Hiện nay có rất nhiều phương pháp được áp dụng trong việc thăm dò khối lượng chất khoáng của xương (đo tỉ trọng khoáng xương) để chẩn đoán loãng xương như: phương pháp đo hấp thụ photon đơn (Single photon absorptimetry – SPA); đo hấp thụ photon kép (Dual photon absorptimetry – DPA); đo hấp thụ tia X năng lƣợng đơn và kép (Single energy X ray absorptimetry – SXA); đo tỷ trọng chất khoáng xương bằng chụp cắt lớp vi tính (Quantitative computed tomography – QCT); sinh hóa, chụp X – quang quy ƣớc, siêu âm, sóng quang phổ cộng hưởng từ…Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm của nó.
5.1 Phương pháp sinh hóa
Nói chung chẩn đoán loãng xương dựa trên X - quang và kết quả đo khối lượng xương. Các xét nghiệm sinh hóa, máu và nước tiểu thường ít thay đổi một cách có ý nghĩa và đặc hiệu ở những người có loãng xương so với những đối tượng bình thường.
Ưu điểm: đây là phương pháp không xâm nhập, có thể lặp lại nhiều lần, có thể kết hợp với đo khối xương và đánh giá sự chuyển hóa xương bằng những chỉ số sinh hóa đặc biệt.
Nhƣợc điểm: độ nhạy và độ đặc hiệu thấp [1] [29] [53].
5.2 Phương pháp chụp X – quang quy ước
Năm 1939, Mack là nhà X - quang học đầu tiên đã đo thành phần khoáng của xương trên đậm độ của một phim X - quang xương.
Người ta sử dụng một số kỹ thuật X - quang để chẩn đoán loãng xương như [1] [36]
[39] [58]:
- Chụp X - quang xương bàn tay tính chỉ số Barnett và Nordin. Khi chỉ số này xuống dưới 0,45 thì được coi là loãng xương.
HUPH
- Chụp X - quang cột sống theo tƣ thế nghiêng rồi nhận xét hình dạng và cho điểm.
- Chỉ số Singh: do Singh và cộng sự đƣa ra năm 1970 trên cơ sở xác định những nhóm bè xương chủ yếu ở đầu trên xương đùi. Dựa vào số lượng những bè xương này, tác giả phân chia loãng xương thành 6 giai đoạn và cũng là 6 mức độ loãng xương.
Ƣu điểm: đơn giản, không đắt, có thể thực hiện đƣợc ở các cơ sở y tế do đó có giá trị trong các nghiên cứu dịch tễ học về loãng xương.
Nhược điểm: độ nhạy thấp, chẩn đoán loãng xương muộn khi lượng chất khoáng giảm từ 30 – 50%.
5.3 Đo hấp thụ photon đơn (SPA – Single photon absorptiometry)
Nguyên lý của phương pháp: là nghiên cứu các thay đổi của sự giảm tia gamma phát ra từ nguồn phóng xạ Iode 125 qua một vùng định nghiên cứu của xương.
Ƣu điểm: máy gọn nhẹ, liều tia xạ thấp ( 5 – 10 mrem).
Nhược điểm: phương pháp này ảnh hưởng bởi tổ chức phần mềm bao quanh nên nó giới hạn trong việc n ghiên cứu các xương ở nông, chỉ áp dụng ở những vị trí xương ngoại vi, không đo được xương đùi, xương cột sống. Tỷ lệ sai lầm là 4 – 5%.
5.4 Đo hấp thụ photon kép (DPA – Dual photon absorptiometry)
Nguyên lý: sử dụng 2 nguồn photon có mức năng lƣợng khác nhau (44 và 100 Kev), nguồn phát xạ là Gadilinium 153, cho phép đo tỉ trọng khoáng xương ở những vị trí trung tâm như đầu trên xương đùi, cột sống và tất cả bộ xương của cơ thể. Hệ số hấp thụ của xương và mô mềm khác nhau cho phép đánh giá chính xác khối lượng xương. Tỷ lệ sai lầm là 3 – 6%, tùy vị trí đo.
