1、主要内容骨质疏松症的诊断技术骨折危险性评估骨质疏松症 诊断技术概述在过去的20年中,骨质疏松症已经成为导致老年人丧失自主活动能力的最常见疾病。因此,对于骨质疏松症的诊断技术也在快速发展。骨质疏松症的诊断技术骨密度测定X线检查骨活检骨转换的生化标志物的测定骨密度测定的临床应用近30年来,国际学者对骨密度(BMD)测量的研究已取得了突破性的进展,提高了代谢性骨病的诊断水平,尤其是对骨质疏松症的早期诊断、对骨折危险性的预测具有重要意义。当骨量减少30%时,骨X线才能显示出骨质疏松,而骨密度测量能定量的反映并发现骨量的早期轻度丢失。骨密度测定的临床应用骨密度(BMD)与骨强度有密切关系n75%80%的
2、骨组织强度由BMD决定nBMD既是承受可能发生的大量外力冲击的决定因素,也是骨折敏感性的决定因素。nBMD与发生骨折的危险性密切相关。骨密度测定的方法单光子和单能X线吸收测定法双光子吸收仪测定法双能X线吸收仪(DXA)测定法计算机断层扫描定量测定法(QCT)和外周骨计算机断层扫描定量测定法(PQCT)定量超声测定法(SOS)单光子和单能X线吸收测定法单光子吸收法是通过放射性核素125I或241Am放出的光子对前臂尺桡骨进行扫描n测定部位采取非优势前臂远端1/3和1/10处n尺桡骨远端1/3和超远端1/10处n骨密度测定值分别反映皮质骨95%和75%n松质骨分别为5%和25%所测定的骨矿盐含量(
3、BMC)以“g/cm”表示nBMD=BMC骨宽度 以“g/cm2”表示单光子和单能X线吸收测定法所测骨密度值能帮助预测骨折的危险性对代谢性骨病能客观的评价骨质疏松、骨软化、甲旁亢等患者的骨矿含量的丢失情况该测定法n使用仪器体积较小、可以携带n价格低廉n被国内外广泛应用近年来生产的单光子X线吸收测定仪(SXA)是以X线为放射源,使测量精确度有进一步的提高但此仪器仅限于前臂,而骨量丢失及骨质疏松首先发生于脊柱,所以单光子骨密度仪有其局限性。双光子吸收仪测定法(DPA)DPA通过高低两种不同能源的放射性核素同时扫描被测脊柱,以校正软组织的影响。n骨和软组织对低能量射线的吸收均高于对高能量射线的吸收但
4、在骨内的吸收明显高于软组织骨与软组织对低能量吸收的差异明显高于对高能量射线吸收的差异n通过计算,减去受测部位的软组织吸收量,得到相应的骨矿密度为骨皮质与骨小梁的骨密度总和,单位以g/cm2表示双光子吸收仪测定法(DPA)DPA测定法受放射性核素衰变的影响,需要定期更换放射性核素源DPA很快被双能X线吸收仪(DXA)所替代双能X线吸收仪(DXA)测定法1987年第一台DXA测定仪问世n是通过X线源放射两种不同能量的射线nX线球管的辐射量明显高于放射性核素n但X线的散射量较少DXA测定可缩短扫描时间,提高测量精确度和准确性n因此,近年来DXA替代了DPA双能X线吸收仪(DXA)测定法DPA和DXA
