DEXA-сканер

DEXA-сканер (двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, Dual-energy X-ray absorptiometry) — это медицинское диагностическое устройство, предназначенное для измерения минеральной плотности костной ткани (МПКТ) и оценки состава тела (процентного содержания жировой, мышечной и костной массы). Метод основан на пропускании через тело двух рентгеновских лучей с разной энергией и анализе их ослабления в тканях различной плотности. DEXA-сканеры являются «золотым стандартом» в диагностике остеопороза и широко применяются в эндокринологии, ревматологии, спортивной медицине и диетологии.

Принцип работы

DEXA-сканер использует два рентгеновских пучка с различными уровнями энергии (обычно 40–50 кэВ и 70–80 кэВ). Когда эти лучи проходят через тело, они ослабляются по-разному в зависимости от плотности тканей. Костная ткань, обладающая высокой плотностью, поглощает больше излучения, чем мягкие ткани (мышцы, жир). Детектор, расположенный с противоположной стороны от источника, регистрирует интенсивность прошедшего излучения. Алгоритмы программного обеспечения на основе разницы в ослаблении двух пучков вычисляют количество костного минерала, жировой и безжировой массы в каждом пикселе сканируемой области.

История развития

Первые прототипы двухэнергетических абсорбциометров появились в 1970-х годах. Разработка метода связана с именами американских учёных Р. Мазесса и Дж. Камерона. В 1987 году компания Hologic выпустила первый коммерческий DEXA-сканер, который стал основой для стандартизации измерений. В 1990-х годах технология была усовершенствована: появились сканеры с веерным пучком (fan-beam), позволившие сократить время сканирования с 15–20 минут до 2–5 минут. С 2000-х годов DEXA-сканеры стали использоваться не только для диагностики остеопороза, но и для оценки композиции тела, что расширило их применение в спорте и фитнесе.

Устройство и типы сканеров

Конструктивные элементы

Основные компоненты DEXA-сканера включают:

• Рентгеновскую трубку — источник излучения с фильтрами для генерации двух энергетических спектров.
• Детекторную матрицу — набор полупроводниковых или сцинтилляционных датчиков, регистрирующих прошедшее излучение.
• Стол для пациента — горизонтальная поверхность с низким уровнем ослабления рентгеновских лучей.
• Сканирующий блок — механизм, перемещающий источник и детектор вдоль тела пациента.
• Компьютер с программным обеспечением — для управления сканированием, обработки данных и выдачи результатов.

Типы по конструкции пучка

• Сканеры с точечным пучком (pencil-beam) — используют узкий коллимированный луч. Обеспечивают высокую точность, но требуют больше времени на сканирование. В настоящее время вытесняются более быстрыми моделями.
• Сканеры с веерным пучком (fan-beam) — формируют веерообразный луч, покрывающий большую площадь за один проход. Время сканирования составляет 2–5 минут. Наиболее распространённый тип в современной клинической практике.
• Сканеры с конусным пучком (cone-beam) — используются в некоторых новых моделях, позволяют получать трёхмерные изображения, но пока менее распространены в рутинной диагностике остеопороза.

Типы по области применения

• Центральные DEXA-сканеры — предназначены для сканирования позвоночника и бедренной кости. Являются основным инструментом диагностики остеопороза.
• Периферические DEXA-сканеры (pDEXA) — компактные устройства для измерения МПКТ в предплечье, пяточной кости или пальце. Используются для скрининга, но не заменяют центральное сканирование.
• Сканеры для оценки состава тела (total body DEXA) — позволяют провести полное сканирование тела для анализа процентного содержания жира, мышечной массы и костной массы.

Применение

Диагностика остеопороза

Основное клиническое применение DEXA-сканера — выявление остеопороза и остеопении. Результаты измерений выражаются в виде T-критерия (сравнение с пиковой костной массой здорового взрослого человека 20–30 лет) и Z-критерия (сравнение с возрастной нормой). Согласно критериям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ):

• T-критерий выше -1,0 — норма.
• T-критерий от -1,0 до -2,5 — остеопения (снижение костной массы).
• T-критерий ниже -2,5 — остеопороз.

Оценка риска переломов

DEXA-сканирование в сочетании с клиническими факторами (возраст, пол, вес, курение, приём глюкокортикоидов) используется для расчёта 10-летней вероятности переломов по алгоритму FRAX (разработан ВОЗ). Это позволяет врачам принимать решение о назначении медикаментозного лечения.

