成都华西华科研究所分析HOLOGIC系列骨密度测量与QCT骨密度软件体模检测

HOLOGIC系列 骨密度测量仪 (Hologic BMD machines)

Hologic公司总部位于美国马萨渚塞州，3个工厂分 布在美国东海岸，自QDK- 1000以后，1989年又推出 QDR- 1500,用独创的扇形束（fan-beam)替代了传统的 笔形束（pon-bcam)扫描方式使扫描时间显著缩短。 随着计箅机和数宇影像学技术的发展，探测器的质釐不 断提高，多阵元的探测器提高了影像的分辨率，各S DXA不断翮新，先后推出QDR - 2000、QDR - 4000、 QDR - 4500、De丨phi、Discovery 等塑号。最新的 Discovery 主要技术特点见表17- 18。

表 17 - 18 丨lologic Discovery 产品 E 置（Hologic 公司提供)

X线系统:交後脉冲双能* (140/100kVp)	*大热负荷.•SjOOBTU/h
【VA 单能f(140kVp)	扫播时间:各郎位10s丨VA 10s
扫描方法:X线扇彤束C形臂	敏射拥最：<1.0mR/h额定
探》器：多元探测器阵对 (64/128/216)	被照射最：<7mR
BMD 稍度：<1.0%	影像分辨率:0.5mm
校准：内邾畚照系统	播K:196cm x 65cm
拟人腰推揆a	扫描台离度:71cm

二、丨lolodic的丨)XA骨密度仪的技术特点 (Technical advantages of Hologic DXA)

Hologic的I)X八H前最新的塑号是Discovery系列， 见图17-丨3。Ho丨ogic 1)XA基本工作原理见相关京节， Hobgic与其他DXA仪器不同的技术特征有下述几项。

PR 17-13 HoloRic 的 Discovery ■密度仪 (Hologic公司提供)

1.  交换脉冲式双能X线技术DXA与丨)PA的股理 相似，设计产生尚、低两种能M X线的装诨逬DXA的核 心部分。Hulogic公司设i|•的的双能X线发生装罟冇別 于其他各公司，它是通过大热容MUOmA)的X线球ff和 能M开关技术，发生交换式脉冲140/100kV_P岛能M的同 步双能X线，见图丨7-14a。商、低能M射线交互独立分 开被采集，恒定无干扰。即使在竹密度非常低时仍保持 测试的柄确度。尚输出能试保证足够的穿透力，适合肥 胖病人检测。

2.  扇形朿数据获取技术Hologic早期的DXA产品 足采用传统的笔形束扫描，沿弓字形轨迹慢速线性扫描， 每个部位约：5〜6min。1989 年 Hologic 在 QDR- 1500 型推出扇形束DXA系统，X线球竹发出呈3(T角的胡形 束射线，沿被测部位轴向一次性扫描成悚，尤费加、无M 过，无扭曲和变形，扫描的速度明显加快。廟形束扫描， 类似CT的成像模式，通过增加由非晶硒光导体构成的 探测器数垴来提尚分辨率，确保在相问扫描时速下.获取 史多、0[准确的数据和产生高淸晰度图像，缩短成像时 间，QDK-4500的探测器增加至64阵元，每部位扫描黹 30s,丨)iscovery增加到丨28〜216阵元扫描仅X l〇_S,见阁 17- 14b〇

3.  内参照校准系统无论任何测丨it仪器，楮确性和 准确性邰是至关屯要的。DXA在实际操作中的影响闪 素主要有：①球管发出的不垃单■•能射线，当多种能M 的X线束穿过人体.低能摄的光朵被袞减得多.高能摄的 光束被衰减的少，则高能光朿比例加大，即所消“硬化朿” 造成的测定误差。②球符老化后会使射线的强度和能谘 带宽漂移。③X射线球符的供电高/ 玉不稳也会使射线