5、所测量的部位是n腰椎n髋部n大转子测定值反映皮质骨和松质骨各50%股骨颈测量反映皮质骨和松质骨分别为60%和40%Wards三角区主要反映松质骨目前,国际上公认采用DXA测量腰椎与髋部的BMD是诊断骨质疏松症的金标准。双能X线吸收仪(DXA)测定法该测量法的主要影响因素n退行性关节病变n骨质疏松与硬化n严重的压缩性骨折n骨性赘生物双能X线吸收仪(DXA)测定法近年来DXA对早期骨质疏松的诊断有实际意义。国内外广泛应用于骨质疏松的诊断。但因价格昂贵,国内仅部分医院使用,尚难普遍开展。白人妇女骨质疏松诊断标准(WHO)正常:BMD或BMC在正常同性别青年成人平均值的1 标准差(SD)之内骨量减少(
6、低骨量):BMD或BMC在正常同性别青年成人平均值的1 SD2.5 SD之间骨质疏松症:BMD或BMC在正常同性别青年成人平均值的2.5 SD以下严重骨质疏松:BMD或BMC低于在正常同性别青年成人平均值的2.5 SD,并有1个部位的骨折男性骨质疏松症的诊断也可参照此诊断标准计算机断层扫描定量测定法(QCT)QCT测量是检测腰椎(L14或L24)和参照体模同时扫描n经计算机分析,可得出每一个椎体松质骨的BMD值n再计算被测量的3个或4个椎体BMD的平均值n单位:mg/cm3n结果反映真实体积的松质骨BMD计算机断层扫描定量测定法(QCT)单能QCTn测量的准确性受椎体内脂肪含量的影响n测量结果
7、常低于实际的骨矿含量双能QCTn可减少椎体内脂肪含量对测量结果的误差n增加了被测量者接受的放射量计算机断层扫描定量测定法(QCT)QCT的优点n纯粹反映椎体松质骨骨量,能敏感的反映人体的骨量改变QCT的不足之处n该仪器价格昂贵n受试者接受的放射线量较DPA和DXA大n临床应用受到一定的限制外周骨计算机断层扫描定量测定法(PQCT)PQCT分别测量桡骨的皮质骨和松质骨测量精度高,一般误差小于10%有椎体骨折者,皮质骨和松质骨骨量均有下降,以松质骨骨量丢失更明显定量超声检测法(SOS)SOS技术是通过被测定物体对超声的转播速率的吸收(或衰减),以及超声波的反射来反映被测骨的弹性和结构、密度。SOS
8、测量部位有胫骨和根骨等。研究结果表明:SOS所测定的超声速率与骨强度相关。定量超声检测法(SOS)北京协和医院应用定量超声仪2000测定213名健康妇女胫骨,发现nSOS技术测量与DXA测量技术的L24、股骨颈等均呈正相关n骨折组SOS结果明显低于正常组n其预测价值与前臂远端1/3的BMD相似X线检查当骨量减少达总量的30%40%才能在X线上显示n因此X线检查对早期骨质疏松的诊断意义不大当骨质疏松发展到一定程度时,根据目测脊柱形态、骨质密度、皮质薄厚及小梁骨的粗细和多寡等可作为诊断依据。脊柱骨质疏松的X线表现特征骨质透明度增加,如在L45间能看到髂嵴,证明BMD减低小梁骨可见纵向排列,而横向骨
9、小梁消失,证明有早期骨质疏松双邻椎体呈双凹变形椎体楔形改变,尤其是胸椎呈前楔形者, 证明骨质疏松已经发展到一定程度脊柱骨质疏松的X线表现特征椎体压缩许莫(Schmorl)结:椎体呈鱼尾状,骨小梁突入椎体第2、3指关节明显脱钙现象是骨质疏松的早期重要表现X线检查X线检查尽管对骨质疏松发现较晚n但它在一般医院均可进行n它是必要的检查内容之一n价格便宜,方便。骨活检骨组织形态计量是10年来发展起来的一门新技术n可客观地观察和分析骨形态和动力学定量改变n已被用于各种骨病的发生、发展诊断及治疗的研究骨活检原发性骨质疏松症是一种全身性代谢性骨病n各种无创性BMD测定仅能反映全身或局部的骨矿化含量n骨活检能
