BH6012二维扫描单光子骨密度仪

1　概述

骨是机体的支架和杠杆,也是维持钙磷代谢的重要器官。骨健全与否直接影响人体的健康,骨质疏松症是骨病的一种,是老年人的常见病,并是重要的死亡原因之一[1～3]。据有关资料报道:全世界约有2亿妇女患骨质疏松症。美国有近2000万人患此病,由此而产生的直接和间接耗费约61亿美元[4]。有关专家估计我国约有8000万人患骨质疏松症。因此如何延缓和阻止骨矿物质含量的减少是个极其重要的医学课题。

1920年国外就有学者试图找到X线影像和实际骨矿物质含量的关系。直到1963年Cameron等首创了单光子吸收法(以下称SPA)[5]。从而使活体骨矿物质含量的测定进入了新的发展阶段。80年代双光子吸收法问世(以下称DPA)[6],它主要测定躯干骨,使骨密度的测定提高到一个崭新的时期。国内于1986年开始研制SPA,我厂是最早研制SPA的厂家之一,1987年底就成功研制了FT647A单光子骨密度仪。该产品在1990年全国对10个不同型号的SPA进行对比中,FT647 SPA各项指标名列前矛,但是SPA其灵敏度较低(见表1),它的致命弱点是重复定位差(依靠人工定位),因此使用受到了限制,国外SPA已基本淘汰。

现代医学对患者骨密度的检测不仅要求能更敏感地诊断骨质疏松症,更重要的应能对疗效的观察或对骨折愈合前后的结果进行比较。虽然DPA提供了良好的检查手段,但其价格昂贵(～80万人民币),一时难以普及,为适应临床的需求,我们在一维扫描骨密度仪的基础上,充分利用计算机图像处理技术,研制了新一代高灵敏度,能准确重复定位的二维扫描单光子骨密度仪。该产品经临床数万病人的检测,效果明显好于一维扫描单光子骨密度仪,已得到了广大医务工作者的认可和好评。1996年10月由医疗、核仪、计量等部门组成的专家委员会进行了行业鉴定。专家们一致认为:该仪器精度高,准确度高,稳定性好,定位准确,使用安全,填补了国内二维扫描单光子骨密度仪的空白(国内外的SPA均是一维扫描)。

2　原理

其原理是基于γ射线与骨及其周围软组织的相互作用。241Am(～60keV)的单光子束透过骨及其软组织,由探测器测量,光子束路径上的矿物质含量(mb)透射率由下式给出

式中,μb和μs分别是骨矿物和软组织的质量吸收系数,ρb和ρs分别是它们的密度,I*0和I分别是通过软组织和通过骨及软组织后的射线强度[6]。骨横扫、累加光子束扫描路径上的所有单位面积的质量,就可得到单位长度骨矿物质含量

式中Mb是骨轴向1cm长骨矿物质含量。

从图1和式(2)可以看出,骨矿物质含量与对数坐标下的曲线所围面积成正比,这就是测量骨矿物质含量的基础。二维扫描采用了纵横两个方向的扫描,它得到不再是一条吸收曲线,而是由多条吸收曲线组成的一个面。图2显示了实际测量的图形。