Podwójna absorpcjometria rentgenowska i laser

Podwójna absorpcjometria rentgenowska i laser
Zamiar	badania gęstości kości w celu oceny osteoporozy

Podwójna absorpcjometria rentgenowska i technika laserowa (DXL) w zakresie badań gęstości kości w ocenie osteoporozy jest udoskonaleniem Techniki DXA , dodając dokładny laserowy pomiar grubości skanowanego obszaru. Dodanie grubości obiektu dodaje trzeci wkład do dwóch promieniowania rentgenowskiego wykorzystywanych przez DXA, lepiej rozwiązując równanie dla kości i wydajniej wykluczając te składniki tkanek miękkich.

Tło

Ciało składa się z trzech głównych składników: mineralnych kości , beztłuszczowej tkanki miękkiej (skóra, krew, woda i mięśnie szkieletowe) oraz tkanki tłuszczowej (tłuszcz i żółty szpik kostny). Te różne składniki mają różne tłumienia promieniowania rentgenowskiego . Standard w badaniu gęstości mineralnej kości, opracowany w latach 80. XX wieku, nazywa się podwójną absorpcjometrią rentgenowską , znaną jako DXA. Technika DXA wykorzystuje dwa różne poziomy energii promieniowania rentgenowskiego do oszacowania gęstości kości . Skany DXA zakładają stałą zależność między ilością beztłuszczowej tkanki miękkiej i tkanki tłuszczowej. Takie założenie prowadzi do błędów pomiarowych, co ma wpływ zarówno na dokładność, jak i precyzję.

Aby zredukować błędy tkanek miękkich w DXA, pod koniec lat 90. zespół szwedzkich naukowców pod kierownictwem prof. Ragnara Kullenberga opracował technologię DXL. Dzięki technologii DXL obszar zainteresowania jest skanowany za pomocą promieni rentgenowskich o niskiej i wysokiej energii, tak jak w przypadku skanowania DXA. Udoskonalenie DXA z DXL polega na tym, że dla każdego piksela skanowanego przez DXA dokładna grubość mierzonego obiektu jest również mierzona za pomocą laserów. Wyniki DXL pozwalają na dokładniejsze oszacowanie gęstości kości przy użyciu trzech oddzielnych danych wejściowych (niska i wysoka energia promieniowania rentgenowskiego oraz grubość) zamiast dwóch dla każdego piksela w obszarze pomiarowym.

DXL - Opis techniczny

Stosując technikę DXL, dla każdego punktu pomiarowego (lub piksela) stosuje się następujące równania:

N1 = N01⋅exp(-(νb1⋅tb⋅σb + νs1⋅ts⋅σs + νf1⋅tf⋅σf))

N2 = N02⋅exp(-(νb2⋅tb⋅σb + νs2⋅ts⋅σs + νf2⋅tf⋅σf))

T = tb + ts + tf

Gdzie:

• N1 i N2 to wykryte liczby rentgenowskie po przejściu przez obszar zainteresowania.
• N01 i N02 to wykryte liczby rentgenowskie pobrane z wewnętrznego fantomu.
• tb, ts i tf to odpowiednio grubość kości (b), beztłuszczowej tkanki miękkiej (s) i tkanki tłuszczowej (f).
• T jest całkowitą grubością w punkcie pomiarowym.
• νb1, νs1 i νf1 to współczynniki tłumienia promieniowania rentgenowskiego dla każdego składnika przy niskim poziomie energii promieniowania rentgenowskiego.
• νb2, νs2 i νf2 to współczynniki tłumienia promieniowania rentgenowskiego dla każdego składnika przy wysokim poziomie energii promieniowania rentgenowskiego.
• σb, σs i σf to odpowiednio gęstość kości, beztłuszczowej tkanki miękkiej i tkanki tłuszczowej.

tb * σb to nieznana gęstość kości, którą chcemy obliczyć, np. masa powierzchniowa (g/cm2).

Technologia DXL stosowana w praktyce klinicznej

Densytometria kości DXL Calscan

Technika DXL jest stosowana w systemie do densytometrii kości DXL Calscan , produkowanym i sprzedawanym przez firmę Demetech AB, Täby, Szwecja. Wiele opublikowanych badań oceniało technikę DXL przy użyciu systemu DXL Calscan, który skanuje piętę pacjenta. Kilka opublikowanych badań dotyczących złamań wykazało, że skany pięty za pomocą DXL Calscan mają zdolność przewidywania złamań równie dobrze lub lepiej niż technika DXA skanująca biodro.

Bibliografia

Strona Demetech AB