Denzitometrie

From WikiSkripta



Denzitometrie je metoda, která určuje hustotu minerálů v kosti (Bone mineral density-BMD) a hustotu kostní tkáně. Vše je vyhodnoceno především na základě množství kalcia v kostech. Vyšetřovací metoda je rychlá, pacienta nezatěžuje a je bezbolestná. Díky denzitometrickému vyšetření je lékař schopen odhadnout, jak velká jsou rizika zlomenin spojených s osteoporózou.

Fyzikální princip RTG kostní densitometrie[edit | edit source]

Princip denzitometrie: bodové měření optické hustoty.

Absorpce EM záření[edit | edit source]

Při interakci rtg záření, což je druh elektromagnetického záření o vlnových délkách mezi 10 nm až 1 pm, s tkání dochází ke dvěma jevům, díky kterým se snižuje intenzita procházejícího záření. Prvním z nich je fotoelektrická absorpce. Při tomto jevu dojde k předání celé energie fotonu RTG na elektron atomu v tkáni. Druhým jevem, ke kterému dochází, je Comptonův rozptyl. Zde dochází k předání pouze části kinetické energie elektronu a foton díky tomu změní svůj směr a má nižší energii.

Pro intenzitu monoenergetického záření procházejícího materiálem (v našem případě tkání) existuje vztah

I_r = I_i{}^{(-vx)},

kde Ir je intenzita prošlého záření (transmitted), Ii je intenzita záření v před průchodem (incident), ν je charakteristika materiálu tzv. lineární absorpční koeficient a x je tloušťka tkáně.

Lineární absorpční koeficient je závislý na hustotě materiálu, na počtu elektronů ve slupce jednotlivých atomů (tzn. na chemickém složení) a také na původní energii fotonů. Důležité je uvědomit si, že v těle je více druhů tkání, které mají odlišné charakteristiky. Většina měkkých tkání má podobný absorpční koeficient. Minerální složka kosti je tvořena hydroxyapatitem, který má absorpční koeficient výrazně odlišný (atomy fosforu a vápníku). Organická složka kosti jako je dřeň a kolagenní síť jsou považovány za měkkou tkáň.

Pokud tedy počítáme s rozdílem v koeficientech měkké tkáně a minerální složky kosti, lze vytvořit vztah pro intenzitu procházejícího záření

I_r = I_i{}^{(-v_bx_b-v_sx_s)},

kde index b označuje kostní minerální složku (bone mineral) a index s označuje měkkou tkáň (soft tissue).

Tloušťku x lze nahradit tzv. plošnou hustotou, vycházíme-li ze vztahu

x = \frac{1}{\rho}\frac{m}{A},

kde ρ je hustota, m je hmotnost tkáně a A je plocha svazku paprsků. Díky tomu lze nahradit součin νx součinem µM, kde µ (ν/ρ) je hmotnostní absorpční koeficient a M (m/A) je již zmíněná plošná hustota.

Jednoenergiová denzitometrie[edit | edit source]

Při použití fotonů o jedné energie stále zůstává problém jedné rovnice a dvou neznámých (plošná hustota minerální složky kosti a měkké tkáně). Při využití jednoenergiové se měřená část těla ponoří do vody v nádobě o přesně známých rozměrech. Díky tomu vypadne z rovnice jedna neznámá, protože absorpční koeficient vody a měkké tkáně je téměř totožný a díky tomu známe přesný rozměr xs.

Zjištění plošné hustoty minerální složky kosti docílíme tím, že první měření se provede skrz vodu, měkkou tkáň a kost a druhé měření těsně vedle kosti. Tím pádem jsme schopni porovnat rozdíl a tím pádem zjistit požadované parametry kosti (plošná hustota minerální složky kosti, případně i lineární hustotu minerální složky kosti).

Dvouenergiová denzitometrie[edit | edit source]

Při použití fotonů o dvou různých energiích odpadá potřeba ponořovat část těla do vody. Dvojím měřením při dvou energiích zářeních lze totiž porovnat výsledky, pomocí modifikované rovnice pro intenzitu procházejícího záření, a díky tomu zjistit opět požadované parametry kosti. Pro dvouenergiovou denzitometrii se v počátcích používali přirozené radioaktivní zářiče emitující dvě diskrétní energie (např. 153Gd, fotony o 44 keV a 103 keV). Díky časové, finanční a (především) bezpečnostní náročnosti se ale přešlo na generování fotonů pomocí RTG trubice.

Kvantitativní výpočetní tomografie[edit | edit source]

Kvantitativní výpočetní tomografie spojuje možnosti moderních zobrazovacích technik (CT, případně i MRI) a technik a principů klasické RTG denzitometrie. Díky tomu je měření přesnější, protože lze kost vyšetřovat jako celek a díky tomu zjistit některé lokální fenomény, případně se vyhnout chybě, protože jsme schopni zjistit kde přesně měříme. V rámci jedné kosti se totiž charakteristika minerální složky mění díky anatomické stavbě (rozdíl mezi kompaktou a spongiózou atd.).

Denzitometrické metody[edit | edit source]

Rentgenová denzitometrie[edit | edit source]

Dvouenergiová rentgenová absorpciometrie neboli DXA (dual-emission X-ray absorptiometry), je standardní pro vyšetření a sledování osteoporózy. Rentgenový denzitometr používá slabé rentgenové záření o dvou energiích. Každá energie záření je jinak pohlcena kostí a jinak svalovinou a tukem. Toto pravidlo zajišťuje přesné odlišení kosti od okolní měkké tkáně. V praxi se hustota kostní hmoty měří obvykle ve dvou místech, zpravidla to bývá bederní páteř a horní část stehenní kosti.

