các phương pháp chẩn đoán loãng xương

1
CHUYÊN ĐỀ: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN
LOÃNG XƯƠNG
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Các triệu chứng của loãng xương thường biểu hiện âm thầm, chỉ khi trọng
lượng xương mất đi 30 – 40% mới có biều hiện trên lâm sàng nh-: đau dọc các
xương dài, đau cột sống, gù vẹo cột sống, gãy xương Việc chẩn đoán sớm tình
trạng loãng xương không thể chỉ dựa vào các triệu chứng lâm sàng và các dấu hiệu
X quang thông thường. Để chẩn đoán bệnh loãng xương có nhiều phương pháp
được sử dụng bao gồm: chụp X – quang quy ước, hình thái tổ chức học, phương
pháp hoá học, đồng vị phóng xạ, các phương pháp đo mật độ khoáng của xương.
Mỗi phương pháp đều có ưu thế riêng trong đó phương pháp đo tỷ trọng khoáng
bằng hấp thụ tia X năng lượng kép được cho là phương pháp có độ chính xác cao
để đo mật độ chất khoáng trong xương ( BMD ) ở cẳng tay, gót chân, cổ xương đùi,
cột sống thắt lưng. Trong chuyên đề này chúng tôi muốn trình bày sâu về từng
phương pháp chẩn đoán loãng xương.
II. CHẨN ĐOÁN LOÃNG XƯƠNG BẰNG XQUANG QUY ƯỚC
Phương pháp chụp Xquang lần đầu tiên được tìm ra nhờ Wilhelm Conrad Roengen
vào năm 1895. Từ đó đến nay Xquang đã đóng vai trò quan trọng trong việc chẩn
đoán và theo dõi loãng xương.
Loãng xương được đặc trưng bởi tình trạng giảm các bè xương và sự thay đổi cầu
trúc của xương. Để đánh giá loãng xương trên phim Xquang người ta thường tập trung
vào những vùng xương có nhiều xương xốp như cổ xương đùi, cột sống, xương bàn
tay Biểu hiện của loãng xương trên phim Xquang là sự tăng thấu quang của xương.
Trên tất cả các xương đều thấy trong sáng hơn bình thường, ở mức độ nhẹ còn thấy
được cấu trúc các bè xương là những hình vân dọc hoặc chéo. Mức độ loãng xương
nặng cấu trúc bè mất, xương trong như thủy tinh, phần vỏ ngoài của đốt sống có thể
đậm hơn tạo hên hình ảnh đốt sống bị đóng khung [3]. Có thể thấy được những hình

2

ảnh biến dạng của thân đốt sống như hình lõm mặt trên, lõm hai mặt, hình chêm Tuy
nhiên trên phim chụp rất khó đánh giá mức độ loãng xương vì nó tùy thuộc vào nhiều
yếu tố như điện thế, khoảng cách, chất lượng phim do đó người ta phải sử dụng một
số phương pháp đánh giá giúp cho việc chẩn đoán loãng xương bằng xquang được dễ
dàng và chính xác hơn.
2.1. Tính chỉ số Barnett và Nordin: Chụp Xquang xương bàn tay sè 2 (metacarpus).

Hình 2.1. chỉ số Barnett và Nordin
Đo đường kính của thân xương D và
đường kính của tủy xương d.
Chỉ sè Barnett và Nordin
100x
D
dD 


Bình thường chỉ số này trên 45. Khi chỉ
số này giảm xuống dưới 45 thì được coi là
loãng xương.
Chụp X quang cột sống: Để đánh giá tình trạng xẹp lún các đốt sống người ta phải
tiến hành định lượng và bán định lượng. Có nhiều phương pháp của nhiều tác giả đã
được đưa ra để lượng giá tình trạng xẹp lún đốt sống trên phim Xquang cột sống
nghiêng tuy nhiên cho đến nay chưa có một phương pháp nào được coi là tiêu chuẩn
vàng để xác định có xẹp lún đốt sống
Các phương pháp bán định lượng những biến dạng của đốt sống:
 Theo. Smith R.W. [41] mức độ loãng xương cột sống được chia làm 3 độ:
Bình thường
Nghi ngờ: Hình ảnh xương thân đốt sống trong hơn bình thường, phần vỏ ngoài của
đốt sống đậm hơn tạo nên hình ảnh đốt sống bị đóng khung, chưa có biến dạng đốt
sống

3
Độ I: Đốt sống lõm nhẹ hai mặt , chiều cao phía trước thân đốt sống nhỏ hơn phía
sau. Chiều cao bờ giữa thân đốt sống giảm và bị biến dạng. Hình ảnh xương mất
chất vôi toàn thể, xương trong hơn bình thường
Độ II: Mét hay nhiều đốt sống có hình chêm hoặc hình thấu kính. Thân đốt sống bị
biến dạng. Hình ảnh xương mất chất vôi nhiều hơn.
Độ III: Nhiều đốt sống biến dạng hình lưỡi hoặc xẹp lún hoàn toàn, xương mất chất
vôi nặng trong như thuỷ tinh.
Phương pháp tính điểm của Smith không đánh giá được từng đốt sống và còn nhiều
hạn chế do đó Ýt được áp dụng.
 Theo P. Meunieur [31] Chụp cột sống nghiêng từ D7 đến L4, đánh giá hình
dạng của các đốt sống và cho điểm
Đốt sống bình thường: 1 điểm
Đốt sống lõm hai mặt: 2 điểm
Đốt sống hình lưỡi hoặc xẹp hoàn toàn: 4 điểm.
Theo cách tình điểm này, thang điểm của bệnh nhân sẽ nằm trong khoảng từ 10 (tất
cả 10 đốt sống bình thường) đến 40 (tất cả 10 đốt sống đếu bị xẹp lún hoàn toàn).
Cách tính điểm của Meunieur so với của Smith rõ ràng và dễ lượng giá hơn. Nhưng
người ta thấy rằng kết quả tính điểm của Meunieur không tương quan với kết quả
sinh thiết xương cánh chậu [21]
 Theo Kleerekoper [27]
Dựa trên cách tính điểm của Meunieur nhưng có hiệu chỉnh lại. Ông cho điểm hình
dạng các đốt sống theo thang điểm từ 0 – 3
Độ 0: bình thường
Độ 1: đốt sống lõm hai mặt
Độ 2: đốt sống hình chêm
Độ 3: xẹp lún đốt sống nhiều, hoàn toàn