波动漂移。④物质对X射线光子的散射效应的千扰。 Hologic各®DXA都配迓有内参照系统，该系统被S于 被测体和射线源之间，X线先穿经由骨和软组织标准参 照物设i丨的内参照鼓（如图17-14c),其快速旋转与控制 X射线的商低电压同步，持续地对每一次扫描中的每一 个数据像索与经鼓获知的标准数值作参比校准。确保数 据的格确性（<1%>和长期稳定性，并确保所有Hologic 各型之间的兼容性，以支持临床及药理的长周期研究。

4.  快速椎体评估 75%脊柱骨折的临床表现不明 M，在50岁以上妇女骨折的风险明M增加。由于脊柱骨 折后修复往往会提高BMD数值，仅依靠BMD测M来评 估骨折风险是不够的。快速椎体成像（instant venebra assessment，丨VA)技术弥补r上述的小足，QDR ^_ 4500以 后产品均具々IVA功能，通过140kVp苹能X线对介柱 的侧位或前后位一次性扫描，即可获得完粮的脊柱（T4 -L4)正位或側位椎体形态的高淸晰图像。单能的丨VA 成像和双能bmd测a在蝴形束一次性扫描中间时完成， IVA成像采用隼能是为了避免双能成像存在的伪影，使 椎体形态边缘锐利淸晰，近乎于X光片，符合放射成像的 临床诊断标准。丨VA非常低的辐射剂贵（<10pSv，仅常 规X线照相的1%)，无盅额外的转诊或分别拍腰椎和胸 椎X线片，减轻病人的负拊。使临床医师评估针折风险 中最良确定性的两大W索-低骨密度和脊柱骨折的存 在得以实现，见图17-14d。

5.  仿真人体假模除上述自动内参照校准系统外， Hologic还配S有一种模拟人体腰椎的骨骼密度的含 钙-羟基磷灰石的脊柱模型（图17-14e),以及专用于人 体成份分析的质S控制的体脂模块，对仪器进行体外质 M控制，确保临床试验和病人监测时长期精确性和数据 的通用性。

三、DXA 的临床应用(Clinical application of DXA}

目前全球各地使用的DXA骨密度仪，由于各制造商 的专有技术标准不一样，各自的正常参考值数据库选择 的人群并非统一。Koha等^[|]在法国的62个医疗中心的 不同DX八仪器（51台Hobgic,ll台Umar)用RSP进行 BMD比较分析，结果Hologic和Lunar的均方根变异系数 (CVsd)为0.57%和0.64%,均有很好的楮密度，但两者 与ESP食值比较，Hologic比Unar的BMD的测定平均 值高出18.5%。北京包安德等也得出10%以上仪器 间测坻的若异。年轻成人峰值骨姑的均值和SD的变异， 立接影响T-score值的结果和骨质疏松的诊断。义国囷 家健康和# 养符杏（National Health and Nutrition Examination Surveys，NHANES)用 Hologic 的 DXA 仪器 做了大样本的髋骨标准化的参考数据库，随后国际fl•密 度标准化.委 M 会（丨nternational Committee for Standards in Born; Measurement，ICSBM > 推荐使用 NHANES ID 作为 W际标准化数据库，Gemmt等^{[3 S]}陆续推出可用于邦他 I)XA仪器的数据转换公式。中W李宁华等^[61杵试用该 系列公式标准化3521位健康中闰人群骨密度正常参考

值 〇 2001 年 Lu 等【⁷】用 HuUjgicQ【)R-2000、L_unarDPX 和 NorlandXR26对比研究了丨〇〇例高加索女性的髋部 BMD,用ICSBM已发表的标准化公式统一数据，统i十比 较髋部各亚区的数据，发现与总髋的不一致性，并用先前 3139例的数据验证，计箅出相应的股骨颈、大转子、 Ward’s三角的标准化公式。使得NHANESIH的髋部业 区的数据被推荐为标准化参考数据。据此GELimm•于 2002年底用Lu等的公式将NHANESH丨的数据更新人 Lunar的软件。Binkley等针对这一标准化数据库的修正 可能会出现的临床影响进行了研究^(8],作者用I』等的方 程式重新计算了 Lunar使用着的409例NHANF.SID队列

