-ray absorptiometry,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、