4

Tất cả các đốt sống từ D4 đến L5 được chụp nghiêng và đều được tính điểm. Thang
điểm theo Kleerekoper sẽ biến thiên từ 0 (tất cả các đốt sống bình thường) đến 42
(tất cả các đốt sống đều xẹp hoàn toàn)
 Theo Hers Neilsen và cộng sự [22]
Hiệu chỉnh lại cách tính điểm của Kleerekoper
Độ 1: Biến dạng hình lõm hai mặt với chiều cao giữa thân đốt sống giảm > 4 mm
hoặc giảm 15%
Độ 2: Đốt sống biến dạng hình chêm, chiều cao thân trước đốt sống giảm ≥ 4mm
hoặc >15%
Độ 3: Toàn bộ thân đốt sống xẹp. Giảm cả chiều cao của phần trước và sau thân đốt
sống ≥ 4mm hoặc >15%.
 Theo H.K. Genant: đánh giá các đốt sống chụp nghiêng từ D4 – L4

Hình 2.2. Phân loại mức độ biến dạng đốt sống của
Genant
Độ 0: bình thường
Độ 1 (biến dạng nhẹ đốt
sống): Chiều cao trước và/
hoặc giữa và/ hoặc sau của
thân đốt sống giảm từ 20 –
25%
Độ 2 (biến dạng trung
bình): Chiều cao trước và/
hoặc giữa và/ hoặc sau của
thân đốt sống giảm từ 25 –
40%
Độ 3 (biến dạng nặng):
Giảm > 40% ở mọi vị trí

5

Với phương pháp này không đánh giá về kiểu biến dạng của đốt sống mà đánh giá
về mức độ biến dạng. Phương pháp tính điểm của Genant được áp dụng nhiều trong
lâm sàng và cho thấy rằng có mối tương quan khá chặt chẽ với tỷ lệ gãy xương [19]
Các phương pháp định lượng những biến dạng của đốt sống: Nhiều phương
pháp đã được ứng dụng để định lượng những biến dạng của cột sống. Hầu hết các
phương pháp đều đánh giá chiều cao phía trước, sau và giữa thân đốt sống. Sau đó
người ta tính tỷ lệ giữa các chiều cao như tỷ lệ giữa chiều cao phía trước/chiều cao
phía sau.
 Mét trong những phương pháp được ứng dụng sớm nhất là của Barnett và
Nordin năm 1960 [8]. Họ đo thân trước (h
a
) và thân giữa (h
m
) của mét đốt sống thắt
lưng nhìn thấy rõ nhất trên phim xquang (thông thường là L3) rồi tính điểm cột
sống = 100 h
a
/ h
m
. Theo họ với điểm cột sống (spine score) ≤ 80 thì được coi là
loãng xương. Với phương pháp này chỉ có những biến dạng kiểu lõm hai mặt mới
được xác định khi chiều cao thân giữa của đốt sống giảm từ 20% trở lên so với thân
trước đốt sống.
 Năm 1981, Riggs và cộng sự đã đưa ra một phương pháp lượng giá tất cả các
kiểu biến dạng đốt sống. Họ tiến hành đo chiều cao cả thân trước (h
a
), thân giữa
(h
m
), thân sau (h

p
) của đốt sống được nhìn thấy rõ nhất trên phim xquang. Tính tỷ lệ
h
a
/h
p
, h
m
/h
p
. Nếu tỷ lệ h
a
/h
p
giảm thì đốt sống biến dạng hình chêm, nếu tỷ lệ h
m
/h
p

giảm thì đốt sống biến dạng lõm hai mặt. Khi chiều cao của thân đốt sống và tỷ lệ
giữa các chiều cao giảm 15% so với phim chụp trước đó hoặc so với các đốt sống
bình thường ở gần nó thì đốt sống đó được coi là có xẹp lún.
Hầu hết các phương pháp đều sử dụng 6 vị trí để đo 3 chiều cao trước, giữa và
sau của đốt sống. Việc xác định các vị trí đo đòi hỏi phải chính xác, phụ thuộc
nhiều vào kỹ thuật viên, kỹ thuật chụp phim và việc chọn đốt sống thích hợp. Các
tỷ lệ thường được sử dụng là h
a
/h
p
(đánh giá đốt sống biến dạng hình chêm), h

m
/h
p

(đánh giá đốt sống biến dạng lõm hai mặt), h
p
/h
p + i
(đánh giá đốt sống bị xẹp lún
hoàn toàn, trong đó i là chiều cao của thân đốt sống kề cận). Đốt sống được coi là

6
có xẹp lún khi các tỷ lệ này dưới mức bình thường (< 0,85 hoăc 0,80). Tuy nhiên
cần lưu ý, bình thường chiều cao bờ trước thân các đốt sống ngực ở đoạn giữa
thường nhỏ hơn chiều cao bê sau trong khi hai chiều cao này bằng nhau ở những
đốt sống ngực nằm gần với đoạn thắt lưng và chiều cao bờ trước lớn hơn bờ sau ở
những đốt sống thắt lưng. Ngoài ra, các đốt sống thắt lưng cũng thường có kích
thước lớn hơn các đốt sống ngực. Chính vì thế người ta đã sử dụng một số phương
pháp đánh giá khác để xác định tình trạng xẹp lún đốt sống. Ross và cs đã đưa ra
phương pháp dùng Z score để xác định có xẹp lún đốt sống hay không [38]. Trước
tiên người ta phải tiến hành đo chiều cao thân đốt sống của những người bình
thường, đưa ra được chiều cao trung bình của thân đốt sống sau đó so sánh kết quả
đo của bệnh nhân với chiều cao trung bình, qua đó xác định được Z score. Bằng
phương pháp này có thể đánh giá chính xác có xẹp lún đốt sống hay không với tỷ lệ
dương tình giả rất thấp.
Sauer và cs tiến hành so sánh 4 phương pháp đánh giá cột sống khác nhau và
đã nhận thấy mối tương quan giữa các phương pháp dao động từ 0,57 đến 0,83
[39]. Leidig – Bruckner và cs tiến hành so sánh phương pháp bán định lượng những
biến dạng của cột sống với kết quả sinh thiết xương [33]. Mối tương quan giữa hai
phương pháp là rất cao với r = 0,76 (tại thời điểm bắt đầu nghiên cứu) và r = 0, 57