Оценка состава тела

Современные DEXA-сканеры позволяют с высокой точностью определить:

• Процентное содержание жировой ткани (общее и региональное).
• Безжировую массу (мышцы, органы, кости).
• Костную минеральную массу.

Этот метод применяется в спортивной медицине для контроля тренировочного процесса, в диетологии для оценки эффективности диет, а также в научных исследованиях.

Мониторинг лечения

DEXA-сканирование используется для отслеживания изменений костной массы на фоне терапии остеопороза (бисфосфонаты, деносумаб, терипаратид) или при приёме препаратов, вызывающих потерю костной ткани (глюкокортикоиды). Повторные измерения проводят с интервалом 1–2 года.

Преимущества и ограничения

Преимущества

• Высокая точность и воспроизводимость — погрешность измерений составляет менее 1% для МПКТ.
• Низкая лучевая нагрузка — доза облучения при одном сканировании (0,001–0,01 мЗв) значительно ниже, чем при стандартной рентгенографии грудной клетки (0,1 мЗв) или компьютерной томографии (1–10 мЗв).
• Быстрота — сканирование занимает от 2 до 10 минут.
• Возможность оценки состава тела — единственный метод, позволяющий одновременно измерить костную, жировую и мышечную массу.

Ограничения

• Не пригоден для визуализации структуры кости — не показывает микроархитектуру трабекулярной кости.
• Влияние артефактов — наличие металлических имплантов, контрастных веществ, кальцификатов может искажать результаты.
• Необходимость калибровки — для обеспечения сопоставимости результатов требуется регулярная калибровка прибора и стандартизация процедуры.
• Ограниченная доступность — центральные DEXA-сканеры являются дорогостоящим оборудованием, поэтому в некоторых регионах доступны не во всех медицинских учреждениях.
• Невозможность использования при беременности — рентгеновское излучение противопоказано для плода.

Противопоказания и подготовка

Абсолютных противопоказаний к DEXA-сканированию нет, но процедура не проводится беременным женщинам из-за потенциального риска для плода. Относительным противопоказанием является невозможность пациента сохранять неподвижное положение в течение нескольких минут (например, при выраженном болевом синдроме). Подготовка не требует специальных мер: пациенту рекомендуется снять металлические предметы (украшения, часы, очки) и надеть свободную одежду без металлических застёжек. За 24 часа до исследования не следует принимать препараты кальция и контрастные вещества.

Стандартизация и нормативы

В России метод DEXA-денситометрии регламентирован приказом Минздрава РФ от 13 марта 2019 года № 124н «Об утверждении порядка проведения профилактических медицинских осмотров и диспансеризации определённых групп взрослого населения». Исследование включено в перечень обследований при подозрении на остеопороз. Международные стандарты качества (ISO 13485) и рекомендации Международного общества клинической денситометрии (ISCD) предписывают регулярную калибровку приборов и обучение персонала.

Перспективы развития

Современные разработки в области DEXA-технологий направлены на:

• Повышение разрешающей способности для оценки микроархитектуры кости.
• Снижение времени сканирования и дозы облучения.
• Интеграцию с системами искусственного интеллекта для автоматического анализа результатов и выявления патологий.
• Создание портативных устройств для скрининга в амбулаторных условиях.
• Разработку методов оценки качества кости (коллагеновой матрицы) помимо минеральной плотности.

Источники

• Всемирная организация здравоохранения. «Оценка риска переломов и диагностика остеопороза: рекомендации ВОЗ». Женева, 2008.
• Приказ Министерства здравоохранения РФ от 13 марта 2019 г. № 124н «Об утверждении порядка проведения профилактических медицинских осмотров и диспансеризации определённых групп взрослого населения».
• Международное общество клинической денситометрии (ISCD). «Официальные позиции 2019 года по центральной денситометрии».
• Kanis J.A. et al. «The diagnosis of osteoporosis». Journal of Bone and Mineral Research, 1994, 9(8): 1137–1141.
• Hologic Inc. «Dual-Energy X-ray Absorptiometry: Principles and Applications». Technical Manual, 2020.
• «Клинические рекомендации по диагностике и лечению остеопороза». Ассоциация ревматологов России, 2021.