淺談骨密度儀臨床應用質(zhì)量控制

時間:2022-09-27 03:07:14

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[摘要]目的:探討雙能X射線骨密度儀在測量及診斷應用中的質(zhì)量控制方案。方法:通過查閱文獻、規(guī)范和標準,從雙能X射線骨密度儀的系統(tǒng)誤差、隨機誤差、操作誤差以及不同醫(yī)師骨質(zhì)疏松診斷標準的差異4個方面,分析骨密度儀檢測結(jié)果產(chǎn)生差異的影響因素,制定雙能X射線骨密度儀應用質(zhì)量控制措施。結(jié)果:雙能X射線骨密度儀在臨床應用中,應嚴格執(zhí)行日常質(zhì)量控制措施,規(guī)范操作流程,定期進行計量校準,建立不同品牌骨密度儀測量結(jié)果換算公式,以保證骨密度儀在高精度、高準度下運行的關(guān)鍵因數(shù)。結(jié)論:對雙能X射線骨密度儀的臨床應用進行質(zhì)量控制,有利于保證診療質(zhì)量,降低骨質(zhì)疏松誤診漏診率,對醫(yī)院正常使用雙能X射線骨密度儀具有指導作用。

[關(guān)鍵詞]雙能X射線骨密度儀;誤差;質(zhì)量控制;規(guī)范操作流程

隨著雙能X射線骨密度儀的不斷應用發(fā)展,骨質(zhì)疏松的診出率也不斷提升,但臨床仍發(fā)現(xiàn)有不少的骨質(zhì)疏松癥被漏診和誤診。依據(jù)國家計量檢定規(guī)程《X、γ射線骨密度儀》(JJG1050-2009)[1]進行計量檢定,均滿足上述規(guī)范要求,設備檢定結(jié)果為合格。醫(yī)學上的骨密度就是測量人體骨鹽,主要由鈣和磷兩種無機物組成,存在形式為高度結(jié)晶形成的羥磷灰石[2]。常用的有骨礦物質(zhì)含量(bonemineralcontent,BMC)和骨密度(bonemineraldensity,BMD)這兩個概念。BMC骨礦含量是指沿骨軸線方向,每厘米骨段所含的骨礦物質(zhì),包括骨的礦物質(zhì)量和有機質(zhì)量,單位為g/cm;BMD是指垂直測量射線入射方向上單位面積骨的礦物質(zhì)面密度,單位g/cm2,一般小數(shù)點后保留三位數(shù)。通過定義可以看出采用“骨密度”這一醫(yī)學概念可以避免不同位置的骨寬差異,使得同一骨段不同掃描位置的數(shù)據(jù)具有可比性,并可用于不同個體、群體間的比較以及標準值范圍的建立。

1BMD的定義與診斷判定依據(jù)

醫(yī)學BMD診斷分級中,使用T值和Z值將被測者測量數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中他人結(jié)果進行比較計算,根據(jù)結(jié)果對骨質(zhì)流失進行判斷,提出相應的治療方案。其中T值表示被測人的BMD與同性別年輕人的對照組之差別;Z值表示被測人的BMD與同性別、同年齡對照組的平均BMD差別[3]。根據(jù)T值或Z值進行風險骨折的評估或是骨質(zhì)疏松年齡的預測。早在1994年世界衛(wèi)生組織(WorldHealthOrganization,WHO)就提出了骨質(zhì)疏松癥的診斷標準,該標準主要依據(jù)雙能X射線吸收測定法(dualenergyX-rayabsorptiometry,DXA)對腰椎、股骨近端和橈骨遠端的測量結(jié)果加以判定,具體判定標準為:DXA測量BMD或BMC測量結(jié)果的T值≥-1SD者定為正常人;-1SD>T值>-2.5SD者定為低骨量;T值≤-2.5SD者定為骨質(zhì)疏松癥。嚴重骨質(zhì)疏松癥是指T值符合骨質(zhì)疏松癥診斷標準,并伴有一處或多處骨折者[4]。中國老年學學會骨質(zhì)疏松委員會(OsteoporosisCommitteeofChinaGerontologicalSociety,OCCGS)和中華醫(yī)學會骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病分會前后研究推出了相應的骨質(zhì)疏松診斷標準,見表1。