(trong quá trình theo dõi)
Chỉ sè Singh:

7

Hình 2.3. chỉ số Singh
Do Singh và cs đưa ra năm 1970 trên
cơ sở xác định những nhóm bè xương
chủ yếu ở đầu trên xương đùi. Singh
chia mức độ mất xương ở cổ xương đùi
thành 6 độ từ độ 6 (bình thường) đến độ
1 (mất xương nặng)
Nhiều tác giả đã nghiên cứu vai trò của
chỉ số Singh trong việc chẩn đoán loãng
xương. Kết quả đưa ra khá khác nhau.
Theo Singh và cs, chỉ số này có giá trị
tiên lượng được nguy cơ xẹp lún đốt
sống [40] trong khi nghiên cứu của
Dequeker và cs không cho kết quả
tương tù [15]. Theo Pogrund và cs chỉ
sè Singh không có giá trị trong việc tiên lượng loãng xương cột sống và cũng
không tương quan với tỷ lệ gẫy cổ xương đùi [35]. Khi so sánh chỉ số Singh với kết
quả đo mật độ xương đầu dưới xương quay bằng phương pháp hấp thụ photon đơn
Kranendonk và cs không tìm thấy mối tương quan giữa hai phương pháp [28].
Trong khi đó, Bohr và Schaadt lại thấy chỉ số Singh có tương quan với kết quả đo
mật độ xương cột sống bằng phương pháp hấp thụ photon kép mà không tương
quan với mật độ cổ xương đùi [10]. Trong nghiên cứu của Kawashima và Uthoff,
chỉ số Singh có tương quan với mật độ cổ xương đùi được đo băng phương pháp
hấp thụ photon kép. Trong một nghiên cứu kéo dài trên những người bình thường
Gluer và cs đã cho thấy chỉ số Singh tương quan với tỷ lệ gãy cổ xương đùi với

OR = 2,0. Điều đó cho thấy chỉ số Singh có khả năng dự đoán được nguy cơ gãy cổ
xương đùi [20].
Ngoài ra người ta còn đo độ dầy của vỏ xương đùi, xương đòn, xương quay,
xương chầy

8
- Ưu điểm của phương pháp chụp X quang quy ước: Đơn giản, chi phí
thấp, có thể thực hiện được cả ở những cơ sở y tế tuyến dưới do đó có giá trị trong
các nghiên cứu dịch tễ học về loãng xương.
- Nhược điểm: Chẩn đoán loãng xương muộn khi lượng chất khoáng đã
giảm từ 30 - 50% thì trên X quang mới rõ và đôi khi còn phụ thuộc vào kỹ thuật
chụp, liều lượng tia, người đọc phim…
III. CHẨN ĐOÁN LOÃNG XƯƠNG BẰNG SINH THIẾT XƯƠNG
Vào những năm của thập kỷ 80 – 90 sinh thiết xương đã được ứng dụng rộng rãi
trên thế giới. Vị trí sinh thiết thường là xương chậu, Ýt gây đau đớn và có thể cho
phép lấy được mẩu xương lớn mà an toàn. Sinh thiết xương có vai trò quan trọng
trong chẩn đoán loãng xương, giúp đánh giá được chu chuyển xương và chất lượng
của xương, chẩn đoán phân biệt loãng xương nguyên phát và loãng xương thứ phát,
đánh giá được cơ chế bệnh sinh của loãng xương do các nguyên nhân khác nhau
(các phương pháp chẩn đoán loãng xương khác không làm được), giúp đánh giá
được đáp ứng điều trị.
Tuy nhiên, đây là phương pháp chẩn đoán có xâm nhập nên có những biến
chứng nhất định. Những biến chứng thường gặp là chảy máu (0,2%), đau kéo dài
trên 7 ngày (0,1%), bệnh lý thần kinh ở đầu trên xương đùi (0,09%), nhiễm trùng
ngoài da (0,07%) [17]. Mặt khác, phương pháp này không có giá trị chính xác cao
trong việc xác định sự huỷ xương và cũng chỉ cho kết quả chuyển hoá xương của
một vùng xương nhỏ, không đại diện được cho toàn bộ hệ thống xương. Chính vì
vậy ngày nay phương pháp chẩn đoán loãng xương bằng sinh thiết xương Ýt được
áp dụng trên lâm sàng.
IV. CHẨN ĐOÁN LOÃNG XƯƠNG SỬ DỤNG CÁC MARKER CHU

CHUYỂN XƯƠNG
Quá trình chuyển hoá xương là kết quả của hai hoạt động huỷ xương (các huỷ
cốt bào) và tạo xương (các tạo cốt bào) diễn ra liên tục. Bình thường hai hoạt động

9
này diễn ra cân bằng, bổ sung cho nhau để duy trì mật độ xương. Tuy nhiên hai
hoạt động này có thể không cân bằng trong suốt quá trình tăng trưởng. Chúng phụ
thuộc nhiều vào các hormon điều hoà chuyển hoá xương như calcitonin, PTH,
hormon tuyến giáp
4.1. Các marker tạo xương:
 Phosphatase kiềm huyết thanh: là một enzyme có mặt trên màng của các
tạo cốt bào. Các isoenzyme của xương và gan đóng vai trò chủ yếu trong việc
phóng thích phosphatase kiềm vào vòng tuần hoàn. Phosphatase kiềm toàn bộ ở
dạng hoạt hoá được sử dụng như một marker tạo xương tuy nhiên độ đặc hiệu và độ
nhạy trong chẩn đoán loãng xương không cao. Một vài nghiên cứu đã chỉ ra rằng
phosphatase kiềm dạng hoạt hoá tăng cao những người lớn tuổi đặc biệt ở phụ nữ
mãn kinh. [2][13]. Ở tuổi mãn kinh, quá trình chuyển hoá xương tăng lên và đạt tới
đỉnh vào khoảng 1-3 năm sau khi có sự suy giảm hoạt động của buồng trứng. Thực
tế có nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng phosphatase kiềm huyết thanh chỉ có giá trị
đánh giá sự mất xương khi so sánh với mật độ xương mà không có ý nghĩa đặc hiệu
đối với việc chẩn đoán loãng xương.
 Osteocalcin huyết thanh hay còn gọi là gla-protein xương là một protein
không collagen đặc hiệu cho các mô xương và răng. Chúng được tổng hợp bởi các
tạo cốt bào và nguyên bào xương. Nồng độ osteocalcin liên quan đến tốc độ tạo
xương và sự khoáng hoá. Nồng độ osteocalcin tăng cao trong loãng xương, có giá
trị đánh giá sự mất xương chậm và theo dõi dài hạn quá trình điều trị loãng xương.
Cũng như phosphatase kiềm nồng độ osteocalcin tăng rõ ở những phụ nữ mãn kinh
và tăng dần theo thời gian mãn kinh [2]
 Các tiền peptid có tận cùng -COOH và các tiền peptid tận cùng –NH
2