中的20-29岁白人女性的髋#数据；用Lunar Prodigy测 定丨15例绝经后白人妇女.比较用NHANESIH数据更新 软件后的数据与原软件数据比较；另外一绀89例绝经后 白人妇女分別用Lunar Prodigy和Hdogic Delphi骨密度 仪及更新后的软件比较T值和卄质疏松诊断率。发现更 新后的数据软件使股骨颈和大转子的T值下降0.48和 0.68,卄质疏松诊断率由7.8%增至18.3%。更新软件 后的 Lunar 的 丁值比 Hobgic 低 0. 17 和 0• 50 ( P < 0.00U.骨质疏松诊断率分別为13/89和9/89。因此对 长周期的临床研究町能有影响。

阁丨7- 14 Hologic丨)XA的技术特征«.交换脉冲式双能X线 b.联形束数据获取技术 c•内参照校准系统 d.快速锥体评估 e.仿ft人体般镆 (Hobgic公司提供〉

四、正常值系统（Normal value system)

DXA仪器经过十几年的不断改进，测敢的粞确度和 准确性是比较满意的.Hologic通过自动内参照校正系统 和仿真腰椎体模外校正系统使测定BMD的梢度< 丨％₃ w界卫生m织对#质疏松、骨缺减低和竹试正常的界定 依据被测患者骨锹与峰值骨铤的比较，而健康人群的峰 值骨tt确定非常t要，但不M种族、不同地区.不同性别 繂值骨水平不同，尽竹不同DXA生产厂家用自身仪器

获取的健康人群的参数不同，标本M不同，为此而设计的 随机正常参考值也不相同。Hobgic的丨)XA数据分析软 件参考值妨白人.黑人、西班牙人、H本人的腰椎前后位、 髋部、前W及睢椎侧位的参照值以及由Hologic仪器参与 的NHANES的髋部冬照值。不同的地区茁选择相应的 参照值用于临床检测.冇条件的地K应该创述本地区和 本咽仪器建立的铋康人群参照值₅依据已发表的文献， 与Hologic有关的中闰人样本健哝人群调査的BMI)参考 数据主要有姒二元教授发表的长沙地区2702例女性

QDR- 4500A数据^:9],和黄琪仁教授发表的上海地区 21U例女性QDR-2000数据,分别摘录于表17- 19 和表17-20。中国人的数据与高加索白人和美国黑人 有较大的差别，为便于比较.还摘录了一组中国香港地区 364例女性QDR - 2000数据,与Hologic公司提供的 白人、黑人、日本人的数据比较。图17-15和图17-16 分别比较腰椎LI -L4(前后位）和髋部股骨颈的BMD数 值随年龄变化的曲线。图中S示骨峰值比较中国三组的 股骨颈均稍晚于白人组和H本人组。腰椎BMD比较，各

年龄段曲线黑人、白人均明显卨于亚洲各组，上海组与曰 本人参考值近似，长沙组和香港组又低于前两组。股# 颈的各年龄段BMD曲线比较，黑人组显著高于各组，白 人组35岁以前和55岁以后高于亚洲各组，亚洲各组曲 线比较接近，日本组稍低于上海组和长沙组，香港组则再 低一些。总的来看，各部位BMD中国各组与日本人组接 近，各组间由南往北有逐渐升高的趋势，中国北方的 Hdogic的数据量尚不充分，有待继续积累充实。

30

60

10

40

70

ffl 17-15中S长沙、上海和香港的前后位腰推1 一4的骨 密度值与Holpgic的白人、黑人和日本人参考值比较

图17-16中国长沙、上海和香港的股骨颈的讶密度值与

Hologic的白人、黑人和日本人参考值比较

表丨7-19中国长沙地区正常女性腰椎前后位、*部BMD值（g/_Cin\x士s)

