stringtranslate.com

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия ( DXA или DEXA [1] ) — это способ измерения минеральной плотности костной ткани (МПКТ) с использованием спектральной визуализации . Два рентгеновских луча с разными уровнями энергии направляются на кости пациента . Если вычесть поглощение мягкими тканями , то минеральную плотность костной ткани (МПКТ) можно определить по поглощению каждого луча костью. Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия — это наиболее широко используемая и наиболее тщательно изученная технология измерения плотности костной ткани.

Сканирование DXA обычно используется для диагностики и наблюдения за остеопорозом , в отличие от ядерного сканирования костей , которое чувствительно к определенным метаболическим заболеваниям костей, при которых кости пытаются зажить после инфекций, переломов или опухолей. Иногда его также используют для оценки состава тела .

Физика

Мягкие ткани и кости имеют разные коэффициенты затухания рентгеновских лучей. Один рентгеновский луч, проходящий через тело, будет затухать как мягкими тканями, так и костью, и невозможно определить по одному лучу, какая часть затухания была приписана кости. Однако коэффициенты затухания изменяются в зависимости от энергии рентгеновских лучей, и, что особенно важно, соотношение коэффициентов затухания также меняется. DXA использует две энергии рентгеновских лучей. Разницу в общем поглощении между ними можно использовать, путем соответствующего взвешивания, чтобы вычесть поглощение мягкими тканями, оставив только поглощение костью, которое связано с плотностью кости.

Один из типов сканеров DXA использует цериевый фильтр с напряжением трубки 80 кВ , что приводит к эффективной энергии фотонов около 40 и 70 кэВ . [2] Существует также тип сканера DXA, использующий самариевый фильтр с напряжением трубки 100 кВ, что приводит к эффективной энергии 47 и 80 кэВ. [2] Кроме того, напряжение трубки может непрерывно переключаться между низким (например, 70 кВ) и высоким (например, 140 кВ) значением синхронно с частотой электрической сети, что приводит к эффективной энергии, чередующейся между 45 и 100 кэВ. [2]

Сочетание двойной рентгеновской абсорбциометрии и лазера позволяет использовать лазер для измерения толщины сканируемой области, что позволяет контролировать различные пропорции мышечной и жировой ткани в мягких тканях и повышать точность.

Измерение плотности костей

Показания

Целевая группа профилактических служб США рекомендует женщинам старше 65 лет проходить ДРА-сканирование. [3] Точная дата, когда мужчинам следует проходить тестирование, неизвестна [3], но некоторые источники рекомендуют возраст 70 лет. [4] Женщинам из группы риска следует рассмотреть возможность прохождения сканирования, когда их риск будет равен риску обычной 65-летней женщины.

Риск для человека можно измерить с помощью калькулятора FRAX Шеффилдского университета , который учитывает множество различных клинических факторов риска, включая предшествующие переломы вследствие хрупкости, использование глюкокортикоидов , интенсивное курение, чрезмерное употребление алкоголя, ревматоидный артрит, перелом шейки бедра у родителей в анамнезе, хронические заболевания почек и печени, хронические респираторные заболевания, длительное использование фенобарбитала или фенитоина, целиакию, воспалительные заболевания кишечника и другие риски. [3]

Подсчет очков

Оценка минеральной плотности костной ткани шейки бедренной кости (A) и поясничного отдела позвоночника (B) методом DEXA: у 53-летнего мужчины, страдающего болезнью Фабри, в области бедра (A) и поясничного отдела позвоночника (B) были обнаружены показатели T -4,2 и -4,3 соответственно .

Всемирная организация здравоохранения определила следующие категории на основе плотности костной ткани у белых женщин:

Плотность костей часто сообщается пациентам в виде оценки T или оценки Z. Оценка AT сообщает пациенту, какова его плотность костной ткани по сравнению с молодым человеком того же пола с пиковой плотностью костной ткани. Нормальная оценка T составляет -1,0 и выше, низкая плотность костной ткани составляет от -1,0 до -2,5, а остеопороз - -2,5 и ниже. Оценка AZ - это просто сравнение того, какова плотность костной ткани пациента по сравнению со средней плотностью костной ткани мужчины или женщины их возраста и веса.