của
procollagen I là sản phẩm được phóng thích ra khi tạo cốt bào tiết ra collagen.
Nồng độ -NH
2
cao gấp 100 lần –COOH trong huyết thanh. Độ nhạy và độ đặc hiệu
của hai marker này không cao trong chẩn đoán loãng xương.
4.2. Các marker huỷ xương:

10
 Calci niệu: tỷ lệ calci/creatinin niệu khi đói tăng nghĩa là có sự huỷ xương
tăng. Phương pháp này độ nhạy và độ đặc hiệu không cao trong chẩn đoán loãng
xương. Theo Riggs và Melton tỷ lệ calci/creatinin niệu lúc đói nhìn chung là bình
thường ở những bệnh nhân loãng xương tiên phát [37]. Điều này cũng được khẳng
định trong các nghiên cứu của Vũ Đình Chính và Vũ Thị Thanh Thuỷ, không có sự
khác biệt về tỷ lệ calci/creatinin giữa những trường hợp loãng xương và không
loãng xương cũng như giữa những người có xẹp lún đốt sống và không xẹp lún đốt
sống [1][4]. Avioli còng cho rằng calci niệu không thay đổi ở bệnh nhân loãng
xương hoặc chỉ tăng tạm thời trong thời gian gãy xương [6].
 Hydroxyprolin niệu (OHP): Nồng độ OHP niệu khi đói phản ánh sự phân
huỷ collagen của xương. Tỷ lệ OHP/creatinin niệu khi đói được sử dụng để đánh
giá sự huỷ xương. OHP trong nước tiểu tồn tại dưới 3 dạng: OHP tù do;
hydroxyprolin kích thước nhỏ có gắn peptide (chúng có thể được lọc qua ống thận
và là dạng OHP chủ yếu tồn tại trong nước tiểu); một lượng nhỏ các polypeptide có
gắn hydroxyprolin không lọc được qua ống thận. Độ nhạy của OHP trong chẩn
đoán loãng xương không cao do một lượng lớn OHP có trong nước tiểu không phải
là sản phẩm của quá trình phân huỷ collagen của xương mà có thể là sản phẩm của
các collagen mới hình thành.
 Hydroxylysin – glycosid: cũng giống như OHP, hydroxylysin – glycosid là
một maker huỷ xương tồn tại trong nước tiểu nhưng với độ nhạy cao hơn. Nồng độ
Hydroxylysin – glycosid trong nước tiểu tăng lên cùng với tuổi và tăng cao trong

những trường hợp loãng xương.
 Hydroxypyridinium crosslinks của collagen Pyridinoline (PYD) và
Deoxypyridinoline (DPD): là sản phẩm được tạo thành trong quá trình trưởng thành
của chất keo. PYD tập trung chủ yếu ở các mô sụn, xương, dây chằng và các động
mạch trong khi DPD chỉ được tìm thấy trong xương và răng vì vậy PYD và DPD
định lượng được trong nước tiểu phản ánh quá trình chuyển hoá xương. PYD và

11
DPD ở trẻ em cao hơn ở người lớn và cũng tăng từ 50% đến 100% ở những phụ nữ
sau mãn kinh [9]
 Phosphatase acid kháng Tartrate (TRAP): là một lysosoma enzyme có mặt
trong xương, tiền liệt tuyến, tiểu cầu, hồng cầu và lách. TRAP lưu hành trong máu,
được xem là sản phẩm của quá trình huỷ xương. Nồng độ TRAP tăng trong các
bệnh xương chuyển hoá có tăng chu chuyển xương, tăng trong những trường hợp
sau cắt bỏ tử cung buồng trứng và những trường hợp loãng xương xẹp đốt sống.
Tuy nhiên độ nhạy và độ đặc hiệu của TRAP trong chẩn đoán loãng xương không
cao.
Bảng 4.1. Một số thông số sinh học của quá trình tạo xương và huỷ
xương.
Tạo xương
Huỷ xương

Huyết
thanh


Osteocalcin
Phosphatase kiềm
Các peptid của
procollagen

Huyết
thanh


Nước tiểu


- Phosphatse acid kháng
Tartrate (TRAP )

- Pyridinoline ( PYD )
- Desoxypyridinoline
(DPD)
- Hydroxyproline
- Calci
- Glycosides hydroxylysine

V. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO MẬT ĐỘ XƯƠNG
 Đo mật độ xương là phương pháp thăm dò không xâm lấn thực hiện dễ
dàng để đánh giá khối lượng xương và nguy cơ gãy xương. Có những phương pháp
sau:
Chụp cắt lớp vi tính định lượng (Quantitative Computer Tomography - QCT)

12
Hấp thô photon đơn (Single photon absorptiometry - SPA)
Hấp thô photon kép (Dual photon absorptiometry – DPA)
Siêu âm định lượng (Quantitative ultrasound – QUS)
Hấp thô tia X năng lượng đơn (Single energy Xray absorptiometry – SXA)

