[摘要]随着计算机技术的高速发展,先进的新一代微处理器能够克服以往的问题,使我们能够使光子吸收法在骨矿物质测量中得到广泛的应用。在软件编辑上采用多种算法,友好的人机界面,简便易懂。能够做到对原发性、继发性骨质疏松、结缔组织疾病、钙磷平衡障碍、营养代谢疾病的早期诊断,可广泛地应用于核医学、内分泌科、妇产科、骨科、老年病科、康复科、儿科、检测科等。
1 引言
随着社会经济的高速发展,人们生活水平的快速提高,人类对自身健康的标准同以往也有所不同。许多以往人们并不十分重视的环节也逐步地得到人们的重视。疾病是人类的大敌,许多疾病都会导致骨矿物质的丢失,骨矿物质的缺乏又会导致多种疾病。而骨矿物质的缺乏及其应用的后果,在各个年龄段中以老年人和儿童为重,胎儿在母体中骨矿物质的缺乏,会导致胎儿骨胳发育不良,引起先天性佝偻病及先天性智力低下。而母体骨矿物质的缺乏会引起腰疼、腿疼、手足抽搐及牙齿脱落等,严重时会导致骨质软化症、骨盆变形,造成难产。据不完全统计0-15岁的儿童有94%存在不同程序的钙、磷含量不足。而老年人90%的骨折是由于骨矿物质的遗失而导致骨质疏松所引起的。这其中以老年妇女为重。文献报道数百例正常男女骨内矿物质测定结果证明,年龄对骨矿物质有明显的影响。以妇女腰锥L2-L4为准约含有骨小梁骨60%,成年后每年约失0.8%,绝经后加速到3-8%,妇女在成年期中约丢失骨矿物质2%,其中60%是停经10年内丢失的。
在已知男女的L2-L4的骨阀值为0.98mg/cm2(±2SD),低于此值的病人,90%可能发生一个或多个锥体压缩性骨折。然而,骨矿物质的过度补充,又会引起骨质钙化,影响正常的发育。因此极早的进行预防性的治疗,适量地钙、磷补充是必要的。随着非创伤性诊断技术的迅猛发展,骨矿物质含量测量技术也得到极大的提高。国内外大多采用以下几种非创伤性诊断技术测定骨矿物质含量,以下就其性能作一下比较。
测量骨矿物质含量方法比较：
据1984年颁布的《放射卫生防护基本标准》(GB4792-84),个人年剂量当量应低于10mrad。而单能量光子吸收法其测量部位在手臂,躯体接受的放射线可忽略,此时没有散射,适合对被测人进行间段性测量、监视病情发展。对未成年儿童尤为适合。从上述可见,光子吸收法具有良好的精确度和可靠性。
2 系统构成
3 系统原理
以低能核素(241Am)作为放射源,把被测骨(前臂)置于探测器下,然后,起动驱动机构使放射源与控头同步运动,测量透过骨胳的射线量,根据透过率计算单位面积的骨矿物质质量,并通过计算公式求出单位长度的骨盐量g/cm。打印输出尺骨、桡骨的骨盐分布曲线和各种参数。
光子穿过人体软组织和骨胳的光子通量密度计算公式。
RST值是扫描区内所有骨外测量点的平均值。
本含仪器基本上分为二部分:一是射线探测器,实际上是一种能量转换器,由它将射线能量转换成可以记录的电脉冲信号;二是信号采集和处理部分,它由586计算机完成。
1.探头由闪烁体(碘化钠(铊)薄壁井形晶体)、光电倍增管组成。探测效率可达到91%,本底可小于30cpm。光电倍增管是利用光电效应和二次电子发射原理制成的,光电倍增管的工作电压为800-1500V,放大倍数为108-109。
2.前置放大器:从光电倍增管阳极输出的信号一般都比较微弱,采用具有输入阻抗低、输出阻抗高的新一代集成化的射极跟随器,具有良好的跟随特性,电路的输入、输出呈线性,射极跟随器虽无电压放大作用,但具有良好的功率驱动作用,很适合与光电倍增管配合工作。主放大器采用新型的低温漂、高共模抑制比的集成放大器,从电路设计上具有极大的改善。
3.整型滤波电路:整型滤波电路我们新的设计构象,它是一种能将杂波基本滤掉,并把不同幅度的输入电压加以甄别分组,并按不同范围加以记录的电路。若脉冲幅度小于下限甄别分阀或大于上限甄别阀,则整个电路无输出。这个任务由反符合电路完成。只有脉冲幅度在道宽范围内的信号,才补记录下来,从而减小了误差,使整个系统精度大大提高。
4.586计算机直接完成数据采集工作,去除中间环节,提高可靠性。采用最新的数字滤波算法,进一步提高系统的抗干扰能力。再加上功能强大的专家系统,可以自动分析、处理数据,自动地对很多疾病作出早期诊断。如原发性骨质疏松、继发性骨质疏松、结缔组织疾病、钙磷平衡障碍、营养代谢等等。
4 主要技术指标及参数
1.扫描长度 3-8cm
2.精确度<3%
3.准确度<4%
4.稳定性连工作8小时,校准器BMC的相对百分误差<6%
5.电源220V 50HZ
6.586计算机内存16M 硬盘2.1G
7.电机24V直流电机
8.放射源241Am3.7*10Bq
5 结论
随着计算机技术的高速发展,先进的微处理器、集成放大器、强大的专家系统和数据库管理系统、采用友好的人机界面,便于操作人员使用。可以以低廉的价格,完成强大的功能。能够自动地对原发性、继发性骨质疏松、结缔组织疾病、钙磷平衡障碍、营养代高等等疾病作出早期诊断,可广泛地应用于核医学、内分泌科、妇产科、骨科、老年病科、康复科、儿科、检测科等。通过数据管理程序,可综合测量数据,普查地区人群骨盐含量,掌握第一手的准确资料。
