二重エネルギーX線吸収測定法

二重エネルギーX線吸収測定法
OPS-301 コード	3-900
[Wikidataで編集]

二重エネルギーX線吸収測定法（DXA、またはDEXA ^{[1] ）は、}スペクトル画像を用いて骨密度（BMD）を測定する方法です。異なるエネルギーレベルの2本のX線ビームを患者の骨に照射します。軟部組織の吸収を差し引くと、各ビームの骨による吸収から骨密度（BMD）を判定できます。二重エネルギーX線吸収測定法は、最も広く使用され、最も徹底的に研究されている骨密度測定技術です。

DXA スキャンは、骨粗鬆症の診断と経過観察によく使用されますが、核骨スキャンは、骨が感染症、骨折、または腫瘍から治癒しようとしている特定の骨代謝疾患に敏感です。また、体組成を評価するために使用されることもあります。

軟組織と骨は、X 線に対する減衰係数が異なります。人体を通過する 1 本の X 線ビームは、軟組織と骨の両方で減衰するため、1 本のビームから骨による減衰の程度を判断することはできません。ただし、減衰係数は X 線のエネルギーによって変化し、重要なことに、減衰係数の比率も変化します。DXA では、2 種類の X 線エネルギーを使用します。適切な重み付けにより、2 種類の総吸収量の差を利用して軟組織による吸収量を差し引き、骨密度に関連する骨による吸収量のみを残すことができます。

DXAスキャナの1つのタイプは、管電圧80 kVのセリウムフィルタを使用し、有効光子エネルギーは約40 keVと70 keVになります。^[2]また、管電圧100 kVのサマリウムフィルタを使用するDXAスキャナタイプもあり、有効エネルギーは47 keVと80 keVになります。 ^[2]また、管電圧は、電源周波数と同期して低い値（たとえば70 kV）と高い値（たとえば140 kV）の間で連続的に切り替えることができ、有効エネルギーは45 keVと100 keVの間で交互に切り替わります。^[2]

二重X線吸収測定法とレーザーの組み合わせにより、レーザーを使用してスキャン領域の厚さを測定し、軟部組織内の痩せた軟部組織と脂肪組織のさまざまな割合を制御できるようになり、精度が向上します。

米国予防サービスタスクフォースは、 65歳以上の女性はDXAスキャンを受けることを推奨しています。^[3]男性が検査を受けるべき時期は不明ですが^[3]、70歳を推奨する情報源もあります。^[4]リスクのある女性は、リスクが通常の65歳の女性と同等になったら、スキャンを受けることを検討する必要があります。

個人のリスクは、シェフィールド大学のFRAX計算機を使用して測定できます。この計算機には、脆弱性骨折の既往、グルココルチコイドの使用、ヘビースモーカー、過度のアルコール摂取、関節リウマチ、親の股関節骨折の既往、慢性腎臓病および肝臓病、慢性呼吸器疾患、フェノバルビタールまたはフェニトインの長期使用、セリアック病、炎症性腸疾患、その他のリスクなど、さまざまな臨床リスク要因が含まれています。^[3]

世界保健機関は、白人女性の骨密度に基づいて以下のカテゴリーを定義しています。

骨密度は、多くの場合、T スコアまたは Z スコアとして患者に伝えられます。AT スコアは、骨密度がピークにある同じ性別の若い成人と比較した患者の骨密度を示します。正常な T スコアは -1.0 以上、低骨密度は -1.0 から -2.5、骨粗鬆症は -2.5 以下です。AZ スコアは、患者の骨密度を、その年齢と体重の男性または女性の平均骨密度と比較したものです。

WHO委員会は男性や他の民族グループの定義を作成するのに十分なデータを持っていなかった。^[5]

DXA を使用して子供の骨量を評価する場合は、特別な考慮が必要です。具体的には、子供の骨密度を成人の基準データと比較すると (T スコアを計算するため)、子供の骨密度は完全に成長した成人よりも少ないため、子供の BMD が過小評価されます。これは、子供の骨減少症の過剰診断につながります。骨ミネラル不足の過大評価を避けるために、BMD スコアは、通常、同じ性別と年齢の基準データと比較されます ( Z スコアを計算することにより)。

また、年齢以外にも、DXA で測定された BMD の解釈を混乱させるとされる変数があります。重要な混乱変数の 1 つは骨の大きさです。DXA は、背の高い被験者の骨ミネラル密度を過大評価し、背の低い被験者の骨ミネラル密度を過小評価することがわかっています。このエラーは、DXA が BMD を計算する方法に起因します。DXA では、骨ミネラル含有量 (スキャンされる骨による X 線の減衰として測定) が、スキャンされる部位の面積 (これも機械によって測定) で除算されます。

DXA は面積を使用して BMD (aBMD: 面積骨密度) を計算するため、質量を体積で割った真の骨密度を正確に測定しているわけではありません。DXA BMD を体積骨密度と区別するために、研究者は DXA BMD を面積骨密度 (aBMD) と呼ぶことがあります。骨の大きさの違いによる交絡効果は、骨密度の計算で深さの値が欠落していることに起因します。DXA 技術は体積の推定に問題があるにもかかわらず、骨のミネラル含有量のかなり正確な測定値です。この欠点を修正する方法には、DXA による投影面積の測定値から近似値を計算する方法があります。このように調整された DXA BMD の結果は骨見かけ密度 (BMAD) と呼ばれ、骨ミネラル含有量と骨の体積の立方体推定値の比率です。 aBMD の結果と同様に、BMAD の結果は骨の体積の近似値を使用するため、実際の骨密度を正確に表すものではありません。BMAD は主に研究目的で使用され、臨床現場ではまだ使用されていません。