Hấp thô tia X năng lượng kép (Dual energy Xray abssorptiometry – DEXA).
Trong Xquang học, một khái niệm cần được biết đến đó là tình trạng giảm về số
lượng và năng lượng của chùm photon khi đi qua một mô của cơ thể. Số lượng các
electron tập trung tại các mô phản ánh sự hập thụ tia và sự giảm các chùm photon
đi qua mô. Các mô có mật độ càng cao thì bắt càng nhiều electron. Cấu trúc và mật
độ của các mô khác nhau được biểu hiện khác nhau trên phim Xquang. Nếu chùm
photon bị hấp thụ hết tại mô (không một tia nào được truyền qua) trên phim
Xquang sẽ không thu được một hình ảnh nào và phim có mầu trắng. Ngược lại, nếu
tất cả chùm tia photon đều được truyền qua (không có tia nào bị hấp thụ) trên phim
sẽ có mầu đen. Bằng cách định lượng mức độ giảm đi của các chùm photon có thể
lượng giá được mật độ của các mô. Đó chính là nguyên lý của các phương pháp đo
mật độ xương. Còng như chẩn đoán loãng xương bằng Xquang, chẩn đoán loãng
xương bằng đo mật độ xương cũng chủ yếu tập trung vào những vùng có nhiều
xương xốp. Dưới đây là tỉ lệ xương xốp tại các vị trí khác nhau
Bảng 5.1. Tỷ lệ phần trăm xương xốp tại các vị trí khác nhau
Vị trí
Tỷ lệ phần trăm xương xốp (%)
Cột sống thắt lưng theo chiều trước sau
66
Cổ xương đùi
25
Vùng trochanter
50
Toàn bộ cơ thể
20
Xương gót
95
Đầu dưới xương cẳng tay
66
Xương bàn ngón tay

40

13
Đo hấp thụ Photon đơn (SPA – Single Photon Absorptiometry): là phương pháp
được ra đời từ năm 1963

Hình 5.1. Đo hấp thụ photon đơn
Nguyên lý của phương pháp này
là dựa vào sự thay đổi của chùm
tia  phát ra từ nguồn phóng xạ
(thường là I
125
), điện thế 27,3kV
phóng qua vùng cần nghiên cứu
của xương. Do bị ảnh hưởng của
tổ chức phần mềm nên phương
pháp này thường được dùng để
nghiên cứu các xương ở nông
như đầu dưới xương quay. ở đây có tỷ lệ xương xốp xấp xỉ 50% nên đo ở đây cho
phép phát hiện sự mất xương sớm. Người ta cũng có thể dùng phương pháp hấp thụ
Photon đơn để đo mật độ xương gót. Liều tia xạ khi đo ở cổ tay và gót chân là 5-10
mrem. Mức độ sại số 3-5%. Thời gian đo là 10 phút. Kết quả được hiển thị dưới
dạng khối lượng xương (bone mineral content – BMC) trên một dơn vị chiều dài
(g/cm). Ngày nay SPA Ýt được sử dụng, tuy nhiên nhiều nghiên cứu đã cho thấy
mối tương quan giữa kết quả đo mật độ xương bằng SPA với tỷ lệ gãy xương đặc
biệt là cổ xương đùi [14][24].
- Ưu điểm: Máy gọn nhẹ, liều tia xạ thấp, do đó dễ áp dụng tại cộng đồng.
- Nhược điểm: Chỉ áp dụng ở những vị trí xương ngoại vi không đo được
xương đùi, xương cột sống.
5.2. Đo hấp thụ Photon kép ( DPA - Dual Photon Absorptiometry ): Ra

đời năm 1966
Nguyên lý: giống như đo hập thụ photon đơn, đo hấp thụ photon kép cũng
dựa trên nguyên lý định lượng nguồn photon đã bị hấp thụ sau khi xuyên qua các
mô. Nguồn phát xạ là Gadolinium 153, là nguồn phát xạ tự nhiên có hai đỉnh năng
lượng khác nhau, 44 KeV và 100 KeV. Lượng photon bị hấp thụ sẽ được phát hiện

14

Hình 5.2. Đo hấp thụ photon kép
Bởi đầu dò xạ NaI và được tính toán
định lượng thông qua phần mềm máy
tính. Kết quả được biểu diễn bằng lượng
chất khoáng trên một đơn vị diện tích
được quét bởi tia (g/cm
2
), so sánh với
mật độ xương chuẩn tính được Tscore.
Đo hấp thụ photon kép sử dụng hai nguồn Photon có năng lượng khác nhau,
hệ số hấp thụ của xương và mô mềm khác nhau cho phép đánh giá chính xác khối
lượng xương do đó đo hấp thụ photon kép có thể được tiến hành ngay cả tại những
vị trí xương có nhiều mô mÒm xung quanh. Không chỉ đo tại các xương ngoại vi,
DPA còn đo được ở cột sống thắt lưng và cổ xương đùi thậm chí toàn bộ cơ thể.
Liều tia xạ thấp, để đo tại cổ xương đùi, liều tia chỉ khoảng 15 mrem. Mức độ sai
số của DPA tại CSTL và cổ xương đùi là 2% và 4%.

Hình 5.3. Kết quả đo mật độ xương CSTL tư thế trước sau bằng DPA
Mặc dù so với SPA, DPA có nhiều tiến bộ hơn nhưng DPA cũng còn có
nhiều hạn chế. Giá thành của máy đo mật độ xương bằng DPA còn rất cao, nguồn
153
Gd phải thay hàng năm với giá ≥ 5000 đô la một lần thay. Mặt khác DPA không

thể nghiên cứu tách biệt giữa phần xương vỏ hay xương xốp và kết quả bị ảnh
hưởng nhiều bởi gai xương hay calci hoá của động mạch. Thời gian thăm dò của

15
DPA rất dài. Để đo tại vị trí CSTL xấp xỉ 30 phút, tại cổ xương đùi mất 30 – 45
phút, toàn bộ cơ thể kéo dài gần 1 giê Như DXA, DPA cũng được ứng dụng nhiều
trong các nghiên cứu loãng xương và gãy xương do loãng xương. Tuy nhiên, ngày
nay DXA đã dần dần thay thế cho DPA do độ chính xác cao hơn, thời gian đo ngắn
hơn, nguồn phóng xạ sẵn có và có thể đo được cả khối mỡ và khối nạc [26]
- Ưu điểm: Cho phép nghiên cứu bất kỳ vị trí nào của xương.
- Nhược điểm: Đắt, không thể dùng để nghiên cứu tách biệt giữa phần
xương đặc hay xương xốp. Thời gian thăm dò dài.