2DXA診斷骨質(zhì)疏松漏診和誤診原因分析

2.1雙能X射線骨密度儀的測量誤差。雙能X射線骨密度儀測量誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和操作誤差3種。2.1.1系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差(即準確度)是指骨密度儀的測量值與真實值之間的差異。目前,生產(chǎn)雙能X射線骨密度測量儀的廠商較多,生產(chǎn)的骨密度儀自身的掃描方式、元器件性能、掃描圖邊緣線分析模型、BMC和BMD骨密度值數(shù)據(jù)算法以及環(huán)境溫濕度對能量探測器均有影響,且標定校正方法各有不同,導致同一被測者由不同的品牌儀器測量所得到的結(jié)果不盡相同。并且,即使是同一廠商生產(chǎn)的不同型號的儀器所得出的結(jié)果也存在一定的差異,系統(tǒng)誤差約為12%~15%[6-7]。2010年實施的國家醫(yī)藥行業(yè)標準《雙能X射線骨密度儀專用技術(shù)條件》(YY/T0724-2009)[8]中對產(chǎn)品的準確度并未進行量化,仍表述為“準確度:產(chǎn)品標準應規(guī)定骨密度儀對BMD測量的準確度?!毙袠I(yè)標準未統(tǒng)一。2009年10月實施的國家計量檢定規(guī)程《X、γ射線骨密度儀》(JJG1050-2009)中規(guī)定“雙能X射線骨密度儀骨密度:在廠商規(guī)定的正常使用條件下,儀器對腰椎體模的BMD值分別為0.5BMD/g•cm-2、1.0BMD/g•cm-2和1.5BMD/g•cm-2三個椎骨樣品分別進行測量,測量結(jié)果或經(jīng)校正后的結(jié)果,與樣品相應的實際值相比,其中最大相對誤差絕對值不應>10%”檢定規(guī)程所允許的系統(tǒng)誤差還是相對較大,如果受檢者的BMD值處于臨床判定界限-2.5,系統(tǒng)誤差為10%,其實際BMD不滿足判定骨質(zhì)疏松的標準,此時就易出現(xiàn)誤診。2.1.2隨機誤差。隨機誤差(即精確度,重復性)是對同一骨體?;蛲槐粶y人的某一部位在儀器相同,環(huán)境條件相同下重復測量后求變異系數(shù)(coefficientofvariation,CV),或稱相對精確度誤差,其計算為公式1:CV=標準差÷平均值(1)雙能X射線骨密度儀的隨機誤差主要來源于骨密度儀X射線發(fā)生器和球管的輸出漂移、掃描機械走位的精密度以及掃描速度穩(wěn)定性等多種因素。由于臨床上對骨質(zhì)疏松患者進行藥物療效跟蹤,比較治療前后BMD的變化,需要確定BMD的變化是確實的治療效果,或是由骨密度儀的隨機誤差引起。如果由骨密度儀的重復性引起的變化則是無效變化。我國2010年實施的國家醫(yī)藥行業(yè)標準《雙能X射線骨密度儀專用技術(shù)條件》(YY/T0724-2009)中重復性的規(guī)定是“5.4.2對同一體模在同日和多日進行重復測量,所測骨密度值的變異系數(shù)CV≤1%”。2009年10月實施的國家計量檢定規(guī)程《X、γ射線骨密度儀》(JJG1050-2009)中規(guī)定“5.1.2雙能X射線骨密度儀骨密度:在廠商規(guī)定的正常使用條件下,儀器對腰椎體模中的BMD接近于1g/cm2椎骨樣品進行測量,其重復性不應>2%”。因此,骨密度儀的隨機誤差即重復性過高也會引起治療效果的誤判。2.1.3操作誤差。骨密度儀操作誤差是操作醫(yī)生在操作準備、體位設置和掃描分析過程中出現(xiàn)的誤差,并且融合在系統(tǒng)誤差和隨機誤差中,可通過培訓減少到最小。(1)準備工作誤差:①體內(nèi)、體表及衣物的高密度物質(zhì),放射性物質(zhì)的影響,骨畸形、增生和減少的影響;②盡可能給被測量者蓋上床單,移開衣服測量。(2)體位放置的誤差:①腰椎軸線傾斜、偏移,人為側(cè)彎;②髖部測量中股內(nèi)旋角不準、不穩(wěn)定,股軸線設置不標準;③前臂測量放置不標準化;④測量應為非優(yōu)勢側(cè);⑤測量過程中未制動。(3)掃描分析誤差:①腰椎分析圖的分椎線和邊緣線不準,有明顯硬化、增生應改測股骨頸;②所測腰椎序列錯誤,有文獻[9]曾報道,對50例青年女性統(tǒng)計,其下移一個椎骨平均BMD增高6%;③股骨頸軸線放置不標準,股骨頸感興趣區(qū)域(regionofinterest,ROI)位置不穩(wěn)定或和坐骨相重。2.2DMB值參照數(shù)據(jù)庫及醫(yī)生診斷標準不同造成差異。2.2.1骨峰值的年齡選擇及設備參照數(shù)據(jù)庫。由于T值是通過測量結(jié)果與參照人群骨峰值的均值和標準差(standarddeviation,SD)比較換算得出的結(jié)果,故骨峰值的選擇勢必會影響其T值的結(jié)果。以往有關(guān)文獻中的峰值年齡范圍選取有所不同,有選取20~29歲、20~39歲及20~50歲等。然而,1994年Kanis提出的骨質(zhì)疏松癥診斷標準中的峰值年齡為女性25~50歲。因此,統(tǒng)一峰值的年齡范圍對DXA測量結(jié)果的分析至關(guān)重要。目前,多數(shù)DXA采用的NHANSⅢ數(shù)據(jù)庫中的峰值年齡范圍是20~29歲。現(xiàn)有雙能X射線骨密度儀生產(chǎn)廠商的參照人群數(shù)據(jù)庫均不同,有按照歐美人群,也有采用亞洲人群,還有采集中國人群的骨密度形成的數(shù)據(jù)庫,因此會對儀器測量BMD值的換算有直接影響。2.2.2診斷標準不同或不遵從標準。隨著診斷技術(shù)的不斷提高和診斷標準的不斷更新,不同的醫(yī)生采用的診斷標準不一樣,即使同樣使用DXA測出BMD值也會出現(xiàn)不一樣的診斷。此外,即使使用統(tǒng)一標準,但對標準理解不透測,或者不完全按照標準進行檢測診斷,也會出現(xiàn)誤診和漏診。骨質(zhì)疏松癥的基本診斷是以雙能X射線骨密度檢測儀檢測受檢者腰1~4椎、左髖和右髖3個部位的骨密度平均值,以最低值做為診斷依據(jù)而得出診斷結(jié)果。許多醫(yī)院習慣于只出據(jù)腰2~4椎加左髖或右髖的檢測結(jié)果,造成骨質(zhì)疏松癥的漏診。