Ưu điểm: cho phép nghiên cứu bất kỳ vị trí nào của xương.
Nhược điểm: không thể dùng để nghiên cứu tách biệt giữa phần xương đặc hay xương xốp. Đắt tiền, thời gian thăm dò dài trên 20 phút. Có thể bị sai lầm bởi các lồi xương cạnh khớp. Khó thực hiện tại cộng đồng.
5.5 Đo khối lượng xương bằng chụp cắt lớp vi tính (QCT – Quantitative computed tomography)
QCT là phương pháp đo mật độ xương mới có nhiều triển vọng.
HUPH
Nguyên lý: dựa vào đặc tính hấp thu khác nhau của các tổ chức calci ion hóa với nguồn tia xạ ion hóa, với những lớp cắt 8 – 10 mm đi qua trung tâm các thân đốt sống từ L1 – L5. Tỷ trọng khoáng của xương được so sánh với một photon đi kèm chứa K2HPO4 hoặc CaCO3 ở các nồng độ khác nhau. Kết quả đƣợc biểu diễn bằng g/cm3. Tỷ lệ sai số 5 – 10%. Khả năng tái lập kỹ thuật 4%, thời gian thăm dò 15 phút.
Ưu điểm: QCT cho biết tỷ trọng khoáng xương thực sự 3 chiều của xương, có khả năng nghiên cứu tách biệt các phần xương bè, vỏ xương và cột sống.
Nhƣợc điểm: nguồn tia xạ cao (200 – 1.500 mcrem tùy từng vị trí, thời gian thăm dò kéo dài (15 phút), giá thành đắt, khó thực hiện tại cộng đồng.
5.6 Siêu âm định lượng (QUS – Quantitative Ultrasound)
Là phương pháp mới được áp dụng để đánh giá chất lượng xương.
Nguyên lý của phương pháp này là: phát chùm tia siêu âm qua vị trí xương gót, bánh chè hoặc xương cẳng tay để đánh giá chất lượng xương. Khi xương bị xốp do loãng xương khả năng dẫn truyền tia siêu âm qua xương sẽ kém đi và khả năng hấp thụ tia siêu âm cũng giảm đi. QUS sử dụng 2 đầu dò, một đầu do 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 sẽ 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 những xung siêu âm và những biến đổi của xung sau khi đã qua mô người ta đánh giá được thực trạng của xương.
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 đƣợc nghiên cứu sàng lọc loãng xương trên cộng đồng và có thể tiên lượng trước gãy cổ xương đùi.
QUS có 2 kỹ thuật chính là đo tốc độ truyền âm và hấp thụ siêu âm dải rộng.
- Hấp thụ siêu âm dải rộng (Broadband Ultrasound Attennuation – BUA): các xung siêu âm với các tần số khác nhau bị hấp thụ bởi mật độ xương 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 chỉ số BUA. BUA được áp dụng để đánh giá mật độ xương gót. Kết quả được tính bằng db/MHz.
HUPH
- Đo tốc độ truyền âm (Speed of sound – SOS): tốc độ âm đƣợc tính bằng tỷ 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, gót, quay và xương bánh chè. Kết quả được tính bằng m/s.
Ƣu điểm: không liên quan tới tia xạ, chi phí thấp, thể tích máy gọn nhẹ do đó có giá trị trong các nghiên cứu điều tra sàng lọc loãng xương tại cộng đồng.
Nhược điểm: độ chính xác bị ảnh hưởng bởi phần mềm bao quanh.
5.7 Đo hấp thụ tia X năng lượng đơn (SXA – Single Xray absorptiometry)
Từ năm 1994 phương pháp này đã được Kelly và cộng sự đưa vào sử dụng cho vị trí ngoại vi. Đây là một kỹ thuật mới có thể đo đƣợc ở những vị trí tránh dùng phóng xạ.
