骨密度的测量方法

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骨密度的测量方法

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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，在感爱好的骨骼上进行通过测，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 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），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，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，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γ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。

目前，国内许多大医院常规骨密度测量均用双能X线骨密度仪测试，常用测量部位为腰椎和双髋关节。

定量CT（QCT）我国20世纪80年代中后期引进，定量CT能较好地显

示骨内外，骨髓腔和关节四周结构，易于发现普通X线检查难以发现的病变，了解病变与邻近组织的解剖空间关系。双能定量CT扫描还可将骨组织中软组织成分（骨髓）区分出来，对确定病变性质有一定的帮助。 通过灰度分析，QCT可以分析在骨骼横截面上任意一个区域的骨密度。假如需要分析某一空间区域的骨密度，还可进行多片扫描及三维重建。 QCT是目前惟一可分别测量骨转换率不同的皮质骨及小梁骨的真实骨密度的仪器，其对比分辨率优于普照通X线检查，准确性高，对松质骨测量的灵敏度高，但其空间分辨率稍差，性价比较低，放射剂量大，数据处理也繁琐，因此目前仅适用于准确性要求较高的研究工作，尚未能在临床上广泛应用。

目前的QCT方法有单能定量CT（SECT）、双能定量CT（DECT）、容 积定量CT（VQCT）和四周骨定量CT（PQCT）等。 四）定量超声检测（QUS）（见李恩P146）

单光子吸收法（SPA）、双能X线吸收法（DEXA）、定量CT（QCT）等，反映的都是骨矿含量，却不能反映与骨质量有关的骨微细结构和骨材料特征。众所周知骨质疏松性骨折不仅取决于骨矿含量的减低，还要受骨微细结构的破坏、骨脆性增加的影响。而前述各种骨矿含量测定方法却不能完全反映骨弹性和骨小梁结构，故不能很好地猜测骨折危险程度。定量超声（quantitative ultrasound ,QUS）测定，不同于其他基于骨矿盐对射线吸收原理的检查方法，它不但可以反映骨矿密度（BMD），而且可以反映骨的弹性、结构和脆性，还具有无创、无辐射、便携、廉价等优点，被认为具有良好的发展前景。

定量超声用于骨密度测量的原理是：利用超声波在不同介质中传导速度不同的特点，超声换能器从跟骨的一侧向另一侧发射超声波，再根据接收的超声波通过骨组织和其他软组织的幅度衰减，分别计算出声速(SOS)和超

声振幅衰减(BUA)。能反映骨量多少和骨结构及骨强度的情况，诊断骨折较敏感，但目前的技术还不能排除脂肪和肌肉的影响而准确计算骨量或反映骨结构。另外，目前仍未建立起声速/强度与骨矿含量、骨密度及骨结构之间的物理数学模型；超声波仪所输出的参数仍然只是声波和吸收率，而不是骨矿含量和（或）骨密度指标。因此，仍不能完全取代骨密度测定的其他方法。

定量超声骨密度检测与传统SPA、DXA和QCT比较具有以下优点： (1)除了可检测骨密度外，还能测量骨强度和骨结构，可以猜测骨折危险性；

(2)无幅射损伤，价格相对便宜，可用于大量普查和儿童及孕妇的检查； (3)运行速度快，简单易行；便于对病人长期跟踪和开展药物疗效跟踪。 另外，光子散射法、中子活化分析法尚未应用于临床，高分辨CT、微CT、高分辨MR微MR等方法可以观察到类似骨形态计量学的微细指标，又无创，是其优点，但是目前仅在实验室应用，有待进一步开发和标准化，再一方面该类CT和MR的放射剂量大，价格太贵，不易被病人接受。

交流骨质疏松症的防治对象——会议讨论的共识 中华内分泌代谢杂志 1998年第3期第0卷 国际学术

为了加强对医师和公众关于骨质疏松症处理的教育，由欧洲骨质疏松症和骨疾病基金会及美国国家骨质疏松症基金会连同1996年全球骨质疏松症会议举办的发展共识会议(Consensus Development Conference)，于1996年5月22日召开。一个由11人组成的国际小组和来自代表医学专业、药厂、新闻界和卫生部长的2500名参加者听取了专家的报告。然后按小组讨论报告。