定量的コンピュータ断層撮影(QCT)などの他の画像技術は骨の体積を測定できるため、DXA の結果のように骨の大きさによる交絡効果の影響を受けません。

患者にとって、BMD 測定を毎回同じ機械、または少なくとも同じメーカーの機械で繰り返し行うことが重要です。機械間の誤差や、あるメーカーの標準から別のメーカーの標準に測定値を変換しようとすると、測定の感度が失われるほど大きな誤差が生じる可能性があります。^{[引用が必要]}

患者がストロンチウムサプリメントを摂取している場合は、DXAの結果を調整する必要がある。^{[6] [より良い情報源が必要] [7]}

DXA は海綿骨スコアの測定にも使用できます。

DXAは、安価で入手しやすく、使いやすく、成人の骨密度を正確に推定できると考えられているため、これまでのところ骨密度測定に最も広く使用されている技術です。^[8]

国際臨床骨密度測定学会(ISCD)の公式見解は、患者が骨量減少を誘発する可能性のある状態にある場合、骨量減少を引き起こすことが知られている医薬品を処方される予定の場合、または治療を受けていて監視が必要な場合、患者は骨密度検査を受けることができるというものである。ISCD は、骨密度と子供の骨折リスクの間には明確に理解されている相関関係はなく、骨密度測定基準に基づいて子供の骨粗鬆症の診断を行うことはできないと述べている。T スコアは子供には禁止されており、DXA レポートにも記載されるべきではない。したがって、成人の骨粗鬆症および骨減少症の WHO 分類は子供には適用できないが、Z スコアは診断の補助として使用できる。^[9]

一部の診療所では、栄養性くる病、狼瘡、ターナー症候群などの小児患者に対してDXAスキャンを日常的に実施している場合があります。^{[10] DXAは、骨格成熟度[11]}と体脂肪組成^[12]を測定できることが実証されており、薬物療法の効果を評価するために使用されています。^[13]また、小児科医が小児の骨量獲得障害を診断し、治療をモニタリングする際にも役立ちます。^[14]

しかし、DXAは小児科ではまだ初期段階にあるようで、DXAには限界や欠点があることが広く認識されています。診断目的のDXAスキャンは専門施設以外では実施すべきではないという見解^[15]があり、これらの施設以外でスキャンを行った場合は、その分野の専門家に相談せずに解釈すべきではありません。^[15]さらに、骨量が少ない成人に投与される医薬品のほとんどは、厳密に監視された臨床試験でのみ小児に投与できます。

DXAで測定された全身カルシウムは、成人では体内中性子による 全身カルシウムの活性化を用いて検証されている^{[16] [17]}が、これは小児には適しておらず、小児サイズの動物で研究が行われている。^{[16] [17]}

DXAスキャンは、いくつかの重要な注意点があるものの、体全体の組成と脂肪含有量を、静水体重計に匹敵する高い精度で測定するためにも使用できます。 ^{[18] [指定]} DXAスキャンからは、低解像度の「脂肪影」画像も生成され、体全体の脂肪分布の全体的な印象を与えます。^[19] DXAは、ミネラルと除脂肪軟部組織（LST）を非常に正確に測定しますが、DXAが実際に測定するLSTおよび/または体細胞量（BCM）から脂肪量を差し引いて間接的に脂肪量を計算する方法のため、歪んだ結果をもたらす可能性があることが示唆されています。^[20]

DXAスキャンは、家族性部分性脂肪異栄養症などの異常な脂肪分布を伴う疾患の診断に有用なツールとして提案されている。^{[21] [22] [19]}また、特に臨床研究を行うために、小児の肥満を評価するためにも使用されている。^[23]

DXAはX線を使用して骨密度を測定します。現在のDEXAシステムの放射線量は少なく、^{[24] 0.001} mSvと低く、標準的な胸部X線や歯科X線よりもはるかに低いです。^{[25] [26]}しかし、古いDEXA放射線源（X線発生器ではなく放射性同位元素を使用）による線量は35 mGyにも達することがあり、^{[27] [28] [29]}放射線健康基準ではかなりの線量と見なされています。

DXA オペレーターの質は大きく異なります。DXA は放射線量が低いため、他の放射線ベースの画像技術のように規制されていません。米国の各州は、DXA 機器の操作に必要な認定資格について異なる方針を持っています。たとえば、カリフォルニア州ではコースワークと州が実施するテストが必要ですが、メリーランド州では DXA 技術者に要件はありません。多くの州では、国際臨床密度測定学会 (ISCD) のトレーニング コースと認定資格が必要です。

オーストラリアでは、規制は該当する州や地域によって異なります。たとえば、ビクトリア州では、DXAスキャンを行う個人は、骨密度計の安全な使用に関する認定コースを修了する必要があります。^[30]ニューサウスウェールズ州とクイーンズランド州では、DXA技術者は科学、看護学、またはその他の関連する学部課程の事前学習のみを必要とします。環境保護庁（EPA）が技術者のライセンスを監督していますが、これは厳格とはほど遠く、規制は存在しません。^[要出典]

ウィキメディア・コモンズには、二重エネルギーX線吸収測定法に関連するメディアがあります。

• 骨密度の非侵襲的検査の説明
• RSNAからの患者向け情報
• 骨密度測定の説明