Toto vyšetření trvá několik minut – pacient leží na speciálním lůžku, je oblečen, a skener zachycuje jednu nebo více oblastí kosti. 

Kvantitativní výpočetní tomografie QCT[edit | edit source]

Umožňuje měření objemu kostní hmoty, hodnotí se v oblasti hlavice kosti stehenní či bederní páteře. Tato metoda je nákladnější a představuje pro vyšetřovaného vyšší radiační zátěž.

Ultrazvuková denzitometrie[edit | edit source]

Kvantitativní ultrasonometrie neboli QUS (quantitative ultrasound), se zakládá na měření ultrazvukových vln po průchodu vyšetřovanou oblastí, tělo tak není vystaveno radiační zátěži. Přináší informace o množství kostní hmoty, ale také o kvalitě a struktuře kosti. Toto vyšetření nestačí pro diagnostiku osteoporózy ani pro sledování účinnosti léčby. Metodu vždy musíme posuzovat v kombinaci s rentgenovou denzitometrií.

Vyšetření denzitometrem nezatěžuje vyšetřovaného. V den vyšetření se může normálně jíst, ale neměli by se brát potravinové doplňky nebo léky obsahující vápník. Před vyšetřením odložte šperky, kovové předměty a brýle, aby nebyl výsledek vyšetření zkreslen. V průběhu těhotenství nelze provést denzitometrické vyšetření.

Údaje, které získáme vyšetřením posoudí radiolog (lékař specializovaný na provádění a hodnocení rentgenových vyšetření). Výsledky pak pošle lékaři, který vyšetření předepsal.

Denzitometr[edit | edit source]

Toto vyšetření vždy provádí lékař na specializovaném radiologickém pracovišti ve větší nemocnici. Existují dva typy denzitometrů:

Centrální denzitometr se skládá z velké ploché desky a pohyblivého ramena, které je nad ní. Sleduje se hustota kostí páteře a pletence pánevního.

Centrální rentgenový denzitometr

Periferní denzitometr je zařízení menší. Pacient zde vkládá ruku do přístroje o velikosti malé krabice. Měří se hustota kostí zápěstí, paty nebo prstů. Přestože přístroj pracuje na bázi rtg záření, dávky jsou velice nízké a přístroj nepotřebuje být umístěn ve speciálně chráněné místnosti.

Výsledky vyšetření T-skóre a Z-skóre[edit | edit source]

O hustotě kostí vypovídají dva výsledky zvané T-skóre a Z-skóre. Odchylku výsledku vašeho vyšetření od tabulkové hodnoty kostní minerální denzity určuje T-skóre. Tabulkovou hodnotou se myslí výsledky zdravých mladých jedinců stejného pohlaví. Výsledná hodnota nám určuje stav našich kostí. Pokud je menší než -1, jedná se o normální výsledek. V rozmezí -1 až -2,5 hovoříme o tak zvané osteopenii (=stupeň osteoporźy), což je první stádium řídnutí kostí. O osteoporóze (= onemocnění kostní tkáně, které vede ke zvýšené křehkosti kostí. V důsledku tohoto jevu dochází u lidí trpících tímto onemocněním k četnějším zlomeninám.) mluvíme, pokud zjistíme hodnotu T-skóre nižší než -2,5. Každý pokles této hodnoty o 1 směrodatnou odchylku zvyšuje riziko zlomeniny dvojnásobně. Pro porovnání vašeho výsledku vyšetření hustoty kostní hmoty s průměrnými hodnotami osob stejné věku i pohlaví slouží tzv. Z-skóre.

Tyto výsledky umožňují lékaři přesně stanovit diagnózu. Může pak pacientovi doporučit režimová opatření a zahájit léčbu. Pokud vyšetření předepíše ošetřující lékař, který má pacienta v péči pro kostní chorobu, v souladu s existujícím Seznamem zdravotních výkonů, pak je plně hrazeno z veřejného zdravotního pojištění. Zde jsou odbornosti lékařů, kteří můžou toto vyšetření předepsat: revmatologie, dětská revmatologie, ortopedie, traumatologie, vnitřní lékařství, gynekologie a porodnictví, dětská gynekologie, endokrinologie. Za určitých okolností to může být také praktický lékař. Vyšetření můžete také obsolvovat na vlastní náklady. Celotělová denzitomertie se provádí na specializovaných pracovištích a její cena se pohybuje okolo 500 Kč.

Indikace k vyšetření[edit | edit source]

  • Pacienti s anamnézou zlomeniny způsobenou neadekvátně malou úrazovou silou.
  • Pacienti se zlomeninou obratle neúrazového původu.
  • Pacienti s dlouhodobou léčbou kortikoidy nebo jinými léky, které snižují množství kostní hmoty.
  • Pacienti se zvýšenou funkcí příštitných tělísek (hyperparatyreózou) nebo dalšími chorobami spojenými se ztrátou kostní hmoty.
  • Ženy po menopauze – především pokud mají další rizikový faktor jako např. kouření, dědičnost, ženy po 65 letech, bolesti zad, imobilizace, poruchy štítné žlázy atd.
  • Ženy po hormonální léčbě.

Zdroje[edit | edit source]

  • NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA. Medicínská biofyzika. 1. vyd. Praha: Grada, 2005, 524 s. ISBN 978-802-4711-522.
  • IAEA Human health series No.15. 2010. Austria: IAEA, 2010. ISBN 978-92-0-110610-0.