一、定义

目前为人们所接受的骨质疏松症的定义是：它是一种以低骨量(Osteopenia)，骨组织的微结构破坏为特征，导致骨胳脆性增加和易骨折的全身性骨胳疾病，骨矿物质可用精密和准确的方法来测量，并据此为骨质疏松症的定义形成了有较好临床实用性的基础，世界卫生组织的一个研究小组已经提出了关于白人妇女骨量测定的诊断标准。

1.严重的骨质疏松症：骨矿盐密度(Bone mineral density, BMD)低于正常年轻妇女骨量峰值均值超过2.5个标准差，并伴发骨折。 2.骨质疏松症：骨矿盐密度低于正常年轻妇女骨量峰值均值超过2.5个标准差。

3.低骨量(骨量减少)：骨矿盐密度在正常年轻妇女骨量峰值均值以下1至2.5个标准差

4.正常：骨矿盐密度低于正常年轻妇女骨量峰值均值在1个标准差以内。

这一诊断标准有其实用性，但也存在不足，理应在诊断和治疗中考虑到病史、体检及生化检查所获的有关资料。 二、病因及危险因素

形成脆性骨折的危险性取决于个体在一生中所获得的最大骨量和骨强度及随后的骨丢失率。 1.骨峰值

骨峰值一般是在青春期后成人期的早期几年内达到，决定骨峰量的因素极受重视，一些对双胞胎和家系的研究已经表明了遗传因素在骨峰量和随后的骨质疏松症的形成中的重要性。骨质疏松症可能是多基因的疾病，多种基因可能同时涉及骨量获得和骨转换(Bone turnover)的调控。这些可能的基因包括维生素D受体基因，骨钙素基因的维生素D启动区基因，

以及I型胶原基因，雌激素受体基因，同时，参与骨转换的还有一些细胞因子。

骨峰值的获得还取决于激素，营养及其他环境因素等。雌激素缺乏期间(如神经性厌食或运动性闭经)，因疾病或骨折长期限制活动，或年轻时钙缺乏均可造成较低的骨量峰值。足够的体力活动与骨量峰值的形成有关。 2.骨丢失

骨量峰值获得以后，可能伴有髋部的稍微骨丢失，但在卵巢功能减退以前脊柱骨量似乎保持稳定。绝经后妇女每年骨丢失率一般为1%至2%，但在绝经后的开始5～8年内可高达3%～5%。有些人骨丢失可能持续许多年，有些人在70岁以后也可能再次增加。男性的骨丢失率较低，平均每年为0.2%～0.5%。

女性骨量丢失和骨质疏松症的主要原因是雌激素的撤减，多伴有绝经，但任何原因引起的雌激素缺乏均可致骨量丢失，只要雌激素充足就可维持骨量。虽然雄激素的缺乏可能在男性骨质疏松症的发病中起一定的作用，但对其发病机制还缺乏深入研究。对男性病人的预防和治疗了解的也不多。在男性明显的、进行性的骨量丢失可能开始于30～39岁以后并持续终生。

除雌激素和雄激素缺乏以外，引起骨丢失的其他情况包括恶性肿瘤(如多发性骨髓瘤)，代谢异常(如甲状腺功能亢进症)，胃肠疾病(如腹腔内疾病)及使用某些药物(如糖皮质激素)。抽烟及过量饮酒也可导致骨丢失。由于低骨量是一种非特异性状态，就必须在骨质疏松症的病人中排除引起低骨量的一些疾病，如骨软化症和甲状旁腺功能亢进症等。 三、流行病学及其社会意义

骨质疏松症是一个世界范围的、主要的、不断增长的健康问题。据估计在美国，欧洲和日本大约有7500万人受累，包括1/3的绝经后妇女和

多数老年人，以及一定数量的男性患者。

仅在美国和欧洲，每年大约有230万由骨质疏松症引起骨折的病人，此项医疗费用大约每年230亿美元。髋部骨折造成了主要的社会和经济负担。每年有髋部骨折病人650000，死亡率增加达10%～20%，同时，其中有1/3致残(19%的病人需长期护理)。髋部骨折的发病率和死亡率随年龄增长而急剧上升。椎体骨折可能是最常见的骨质疏松性骨折，可引起驼背和身材变矮，有相当的发病率，长期随访死亡率超过4%，妇女在一生中发生髋部骨折的危险性大于乳房、子宫内膜和卵巢癌的危险性的总和。男性一生中髋部骨折的危险性高于前列腺癌。

