淺議骨密度測(cè)量方法

寧新宇 黃錦鋒

摘要：簡(jiǎn)述骨密度的常用測(cè)量方法，包括定量CT測(cè)量法（Quantitative Computed Tomography，QCT）、X射線平片技術(shù)、單光子吸收（SPA）技術(shù)、雙光子吸收（DPA）技術(shù)、雙能X射線吸收技術(shù)（DEXA）、定量超聲（QUS）、以及中子活化分析法，介紹了這幾種方法的原理差異及其利弊。

關(guān)鍵詞：骨密度；測(cè)量方法

1測(cè)量方法

目前，常用的骨密度測(cè)量方法有：定量CT測(cè)量法（Quantitative Computed Tomography，QCT）、X射線平片技術(shù)、單光子吸收（SPA）技術(shù)、雙光子吸收（DPA）技術(shù)、雙能X射線吸收技術(shù)（DEXA）、定量超聲（QUS）、以及中子活化分析法等。

1.1 定量CT測(cè)量方法

用CT機(jī)進(jìn)行骨礦物質(zhì)含量（BMC）的定量檢查稱(chēng)為定量CT即QCT骨密度儀系統(tǒng)，可在任何位置測(cè)量骨小梁和皮質(zhì)骨骨礦物質(zhì)含量。測(cè)量時(shí)，還需使用一個(gè)聚乙烯和羥磷酸鈣制成的定標(biāo)模體，同步掃描用以校準(zhǔn)機(jī)器的漂移。

QCT方法采用CT斷層圖像測(cè)量三維的體積骨密度，這提高了骨密度測(cè)量的靈敏度和準(zhǔn)確性。與其他檢查相比，定量CT測(cè)量是唯一可選擇性測(cè)量皮質(zhì)骨或松質(zhì)骨骨礦物質(zhì)含量的方法，可以敏感地反映出骨丟失的程度，并且可以對(duì)治療效果進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。QCT測(cè)量方法中定標(biāo)體模是必需的，將定標(biāo)體模放置在人體下方一起掃描，然后在CT圖像上設(shè)置感興趣區(qū)域，測(cè)量人體的CT值和已知骨礦物質(zhì)含量的定標(biāo)體模的CT值，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，將CT值轉(zhuǎn)換成骨密度值。

QCT骨密度技術(shù)測(cè)量方法簡(jiǎn)單，并且在精確性和敏感性上優(yōu)于其它骨礦物質(zhì)密度測(cè)量技術(shù)，但在測(cè)量的同時(shí)必須使用制作工藝復(fù)雜、成本高的定標(biāo)模體，而且采用QCT骨密度技術(shù)測(cè)量方法患者接受的射線量較大，為單光子吸收技術(shù)的50～100倍，為雙能X射線吸收技術(shù)的30～50倍。這些因素限制了QCT骨密度測(cè)量方法的應(yīng)用。

1.2 X射線平片技術(shù)

X射線平片技術(shù)主要是通過(guò)在被測(cè)部分拍攝X射線平片并根據(jù)不同骨量對(duì)X射線吸收的差異，形成不同的灰度，采用肉眼觀察骨組織與其旁的軟組織之間的密度差來(lái)判斷骨礦物質(zhì)密度，差異大則骨密度高，差異小則骨密度低，無(wú)差異則骨密度最低。此外，骨紋粗而密集者骨密度高，骨紋細(xì)而稀疏者骨密度低，骨皮質(zhì)厚者骨密度高，反之則低，嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松癥時(shí)，骨紋細(xì)少且伴隨皮質(zhì)骨呈線狀，X射線平片技術(shù)測(cè)量骨礦物質(zhì)密度是一個(gè)主觀判斷的過(guò)程，不能用于早期診斷，不能發(fā)現(xiàn)早期骨質(zhì)丟失。

1.3 單光子吸收技術(shù)

單光子吸收技術(shù)使用放射性核素125碘或241镅作為測(cè)量的發(fā)射源，通過(guò)計(jì)算單一能量的γ射線穿透人體組織衰減后在探測(cè)器上所測(cè)量到的射線信號(hào)強(qiáng)弱，轉(zhuǎn)換得出骨礦物質(zhì)含量。單光子吸收技術(shù)與單能X射線吸收技術(shù)工作原理基本相同，在檢查過(guò)程中，都需要將測(cè)量部位放入水中或用水囊包裹被測(cè)部位，測(cè)量精度為1～2%。因同位素衰減而放射源不穩(wěn)定，導(dǎo)致精密度差，另外同位素不易保存，因此單光子吸收技術(shù)逐漸被單能X射線吸收技術(shù)所取代。

