Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия - Dual-energy X-ray absorptiometry

"DXA" перенаправляется сюда. Для химического вещества см. Декстраллорфан.
Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия
Сканер DEXA используется ALSPAC.jpg
Код ОПС-3013-900

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA, ранее DEXA[1]) является средством измерения минеральная плотность костей (BMD) с использованием спектральная визуализация. Два Рентгеновский балки, с разными уровни энергии, направлены на пациента кости. Когда мягких тканей поглощение вычитается, минеральная плотность костей (BMD) можно определить по поглощению каждого пучка костью. Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия - наиболее широко используемая и наиболее тщательно изученная технология измерения плотности костной ткани.

DXA-сканирование обычно используется для диагностики и отслеживания остеопороз, в отличие от ядерной рентген, который чувствителен к определенным метаболическим заболеваниям костей, при которых кости пытаются зажить от инфекций, переломов или опухолей.

Физика

Мягкие ткани и кости имеют разные коэффициенты затухания к рентгеновским лучам. Одиночный рентгеновский луч, проходящий через тело, будет ослабляться как мягкими тканями, так и костью, и по одному лучу невозможно определить, какое ослабление было связано с костью. Однако коэффициенты ослабления меняются в зависимости от энергии рентгеновских лучей, и, что особенно важно, соотношение коэффициентов ослабления также меняется. DXA использует две энергии рентгеновского излучения. Разницу в общей абсорбции между ними можно использовать путем подходящего взвешивания, чтобы вычесть абсорбцию мягкими тканями, оставив только абсорбцию костной тканью, которая связана с плотностью кости.

Один тип сканера DXA использует церий фильтр с напряжение трубки из 80 кВ, в результате чего эффективная энергия фотонов составляет около 40 и 70 кэВ.[2] Существует также сканер DXA, использующий самарий фильтр с напряжением на трубке 100 кВ, что дает эффективные энергии 47 и 80 кэВ.[2] Кроме того, напряжение на трубке может непрерывно переключаться между низким (например, 70 кВ) и высоким (например, 140 кВ) значением синхронно с частотой электрической сети, в результате чего эффективная энергия изменяется между 45 и 100 кэВ.[2]

Сочетание двойная рентгеновская абсорбциометрия и лазер использует лазер для измерения толщины отсканированной области, что позволяет определять пропорции безжировых мягких тканей и жировая ткань в мягких тканях, которые необходимо контролировать и повышать точность.

Измерение плотности костной ткани

Blausen 0095 BoneDensitometryScan.png

Показания

Основная статья: Плотность костей § Тестирование

В Целевая группа по профилактическим услугам США рекомендует женщинам старше 65 лет пройти DXA-сканирование.[3] Дата, когда мужчины должны пройти тестирование, неизвестна[3] но некоторые источники рекомендуют возраст 70 лет.[4] Женщинам из группы риска следует подумать о том, чтобы пройти сканирование, если их риск равен таковому для нормальной 65-летней женщины.

Риск человека можно измерить с помощью Университета Шеффилда. FRAX калькулятор, который включает в себя множество различных клинических факторов риска, включая предшествующий перелом хрупкости, использование глюкокортикоиды, тяжелое курение, чрезмерное употребление алкоголя, ревматоидный артрит, перелом шейки бедра у родителей, хронические заболевания почек и печени, хронические респираторные заболевания, длительный прием фенобарбитала или фенитоина, целиакия, воспалительные заболевания кишечника и другие риски.[3]

Подсчет очков

Оценка DEXA минеральной плотности костной ткани шейки бедренной кости (A) и поясничного отдела позвоночника (B): Т-баллы - 4,2 и - 4,3 были обнаружены для бедра (A) и поясничного отдела позвоночника (B) соответственно у 53-летнего пациента. -старый пациент мужского пола с Болезнь Фабри.

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

Тяжелый (установленный) остеопорозТ-балл более чем на -2,5 стандартного отклонения ниже контрольного среднего значения для молодых взрослых женщин при наличии одного или нескольких переломов из-за хрупкости.