随着预期寿命延长和人口结构改变，骨质疏松症将成为更加严重的公共健康问题。预计下半个世纪，由骨质疏松症引起的骨折将增加一倍，并可致费用惊人的增长。同时，男性骨质疏松症的发病率也将增加，来自欧洲的一些研究资料表明用年龄校正的骨质疏松性骨折也有增加，但其他地区是否亦如此，尚待认真地研究。 四、临床表现

骨折是骨质疏松症的并发症，它有一个长的临床前期，髋部骨折在致病程度，死亡率和医疗费用上都是最严重的。脊椎和桡骨骨折也很常见，可引起骨质疏松症病人的疼痛，畸形和残废。然而患者任何部位的骨胳都有骨折的危险。在50岁以后任何非剧烈创伤所致的骨折，必须考虑骨质疏松症(如Colle's骨折)。一次骨折发生后，再次骨折的危险性就增加，因此须防止第一次骨折。 五、骨量的测定

有许多方法来测定外周，躯干或全身的，以及松质骨或皮质骨的骨密度，包括放射图象吸收法(Radiographic Absorptiometry, RA)，单能X线吸收法(Single X-ray Absorptiometry, SXA)，双能X线吸收法(D

ual X-ray Absorptiometry,DXA)，脊柱和外周的定量CT(Quantitative Computed Tomograph/peripheral Quantitative Computed Tomograph QCT/pQCT)和定量骨超声(Quantitative UltraSound, QUS)。那些依靠X线吸收来测定的方法作用原理是相同的，而唯有超声有别于以上方法。以上技术在临床和研究应用中有所不同。这些方法需精密、准确、迅速、价廉、可靠和辐射量少，并有足够的人群资料供临床参考，才能很好地被应用。

最为广泛应用的骨密度测量方法是外周(前臂，足跟)或躯干(髋部，脊柱)的单能或双能X线吸收法，已有研究表明这些方法测量的骨密度可猜测骨折的发生。并有证据说明测量身体任何部位的骨密度(BMD)均能很好地猜测骨折。然而最新的研究认为测量髋部BMD能更好猜测髋部骨折。 定量超声因其无辐射，费用低，而被认为可能会作为一种诊断工具而应用于临床。多数仪器所采用的测量部位是跟骨，但其他部位如髌骨，胫骨和指骨尚处于研究中。找到一个特定的部位和了解骨胳的大小对提高测量的准确性是很重要的。超声亦能猜测骨折的危险性，但尚不清楚它是否能取代现存的骨密度测量或补充这些方法所得到的信息。在骨质疏松的预后中所采用的超声的临床标准可能与骨密度测量标准类似。尚无足够的资料支持将超声用于病情和治疗的监测中。

为保证获得最为可靠的结果，测量方法必须保证质量、标准化、对操作者和分析者进行培训。

由于社会费用，并不推荐所有的绝经期妇女都查BMD，但应对那些具有骨质疏松症危险因素者行BMD检查。筛查时应选用价廉而又敏感的方法。

一些临床资料可不依靠骨量猜测骨折的危险性，在人群中这些危险因素不同，骨折的危险性随每一个危险因素而加倍，这些临床的危险因素用来

筛选诊断和治疗对象，并可结合骨转换的测量来提高对骨折的猜测。 骨密度的测量，构成了骨质疏松症诊断的基石，但是，只有当根据其结果来决定治疗时才应行骨量测定。由于治疗标准还取决于骨密度以外的其他因素，不应与诊断标准相混淆，如以前的骨折史，停经，年龄可能改变对治疗的决定。