У комитета ВОЗ не было достаточно данных для создания определений для мужчин или других этнических групп. [5]

Особые соображения связаны с использованием DXA для оценки костной массы у детей. В частности, сравнение минеральной плотности костей у детей с контрольными данными взрослых (для расчета T-балла) приведет к недооценке МПКТ у детей, поскольку у детей костная масса меньше, чем у полностью развитых взрослых. Это приведет к передиагностике остеопении у детей. Чтобы избежать переоценки дефицита костных минералов, показатели МПКТ обычно сравнивают с контрольными данными для того же пола и возраста (путем расчета Z-балла ).

Кроме того, существуют и другие переменные, помимо возраста, которые, как предполагается, могут затруднять интерпретацию МПКТ, измеренной с помощью DXA. Одной из важных искажающих переменных является размер кости. Было показано, что DXA переоценивает минеральную плотность костей у более высоких субъектов и недооценивает минеральную плотность костей у более низких субъектов. Эта ошибка связана со способом, с помощью которого DXA рассчитывает МПКТ. В DXA содержание минералов в костях (измеренное как ослабление рентгеновского излучения сканируемыми костями) делится на площадь (также измеряемую аппаратом) сканируемого участка.

Поскольку DXA рассчитывает МПКТ с использованием площади (aBMD: ареальная плотность костной ткани), это не точное измерение истинной минеральной плотности костной ткани, которая представляет собой массу, деленную на объем . Чтобы отличить МПКТ DXA от объемной минеральной плотности костной ткани, исследователи иногда называют МПКТ DXA как ареальную минеральную плотность костной ткани (aBMD). Смешивающий эффект различий в размере кости обусловлен отсутствием значения глубины при расчете минеральной плотности костной ткани. Несмотря на проблемы технологии DXA с оценкой объема, это все еще довольно точная мера содержания костной ткани. Методы исправления этого недостатка включают расчет объема, который аппроксимируется из проецируемого измерения площади с помощью DXA. Результаты МПКТ DXA, скорректированные таким образом, называются кажущейся плотностью костной ткани (BMAD) и представляют собой отношение содержания костной ткани к кубоидальной оценке объема кости. Как и результаты aBMD, результаты BMAD неточно отражают истинную плотность костной ткани, поскольку они используют приблизительные значения объема кости. BMAD используется в основном в исследовательских целях и пока не применяется в клинических условиях.

Другие технологии визуализации, такие как количественная компьютерная томография (ККТ), способны измерять объем кости и, следовательно, не подвержены влиянию размера кости так, как это свойственно результатам ДРА.

Пациентам важно проводить повторные измерения BMD на одном и том же оборудовании каждый раз или, по крайней мере, на оборудовании одного производителя. Ошибка между устройствами или попытка перевести измерения из стандарта одного производителя в другой может привести к ошибкам, достаточно большим, чтобы свести на нет чувствительность измерений. [ необходима цитата ]

Результаты DXA необходимо скорректировать, если пациент принимает добавки стронция . [6] [ необходим лучший источник ] [7]

DXA также можно использовать для измерения показателя трабекулярной кости .

Текущая клиническая практика в педиатрии

DXA, безусловно, является наиболее широко используемым методом измерения минеральной плотности костной ткани, поскольку он считается дешевым, доступным, простым в использовании и способным обеспечить точную оценку минеральной плотности костной ткани у взрослых. [8]

Официальная позиция Международного общества клинической денситометрии (ISCD) заключается в том, что пациент может пройти тестирование на МПКТ, если у него есть состояние, которое может спровоцировать потерю костной массы, ему будут назначены фармацевтические препараты, известные своей способностью вызывать потерю костной массы, или он проходит лечение и нуждается в наблюдении. ISCD утверждает, что нет четкой взаимосвязи между МПКТ и риском перелома у ребенка; диагностика остеопороза у детей не может быть проведена на основе критериев денситометрии. Т-баллы запрещены для детей и даже не должны появляться в отчетах DXA. Таким образом, классификация ВОЗ остеопороза и остеопении у взрослых не может быть применена к детям, но Z-баллы могут использоваться для помощи в диагностике. [9]