Плотность костей часто указывается пациентам в виде шкалы T или Z. Показатель T показывает пациенту, какова его минеральная плотность костной ткани по сравнению с молодым человеком того же пола с максимальной минеральной плотностью костной ткани. Нормальный показатель T составляет -1,0 и выше, низкая плотность костной ткани составляет от -1,0 до -2,5, а остеопороз составляет -2,5 и ниже. Z-оценка - это просто сравнение минеральной плотности костной ткани пациента по сравнению со средней минеральной плотностью костной ткани мужчины или женщины их возраста и веса.

У комитета ВОЗ не было достаточно данных, чтобы дать определения мужчинам или другим этническим группам.[5]

Особые соображения необходимо учитывать при использовании DXA для оценки костной массы у детей. В частности, сравнение минеральной плотности костной ткани у детей со справочными данными взрослых (для расчета Т-балла) приведет к недооценке МПК детей, поскольку у детей костная масса меньше, чем у полностью развитых взрослых. Это привело бы к чрезмерной диагностике остеопения для детей. Чтобы избежать завышенной оценки дефицита минеральных веществ в костях, показатели МПК обычно сравнивают со справочными данными для того же пола и возраста (путем расчета Z-оценка ).

Кроме того, есть и другие переменные, помимо возраста, которые, как предполагается, затрудняют интерпретацию МПК, измеренную с помощью DXA. Одна важная сбивающая с толку переменная - это размер кости. Было показано, что DXA переоценивает минеральную плотность костей у более высоких людей и недооценивает минеральную плотность костей у более мелких. Эта ошибка связана с тем, как DXA вычисляет BMD. В DXA минеральное содержание кости (измеряемое как ослабление рентгеновского излучения сканируемыми костями) делится на площадь (также измеренную аппаратом) сканируемого участка.

Поскольку DXA рассчитывает BMD с использованием площади (aBMD: поверхностная минеральная плотность кости), это не точное измерение истинной минеральной плотности кости, которая масса разделенный на объем. Чтобы отличить DXA BMD от объемный минеральной плотности костной ткани, исследователи иногда называют DXA BMD как поверхностную минеральную плотность кости (aBMD). Смешивающий эффект различий в размере кости связан с отсутствием значения глубины при расчете минеральной плотности кости. Несмотря на проблемы технологии DXA с оценкой объема, она по-прежнему является довольно точной мерой минерального содержания кости. Методы исправления этого недостатка включают вычисление объема, который приблизительно определяется на основе измерения площади проекции с помощью DXA. Скорректированные таким образом результаты DXA BMD называются кажущейся минеральной плотностью кости (BMAD) и являются соотношение содержания минералов в костях по сравнению с кубовидный оценка объема кости. Как и результаты для aBMD, результаты BMAD не точно отражают истинную минеральную плотность кости, так как они используют приблизительные значения объема кости. BMAD используется в основном для исследовательских целей и еще не используется в клинических условиях.

Другие технологии визуализации, такие как количественная компьютерная томография (QCT) способны измерять объем кости и, следовательно, не подвержены влиянию размера кости так, как чувствительны результаты DXA.

Для пациентов важно получать повторные измерения МПК каждый раз на одном и том же аппарате или, по крайней мере, на аппарате одного производителя. Ошибка между машинами или попытка преобразовать измерения из стандарта одного производителя в другой могут привести к ошибкам, достаточно большим, чтобы свести на нет чувствительность измерений.[нужна цитата ]

Результаты ДРА необходимо скорректировать, если пациент принимает стронций добавки.[6][7]

Современная 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 Международное общество клинической денситометрии (ISCD) заключается в том, что пациента можно проверить на МПК, если он страдает от состояния, которое может ускорить потерю костной массы, ему будут прописаны лекарственные препараты, которые, как известно, вызывают потерю костной массы, или если он проходит лечение и требует наблюдения. ISCD утверждает, что нет четко понятой корреляции между МПК и риском перелома ребенка; Диагноз остеопороза у детей не может быть поставлен на основании критериев денситометрии. Т-баллы запрещены для детей и даже не должны появляться в отчетах DXA. Таким образом, классификация остеопороза и остеопении у взрослых ВОЗ не может быть применена к детям, но Z-баллы могут использоваться для диагностики.[9]