10、准确地了解骨和前骨质的量、质、结构、骨细胞数目、功能以及骨转化和重建情况骨活检作为一种安全、易行、创伤小的检查方法,在临床、科研中具有不可替代的作用由于骨活检是有创性检查,不容易被所有的病人所接受临床骨活检的指证怀疑骨软化症诊断肾性骨营养不良的分类青年的骨量减少伴有钙代谢异常的骨量减少儿童的遗传性骨病需要命名、分类对某种治疗的评价(如骨软化症)骨转换的生化标志物及临床意义近10年来由于骨转换生化指标、BMD、骨活检这三种检测技术的发展,对骨质疏松症和其它代谢性骨病的认识有了很大的提高骨转换生化指标n可以提供骨形成和骨吸收的动态信息n能查明骨代谢的快速转变n其变化远远早于BMD的改变n无创性n广
11、泛应用于临床骨转换的生化标志物骨形成指标:成骨细胞的产物n碱性磷酸酶、骨源性碱性磷酸酶n骨钙素(BGP)nI型前胶原羟基端前肽(PICP)骨吸收标志物n血抗酒石酸酸性磷酸酶(IRAP)n血I型胶原交联羧基末端肽(ICTP)n尿羟脯氨酸(HYP)n尿半乳糖羟脯酸(GHYL)n空腹尿钙/肌酐比值骨转换的生化标志物其它指标n血清钙n血清磷n24小时尿钙n24小时尿磷n降钙素nPTH骨形成指标:碱性磷酸酶产生部位n成骨细胞的细胞膜上n肝脏n肾脏n小肠n胎盘正常成人血液中的碱性磷酸酶主要来自骨、肝脏血液中骨源性碱性磷酸酶约为碱性磷酸酶总量的50%骨形成指标:碱性磷酸酶测量方法:n最佳的方法:放射免疫法(
12、IRMA)测定骨源性碱性磷酸酶骨形成指标:碱性磷酸酶血液碱性磷酸酶水平n男女两性无差别n其水平随年龄增长而上升n绝经后妇女骨源性碱性磷酸酶明显增高n骨形成水平降低,其水平也降低骨形成指标:碱性磷酸酶骨形成活跃,血液碱性磷酸酶升高的疾病n佝偻病n软骨病n甲状旁腺机能亢进n骨转移癌n骨折n高转换型骨质疏松患者骨形成指标:碱性磷酸酶碱性磷酸酶的半衰期:12天碱性磷酸酶清除途径:n肝n胆汁碱性磷酸酶的正常值n34107 IU/Ln1.54勃氏单位n15金氏单位肾功能衰竭者,其血液浓度不受影响儿童骨骼生长活跃,其正常值比成人高23倍骨钙素(BGP)BGP是骨中含量十分丰富的非胶原蛋白是单链多肽由49个氨
13、基酸组成分子量:5800D由成骨细胞合成、分泌与羟磷灰石有强的亲和力约50%沉着于骨基质,50%进入血液循环确切的功能尚不十分明确BGP的正常值:5.31.5 g/L骨形成指标骨钙素的临床意义人血液中BGP迅速在肾小球滤过,大量的BGP片段可在尿中检测到血液中的BGP水平与青春发育期骨骼生长有关儿童期血液中BGP水平高于成人有报告女性血液中BGP水平高于男性绝经后妇女血液中BGP水平高于绝经前骨形成指标骨钙素的临床意义血液BGP升高的疾病n代谢性骨病,骨转换增高者肾性骨营养不良畸形性骨炎原发性和继发性甲旁亢甲亢肢端肥大症当骨转换降低时,血BGP亦降低n甲旁减骨形成指标I型前胶原羟基端前肽(PI