5.3. Đo khối lượng xương bằng chụp cắt lớp vi tính định lượng ( QCT -
Quantitative Computed Tomography ).

Hình 5.4. Đo khối lượng xương bằng QCT
- Nguyên lý: Với
những lớp cắt 8-10mm đi
qua trung tâm các thân đốt
sống từ D12-L3, QCT cho
phép đo được giá trị tỷ
trọng khoáng thực sự bằng
g/cm

3
độc lập với chiều
cao của xương. Tỷ trọng
khoáng của xương
được so sánh với một phanton đi kèm chứa K
2
HPO
4
hoặc CaCO
3
ở các nồng độ
khác nhau. Thời gian thăm dò cột sống mất 30 phút, liều tia là 100 – 300 mrem. Độ
chính xác của QCT có thể bị ảnh hưởng bởi lượng mỡ trong tuỷ xương. Lượng mỡ

16
trong tuỷ xương tăng lên cùng với tuổi do đó ở những người lớn tuổi độ tin cậy của
phương pháp bị ảnh hưởng rất nhiều. Độ chính xác của QCT dao động từ 5 – 15%
tuỳ thuộc vào tuổi của bệnh nhân và lượng mỡ trong tuỷ xương. Lượng mỡ trong
tuỷ xương của người trẻ khoảng 20 mg/cm
3
, trong khi ở người già lên tới 30
mg/cm
3
. Kỹ thuật QCT năng lượng kép (Dual – energy QCT – DEQCT) đã giúp
làm giảm đi rõ rệt sai sè do lượng mỡ trong tuỷ xương. Tuy nhiên, với DEQCT liều
tia cao hơn đến 10 lần so với QCT năng lượng đơn (Single – energy QCT –
SEQCT) và mức độ sai số của DEQCT cao hơn (3 - 5%) so với SEQCT (1 - 3%)
QCT được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu gãy xương do loãng xương. Độ
nhạy và độ đặc hiệu trong chẩn đoán loãng xương của QCT cao hơn rất nhiều so
với DPA hay DXA do QCT có thể đánh giá tách biệt được xương bè với xương vỏ

mà xương bè là vùng có chu chuyển xương cao hơn so với xương vỏ.
Đo mật độ xương ngoại vi bằng chụp cắt lớp vi tính định lượng (peripheral
quantitative computed tomography – pQCT): pQCT tiện lợi hơn so với QCT. Vị trí
thường được ứng dụng là đầu dưới xương cẳng tay. Cũng giống như QCT, pQCT
còng cho hình ảnh ba chiều của xương cẳng tay. pQCT được đặc biệt ứng dụng
trong đánh giá mật độ xương của trẻ em, là những trường hợp kích thước của
xương luôn thay đổi.
- Ưu điểm: QCT cho biết tỷ trọng khoáng thực sự 3 chiều của xương, có
khả năng nghiên cứu tách biệt các phần xương bè, vỏ xương và cột sống.
- Nhược điểm: Nguồn tia xạ cao ( 200-1500 mrem ) thời gian thăm dò kéo
dài. Giá thành còn cao.
5.4.Siêu âm định lượng (QUS - Quantitative Ultrasound): Là phương pháp mới
được áp dụng để đánh giá tình trạng của xương
- Nguyên lý: Phát chùm sóng siêu âm qua vị trí xương gót, xương bánh chè hoặc
xương cẳng tay để đánh giá chất lượng xương.


17


Hình 5.5. Máy QUS – 2
QUS sử dụng hai đầu dò, một đầu
dò truyền xung siêu âm và một đầu
dò nhận xung siêu âm ở bên đối diện
của xương
Trong quá trình truyền xung siêu âm,
đầu dò di chuyển dọc theo xương của
bệnh nhân và truyền xung siêu âm có
tần số từ 160 – 600 KHz xuyên qua
mô. Bằng cách tính toán tốc độ

truyền của các xung siêu âm và
những biến đổi của xung sau khi đã
qua mô người ta đánh giá được thực trạng của xương. Những xung siêu âm được
truyền qua cấu trúc xương bình thường sẽ có thời gian truyền ngắn, tốc độ truyền
xung nhanh hơn và biên độ của xung nhận được bên đối diện cũng giảm đi nhiều.
Ngược lại, những xung được truyền qua cấu trúc xương bị loãng sẽ có thời gian
truyền dài hơn, tốc độ truyền chậm hơn và biên độ của những xung nhận được sẽ
giảm đi Ýt hơn. QUS có thể được đánh giá qua nhiều vị trí khác nhau của xương
nhưng do tính dễ khả thi và do cấu tạo, xương gót vẫn thường được dùng để đánh
giá tình trạng của những xương ở ngoại biên. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng QUS
có thể được dùng để nghiên cứu sàng lọc loãng xương trên cộng đồng và có thể tiên
lượng trước gãy cổ xương đùi, BUA giảm một độ lệch chuẩn sẽ làm tăng nguy cơ
tương đối gãy xương háng [32] và tuy không đo mật độ xương trực tiếp nhưng kết
quả đo mật độ xương bằng QUS có độ tương quan khá cao với mật độ xương đo
bằng máy DEXA [25]
QUS có hai kỹ thuật đo chính là đo tốc độ truyền âm và hấp thụ siêu âm dải
rộng
+ Đo tốc độ truyền âm ( speed of sound – SOS): tốc độ truyền âm được tính
bằng tỉ lệ giữa thời gian dẫn truyền xung siêu âm qua xương và đường kính của
xương. SOS được áp dụng để đánh giá chất lượng xương đùi, xương gót, xương
quay và xương bánh chè. Kết quả được tính bằng m/s.