Некоторые клиники могут регулярно проводить DXA-сканирование педиатрических пациентов с такими заболеваниями, как нарушение питания. рахит, волчанка, и Синдром Тернера.[10] Доказано, что DXA измеряет зрелость скелета[11] и жировой состав тела[12] и был использован для оценки эффектов фармацевтической терапии.[13] Он также может помочь педиатрам в диагностике и мониторинге лечения нарушений накопления костной массы в детстве.[14]

Тем не менее, похоже, что DXA все еще находится на ранних этапах развития педиатрии, и у DXA есть широко признанные ограничения и недостатки. Представление существует[15] что DXA-сканирование в диагностических целях не должно даже выполняться вне специализированных центров, и, если сканирование проводится вне одного из этих центров, его нельзя интерпретировать без консультации со специалистом в данной области.[15] Более того, большинство фармацевтических препаратов, назначаемых взрослым с низкой костной массой, можно давать детям только в рамках строго контролируемых клинических испытаний.

Все тело кальций измеренный с помощью DXA, был подтвержден у взрослых с использованием in vivo нейтронная активация общего кальция в организме[16][17] но это не подходит для педиатрических субъектов, и исследования проводились на животных детского размера.[16][17]

Измерение состава тела

DXA-сканирование также можно использовать для измерения общего состав тела и жирность с высокой степенью точности, сопоставимой с гидростатическое взвешивание с несколькими важными оговорками.[18][указывать ] На основе DXA-сканирований можно также создать изображение «жирной тени» с низким разрешением, которое дает общее представление о распределении жира по всему телу.[19] Было высказано предположение, что при очень точном измерении минералов и мышечной 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), которую DXA собственно меры.[20]

DXA-сканирование было предложено в качестве полезных инструментов для диагностики состояний с аномальным распределением жира, таких как семейная частичная липодистрофия,[21][22][19] но его использование в этом контексте еще предстоит FDA утверждено. Они также используются для оценки ожирения у детей, особенно для проведения клинических исследований.[23]

Радиационное воздействие

DXA использует рентгеновские лучи для измерения минеральной плотности костей. В радиация доза текущих систем DEXA мала,[24] всего 0,001 мЗв, намного меньше, чем стандартный рентген грудной клетки или стоматологический снимок.[25][26] Однако доза, полученная от более старых источников излучения DEXA (которые использовали радиоизотопы скорее, чем рентгеновские генераторы ) может достигать 35 мГр,[27][28][29] считается значительной дозой радиологическое здоровье стандарты.

Регулирование

Соединенные Штаты

Качество операторов DXA сильно различается. DXA не регулируется, как другие методы радиационной визуализации, из-за его низкой дозировки. В каждом штате США существует своя политика в отношении того, какие сертификаты необходимы для работы с аппаратом DXA. Калифорния, например, требует курсовой работы и государственного теста, тогда как Мэриленд не имеет требований к техникам DXA. Во многих штатах требуется учебный курс и сертификат Международного общества клинической денситометрии (ISCD).

Австралия

В Австралии правила различаются в зависимости от применимого штата или территории. Например, в Виктории человек, выполняющий DXA-сканирование, должен быть квалифицированным рентгенологом. Это контрастирует с NSW и QLD, в соответствии с которыми специалисту по DXA требуется только предварительное обучение в области естественных наук, медсестер или других связанных с ними исследований бакалавриата. Агентство по охране окружающей среды (EPA) наблюдает за лицензированием технических специалистов, однако это далеко не строгое регулирование.