1.4 雙光子吸收技術(shù)

雙光子吸收技術(shù)使用兩種核素作為放射源，從而得到兩種的衰減曲線。該方法減少了軟組織對(duì)測(cè)量的影響，可以測(cè)量全身的各個(gè)部位，但掃描時(shí)間長(zhǎng)，輻射量大，放射源需要經(jīng)常更換，成本高，因此逐漸被其它方法取代。

1.5雙能X射線吸收技術(shù)

雙能X射線吸收技術(shù)是在雙光子吸收法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，由X射線球管發(fā)射高能量和低能量的X射線，計(jì)算機(jī)處理接收到的信息得出骨礦物質(zhì)含量。該方法可測(cè)量全身任何部位的骨密度，分辨率高，是雙光子吸收法的10倍，測(cè)量時(shí)間短，全身掃描僅需10至15分鐘，輻射劑量小，目前作為骨密度測(cè)量中的金標(biāo)準(zhǔn)在臨床的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。但該方法測(cè)量的是平面骨密度（單位為g/cm2或mg/cm2），受組織疊加的影響，脊柱的后柱結(jié)構(gòu)往往掩蓋了真正反映骨密度的椎體骨小梁。近期有研究者進(jìn)行了一項(xiàng)顯微CT下的骨密度研究，該研究證明DXA技術(shù)測(cè)得的骨密度并不能真正反映脊柱骨密度，該測(cè)量結(jié)果更多地反映的是椎體后方結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)。

1.6 超聲波測(cè)量技術(shù)

目前利用超聲波進(jìn)行骨密度測(cè)量有兩種方法：聲速法和寬帶超聲衰減法。聲速檢測(cè)法是用一特制的長(zhǎng)形探頭，在脛骨中段掃描，探頭一端發(fā)射聲波，送入脛骨。由于骨組織對(duì)于聲波的傳播速度遠(yuǎn)大于軟組織，故聲波進(jìn)入人體后，在探頭另一端接收的首先是沿骨組織傳播的聲波，由此可測(cè)定聲波在病人脛骨上的傳播速度。寬帶超聲衰減法主要基于超聲波穿過(guò)身體組織時(shí)發(fā)生衰減的原理，衰減量與組織特性有關(guān)，根據(jù)稀疏的骨組織和正常健康的骨組織對(duì)于超聲波的響應(yīng)并不相同原理來(lái)測(cè)量骨密度值。超聲波測(cè)定法與雙能X射線吸收技術(shù)具有良好的相關(guān)性，該法操作簡(jiǎn)便，安全，使用成本低廉，目前活躍于臨床應(yīng)用中。然而，超聲波測(cè)定法的缺點(diǎn)是測(cè)試部位受限，只能對(duì)皮質(zhì)骨進(jìn)行測(cè)量，不能測(cè)量松質(zhì)骨。

1.7中子活化分析法

首先用核射線轟擊人體內(nèi)無(wú)放射性的48Ca，使之成為具有活性的放射性49Ca，再利用高分辨率的鉻探測(cè)器對(duì)49Ca發(fā)出的高能射線立即進(jìn)行測(cè)量。但由于在測(cè)量過(guò)程中病人受到高劑量輻射，并且價(jià)格昂貴成本高。目前僅僅用于實(shí)驗(yàn)研究，沒(méi)有得到推廣。

2 結(jié)論

目前，雙能X射線吸收法以其優(yōu)良的測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性，被作為臨床上骨密度測(cè)定的金標(biāo)準(zhǔn)，而超聲波測(cè)量法操作簡(jiǎn)便，安全無(wú)害常被用于篩查和體檢中使用。

參考文獻(xiàn)

[1]醫(yī)學(xué)影像中骨組織定量分析關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 東北大學(xué)，2012.

作者簡(jiǎn)介：寧新宇（1967）女，本科，工程師，主要從事醫(yī)學(xué)計(jì)量研究工作。沈陽(yáng)市市場(chǎng)監(jiān)管事務(wù)服務(wù)與行政執(zhí)法中心（沈陽(yáng)市檢驗(yàn)檢測(cè)中心），工程師。

黃錦鋒（1985）男，碩士，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)計(jì)量師，主要從事醫(yī)學(xué)計(jì)量研究工作。沈陽(yáng)市市場(chǎng)監(jiān)管事務(wù)服務(wù)與行政執(zhí)法中心（沈陽(yáng)市檢驗(yàn)檢測(cè)中心），工程師。

（作者單位：沈陽(yáng)市市場(chǎng)監(jiān)管事務(wù)服務(wù)與行政執(zhí)法中心

（沈陽(yáng)市檢驗(yàn)檢測(cè)中心）