骨密度仪还用来评价对治疗的反应，尽管尚无足够的资料支持重复测量，但目前的共识是在治疗开始后骨密度每年至少应测2次。 六、骨转换的测定

估计骨转换的生化试验可以帮助骨质疏松症的判定，生化试验(骨转换标志)最好用于评价骨质疏松症在短期内对治疗的反应，应在治疗前及开始后的3月至6月内检测。

已有一些骨丢失率和骨转换率相平行增高的证据。假如妇女长期处于高的骨转换，大量骨丢失，终易发生骨折。一些资料表明骨转换可不依靠于骨量猜测骨质疏松性骨折的危险性。为此，建议用生化检查预计骨丢失率并提高骨质疏松症预后的判定，目前正在进行这方面的临床研究验证。 七、预防和治疗

避免骨折带来的最大问题即随之而来的预期寿命缩短和生活质量降低的最合理措施是预防。 1.预防骨量丢失

首先应在整个人群中普及的措施(公共健康措施)有：摄取充足的钙和维生素D，进行规律的负重锻炼，防止吸烟和过量饮酒。然而这类普及措施的应用性和有效性尚不肯定。除低骨量以外，其他一些与骨折有关的致病因素无法完全去除。

防止骨丢失是预防骨折的一条途径，其他途径还有防止摔倒，提高识别能力和使用髋部保护器等。预防骨量丢失在任何时间都不算晚，但适宜的

给干预措施的时间是绝经时，适用于骨折高危人群部分。

所有的围绝经期妇女都应得到医生的评估并应被告知有关雌激素/激素替代疗法(ERT/HRT)的危险和益处，ERT/HRT是骨质疏松症预防的金标准。只要病人同意且无禁忌征就应采用，许多妇女使用后可以缓解潮热及其他更年期症状，它还有益于保护心脏和防止泌尿生殖器官萎缩。 只有当影响治疗的反应性，疗程及其他有关的因素时才需做骨量测定。

尚不知道预防性药物治疗的适当期限，需要长期治疗，维持5年至10年或更长的时间，停止ERT/HRT后，骨量丢失又重新开始。 若无骨密度的测定结果，不应选择对骨胳有药理作用的治疗，除了一些非凡的人群如存在多发骨质疏松性骨折。

抗骨吸收的药物降钙素和二膦酸盐有可能成为替代ERT/HRT的预防骨质疏松的另一种选择手段，其他正在研究中的药物包括可能具有组织特异的雌激素样类似物，它具有雌激素对骨胳，心脏和脑部的有益作用，长期使用对子宫内膜无刺激作用且无增加乳房癌的危险性。

药理剂量的钙剂对皮质骨有一定的作用，尽管不是最佳选择，但也优于不加处理。 2.骨质疏松症的治疗

骨质疏松症的治疗，一旦发现骨密度减低，无论伴或不伴骨折都应考虑到祛除致病因素，如久坐的生活方式，长期限制活动，营养不良，维生素D缺乏，继发性甲旁亢及其他相关疾病。

良好的营养状况和防止骨丢失很重要，另外钙缺乏和某些维生素缺乏状态(如维生素D，维生素B12，维生素K)可能是骨质疏松症的危险因素，应予以防止。一项大规模的慈善机构内妇女的研究表明：低剂量的维生素D加钙剂治疗可降低妇女髋部骨折的发生。这也反映出这组人群中存在维

生素D缺乏。

锻炼身体有助于骨胳发育，长期制动可形成明显的骨量丢失。在成人中尚无令人信服的证据说明运动可以增加骨量。锻炼对于老年人和骨质疏松症病人的重要益处可能在于提高活动的应变性，反应灵敏性，肌肉强度和协调能力，进而降低摔倒的可能。

因骨胳脆弱和外伤通常是摔倒引起髋部骨折及其他与骨质疏松症有关的骨折，应尽量减少摔倒的可能，随着年龄的增长摔倒呈指数形式增加。髋部保护器在这方面可能有效。

雌激素可降低髋部骨折的发生率，但70岁以上的妇女不易接受。新的激动剂或雌激素样物质为老年妇女的治疗提供了新的前景。持续联合使用HRT和tibolone有益于骨胳且可以防止老年人周期性阴道出血。 许多国家已批准使用二膦酸盐和降钙素为雌激素治疗的另一选择。 二膦酸盐是一种稳定的，口服的具有抑制骨吸收作用的活性焦磷酸盐类似物，可降低骨丢失率和骨质疏松症病人骨折的发生率。氨基双膦酸盐(Alendronate)、氯甲双膦酸盐(Clodronate)、羟乙膦酸二钠(Etidronate)和帕米双膦酸盐(Pamidronate)已在许多国家使用，已获得了较完全的Alendronate的临床研究资料，其他的二膦酸盐包括Ibandronate, Risedronate, Tiludronate和Zoledronate尚在开发中。这类药物长期使用的安全性还有待于证实，目前正在收集这方面的资料。