14、CP)PICP是骨中最丰富的胶原是骨和肌腱中唯一胶原形式占骨基质90%以上血清中PICP水平反映成骨细胞活动和骨形成以及I型胶原合成速率的特异性指标n受肝功能的影响骨形成指标I型前胶原羟基端前肽(PICP)成人血清PICP正常参考值:50200g/Ln婴儿可高达2900g/Ln4岁左右迅速下降n至青春期保持在成人的2倍水平血清PICP增高见于n儿童生长期n妊娠第三期n骨肿瘤n畸形性骨炎n酒精性肝病骨形成指标血抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)TRAP存在于:n骨n前列腺n红细胞n血小板n脾TRAP主要存在于破骨细胞成骨细胞与骨细胞中含量甚少当骨吸收时,TRAP由破骨细胞释放。所以TRAP被认为是骨
15、吸收的一项生化指标骨吸收指标血抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)TRAP的测量n为了保证测量结果的准确性采血样必须避免溶血血样保存温度-80,6个月内测定,结果稳定否则,在采血当日检查!骨吸收指标血抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)TRAP的正常值:7.21.9 IU/L骨吸收疾病时TRAP增高n甲旁亢n肾小管酸中毒n肿瘤骨转移骨吸收降低的疾病时TRAP减低n甲旁减骨吸收指标血I 型胶原交联羧基末端肽(ICTP)ICTP是I型胶原降解期间通过吡啶诺啉交联和释放的I型胶原羧基末端肽在代谢性骨病时有改变n其改变与骨形态计量学和钙动力学相关n与尿脱氧吡啶诺啉交联排量有关在骨溶解时血ICTP增加n骨髓瘤溶骨性
16、骨转移绝经后妇女可增高,补充雌激素时可降低骨吸收指标尿羟脯氨酸(HYP)HYP是人体胶原蛋白的主要成分,约占10%13%尿中HYP50%来自骨n尿HYP测量可反映骨吸收程度,但不特异饮食胶原含量高的食物,如肉皮冻等会影响结果骨吸收指标尿羟脯氨酸(HYP)正常人24小时尿HYP排泄量:19.910.7mg儿童为成人的34倍采用高效液相色谱仪法(HPLC)测定尿HYP特异性较高骨吸收增加的疾病24小时尿HYP排泄量增多n甲旁亢n畸形性骨炎n肾小管性酸中毒n甲亢n肿瘤骨转移n原发性骨质疏松症骨吸收指标尿半乳糖羟脯氨酸(GHYL)所有胶原均含有糖基化残基半乳糖羟脯氨酸(GGHYL)和GHYL两种形式,
17、它们来自胶原的分解n人骨胶原大部分含有GHYLn皮肤主要是GGHYLGHYL是在胶原经过赖氨酸残基改变而转译以后合成的,存在于骨与软组织中。因此GHYL的尿排泄量可能是一个比HYP更敏感的骨吸收指标。骨吸收指标尿半乳糖羟脯氨酸(GHYL)GHYL可采用HPLC方法测定尿中GHYL随年龄的增加而增加在骨质疏松症和肿瘤骨转移者均有增高骨吸收指标空腹尿钙/肌酐比值进晚餐后小肠对钙的吸收一般在5小时内完成后半夜和清晨血钙趋于下降,此时甲状旁腺素(PTH)分泌增多,促使骨钙动员,并释放入血。n因此清晨空腹尿钙升高,主要是来自骨组织,证明骨吸收增加。骨吸收指标空腹尿钙/肌酐比值正常志愿者尿钙/肌酐比值0.