3DXA測量骨密度儀診斷質(zhì)量控制

使用DXA測量骨密度并進行骨質(zhì)疏松診斷是系統(tǒng)而嚴謹?shù)倪^程,要提高準確性,減少誤診和漏診,需要進行質(zhì)量控制[10]。3.1儀器日常質(zhì)量控制。對雙能X射線骨密度儀進行日常質(zhì)量控制,使用廠商配備校準模型,按照各骨密度儀廠商的質(zhì)量控制方法與步驟每日進行一次質(zhì)量保證(qualityassurance,QA)測試,如測試未通過,則重新測試,必要時聯(lián)系廠商。記錄測試結(jié)果并統(tǒng)計骨密度CV,取連續(xù)10d或者25d的QA數(shù)據(jù)繪制校正圖,進行日常儀器重復性的質(zhì)量控制。3.2定期對儀器準確度進行校正。我國2009年頒布的國家計量檢定規(guī)程《X、γ射線骨密度儀檢定規(guī)程》(JJG1050—2009)[1]明確了骨密度儀的計量性能要求,強調(diào)其計量檢定的重要性。依據(jù)規(guī)程的計量性能要求,檢測人員利用四肢體模和腰椎體模對雙能X射線骨密度儀的重復性、測量結(jié)果的誤差、輻射防護性能等項目進行檢定和校正。各使用單位應至少一年一次邀請當?shù)赜嬃吭簩x器的準確性進行校準,如校準結(jié)果不符合使用要求應聯(lián)系廠商進行調(diào)試。3.3規(guī)范操作和診斷流程。由于使用雙能X射線骨密度儀在檢查操作過程或診斷過程中存在誤診和漏診隱患,因此各醫(yī)院規(guī)范DXA標準操作流程以及診斷流程,及時對照更新的國際或國家骨質(zhì)疏松診斷標準,并強化進行操作培訓與考核,避免因操作或診斷不當造成的誤診。3.4多品牌雙能X射線骨密度儀測量結(jié)果數(shù)據(jù)換算。醫(yī)院采購不同品牌雙能X射線骨密度儀導致測量結(jié)果不一致,應由醫(yī)院組織各廠商聯(lián)合進行臨床實驗,建立各廠商DXA測量數(shù)值換算公式,使不同品牌型號骨密度儀的測量結(jié)果具有參考診斷意義。在目前各品牌設備無法統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫,未建立換算公式,各廠商設備測量結(jié)果有差異的情況下,骨質(zhì)疏松患者盡量在同一醫(yī)院同一儀器上進行復查,能夠給醫(yī)生有效的診療提示。

4結(jié)語

雙能X射線骨密度儀檢測是診斷骨質(zhì)疏松的“金標準”,由于儀器、人員、環(huán)境及標準等因素使測量結(jié)果不一致而造成的骨質(zhì)疏松誤診漏診,應從嚴格做好日常質(zhì)量控制、規(guī)范操作流程、定期進行計量校準等方面著手,以保證儀器在高精度、高準度下運行。

作者:杜娟 李夢 趙鵬 種銀保 單位:陸軍軍醫(yī)大學第二附屬醫(yī)院醫(yī)學工程科