18
+ Hấp thụ siêu âm dải rộng (Broadband ultrasound attenuation – BUA): các
xung siêu âm với các tần số khác nhau bị hấp thụ bởi mật độ và cấu trúc xương.
Căn cứ vào kết quả tính toán những xung siêu âm đã bị hấp thụ người ta có thể đưa
ra được chỉ số BUA. BUA được áp dụng để đánh giá mật độ xương gót. Kết quả
được tính bằng db/MHz
Các máy đo siêu âm xương gót sử dụng hai chỗ tiếp xúc: chỗ tiếp xúc sử
dông gel và chỗ tiếp xúc sử dụng nước. Các máy sử dụng gel thực hiện sao chép

kém hơn, kết quả thường không ổn định.
- Ưu điểm: Không liên quan tới tia xạ, chi phí thấp, thể tích máy gọn do đó
QUS có giá trị trong các nghiên cứu điều tra sàng lọc loãng xương.
- Nhược điểm: Độ chính xác bị ảnh hưởng bởi phần mềm bao quanh, tính
ổn định của kết quả còn đang tiếp tục được nghiên cứu.
5.5. Hấp thô tia X năng lượng đơn (Single – energy X - ray absorptiometry -
SXA): phương pháp này cũng dựa trên nguyên lý giống như SPA tuy nhiên nguồn
tia xạ được thay bằng tia X. SXA được ứng dụng để đo tại các vị trí đầu dưới
xương quay và gót chân. Vị trí được đo đòi hỏi phải được bao quanh bởi môi
trường nước hoặc gel. Mức độ sai số tương tự nh- SPA.
5.6. Đo hấp thô tia X năng lượng kép ( DEXA - Dual Energy Xray
Absorptiometry ).
Nguyên lý: Cũng tương tự như DPA nhưng nguồn tia  phát ra từ
Gadolinium 153 được thay thế bằng nguồn phát tia X. Nguồn photon phát xạ lớn
hơn DPA gấp 500 – 1000 lần, cho phép thời gian thăm dò ngắn (khoảng 5 – 7
phút), khả năng tái lập kỹ thuật tốt, mức độ sai số là 1%. Một lợi điểm nữa của
DXA so với DPA là không cần phải thay thế nguồn phát xạ định kỳ. Vì thế so với
DPA giá thành rẻ hơn. Giá trị đạt được là lượng chất khoáng của xương
(hydroxyapatite) trên một đơn vị diện tích, hiển thị g/cm
2
. Liều tia xạ từ 2 – 5 mrem
cho mỗi lần đo.
Nguyên lý của đo mật độ xương bằng DEXA căn cứ vào sự hấp thụ mét chùm
photon của xương theo công thức: I = I
0
e
-(/p)


19

I
0
: cường độ của chùm tới
I: cường độ của chùm truyền đi
m: khối lượng của chùm truyền đi với một mặt cắt 1 cm
2

/p: hệ số hấp thụ, p là tỷ trọng của môi trường.
Phương pháp DEXA sử dụng hai chùm photon có năng lượng khác nhau, năng
lượng cao >70 KV cho mô xương và năng lượng thấp 30 – 50 KV cho mô mềm để
tính hệ số /p tương ứng cho từng mô. Chính vì thế phương pháp đo DEXA toàn thân
ngoài tác dụng đo lượng chất khoáng của xương còn có tác dụng đo khối mỡ và khối
nạc của từng bộ phận trên cơ thể.

Trong số các phương pháp đo mật độ xương, DEXA là kỹ thuật phát triển tốt
nhất được ứng dụng trên lâm sàng. Từ năm 2003, tổ chức y tế thế giới coi DEXA là
kỹ thuật tham chiếu để đo mật độ xương. Người ta cũng thấy mật độ xương đo bằng
DEXA có tương quan khá cao với nguy cơ gãy xương. Vị trí tiên đoán tốt nhất là đo ở
cổ xương đùi.

Biểu đồ 5.1. Nguy cơ gãy xương liên quan đến mật độ xương [24]
DEXA có thể đo được các vị trí ở ngoại vi như xương gót, cổ tay hoặc các vị
trí ở trung tâm như cột sống thắt lưng, cổ xương đùi. Cũng như máy đo mật độ
xương bằng siêu âm, những máy DEXA đo ở vị trí ngoại vi (peripheral Dual-
Energy X-ray absorptiometry) thường có thể tích và trọng lượng gọn nhẹ, thuận
tiện cho việc chẩn đoán sàng lọc loãng xương tại cộng đồng. Tuy nhiên để chẩn
đoán loãng xương vẫn phải dựa vào kết quả đo tại các vị trí ở trung tâm như cột

20
sống thắt lưng, cổ xương đùi, trong đó cổ xương đùi là vị trí được sử dụng nhiều nhất

trong chẩn đoán loãng xương do Ýt bị ảnh hưởng bởi các yếu tố gây sai sè.
Tại vị trí CSTL thường chỉ tập trung đánh giá từ L1 đến L4. Người ta không
đánh giá L5 vì tại vị trí này bị ảnh hưởng rất nhiều bởi xương chậu










Hình5.6. định vị cột sống

nh 9. Định vị cổ xương đùi




Hình 5.7. Định vị cổ xương đùi
Để đo vùng trung tâm, cã hai kỹ thuật đo mật độ xương bằng DEXA: Kỹ
thuật thu nhận DEXA tia hình bút chì và kỹ thuật thu nhận DEXA hình quạt

21

Hình 5.8. Kỹ thuật thu nhận DEXA tia hình bút chì

Hình5.9. Kỹ thuật thu nhận DEXA hình quạt
So với kỹ thuật thu nhận DEXA tia hình bút chì, kỹ thuật thu nhận tia DEXA

hính dẻ quạt có lợi thế hơn về thời gian đo mật độ xương.
Bảng 5.2. So sánh thời gian đo MĐX giữa hai kỹ thuật đo
Vị trí đo
Thời gian tiến hành đo mật độ
xương bằng kỹ thuật DEXA
tia hình bút chì
Thời gian tiến hành đo mật độ
xương bằng kỹ thuật DEXA
tia hình quạt
Cột sống
6
1 phót 20 giây
Cổ xương đùi
6
45 giây
Toàn thân
20
6 phót 55 giây
Với kỹ thuật đo mật độ xương bằng DEXA tia hình dẻ quạt ngày nay người ta
cũng đang xem xét áp dụng chẩn đoán hình thái học cột sống tư thế nghiêng để thay
thế cho phương pháp chụp Xquang quy ước trong chẩn đoán xẹp lún đốt sống. Bằng