18、45mmol/L尿钙/肌酐比值测定方法价格低廉n但敏感性差尿钙/肌酐比值测定方法对骨吸收明显者有意义骨吸收指标其它指标:血清钙血清钙也是反映骨病变的一项重要指标n在骨吸收增加的疾病,血清钙升高甲旁亢,血清钙升高n骨软化患者,血清钙降低n骨质疏松患者,血清钙一般在正常水平正常人血清钙:2.22.7mmol/L(8.810.7mg/dl)n血清游离钙:1.180.05mmol/L其它指标:血清磷血清磷也是与骨代谢有关的一项指标n在甲旁亢时可出现低血磷n骨软化症血磷可正常也可偏低n骨质疏松症患者血磷无变化正常人血清磷水平:0.971.45mmol/L(34.5mg/dl)n儿童:1.292.10mm
19、ol/L(4.04.5mg/dl)其它指标:24小时尿钙尿钙排泄量与饮食中钙的摄入量具有密切关系n我国人群随意饮食,日进钙量约400600mg时,尿钙排泄量约1.95.6mmol/日(75225mg/日)在骨吸收增加的患者,如甲旁亢,尿钙排泄量增加骨软化症患者尿钙排泄量降低骨质疏松患者尿钙无明显变化儿童尿钙排泄量增加24小时尿钙排泄量:0.1mmol/KG(4mg/KG)其它指标:24小时尿磷尿磷也可反映骨代谢性情况骨吸收增加的患者,如甲旁亢,尿磷排泄量增加骨质疏松患者尿磷无明显变化尿磷测定受饮食等因素的影响24小时尿磷正常值:0.71.5g 其它指标:降钙素(CT)血CT能抑制破骨细胞的骨吸
20、收nCT缺乏会加速骨量的丢失CT兴奋试验发现:在骨量减少和骨质疏松患者,CT储备功能降低,后者更明显其它指标:甲状旁腺素(PTH)血清PTH浓度随年龄增加而增高30%或更多当血钙降低时,血清PTH升高血清PTH升高还见于甲旁亢在老年性骨质疏松患者也存在甲状旁腺功能亢进骨折危险性评估骨折危险性评估骨质疏松的流行病学 1我国60岁以上的老龄人口已达1.3亿在华北、华东、华南、西南及东北五大区对40岁以上的汉族人群5602人的调查结果显示n骨质疏松患病率:12.4%男性:8.5%女性:15.7%全球大约有2亿人口患骨质疏松症北欧瑞典与丹麦老年人髋部骨折发生率和脑卒中的发生率相近骨质疏松的流行病学 2
21、美国绝经妇女有1/4发生骨质疏松性骨折60岁以上妇女,年龄每增加5岁,骨折发生率将增加1倍张向明等调查60岁以上老年骨折2242例,髋部骨折21.41% WHO预测:2050年全球半数以上妇女髋部骨折将发生在亚洲。骨质疏松性骨折已成为全球所面临的影响健康的重要问题骨质疏松性骨折的常见部位骨折是骨质疏松症的主要并发症在脊椎骨折与四肢骨折中,脊椎骨折的发生率高骨折与骨量丢失及微结构破坏密切相关n在体重的重力作用下,即可导致脊椎变形、压缩骨折n女性的发生率高于男性骨质疏松性骨折的常见部位北京地区的调查结果(50岁以上的妇女)n脊椎骨折的患病率为15%5059岁组仅4.9%80岁以上组高达36.6%骨
22、质疏松性骨折的常见部位骨折的其它好发部位n肱骨n桡骨远端n踝部n髋骨四肢也是老年人骨质疏松性骨折的常见部位髋部骨折造成较高的病死率和致残率,对老年人的危害最大肱骨远端、桡骨远端骨折约占老年人骨折的1/3。骨密度测定对骨折危险性的评估BMD测定有利于预测早期骨量减少导致骨折发生的可能性以及监测给予防治药物后的骨量改变。骨量测定是预测骨折危险性准确性最高的指标。n该检测方法快速、准确、安全、无痛苦。国际学者确认:测量任何部位的BMD对身体各部位骨折都是一样有效的预测指标骨质疏松、骨折的危险因素年龄(尤其65岁)40岁以后有脆性骨折史早绝经(45岁以前停经)身高比年轻时缩短4cm或每年缩短2cm长期低钙摄入过度摄入咖啡因类固醇激素应用超过23个月低体重骨密度测定对骨折危险性的评估DXA测量股骨近端BMD对预测髋部骨折危险性优于其它部位的测量骨超声速率(SOS)由于能反映BMD、骨弹性、和骨的微结构,所以能预测椎骨骨折的危险性BMD的测定在诊断骨质疏松的同时,有作者提出骨折阈值:nBMD同性别正常青年人-23 SD股骨颈处BMD减少1 SD,骨折危险性增加2.5倍骨质疏松病人发生脆性骨折病变程序骨量丢失骨质量下降骨皮质变薄骨微结构破坏骨刚度下降骨弹性下降骨强度下降脆性骨折体重、外伤、暴力老年人视力下降 听力下降神经系统功能下降运动系统功能下降外伤、跌到机率增加功能不协调