骨密度双能X线吸收测定法

·译文园地· 骨密度双能X 线吸收测定法 荻野　浩, 等 　　随着DXA (双能X 线吸收)测定法的进步, 全身各部位骨 密度的测定成为可能, 骨密度测定广泛地用于临床。DXA (双 能 X 线吸收) 测定法是以骨质疏松症为主的代谢性骨疾患为 对象, 其主要目的是: 骨密度减少的诊断、长时间骨密度变动 的评价、骨折危险的诊断。在全身各部位的骨密度测定中, 各 部位测定和测定值各有特点, 测定精确度也受体位和软 组织厚薄的影响, 因此在实际的骨密度测定时, 有必要把握测 定部位的特征, 按照目的选择测定部位。本文以腰椎、股骨近 端、全身骨为例, 就其测定的实际和注意事项讨论如下。 1　DXA 的原理和特征 1. 1　原理　使用具有两种不同能的 X 线, 可在人体软组织 和骨组织中得到两种不同能的透过性, 通过对其吸收特性和 各种能的透过率的比较, 可求得组织的密度。仪器所具有的两 种不同 energie peak 的 X 线方法因厂家不同而不同。L unar 公司和 N o rland 公司用 K2edge filter 方式、Ho logic 公司用 sw itch ing pu lse 方式、A roka 公司用转换电压方式、日立公司 用转换 Key filter 方式。通过这些技术开发, 用D PA 进行腰椎 测定需要约 30 分钟的时间被缩短为 5 分钟左右, 而使用具备 扇形波束和多检出器的装置替代单波束 ( single beam ) , 测定 时间可缩短到 30 秒以下。有些仪器测定全身骨仅需 1 分钟, 而且所受放射能量按 pencil beam (锐方向性射束、尖向束) 为 10～ 20ΛSv, 扇形波束 100～ 200ΛSv, 比一张胸部 X 线摄影所 受的放射能量还少。 测定时间的缩短不仅减轻了被检查者的负担, 还使体动 带来的测定误差减少, 测定精确度上升。用DXA 行骨密度测 定的精确度 (变动系数, coefficien t of varia t ion; CV ) 因受测 定体位和软组织厚度的影响, 故根据测定部位而不同, 腰椎正 位的测定在 1% 以下, 侧位在 2%～ 3% , 股骨颈部 (neck) 为 1%～ 2% ,W ard 三角为 2%～ 5% , 大转子为 1. 5%～ 1. 8% , 全身骨为 0. 5%～ 0. 9%。 1. 2　特征　以骨质疏松症为主的代谢性骨病为对象的DXA 行骨密度测定的主要目的是骨密度减少的诊断、长时间骨密 度变动的评价、骨折危险的诊断。骨密度减少的诊断以往临床 上主要靠腰椎 X 线平片判定, 但只有骨密度减少 30% 以上 时, X 线平片才能有所显示, 因此, 早期骨密度减少的诊断只 用X 线平片很难判定, 有必要用DXA 进行测定, 而在治疗效 果的判定和长时间骨密度变动的观察当中, 为了捕捉其变化, 必须有骨密度测定器。在骨折发生的预知方面, 以前积累的很 多资料证明骨密度是影响骨折发生的最重要因素。 因为DXA 是在基于X 线透过性的平面画像上进行测定 的, 得到骨矿质含量 bone m ineral con ten t (BM C: g) 和 area (cm 2) , 算出作为骨密度指标的单位面积的骨矿质密度 bone m ineral density (BM D: g·cm - 2)。这个值因为不考虑骨的厚 度, 故受骨的大小的影响。因此测定时, 有必要理解大的个体 与小的个体比较, 骨密度被过大评价。 2　本测定法的实际应用 2. 1　测定部位的选择　腰椎前后方向多作为骨密度减少的 诊断和骨密度变动评价的测定部位。这是因为测定范围内海 绵骨所占的比例约 50% , 比末梢骨大, 容易发现绝经后发生 的早期骨密度减少, 同时测定精确度高。但是, 腰椎是随着年 龄的增加容易发生退行性变化的部位, 老年人有高度变形, 故 测定时有时会因硬化影像而使骨密度呈高值。与此相比, 股骨 近端随着年龄的增加几乎没有形态变化, 所以对老年人来说 股骨近端应为首选的测定部位。 长时间骨密度变化的观察和治疗效果的监测, 要选择最 容易发生骨密度变化的部位, 同时需要高的测定精确度。