年龄 人数腰椎1-4前后位APL1 — L4  股骨颈   大转了•     Ward三角

5〜

27

0.568 ±0.078

0.603 ±0.068

0.4卯 ±0.069

0.587±0.111

10~

68

0.788土0.106

0.71210.108

0.596 ±0.086

0.674 ±0.126

15-

110

0.888 ±0.082

0.786 ±0.088

0.634 ±0.074

0.717±0.108

20 ~

130

0.924±0.099

0.797 ±0.097

0.657 ±0.094

0.730 ±0.124

25 —

112

0.941 ±0.087

0.781 ±0.080

0.621 ±0.068

0.699 1 0.101

30〜

152

0.960 ±0.106

0.804 ±0.109

0.639 ±0.095

0.715±0.131

35〜

196

0.974 ±0.108

0.805 ±0.105

0.641±0.092

0.694 + 0.144

40-

445

0.946±0.111

0.791 ±0.106

0.633±0.088

0.656±0.123

45〜

387

0.924 ±0.124

0.772±0.103

0.616*0.093

0.614±0133

50-

244

0.859 + 0.124

0.730±0.105

0.584 ±0.088

0.555±0.128

55〜

192

0.766 ±0.141

0.680±0.103

0.532 ±0.093

0.483±0.125

60〜

239

0.729 ±0.123

0.636 ±0.087

0.498 ±0.084

0.408 ±0.106

65〜

159

0.699±0.114

0.603 ±0.090

0.477 ±0.084

0.366±0.095

70 —

110

0.712*0.142

0.591 ±0. 104

0.453 ±0.099

0.347士0.108

75〜

74

0.681+0.148

0.543±0.120

0.403 + 0.107

0.308 ±0.122

80〜

57

0.670 ±0.155

0.486±0.119

0.355 ±0.103

0.247 + 0.111

表 17-20

中国上海地区健康女性臞櫓前后位、鑛部BMD值X±s)

年龄

人数《

R椎1-4前后位 AP LI - L4

股骨颈

大转子

粗降间

Ward三知

20 —

63

0.932 ±0.109

0.802 ±0.110

0.654 ±0.098

1.017±0.131

0.766 ±0.135

25〜

120

0.937 ±0.094

0.759 ±0.086

0.619 + 0.069

0.976±0.106

0.701 ±0.109

30 —

124

0.989 ±0.096

0.774 ±0.090

0.625 ±0.073

0.974±0.103

0.697士0.106

35 ~

142

0.967 ±0.107

0.780 ±0.099

0.619t0.077

0.983±0.116

0.683土0.111

40 ~

208

0.982 ±0.107

0.801 ±0.107

0.638 ±0.080

0.997±0.119

0.698 ±0.122

45 ~

315

0.957土0」10

0.785土0.095

0.631 ±0.085

0.990 ±0.119

0.663 ±0.124

50 ~

289

0.890 ±0.122

0.744 ±0.107

0.597 ±0.088

0.957± 0.132

0.603 ±0.132

55〜

234

0.81310.111

0.671 ±0.094

0.537 ±0.083

0.877 ±0.126

0.509*0.112

60 —

237

0.762 + 0.109

0.630 ±0.083

0.508 ±0.072

0.829 ±0.122

0.449士0.093

65〜

175

0.746 ±0.115

0.606 ±0.077

0.478 ±0.071

0.797±0.112

0.4U 土 0.084

70〜

131

0.743±0.117

0.588 + 0.086

0.467±0.080

0.766 ±0.132

0.385 ±0.087

75-

58

0.756 ±0.135

0.565 ±0.073

0.442 ±0.086

0.745±0.145

0.356 ±0.078

80〜

15

0.717±0.096

0.538 ±0.049

0.431 + 0.060

0.714±0.102

0.322 ±0.066

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