BMD(Bone mineral density)意指骨骼中所含有礦物質的量,通常為磷 酸鈣鹽,為骨骼主要的組成礦物質,骨代謝也可視為鈣代謝。血鈣與骨鈣兩 者會互相調節來因應身體生理功能的需求。然而,當骨(鈣)代謝異常呈現負 平衡時,即會造成骨質疏鬆與血鈣濃度不平衡導致多種細胞功能失常等症 狀。若是骨質密度降低(即骨質疏鬆),骨骼量減少,造成骨骼結構上之缺陷,
較無法與壓力或扭力對抗。
目前有許多方法可以檢測骨密度,以受檢部位來區分,可分成中央骨密 度量測器(脊椎骨、髖骨)及週邊骨密度量測器(跟骨、指骨、前臂骨),
包括:
1. 雙能量 X 光吸收儀(Dual-energy X-ray absorptiometry, DEXA):
雙能量 X 光吸收儀因為可測量骨密度之部位廣泛,且儀器輻射量少及 誤差值小,是測量脊椎骨及髖股骨密度之黃金標準(Gold standard)
(Bracker & Watts, 1998),臨床上即以此儀器之測量值做為診斷骨 質疏鬆症之用。DEXA 目前是偵測 BMD 最為精確的儀器,且其輻射量 極低,故為臨床上 WHO 為一認可的骨質檢測工具。
2.定量式電腦斷層掃描(Quantitative computerized tomography, QCT): 可測量出脊椎的骨密度,但是其輻射劑量較高且不如 DEXA 準確,故步建議使用 QCT 檢測骨密度。
3. 雙光子吸收儀(Dual-Energy photon absorptiometry, DPA)& 單 光子吸收儀(Single photon absoptiometry, SPA):光子吸收儀也 是以產生輻射的方式測量骨密度,且其輻射劑量低,但是所需的檢查 時間最久,是所有 BMD 檢測中最費時的儀器。
4. 定量式超音波檢查(Quantitative ultrasound, QUS):超音波檢 查通常用來作為初期篩選的工具,他是以聲波穿透過硬組織與水來 作比較測得骨質。但是較不精確,需再以 DEXA 作確認。超音波具 有無痛、快速、無輻射的優點。
5.放射線吸光儀(Radiographic absorptiometry, RA)
6. 傳統 X 光檢查等。
根據文獻整理發現每一種測量方式皆有其優缺點。(黃,2000;顏,2003a;
Mayo Clinic, 2003/2004;Riggs & Melton, 1995/1997;Taal, Cassidy, Pearson, Green & Masud,1999)。
◎本實驗使用 DEXA(Dual Energy X-ray Asorptionmetry):
(DEXA Model: Eclipse; Norland Medical System, Inc., Fort Atkinson WI U.S.A.)。
「雙能譜骨質密度儀」 (Dual Energy X-ray Asorptionmetry,簡稱 DEXA)。DEXA 在西元 1987 年上市後廣受全球醫界所採用。DEXA 骨質密度儀 使用 X 光機產生 100kvp 之泛能譜,再使用釤(Samarium)質濾能器將不須要 之能量濾掉,僅留下 47kv 及 76kv 兩個能峰做為定量之用。碘化鈉閃爍偵檢 器根據低動能光子(47kv)及高動能光子(76kv)穿透人體衰減特性不同,產生 電氣信號傳送至電腦計算出骨密度值。
雖 DEXA 骨質密度儀已成為醫界之標準儀器,各式相關醫學研究文獻眾 多,肯定其準確度(accuracy)及再現性(precision)。然而,DEXA 仍有科學 上之盲點。DEXA 定量將骨頭之厚度視為常數,所以其定量為平面定量
(grams/mm2),而實際骨頭為柱狀體,其單位應為立體定量(grams/mm3)。科 技進步日新月異,立體定量之骨密度儀已上市。理論上,立體定量較平面定 量更為準確及靈敏,但相關各項資料仍待醫界驗證及建立,目前尚未普遍使 用。
測量部位之選擇粗分為軸線骨(Axial Bone)及周邊骨(Peripheral Bone) 等兩大類:1. 軸線骨如:腰椎、髖骨、膝關節等。
2. 周邊骨如:手腕骨、手指骨、腳跟骨等。
骨頭組成大致分為皮質骨(或稱緻密骨,Cortical Bone)及小樑骨(或稱 海棉狀骨,Trabecular Bone)。而每個測量部位之皮質骨及小樑骨組成比例 均有所不同,如腳跟骨(Oscalcis)小樑骨含量比率約佔 93%左右,腰椎之小 樑骨及皮質骨比率約為六比四,故選擇不同測量部位其代表意義不同。
骨密度儀定量過程與一般理化定量類似,先使用標準器建立標準曲,再 用已知密度之品管假骨檢視其準確性及再現性。儀器操作人員每日須先執行 標準器之掃描以確定標準曲線之正確性,然後掃描品管假骨驗證之。每日校 正程序完成後再掃描檢體,以確保測量之準確度。
使用 DEXA 在高解析度的模式下,可以精確測量出面積 (Area), 骨質 含量(Bone Mineral Content ) 及 骨質密度 (Bone Mineral Density), DEXA 對於人體 BMD 掃瞄的精確度已被 WHO 證實,且做為臨床的診斷工具,對於實 驗動物的小塊骨標本進行 DEXA 之掃描,其結果極為精確且再現性極高,精 密誤差(precision error)為 0.76%~1.3% ,且變異係數(coefficient of
variation) 在不同部位如小鼠脊椎 (1.20%), 股骨整體 (0.52%), 股骨遠 端 (1.16%), 股骨中段 (1.00%), 股骨近端 (0.96%),皆顯示了準確掃描與 計 算 結 果 。 [17;32-35](Kastl S. et al., 2002; Griffin MG, 1993;
Ladizesky MG,1994; P. W. Lu, 1994; Yamauchi H, 1995 )。 DEXA 的優點 具有非侵襲性,準確、精密的優點,以小鼠為樣本進行 DEXA 掃描與犧牲後 的骨灰比對,DEXA 的精確度極高,且對於極小的樣本皆有精確的掃描結果[36]
(Cazes JP et al., 1994; )。以小鼠的股骨為樣本經 DEXA 掃描,所以結果 也非常精密,變異係數低於 1.6% [37](Petersen et al., 2000)。