降钙素的注射和鼻喷制剂可抑制破骨细胞介导的骨吸收，可能降低骨折的发生率，它还具有中度止疼作用和相对安全，副作用少等优点。尚待证实降钙素治疗骨质疏松症是否如同治疗Paget's病那样，长期使用会失效。

其他的药物在一些国家或已批准使用，或尚在进行中。

氟盐(氟化钠和单氟磷酸盐)是骨形成的有效刺激剂，可增加脊椎骨密度。尽管一些研究评价了它对骨折的影响，有的实验结果有效，氟盐对椎体骨折的效果不肯定，还需注重它对外周骨折的影响。

同化类固醇用来治疗骨质疏松已有多年，它可能通过抑制骨吸收发挥作用。对病情进展的老年人可应用。其副作用包括多毛，声音改变，脂蛋白异常，除老年人外不宜长期使用。还缺乏有关对骨折的资料。

依普拉封是一种非激素类制剂，它对人体的高骨转换模型具有抑制骨吸收的作用。对照研究表明可使绝经后第一年，卵巢切除妇女及骨质疏松症的老年病人的骨量增加。尚无有关对骨折影响的资料。

活性维生素D(罗钙全和阿法骨化醇)和钙剂联合应用于低维生素D和缺钙的人群是有效的。最新的研究还表明罗钙全与安慰剂比较，可以减少白人妇女椎体骨折的发生率。

尽管甲状旁腺素(PTH)作为一种成骨药物被研究了多年，但它在小或大的动物研究中所表现出的显著的成骨作用仍然令人感爱好。系列注射PTH呈现出很强的刺激成骨作用，而连续输注时则以骨吸收为主，对PTH这一作用机制的研究可为新药的开发提供有价值的前景。将其与骨吸收的抑制剂(雌激素和二膦酸盐)的联合应用尚在研究之中。

锶盐的临床前及临床研究证实它可使髋部骨量增加，尚无关于骨折的

资料。

八、深入研究的问题

过去的十年中，尽管对骨细胞的功能和调控机制有了较充足的熟悉，但骨细胞生物学尚处在发展的早期阶段，治疗骨质疏松症的新方法要求这一知识领域取得进展，这同时反映出目前的多数广泛采用的治疗方法的进展缺乏深层的细胞学和分子学的理论基础。

骨吸收抑制剂雌激素，二膦酸盐和降钙素已应用于治疗。关于骨吸收调控的研究将为骨质疏松症的治疗提供新的视野和途径。由于许多证据表明在骨吸收过程中，破骨细胞的形成较其活化更重要，前者将受到更多的重视。骨细胞生物学中的一个最有趣和重要的问题是：成骨细胞/基质细胞是通过何种的细胞和分子机制影响造血细胞前体向破骨细胞转化的。假如是通过某种单一的物质，则它将会提供一个重要的治疗方向。若非如此，则治疗应着手于阻断上述串联过程。

需加强对骨形成过程的研究，以找到能促进成骨的口服药。目前的最好研究方向是骨形成促进剂PTH和氟化物。弄清这些药物是如何发挥作用的，则可借此机制开发新的药物。应了解PTH的促成骨作用可能源于某些可能的受体后作用，同时也应弄清PTH对骨吸收的作用机制。PTH受体已经被克隆，无疑它将对寻找某种作用于PTH受体具有PTH样作用的小分子物质有巨大的推动作用。若真如此，可能是开创一个新的治疗办法的新途径。体外骨形成的测量的不足是寻找促骨形成药物的最大困难，因此该领域的研究有待于取得巨大飞跃。