一般 含有较多海绵骨的测定部位, 骨密度的变化现在早期。可以 认为各病例中测定精确度 2. 8 倍的变化为骨密度变化, 具有 1% 精确度的腰椎前后方向的测定中, 有 2. 8% 以上的变化为 骨密度变化。与此相比, 股骨近端的变动系数比腰椎前后方向 大, 要掌握长时间的骨密度变动需要更大的变化。关于骨折危 险的诊断, Cumm ings 等进行了 p ro spective study (预期研 究) , 得到的结果是股骨颈骨折的发生通过股骨颈部的骨密度 来预知最好。因此判定骨折危险时, 应考虑其骨折发生部位的 骨密度。 骨密度测定部位应根据目的选择, 具体情况因病例而定。 2. 2　腰椎前后方向的测定 2. 2. 1　正常值　一般可用L 2～L 4 的平均值。根据测定机种 可算出L 1～L 4 的测定值,L 1 的测定值比其它椎体低, 与L 2～ L 4 的平均值相比, L 1～L 4 的值为低值。 对健康者的测定值按各机种对多数病例进行累计。腰椎 前后方向的测定值, 女性 20 岁以后至 45 岁, 几乎不变化。从 45 岁起开始下降, 绝经后明显下降。 2. 2. 2　X 线平片上骨萎缩程度的分类与骨密度的比较　按 X 线平片评价的骨萎缩程度分类与DXA (双能X 线吸收测定 法)测定的骨密度测定结果关系密切。按原发性骨质疏松症的 诊断基准 (骨代谢学会 1996 年) , 20～ 44 岁的青年成人平均 值 (Young A dultM ean; YAM )的 80%～ 70% 为骨萎缩É 度, 不到 70% 为骨萎缩Ê 度以上。但是, 实际上骨萎缩度判定困 难的病例多, 各萎缩度间骨密度值产生重复。 2. 2. 3　测定时的注意事项　测定时要使测定的椎体位于画 面中央, 使基准线固定。因为椎体位于中央时与偏向侧方时, ·95·　骨密度双能X 线吸收测定法—王海玲　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (总 379) SAMSUNG 矩形工具 SAMSUNG 矩形工具 Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008 For Evaluation Only. 计算结果不同。并且要留意使测定画像内少含有髂骨, 以便于 确认L 2～L 4。 影响测定结果的因素有: 椎间关节和终板的硬化及骨刺 的形成、压迫变形和侧弯、大动脉的钙化。这些变化使骨密度 上升。因此, 进行骨密度减少诊断时, 不用出现这种变化的椎 体的测定值, 应参考股骨近端和末梢骨等其它部位的测定值。 如前所述, 骨密度 (BM D ) 为腰椎前后影像上的骨盐量被 其面积所除, 大的个体与小的个体比较有骨密度大的倾向。还 指出椎体内的脂肪组织对测定值有影响。年轻人黄色髓为 40% , 而 80 岁的老年人达到 60% , 这个差使骨密度产生 1% 的误差。雌激素和蛋白同化激素进行治疗的结果是脂肪量变 化, 有可能影响测定值。另外腹部厚度超过 30cm , 有时会产生 测定误差, 腹水的积存也会影响测定值。 长时间测定来进行骨密度减少规律的研究和治疗效果的 判定时, 不要搞错椎体的确认, 需要尽可能使椎间的设定位 置, 椎体的外缘决定和测定骨面积的设定同一。具体点, 即与 上回相比, L 2～L 4 的骨面积保持在±5% 以内。有的DXA 装 置具有测定时的投照面积大小和扫描速度不同的方式; 也就 是说加上通常的测定方法, 缩短了筛选测定的时间, 从而提高 了扫描速度。长时间观察骨密度, 研究治疗效果时, 应注意使 用同一方式。 2. 3　腰椎侧面方向的测定 2. 3. 1　正常值　测定腰椎前后方向时, 含有皮质骨构成的后 方要素, 也进行不含此要素的椎体成分, 即侧面方向的测定。 测定方向含有海绵骨的比例不仅约占 90% , 且不影响老年人 被高频率确认的大动脉钙化。椎体强度与侧面方向的测定值 较前后方向更为密切。 健康者各年龄段值, 随着年龄的增加, 减少率比前后方向 大, 特别是绝经前后更为明显。 