Некоторые клиники могут регулярно проводить DXA-сканирование у детей с такими заболеваниями, как алиментарный рахит , волчанка и синдром Тернера . [10] Было показано, что DXA позволяет измерять зрелость скелета [11] и состав жира в организме [12] , а также используется для оценки эффектов фармацевтической терапии. [13] Он также может помочь педиатрам в диагностике и мониторинге лечения нарушений набора костной массы в детстве. [14]

Однако, похоже, что DXA все еще находится на ранней стадии развития в педиатрии, и существуют широко признанные ограничения и недостатки DXA. Существует мнение [15] , что сканирование DXA в диагностических целях не должно проводиться вне специализированных центров, и, если сканирование проводится вне одного из таких центров, его результаты не следует интерпретировать без консультации со специалистом в этой области. [15] Кроме того, большинство фармацевтических препаратов, назначаемых взрослым с низкой костной массой, можно назначать детям только в строго контролируемых клинических испытаниях.

Измерение кальция во всем организме с помощью DXA было подтверждено у взрослых с использованием нейтронной активации общего кальция в организме in vivo [16] [17], но этот метод не подходит для детей, и исследования проводились на животных детского размера. [16] [17]

Измерение состава тела

DXA Жировая тень тучного человека

Сканирование DXA также может использоваться для измерения общего состава тела и содержания жира с высокой степенью точности, сопоставимой с гидростатическим взвешиванием, с несколькими важными оговорками. [18] [ указать ] С помощью сканирования DXA также можно получить изображение «жировой тени» с низким разрешением, которое дает общее представление о распределении жира по всему телу [19] Было высказано предположение, что, несмотря на очень точное измерение минералов и постной мягкой ткани (LST), DXA может давать искаженные результаты из-за своего метода косвенного расчета жировой массы путем вычитания ее из LST и/или массы клеток тела (BCM), которые фактически измеряет DXA. [20]

Сканирование DXA было предложено в качестве полезного инструмента для диагностики состояний с аномальным распределением жира, таких как семейная частичная липодистрофия . [21] [22] [19] Они также используются для оценки ожирения у детей, особенно для проведения клинических исследований. [23]

Жировая тень ребенка с редкой врожденной генерализованной липодистрофией

Радиационное облучение

DXA использует рентгеновские лучи для измерения минеральной плотности костей. Доза облучения современных систем DEXA невелика, [24] всего лишь 0,001 мЗв , что намного меньше, чем при стандартном рентгене грудной клетки или зубов. [25] [26] Однако доза, доставляемая старыми источниками излучения DEXA (которые использовали радиоизотопы , а не рентгеновские генераторы ), может достигать 35 мГр, [27] [28] [29] что считается значительной дозой по стандартам радиологического здоровья .

Регулирование

Соединенные Штаты

Уровень квалификации операторов DXA сильно различается. DXA не регулируется, как другие методы визуализации на основе радиации, из-за его низкой дозировки. В каждом штате США своя политика относительно того, какие сертификаты необходимы для работы с аппаратом DXA. Например, в Калифорнии требуется прохождение курсовой работы и государственный тест, тогда как в Мэриленде нет требований к специалистам DXA. Во многих штатах требуется прохождение курса обучения и получение сертификата от Международного общества клинической денситометрии (ISCD).

Австралия

В Австралии регулирование различается в зависимости от применяемого штата или территории. Например, в Виктории лицо, выполняющее сканирование DXA, должно пройти признанный курс по безопасному использованию денситометров костных минералов. [30] В Новом Южном Уэльсе и Квинсленде от специалиста по DXA требуется только предварительное обучение в области науки, сестринского дела или другое связанное с этим высшее образование. Агентство по охране окружающей среды (EPA) контролирует лицензирование специалистов, однако это далеко не строго, и регулирование отсутствует. [ необходима цитата ]