использованная литература

  1. ^ «Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия - костная минеральная денситометрия». Международное агентство по атомной энергии. 2017-08-07. Получено 20 апреля 2012.
  2. ^ а б c «Физические принципы и точность измерения костной денситометрии» (PDF). Национальное общество остеопороза. Получено 2018-02-05.
  3. ^ а б c «Скрининг на остеопороз». uspreventiveservicestaskforce.org. Целевая группа по профилактическим услугам США. Январь 2011. Архивировано с оригинал 30 мая 2013 г.. Получено 20 августа 2012.
  4. ^ Американская академия семейных врачей, «Пять вещей, которые должны задать вопросы врачам и пациентам» (PDF), Мудрый выбор: инициатива Фонд ABIM, Американская академия семейных врачей, заархивировано из оригинал (PDF) 24 июня 2012 г., получено 14 августа, 2012
  5. ^ «Костная денситометрия». Courses.washington.edu. Получено 2013-05-22.
  6. ^ «Настройки сканирования Strontium dexa». Osteopenia3.com. Получено 2013-05-22.[нужен лучший источник ]
  7. ^ Блейк GM, Фогельман I (2007). «Влияние костного стронция на измерения МПК». Дж Клин Денситом. 10 (1): 34–8. Дои:10.1016 / j.jocd.2006.10.004. PMID  17289524.
  8. ^ Gilsanz V (январь 1998 г.). «Плотность костной ткани у детей: обзор доступных методик и показаний». Eur J Radiol. 26 (2): 177–82. Дои:10.1016 / S0720-048X (97) 00093-4. PMID  9518226.
  9. ^ "Официальные позиции ISCD в 2007 г.". Архивировано из оригинал на 2012-05-09. Получено 2012-05-24.
  10. ^ Бинковиц Л.А., Хенвуд М.Дж. (январь 2007 г.). «Детская ДРА: техника и интерпретация». Педиатр Радиол. 37 (1): 21–31. Дои:10.1007 / s00247-006-0153-y. ЧВК  1764599. PMID  16715219.
  11. ^ Płudowski P, Lebiedowski M, Lorenc RS (апрель 2004 г.). «Оценка возможности определения костного возраста на основе результатов сканирования рук, полученных с помощью DXA - предварительные результаты». Остеопорос Инт. 15 (4): 317–22. Дои:10.1007 / s00198-003-1545-6. PMID  14615883.
  12. ^ Сунг Р.Й., Лау П., Ю К.В., Лам П.К., Нельсон Е.А. (сентябрь 2001 г.). «Измерение жировых отложений с помощью биоимпеданса между ногами». Arch. Дис. Ребенок. 85 (3): 263–7. Дои:10.1136 / adc.85.3.263. ЧВК  1718893. PMID  11517118.
  13. ^ Барнс С., Ньюолл Ф., Игнятович В., Вонг П., Кэмерон Ф., Джонс Г., Монагл П. (апрель 2005 г.). «Снижение плотности костей у детей, длительное время принимающих варфарин». Педиатр. Res. 57 (4): 578–81. Дои:10.1203 / 01.PDR.0000155943.07244.04. PMID  15695604.
  14. ^ ван дер Слуис И.М., де Риддер М.А., Бут AM, Креннинг Е.П., де Муинк Кейзер-Шрама С.М. (октябрь 2002 г.). «Справочные данные о плотности костей и составе тела, измеренные с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии у белых детей и молодых людей». Arch. Дис. Ребенок. 87 (4): 341–7, обсуждение 341–7. Дои:10.1136 / adc.87.4.341. ЧВК  1763043. PMID  12244017.
  15. ^ а б Пико Дж. К., Дюбёф Ф., Вей-Марти В., Делам П., Кларис О., Зал Б. Л., Риго Дж. (2003). «Первый цельный педиатрический фантом для измерения двойной рентгеновской абсорбциометрии у младенцев». Дж Клин Денситом. 6 (1): 17–23. Дои:10.1385 / JCD: 6: 1: 17. PMID  12665698.