2. 3. 2　测定时的注意事项 L 2～L 3 为测定范围, 肋骨和骨盆 重叠时, 不以其椎体为测定对象。现在具有 C 臂的机种应用 于临床, 仰卧位也可以测定, 测定精确度提高了。其它机种需 要被检查者成侧卧位, 用固定器保持体位进行测定。 侧面方向的测定有上述诸多优点, 同时, 测定时 X 线透 过的软组织厚时, 精确度比前后方向低。另外, 因为肋骨和骨 盆像重叠, 会有测定范围限制、强度侧弯和肥胖病例不能测定 的问题。 2. 4　股骨近端的测定 2. 4. 1　正常值　老年人的代表性骨折部位股骨近端可以直 接测定骨密度, 是值得研究的部位。被测定的部位有股骨颈 部、W ard 三角、大转子部三处。 股骨颈部是从股骨头下到转子间的最细部分, 在 3 个测 定部位中皮质骨所占的比例最多。W ard 三角是其下面海绵 骨多的部分。这些各个领域的解析方法因测定机种的不同而 p ro toco l 也不同。 收集了全国各机种健康者股骨颈部的骨密度资料, 运用 于原发性骨质疏松症的诊断基准。相对于腰椎 50 岁以前骨密 度不降低, 股骨颈部的骨密度从 20 多岁开始下降。 2. 4. 2　骨形态的解析　股骨近端的骨密度测定同时可以获 得以颈部长为主的骨形态情报。这些有助于与骨密度独立进 行骨折危险的评价, 有报告说 h ip ax is length (髋轴长度)增加 1 SD , 股骨颈部骨折的危险就增加 1 倍。中村等解析了日本人 和美国白人使用DXA 法的测定结果, 明确了即使用身长校 正, 日本人股骨颈部长度也短, 其它力学参数也比白人高, 指 出这是日本人股骨颈部骨折发生率低的理由之一。 2. 4. 3　测定时的注意事项　股骨近端的测定, 最重要的是下 肢保持 20～ 30°的内旋位。有专用固定台时用专用固定台, 测 定时内旋如不成同样肢位, 将得不到充分的测定精确度。另 外, 测定时需要留意颈部的测定范围不含有大转子部和坐骨。 研究长时间骨密度变化时, 颈部的骨面积与上一回相比, 差应 保持在±5% 以内。 2. 5　全身骨的测定 2. 5. 1　正常值　全身骨中皮质骨占 3ö4 以上, 故被认为是皮 质骨的评价部位。以全身骨为测定部位的骨密度测定的最大 特征是评价代谢性骨病给全身骨带来的影响。另外, 因为测定 范围广, 所以难以接受局部腰椎的退行性变化和压迫骨折、动 脉钙化等的影响。 据报告可知健康者全身骨密度随着年龄的增加, 由于皮质 骨占主导地位, 故骨密度绝经前不减少, 绝经后才开始减少。 2. 5. 2　全身骨测定的应用　全身骨骨密度测定的同时可以 算出身体脂肪量和瘦体质量 ( lean body m ass)。这些指标有助 于对肥胖程度的评价, 也用于评价糖尿病和心血管障碍的危 险。 由于能够算出各特定关心领域的骨密度, 所以分析测定 结果时能够比较身体各部位的骨密度减少。 2. 5. 3　测定时的注意事项　被检查者仰卧于测定台上, 两前 臂外旋位, 两髋关节固定于中间位。从头顶到脚趾进行扫描, 测定所需时间因机种而异, 分别为 1～ 15 分钟。由于全身骨大 部分为皮质骨, 故不适于观察骨密度减少和监测治疗效果。 2. 6　其它临床应用　DXA 骨密度测定用于人工关节置换术 后插入物周围的骨评价。定量观察无骨水泥人工髋关节置换 术后插入物周围骨密度变化, 得知起因于应力罩 ( stress sh ielding)的近端骨密度减少术后 2 年达到 20%。此外还可用 于骨折部和骨延长部的局部骨密度测定。 3　小　结 关于用DXA 进行骨密度测定, 本文以腰椎、股骨近端、 全身骨为对象的测定和其它临床应用进行论述。 因为骨密度测定受骨年龄增加的变化和软组织的影响, 故有时测定值不一定与其它影像诊断一致。诊断以骨质疏松 症为主的代谢性骨病时, 应综合判定临床表现和其它影像诊 断, 有必要知道骨密度测定终究是辅助诊断。 〔整·灾外　1997; 40 (6) : 679～ 689。河南省洛阳正骨医 院正骨研究所 (471002)　王海玲　译〕 ·06· (总 380) 中医正骨 1999 年第 11 卷第 6 期