Ссылки

  1. ^ "Тест минеральной плотности костной ткани". Национальная медицинская библиотека США.
  2. ^ abc "Физические принципы и точность измерений костной денситометрии" (PDF) . Национальное общество остеопороза . Архивировано из оригинала (PDF) 2018-02-06 . Получено 2018-02-05 .
  3. ^ abc "Скрининг на остеопороз". uspreventiveservicestaskforce.org . US Preventive Services Task Force . Январь 2011 г. Архивировано из оригинала 30 мая 2013 г. Получено 20 августа 2012 г.
  4. ^ Американская академия семейных врачей , «Пять вопросов, которые должны задавать себе врачи и пациенты» (PDF) , Выбор с умом: инициатива Фонда ABIM , Американская академия семейных врачей , архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2012 г. , извлечено 14 августа 2012 г.
  5. ^ "Денситометрия костей". Courses.washington.edu . Получено 2013-05-22 .
  6. ^ "Корректировки сканирования Strontium dexa". Osteopenia3.com . Получено 22.05.2013 .
  7. ^ Блейк ГМ, Фогельман И (2007). «Влияние стронция в костях на измерения BMD». J Clin Densitom . 10 (1): 34–8. doi :10.1016/j.jocd.2006.10.004. PMID  17289524.
  8. ^ Gilsanz V (январь 1998 г.). «Плотность костной ткани у детей: обзор доступных методов и показаний». Eur J Radiol . 26 (2): 177–82. doi :10.1016/S0720-048X(97)00093-4. PMID  9518226.
  9. ^ "Официальные позиции ISCD 2007". Архивировано из оригинала 2012-05-09 . Получено 2012-05-24 .
  10. ^ Binkovitz LA, Henwood MJ (январь 2007 г.). «Детская DXA: техника и интерпретация». Pediatr Radiol . 37 (1): 21–31. doi :10.1007/s00247-006-0153-y. PMC 1764599 . PMID  16715219. 
  11. ^ Płudowski P, Lebiedowski M, Lorenc RS (апрель 2004 г.). «Оценка возможности оценки возраста костей на основе сканирований рук, полученных с помощью DXA — предварительные результаты». Osteoporos Int . 15 (4): 317–22. doi :10.1007/s00198-003-1545-6. PMID  14615883. S2CID  26672947.
  12. ^ Sung RY, Lau P, Yu CW, Lam PK, Nelson EA (сентябрь 2001 г.). «Измерение жира в организме с помощью биоимпеданса нога к ноге». Arch. Dis. Child . 85 (3): 263–7. doi :10.1136/adc.85.3.263. PMC 1718893 . PMID  11517118. 
  13. ^ Barnes C, Newall F, Ignjatovic V, Wong P, Cameron F, Jones G, Monagle P (апрель 2005 г.). «Снижение плотности костей у детей при длительном приеме варфарина». Pediatr. Res . 57 (4): 578–81. doi : 10.1203/01.PDR.0000155943.07244.04 . PMID  15695604.
  14. ^ van der Sluis IM, de Ridder MA, Boot AM, Krenning EP, de Muinck Keizer-Schrama SM (октябрь 2002 г.). «Справочные данные по плотности костей и составу тела, измеренным с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии у белых детей и молодых взрослых». Arch. Dis. Child . 87 (4): 341–7, обсуждение 341–7. doi :10.1136/adc.87.4.341. PMC 1763043 . PMID  12244017. 
  15. ^ ab Picaud JC, Duboeuf F, Vey-Marty V, Delams P, Claris O, Salle BL, Rigo J (2003). «Первый цельнолитой педиатрический фантом для измерений двойной рентгеновской абсорбциометрии у младенцев». J Clin Densitom . 6 (1): 17–23. doi :10.1385/JCD:6:1:17. PMID  12665698.
  16. ^ ab Margulies L, Horlick M, Thornton JC, Wang J, Ioannidou E, Heymsfield SB (2005). «Воспроизводимость результатов измерения состава костей и тела у детей с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии с использованием GE Lunar Prodigy». J Clin Densitom . 8 (3): 298–304. doi :10.1385/JCD:8:3:298. PMID  16055960.
  17. ^ ab Horlick M, Thornton J, Wang J, Levine LS, Fedun B, Pierson RN (июль 2000 г.). «Минеральные свойства костей у детей препубертального возраста: пол и этническая принадлежность». J. Bone Miner. Res . 15 (7): 1393–7. doi :10.1359/jbmr.2000.15.7.1393. PMID  10893689. S2CID  24475001.