一些要害分子结构生物学研究是很重要的。尽管降钙素和PTH的受体已被克隆和表达，但就目前来说，对其受体及受体配体构形的物理学研究还是远期目标。今后几年的技术进步可能使此改变。由于目前的研究热点是雌激素部分激动剂/拮抗剂，并且期望能以独特方法影响雌激素受体结构，这样对雌激素受体三级结构的研究就更显重要了。

最后，维生素D受体基因的研究提供了骨质疏松症易感性的遗传线索，该研究似乎极具意义，还须进一步评价，毫无疑问，骨质疏松症的基因研究将能区分出骨质疏松症的易感个体，或借此来判定哪些人群可能对某种非凡的治疗起反应。

择自：Consensus Development Statement: Who are candidates for prevention and treatment for osteoporosis. Osteoporosis International. 1997,7:1-6.

(夏维波译，孟迅吾审校)

骨矿定量测量方法简介

中华妇产科杂志 1999年第2期第0卷 讲 座 作者：李景学

单位：300052 天津医科大学总医院放射科

由于人类寿命增长、人口结构老龄化的趋势日益明显，促使我们对危害老年人身心健康的老年病给予必要的重视。在诸多老年病中，多发、常见

且与女性关系最密切者当属绝经后骨质疏松症。近年来，测量骨骼数量及质量的影像学检查方法，尤其是前者即骨矿定量测量已取得快速进展，在老年性骨质疏松症的预防、检出、诊断、鉴别诊断、疗效随访、猜测骨折危险性上，日益发挥着不可忽视的作用。对于骨质量的骨强度及骨微结构影像学研究，借助于三维显微成像(如μ-CT及μ-MRI)及计算机技术，也取得了相当成就，但就其目前水平来看，大多仍处于实验阶段，尚未广泛应用于临床。

骨矿数量的影像学检查方法，经历了定性、半定量及定量检查三个阶段，它们分别用以了解骨量有无变化、变化的程度(通常以分级、分度来表示)和变化的数量(以mg或g表示)。定性及半定量测量虽简而易行，但限于这些方法的能力，都不能作为早期检查、正确诊断和有效观察骨数量动态变化精确而敏感的手段。所以，现在有关骨矿的研究均以定量检查为重点。以下将以骨矿定量检查为重点，分别介绍已应用于临床的骨矿定量测量方法及其应用价值。

一、X线照片吸收测量(radiographic absorptiometry, RA) RA又称为光密度吸收测量(photo densitometry, PD)。将前臂与铝制楔形标准体同时放在水槽内，进行X线拍片。以骨密度计或光电比色计测出前臂骨各测试点的读数，及具有相同读数的铝标准体所对应的铝厚度。按1 mm铝厚相当于130 mg/cm2骨矿计算，再将所得值除以被测骨的厚度，就可得出每cm3内所含骨矿量。利用已有的X线机就可拍得测量用的照片，而不需购置骨矿测量专用机。故RA有价廉、易推广的优点，但操作繁琐、测量结果受洗片客观条件及读片者主观判定的影响，测量精度不够理想(CV为9.4%±1.7%)，故已被改良的RA所取代。 二、改良RA(modified RA, mRA)

为减少上述RA的一些缺点，乃推出与计算机辅助自动控制相结合的

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。

八、四周骨QCT测量(peripheral QCT, pQCT)

自1976年应用QCT测量原理已成功地研制出了专门测量末梢骨(如桡、胫、股骨)的方法，即pQCT。这种方法可以分别测量末梢骨的皮质骨及髓质骨骨量，而且pQCT测得结果是无其他附加组织影响的真实容积骨密度，即三维骨密度为其突出优点。此外，pQCT能自动选定标准扫描部位，具高精确度、高准确度及低辐射量(pQCT为1～2 mSv，而脊椎QCT为50～100 mSv)，以及可提供更多的诊断信息等特点。目前，已有两种pQCT装置应用于临床，即单层扫描系统(如XCT-960)及多层扫描系统(如Densiscan 1000)。