5.8 Đo hấp thụ tia X năng lượng kép (DEXA – Dual energy xray absorptiometry) Nguyên lý: tương tự như DPA nhưng nguồn tia gamma phát ra Gadonilium 153 được thay thế bằng nguồn phát tia X.
Ƣu điểm: độ chính xác cao, thời gian thăm dò ngắn, liều tia thấp (2 – 4 mcrem), đánh giá tách biệt giữa xương bè và xương vỏ. Rất có giá trị trong thử nghiệm lâm sàng.
Nhược điểm: bị hạn chế khi đánh giá nếu gặp các gai xương và calci hóa động mạch.
Chi phí cao, phải thực hiện tại cơ sở y tế chuyên khoa.
5.9 Lựa chọn phương pháp
Còn rất nhiều phương pháp thăm dò khối lượng xương khác như: đồng vị phóng xạ, cộng hưởng từ…Song thực tế chúng cũng ít được sử dụng hoặc do liều tia xạ quá cao hoặc còn đang nghiên cứu. Sự lựa chọn một phương pháp đòi hỏi cân nhắc nhiều yếu tố nhƣ: độ chính xác, chi phí, khả năng sẵn có và những tính năng khác. Có thể tóm tắt những ưu điểm và hạn chế của một số phương pháp trong bảng 1.1.
Phương pháp siêu âm định lượng đã được sử dụng khá nhiều đặc biệt là nghiên cứu điều tra cộng đồng. Máy Achilles của hãng GE Medical system đƣợc sản xuất tại Mỹ có thể tích gọn nhẹ, giá thành thấp, độ chính xác cao. Vì vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng phương pháp siêu âm định lượng với kỹ thuật đo là BUA, kết quả được tính bằng db/MHz, sử dụng máy Achilles.
HUPH
Bảng 1.1 Những ưu điểm và hạn chế của một số phương pháp đo mật độ xương
TT Kỹ thuật Ƣu điểm Hạn chế
1
Đo hấp thụ photon đơn
(SPA)
- Không đắt - Liều tia xạ thấp
- Kém liên quan với khối lƣợng xương cột sống
- Nguồn năng lƣợng yếu khó phân biệt với phần mềm xung quanh
2
Đo hấp thụ photon kép (DPA)
- Đo được khối lượng xương cột sống
- Liên quan chặt chẽ với gãy xương cột sống
- Đắt tiền, thời gian thăm dò dài - Có thể sai lầm bởi các lồi
xương cạnh khớp
3
Đo hấp thụ tia X năng lƣợng kép (DEXA)
- Độ chính xác cao, thời gian thăm dò ngắn, liều tia thấp 2 – 4 mrem
- Có thể đo mật độ xương ở tất cả các vị trí toàn cơ thể
- Bị hạn chế bởi các gai xương, canxi hóa động mạch
- Giá thành đắt, phải thực hiện ở tuyến chuyên khoa
4
Chụp cắt lớp vi tính (QCT)
- Có khả năng nghiên cứu tách biệt xương bè và xương vỏ
- Biết tỷ trọng khoáng thực sự 3 chiều của xương
- Đắt tiền, thời gian thăm dò dài - Nguồn tia xạ cao: 200 – 1.500
mcrem
- Khó thực hiện tại cộng đồng
5
Siêu âm định lƣợng (QUS)
- Không liên quan đến tia xạ - Chi phí thấp, dễ sử dụng
- Độ chính xác bị hạn chế bởi phần mềm bao quanh
- Phụ thuộc máy đo
6
Chụp X – quang quy ƣớc
- Đơn giản - Không đắt
- Chẩn đoán loãng xương muộn khi tỷ lệ khoáng giảm nhiều (30 – 50%)
- Chỉ thực hiện đƣợc ở cơ sở y tế
HUPH