雙能X線吸收測定法(dualenergyX-rayabsorptiometry,DXA)的基礎研究在30多年以前就已開始,但套用於臨床僅僅是近10年才得以實現。其測定過程是將從X線球管釋放的X線通過kedge吸收過濾,分成高低兩種(40keV和70~80keV)X線,從而測定BMC和BMD。雙能X線吸收計(DXA)與DPA均使用相似的檢測原理,只是前者的照射源是X線,是使用直接由X線發生器或X線射頻濾波所產生的不同能量射束。DXA優於DPA主要在於X線管能產生更多的光子流而使掃描時間縮短,並使圖像更清晰,測量結果的準確性和精確性得以提高,是骨密度測定的金標準。此外,DXA沒有核素衰變問題,目前DXA已基本上取代了DPA。
套用器械
骨質疏鬆症已成為世界6種多發病之一,據WHO1996年的報告,全球有65歲以上的老年人3.8億,其骨質疏鬆症的患者有65%,1997年WHO將6月24日定為“世界骨質疏鬆日”。據報填,我國有9000萬人患不同程度的骨質疏鬆症。骨質疏鬆症已經成為中老年人的常見病,測量人體骨骼中礦物質含量的多少,對中老年人來說是非常有必要的,特別是四十歲以上的城市居民,尤其是中年婦女,缺鈣現象比較嚴重。骨骼中礦物質含量減少會造成骨質疏鬆,稍不留神就會引起骨折,造成終身痛苦或殘疾。隨著改革開放的深入,人民生活水平有相當大的提高,對醫療保健的要求越來越高,而骨質疏鬆對人民的健康有很大的危害,所以國外許多國家普遍把骨密度儀視為一種常規的普遍測量設備。對中老年人經常進行普查,以及時從飲食和藥物兩方面進行礦物質的補充。
目前國內生產的骨密度儀都是單光子骨密度儀,是用單能光子作為信號源,這種骨密度儀存在定位困難,測量精度差的缺點。而雙光子或雙能量調射線骨密度儀可以克服這些缺點,但目前國內還沒有生產。一些大醫院開始進口國外的這類設備,每台要十幾萬美元。所以儘快研製開發和生產國產的雙能量骨密度儀不僅可以填補國內的空白,而且可以節省大量外匯,並且可以大大提高國內骨密度的測量水平,在臨床和實際套用中都有非常重要的價值。
北大重離子物理研究所在醫學物理和醫療儀器方面的研究己有五年,在單光子發射CT、T相機、數位化調光機等方面做了許多工作)特別是對醫學圖像處理方法以及軟體有深入的研究。雙能量調線骨密度儀已經作過方案和方法論證,有關調線的雙能量的實現也已作過實驗,測量骨密度有SPA(單光子吸收法)、DPA(雙光子吸收法)、DEXA((雙能量吸收法)和QCT(定量計算機斷層法)。DEM具有測量精度高、時間短、劑量低和價格適中的優點,己廣泛地為世界上已開發國家所採用。
技術內容
雙能量調光子骨密度儀,基本上分為測量系統和數據處理系統兩部分。
數據處理系統就是一台PC計算機配上高分辨彩顯和彩色印表機以及完整的DEXA軟體包。數據處理系統接收測量系統傳遞過來的測量數據並實時地將數據轉換成圖象進行顯示。DEXA軟體包包含了臨床所需的全部功能,即能夠提供評價腰椎、股骨、前臂、脛骨、肱骨、側位腰椎、全身等部位以及身體組織成分的能力。軟體包里還有各個年齡組人群骨密度和骨礦物含量的正常值範圍,用於與受檢者進行對照比較。
測量系統較為複雜,它包括雙能量調線發生器、單探測器或多探測器陣列、CT床、C型臂(探測器在其上端,調線發生器在其下端)、C型臂作調、Y方向運動的機械傳動機構、還有用於測量與控制的電子學線路部分。測量系統具有單獨的自控系統,它控制測量系統的全部運作並將採集到的數據傳送給上位機。