一般来讲，pQCT测量准确度的误差取决于脂肪量及X线硬度，而精确度则受适宜线量及适宜扫描部位的影响。一些研究表明，pQCT测量具有高准确度和高精确度。Takada测量尸体桡骨总的骨矿含量、骨矿密度与骨灰重高度相关，r值分别为0.90及0.82。pQCT测量精确度误差很低，在正常人、骨质疏松者及女性重度骨质疏松者分别为0.3%、0.6%及0.9%。

pQCT不但能分别测量皮质骨及髓质骨骨量，还有助于区分缓慢进展及快速骨丢失(年丢失量＞2.5%)。以pQCT测桡骨骨矿密度，可区分并监视骨质疏松及非骨质疏松。测量桡骨猜测髋部骨折，较猜测脊椎骨折更有价值。pQCT测量为可重复的非损伤性检查，适于检测骨块、骨密度及几何学特征的变化。所以，它可能成为取代组织计量学测量的合适手段。 九、QUS

自90年代以来，用QUS衡量骨骼情况得到快速发展。因为这种设备较X线密度测量仪价廉、便携、操作简单、无辐射、精确度高，猜测骨折具有高灵敏度，故在发达国家已被广泛应用于临床。骨质疏松能否发生骨折，除与骨矿含量密切相关外，还由骨的结构和骨的力学性质(骨的

强度、刚度、弹力、孔隙等)所决定。QUS恰好能获得反映骨结构及质量的信息，而这些是不能用骨密度测量仪来衡量的。

自1980年以来，已有10种定量超声仪商品化。这些QUS仪的性能有所不同，可用来估计不同参数，如声幅衰减(broadband ultrasound atte nuation，BUA)、声速(speed of sound，SOS)、骨硬度(stiffness)、骨面积比率(bone area ratio，BAR)、骨超声指数(osteosonic index，OSI)等；可测量不同骨，如跟、胫与指骨，或跟骨的不同爱好区；可有或无图像。

超声在媒体中的速度即超声传递速度(ultrasound transmission velocity，UTV)与BUA的特性，是QUS得以对骨组织进行数量和质量估计的基本原理。

超声速度是指被测部位的长度或宽度与超声传导时间之比，单位为m/s。超声测量跟骨时，可测量整个跟部(跟骨及其四周软组织)或只是跟骨的宽度。前者测得的UTV称为SOS，而后者称为超声穿骨速度(ultrasound velocity through bone，UV。跟、髌与胫骨中部皮质骨的UTV正常值范围分别为1 400～1 900 m/s、1 600～2 200 m/s及3 300～4 300 m/s。SOS值和UVB值有重叠，通常是后者高于前者。声音通过某物质的速度和该物质的弹性(E)及密度(ρ)为函数关系，。这表示，声速与骨密度及弹性密切相关，声速的平方与弹性模量成正比，与骨矿密度成反比。

BUA为QUS的另一个常用参数。由于骨及软组织对声波吸收和散射，而使超声能量信号减低，构成BUA。BUA是由Langton首先提出并应用于跟骨测量。在200～600 kHz频率间BUA与频率呈近直线关系。BUA为此直线方程的斜率，单位为dB/MHz。BUA的测量精确度不及UTV，根据不同文献报道CV在0.9%～6.3%。超声参数BUA和U

TV不但受骨矿密度影响，还与骨的组成成分及内部结构方式有关。一般认为，BUA是由骨矿密度及骨微细结构(小梁数目、走向、连接方式)决定的，而UTV则受骨弹性及密度的影响。骨的质量是抵御骨折的重要因素，而骨质的最常见的两种特性即弹性模量(E)和骨强度(S)，都可借助超声检查进行衡量。

QUS主要用于骨质疏松的诊断、鉴别诊断和随访观察。QUS跟骨SOS的可重复性非常好，很适用于骨量及骨质的分析估计；BUA的体内测量精度为1.5%～3.7%，骨强度为2.6%，也有临床应用可能。 SOS及BUA值都是自20岁开始下降，至80岁期间大致以一定速度连续下降。一般认为，SOS及BUA可以较好地反映小梁骨的变化以及猜测骨折危险性。有关髌骨超声传递速度(AVU)的研究表明，绝经前妇女AVU［(1 953±58) m/s］与绝经后妇女［(1 885±73) m/s］间存在显著差别(P＜0.01)，但这两者的腰椎骨矿密度DXA测值分别为(0.930±0.08) g/cm2及(0.851±0.148) g/cm2，并不存在有意义的差别。这提示，绝经期因雌激素减少所致的小梁骨结构上质的变化，首先表现在UTV的变缓，尔后才显示出骨矿密度的变化。因此，以AVU估计骨骼质量变化是有用的。此外，利用超声技术衡量骨强度也是有意义的。 超声测量尚有很大潜力有待开发利用。同时，也存在一些问题。如：现在的超声技术仍限于对四肢骨检查，超声参数与骨量及骨弹性的不确定关系，以及四周组织对骨测量的影响。这些都是超声检查能广泛而有效地应用于临床之前有待解决的问题。