  16. ^ а б Маргулис Л., Хорлик М., Торнтон Дж. К., Ван Дж., Иоанниду Э., Хеймсфилд С.Б. (2005). «Воспроизводимость педиатрических измерений костей всего тела и состава тела с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии с использованием GE Lunar Prodigy». Дж Клин Денситом. 8 (3): 298–304. Дои:10.1385 / JCD: 8: 3: 298. PMID  16055960.
  17. ^ а б Хорлик М., Торнтон Дж., Ван Дж., Левин Л.С., Федун Б., Пирсон Р.Н. (июль 2000 г.). «Костный минерал у детей препубертатного возраста: пол и этническая принадлежность». J. Bone Miner. Res. 15 (7): 1393–7. Дои:10.1359 / jbmr.2000.15.7.1393. PMID  10893689.
  18. ^ Член парламента Сент-Онге, Ван Дж., Шен В., Ван З., Эллисон Д. Б., Хешка С., Пирсон Р. Н., Хеймсфилд С.Б. (август 2004 г.). «Безжировая масса мягких тканей, измеренная с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии: различное соотношение с массой клеток тела на протяжении всей взрослой жизни». J. Gerontol. Биол. Sci. Med. Наука. 59 (8): 796–800. Дои:10.1093 / gerona / 59.8.B796. PMID  15345728.
  19. ^ а б Мерал Р., Райан Б.Дж., Маландрино Н., Джалал А., Нейдерт А.Х., Мунияппа Р., Акинджи Б., Горовиц Дж.Ф., Браун Р.Дж., Орал EA (октябрь 2018 г.). ""Жирные тени «От DXA для качественной оценки липодистрофии: когда картинка стоит тысячи цифр». Уход за диабетом. 41 (10): 2255–2258. Дои:10.2337 / dc18-0978. ЧВК  6150431. PMID  30237235.
  20. ^ Маннинен А.Х. (январь 2006 г.). «Очень низкоуглеводные диеты и сохранение мышечной массы». Нутр Метаб (Лондон). 3: 9. Дои:10.1186/1743-7075-3-9. ЧВК  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 опытной когорты». Clin. Эндокринол. (Oxf). 86 (5): 698–707. Дои:10.1111 / с.13311. ЧВК  5395301. PMID  28199729.
  22. ^ Guillín-Amarelle C, Sánchez-Iglesias S, Castro-Pais A, Rodriguez-Cañete L, Ordóñez-Mayán L, Pazos M, González-Méndez B, Rodríguez-García S, Casanueva FF, Fernámáseilar A (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.
  23. ^ Какинами Л., Хендерсон М., Чиолеро А., Коул Т. Дж., Паради Дж. (Ноябрь 2014 г.). «Определение наилучшего показателя индекса массы тела для оценки изменения ожирения у детей». Arch. Дис. Ребенок. 99 (11): 1020–4. Дои:10.1136 / archdischild-2013-305163. ЧВК  4215345. PMID  24842797.
  24. ^ «Безопасность пациентов - доза облучения при рентгеновских и компьютерных исследованиях». RadiologyInfo.org. Радиологическое общество Северной Америки. 2012-04-25. Получено 2013-05-22.
  25. ^ «Костная денситометрия (DEXA, DXA)». RadiologyInfo.org. Радиологическое общество Северной Америки. Получено 8 декабря, 2018.
  26. ^ Радиология (ACR), Радиологическое общество Северной Америки (RSNA) и Американский колледж. «Безопасность пациентов - доза облучения при рентгеновских и компьютерных исследованиях». www.radiologyinfo.org. Получено 2019-03-12.
  27. ^ Льюис М.К., Блейк Г.М., Фогельман I (январь 1994 г.). «Доза пациента в двойной рентгеновской абсорбциометрии». Остеопорос Инт. 4 (1): 11–5. Дои:10.1007 / BF02352255. PMID  8148566.
  28. ^ Блейк GM, Фогельман I (июль 1997 г.). «Технические принципы двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии». Семин Нукл Мед. 27 (3): 210–28. Дои:10.1016 / S0001-2998 (97) 80025-6. PMID  9224663.
  29. ^ Njeh CF, Fuerst T, Hans D, Blake GM, Genant HK (январь 1999 г.). «Радиационное воздействие при оценке минеральной плотности костей». Appl Radiat Isot. 50 (1): 215–36. Дои:10.1016 / S0969-8043 (98) 00026-8. PMID  10028639.

внешние ссылки