22
kỹ thuật này, độ chính xác tương đối cao và liều tia thấp hơn so với chụp Xquang
quy ước. [11]

Hình 5.10. Đánh giá hình thái học của đốt sống tư thế nghiêng bằng DEXA
- Ưu điểm: Độ chính xác cao, thời gian thăm dò ngắn, liều tia thấp, mức độ
sai số thấpi, đánh giá tách biệt giữa xương bè và xương vỏ. Có thể đo được ở
những vị trí có nguy cơ cao như cột sống thắt lưng, cổ xương đùi và các vị trí ngoại

biên như cổ tay, xương gót hoặc đo toàn thân. Ngoài ra phương pháp này còn cho
phép ước tính khối lượng nạc và mỡ của toàn thân.
- Nhược điểm: Bị hạn chế khi đánh giá nếu gặp các gai xương và calci hoá
động mạch
5.7. Những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo mật độ xương:
 Tại vị trí cột sống thắt lưng:
 Tình trạng gẫy lún đốt sống: những trường hợp có gãy lún đốt sống thường
gây hiện tượng tăng mật độ xương do đó ảnh hưởng nhiều tới độ chính xác của kết
quả đo. Những vị trí thường bị gãy lún là D7 – D9 và D12 – L2. Những người được
chỉ định đo mật độ xương thường là những người có nguy cơ bị loãng xương do đó

23
tình trạng xẹp lún đốt sống rất thường gặp, đặc biệt là đốt sống L1 và L2, là vùng
được sử dụng để đo mật độ xương ở CSTL.
Hình (5.11) cho thấy kết quả đo mật độ xương CSTL bằng DEXA của một bệnh
nhân. Trên hình ảnh gợi ý có sự giảm chiều cao của L3. Kết quả cho thấy tại L3,
BMD tăng cao hơn so với L2 và L4. Thực tế đó là sự sai sè do tình trạng xẹp lún
L3. Những trường hợp này cần được khẳng định bằng chụp CS tư thế nghiêng để
khẳng định tình trạng xẹp lún đốt sống.

Hình5.11. Kết quả đo mật độ xương tại CSTL (máy DEXA Norland XR-36) ở
bệnh nhân có xẹp lún L3


Hình 5.12.
Kết quả đo
mật độ
xương tại
CSTL (bằng
máy DEXA

Lunar) ở
bệnh nhân
có xẹp L1


24

Hình.5.12 cho thấy kết quả đo mật độ
xương cột sống thắt lưng trên một bệnh
nhân khác. Trên hình ảnh không thấy có
gì bất thường về chiều cao thân đốt sống.
Nhưng kết quả cho thấy BMD của L1
cao hơn L2. Điều này rất hiếm khi xảy
ra. Khi chụp xquang CSTL nghiêng cho
bệnh nhân đó đã phát hiện ra có xẹp L1
(Hình 5.13). Điều đó đã giải thích vì sao
BMD của L1 lại cao hơn L2


Hình 5.13. kết quả chụp Xquang
CSTL nghiêng có xẹp L1
 Ảnh hưởng của gai xương lên BMD: Nghiên cứu trên 144 phụ nữ sau mãn
kinh tuổi từ 40 đến 84, Rand và cs đã thống kê tỉ lệ những thay đổi vùng thắt lưng
[36]
Bảng 5.3. Tỷ lệ những thay đổi hình thái tại vùng thắt lưng
Những thay đổi hình thái vùng thắt lưng
Tỷ lệ %
Gai xương
45,8% (66)
Calci hoá sụn

21,5% (31)
Calci hoá động mạch
24,3% (35)
Vẹo cột sống
22,2% (32)
Họ cũng thấy rằng những thay đổi này tăng lên theo tuổi. Dưới 50 tuổi chúng chỉ
chiếm dưới 10%, tăng lên đến 44% ở những người >55 tuổi và lên tới 85% ở những
người >75 tuổi.
Năm 1982 Krolner và cs là những người đầu tiên quan sát thấy có hiện tượng tăng
rõ rệt BMD ở những người có gai xương tại đốt sống so với những người không có
gai xương [29]. Năm 1997, Liu và cs nghiên cứu đo mật độ xương cho 120 nam
giới và 314 nữ giới tuổi từ 60 đến 99 đã cho thấy có tới 75% nam giới và 61,1% nữ
có gai xương ở các đốt sống. Họ cũng thấy rằng do ảnh hưởng của các gai xương
có tới 20% nam giới và 10% nữ giới thực sự có loãng xương nhưng đã bị chẩn

25
đoán giảm mật độ xương. [30] Hình 5.14 và 5.15 cho thấy ảnh hưởng của gai
xương lên BMD.

Hình 5.14. hình ảnh
gai xương và xơ xương
dưới sôn L2

Hình 5.15. Kết quả đo MDDX CSTL ở bệnh nhân có gai
xương ở L2 (máy Lunar)
Kết quả đo MĐX cho thấy BMD của L2 cao đột biến so với L1 và đặc biệt cao hơn
L3, điều này hiếm khi xảy ra. Trên phim chụp CSTL nghiêng cho thấy tại L2 có
hiện tượng xơ xương dưới sụn và gai xương, là đặc điểm của thoái hoá cột sống.
 Ảnh hưởng của calci hoá động mạch: Nhiều nghiên cứu đã chứng minh calci
hoá động mạch ở mọi mức độ hầu như không ảnh hưởng đến BMD.[7] [10] [14]

 Ảnh hưởng của các tổ chức xơ hoá: không như calci hoá động mạch, xơ hoá
của các tổ chức xung quanh đốt sống ảnh hưởng nhiều tới BMD. Theo nghiên cứu
của Drinka và cs đo mật độ xương bằng DPA và chụp Xquang cột sống cho 113
nam giới. Họ chia mức độ xơ hoá từ 0 – 3 độ, độ 0: không có xơ hoá; độ 3: xơ hoá
rõ. Kết quả cho thấy xơ hoá mức độ 1 hầu như không ảnh hưởng tới BMD, nhưng ở
mức độ 2, 3 BMD tăng lên rõ rệt và BMD tỷ lệ thuận với mức độ xơ hoá (bảng
5.4).