除上述9种骨矿定量检查手段外，还有中子活化分析(neutron active analysis，NAA)及Compton散射法定量测量。但这两种方法均不够成熟，也未应用于临床。

MicroCT原理及应用

1895年，Wilhelm C. Roentgen 发现了 X 射线，并为夫人拍下了世界上第一张 X 片 —— 戴戒指的手掌照片。1967年，Godfrey N. Hounsfield 发明了第一台 CT 设备，能够从多个角度摄片，采集被摄物体的三维信息，在不破坏物体的情况下观察其内部结构。1970年代，医院开始使用CT诊断疾病。数十年来，这一伟大技术已经广泛应用于各种领域，例如医学（组织器官、生理代谢过程成像）、药学（药效检测、新药开发）、材料学（新材料的开发）、工业（各种器件的质检和探伤）、农业（木材和种子的质检和分析）、工程（建筑材料内部孔隙度、连通度和渗透性分析）、珠宝（真伪识别和最佳切割方案设计）、考古（化石的结构和成分分析）等领域

最为人们所熟知的 CT 是应用于临床检查的医学 CT，第一幅 CT 图片显示的就是头颅影像。经过40多年的发展，Hounsfield 发明的速度极慢的平移式笔形束CT已经发展成为种类繁多的CT家族，例如螺旋 CT、64 排容积 CT、定量 CT

CT设备的基本分类 类型 FOV 分辨率 描述

CT 10-60cm 500-1500μm 临床CT，以人体扫描 为主，安装定量分析软件即成为QCT（定量CT）。螺旋CT发明以来，扫描速度不断加快，几分钟就可以完成全身扫描。但是受到FOV尺寸和辐射剂量 的影响，难以提高分辨率。

pQCT 5-15cm 50-500μm 四肢定量CT（peripheral Quantitative

CT），扫描人体的 四肢，兼可用作临床诊断和科学研究。pQCT能够分别分析骨小梁和骨皮质， 并可以进行生物力学分析，准确猜测骨折风险，而且不受体位、体型和骨质增生的影响，对骨质疏松的风险评估比DEXA有明显优势。

microCT 1-8cm 5-80μm 显微CT，采用微焦点X线球管，分辨率高，但是成像范围小，用于科学研究。包括 in vitro（离体）和 in vivo（活体）两类，前者用于骨骼等标本，后者用于活体小动物扫描。

CTM 0.01-0.5cm 0.1-10μm CT显微镜（X-Ray Computerized Tomography Microscopy），采用同步加速器产生的平行X线成像。分辨率最高，达到亚微米级，但是FOV极小。单能谱X线，成像质量高。

1980年代，由于普通CT无法满足科学研究对分辨率的苛刻要求，学术界开始研发显微CT，即MicroCT。MicroCT（也称为显微CT、微焦点CT或者微型CT）采用了与普通临床CT不同的微焦点X线球管，分辨率高达几个微米，仅次于同步加速X线成像设备的水平，具有良好的“显微”作用。而高分辨率付出的代价是扫描样品的体积很小，只有几个厘米，体现其“微型”的一面。

与临床CT普遍采用的扇形X线束（Fan Beam）不同的是，MicroCT通常采用锥形X线束（Cone Beam）。采用锥形束不仅能够获得真正各向同性的容积图像，提高空间分辨率，提高射线利用率，而且在采集相同3D图像时速度远远快于扇形束CT。

MicroCT能够提供的 2 类基本信息：几何信息和结构信息。前者包括样品的尺寸、体积和各点的空间坐标，后者包括样品的衰减值、密度和多孔性等材料学信息。除此之外，SCANCO 的有限元分析功能，还能够提供

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