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双能X线吸收法

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  双能X线吸收测定法(dualenergy X-ray absorptiometry,DXA)的基础研究在30多年以前就已开始,但应用于临床仅仅是近10年才得以实现。其测定过程是将从X线球管释放的X线通过kedge吸收过滤,分成高低两种(40keV和70~80keV)X线,从而测定BMC和BMD。双能X线吸收计(DXA)与DPA均使用相似的检测原理,只是前者的照射源是X线,是使用直接由X线发生器或X线射频滤波所产生的不同能量射束。DXA优于DPA主要在于X线管能产生更多的光子流而使扫描时间缩短,并使图像更清晰,测量结果的准确性和精确性得以提高,是骨密度测定的金标准。此外,DXA没有核素衰变问题,目前DXA已基本上取代了DPA。

  骨密度仪是七十年代后期发展起来的重要核医学影像设备,其原理是利用调射线或Y光子穿过人体骨骼后的衰减和吸收,来测量穿透后调射线或Y光子的强度,再经过数学处理,将软组织的影响扣除,从而得到人体骨骼中矿物质的含量和人体骨骼的疏松程度。

  骨质疏松症已成为世界6种多发病之一,据WHO1996年的报告,全球有65岁以上的老年人3.8亿,其骨质疏松症的患者有65%,1997年WHO将6月24日定为“世界骨质疏松日”。据报填,我国有9000万人患蜜润捉纹不同程度的骨质疏松症。骨质疏松症已经成为中老年人的常见病,测量人体骨骼中矿物质含量的多少,对中老年人来说是兰奔嫌非常有必要的,特别是四十岁以上的城市居民,尤其是中年妇女,缺钙现象应项比较严重。骨骼中矿物质含量减少会造成骨质疏松,稍不留神就会引起骨折,造成终身痛苦或残疾。随着改革开放的深入,人民生活水平有相当大的提高,对医疗保健的要求越来越高,而骨质疏松对人民的健康有很大的危害,所以国外许多国家普遍把骨密度仪视为一种常规的普遍测量设备。对中老年人经常进行普查,以及时从饮食和药物两方面进行矿物质的补充。

  目前国内生产的骨密度仪都是单光子骨密度仪,是用单能光子作为信号源,这种骨密度仪存在定位困难,测量精度差的缺点。而双光子或双能量调射线骨密度仪可以克服这些缺点,但目前国内还没有生产。一些大医院开始进口国外的这类设备,每台要十几万美元。所以尽快研制开发和生产国产的双能量骨密度仪不仅可以填补国内的空白,而且可以节省大量外汇,并且可以大大提高国内骨密度的测量水平,在临床和实际应用中都有非常重要的价值。

  北大重离子物理研究所在医学物理和医疗仪器方面的研究己有五年,在单光子发射CT、T相机、数字拜射谅化调光机等方面做了许多工作)特别是对医学图像处理方法以及软件有深入的研究。双能量调线骨密度仪已经作过方案和方法论几重轿舟证,放泪端有关调线的双能量的实现也已作过实验,测量骨密度有SPA(单光子吸收法)、DPA(双光子吸收法)、DEXA((双能量吸收法)和QCT(定量计算机断层法)。DEM具有测量精度高、时间短、剂量低和价格适中的优点,己广泛地为世界上发达国家所采用。

  双能量调光子骨密度仪是利用两种不同能量的调光子穿过人体骨骼后的衰减和吸收不一样,经过计算机处理后得到人体骨骼中矿物质的含量:这两种能量的调光子,一种是40kev左右)一种是80kev左右。我们采用DEXA法,调射线管发出连续光谱,用调射线多kev两种能量的光子,图象系统采用通用微机系统加专用获取和处理芯片。(过去的系统多采用专用图像处理机,不易更新和改进)。采用通用微机系统,可以随着计算机的发展而不断更新,而不需废掉整个图像处理系统,这样既不断保持先进性,又经济实用。

  数据处理系统就是一台PC计算机配上高分辨彩显和彩色打印机以及完整的DEXA软件包。数据处理系统接收测量系统传递过来的测量数据并实时地将数据转换成图象进行显示。DEXA软件包包含了临床所需的全部功能,即能够提供评价腰椎、股骨、前臂、胫骨、肱骨、侧位腰椎、全身等部位以及身体组织成分的能力。软件包里还有各个年龄组人群骨密度和骨矿物含量的正常值范围,用于与受检者进行对照比较。

  测量系统较为复杂,它包括双能量调线发生器、单探测器或多探测器阵列、CT床、C型臂(探测器在其上端,调线发生器在其下端)、C型臂作调、Y方向运动的机械传动机构、还有用于测量与控制的电子学线路部分。测量系统具有单独的自控系统,它控制测量系统的全部运作并将采集到的数据传送婆您签给上位机。

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