  18. ^ St-Onge MP, Wang J, Shen W, Wang Z, Allison DB, Heshka S, Pierson RN, Heymsfield SB (август 2004 г.). «Масса мягких тканей, измеренная с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии: различное отношение к массе клеток тела на протяжении всей взрослой жизни». J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci . 59 (8): 796–800. doi : 10.1093/gerona/59.8.B796 . PMID  15345728.
  19. ^ ab Meral R, Ryan BJ, Malandrino N, Jalal A, Neidert AH, Muniyappa R, Akıncı B, Horowitz JF, Brown RJ, Oral EA (октябрь 2018 г.). ««Тени жира» от DXA для качественной оценки липодистрофии: когда картинка стоит тысячи цифр». Diabetes Care . 41 (10): 2255–2258. doi :10.2337/dc18-0978. PMC 6150431. PMID  30237235 . 
  20. ^ Manninen AH (январь 2006 г.). «Диеты с очень низким содержанием углеводов и сохранение мышечной массы». Nutr Metab (Лондон) . 3 : 9. doi : 10.1186/1743-7075-3-9 . PMC 1373635. PMID  16448570 . 
  21. ^ Ajluni N, Meral R, Neidert AH, Brady GF, Buras E, McKenna B, DiPaola F, Chenevert TL, Horowitz JF, Buggs-Saxton C, Rupani AR, Thomas PE, Tayeh MK, Innis JW, Omary MB, Conjeevaram H, Oral EA (май 2017 г.). «Спектр заболеваний, связанных с частичной липодистрофией: уроки из когорты испытаний». Clin. Endocrinol. (Oxf) . 86 (5): 698–707. doi :10.1111/cen.13311. PMC 5395301. PMID 28199729  . 
  22. ^ Гильин-Амарель С, Санчес-Иглесиас С, Кастро-Паис А, Родригес-Каньете Л, Ордоньес-Майан Л, Пасос М, Гонсалес-Мендес Б, Родригес-Гарсиа С, Казануэва ФФ, Фернандес-Мармисс А, Араужо-Вилар Д (ноябрь 2016 г.). «Семейная частичная липодистрофия 1 типа: понимание синдрома Кебберлинга». Эндокринный . 54 (2): 411–421. дои : 10.1007/s12020-016-1002-x. ISSN  1559-0100. PMID  27473102. S2CID  19689303.
  23. ^ Kakinami L, Henderson M, Chiolero A, Cole TJ, Paradis G (ноябрь 2014 г.). «Определение наилучшей метрики индекса массы тела для оценки изменения ожирения у детей». Arch. Dis. Child . 99 (11): 1020–4. doi :10.1136/archdischild-2013-305163. PMC 4215345 . PMID  24842797. 
  24. ^ "Безопасность пациентов - Доза облучения при рентгеновских и КТ-исследованиях". RadiologyInfo.org . Радиологическое общество Северной Америки. 2012-04-25 . Получено 2013-05-22 .
  25. ^ "Денситометрия костей (DEXA, DXA)". RadiologyInfo.org . Радиологическое общество Северной Америки. Архивировано из оригинала 16 июня 2018 г. Получено 8 декабря 2018 г.
  26. ^ Радиология (ACR), Радиологическое общество Северной Америки (RSNA) и Американский колледж. «Безопасность пациентов — доза облучения при рентгеновских и КТ-исследованиях». www.radiologyinfo.org . Получено 12.03.2019 .
  27. ^ Льюис МК, Блейк ГМ, Фогельман И (январь 1994). «Доза пациента при двойной рентгеновской абсорбциометрии». Osteoporos Int . 4 (1): 11–5. doi :10.1007/BF02352255. PMID  8148566. S2CID  6225880.
  28. ^ Blake GM, Fogelman I (июль 1997). «Технические принципы двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии». Semin Nucl Med . 27 (3): 210–28. doi :10.1016/S0001-2998(97)80025-6. PMID  9224663.
  29. ^ Njeh CF, Fuerst T, Hans D, Blake GM, Genant HK (январь 1999). «Радиационное воздействие при оценке минеральной плотности костей». Appl Radiat Isot . 50 (1): 215–36. doi :10.1016/S0969-8043(98)00026-8. PMID  10028639.
  30. ^ "Операторы денситометров костных минералов". Департамент здравоохранения (правительство штата Виктория) . health.vic . Получено 11 октября 2021 г. .

Внешние ссылки