醫療藍海 骨質診斷及防治新趨勢

骨質疏鬆症是香港其中一個「沉默殺手」,影響接近70 萬名市民,患者不斷湧現,其中主因是骨質疏鬆病癥來得無聲無色,往往發現時患者已出現骨折;同時骨質疏鬆的診斷儀器發展相對遲緩,教育配套不足,亦是此症蔓延的其二主因。

隨著本港人口老化,每天平均有10 個長者因骨質疏鬆引致股骨骨折而入院,預計到了2020 年更會倍增至每天20 個,骨質疏鬆發病率甚至為全亞洲之冠。

骨質疏鬆診斷 – 黃金標準的缺陷
脊骨與股骨,是骨質疏鬆性骨折的常見位置,目前以傳統雙能量X 光吸收測量儀(DXA) 為診斷的黃金標準。礙於儀器及操作成本高昂,衛生署一直建議65 歲以上或有高危因子人士每年接受DXA 骨質密度測試。

1. 骨密度的骨折鑑別能力不高
研究表明,非骨折受試者的骨密度(BMD)與骨折受試者的測量結果之間存在很大的重疊。這意味著低創傷性骨折可在低、正常甚至高的骨密度患者中出現。這項研究進一步表明骨折評估不能單靠骨密度測量來預測。
(S. Pors Nielsen,“The Fallacy of BMD: A Critical Review of the Diagnostic Use of Dual X-Ray Absorptiometry,”Clinical Rheumatology 2000 19:174-183)

2. DXA 診斷誤差 ( 脊椎測量數據)
60 歲以上患者接受DXA 診斷,偶會出現骨密度的假高值。骨密度的X 光測量會受到血管鈣化、骨軟化及骨關節炎等疾病所影響,此類錯誤的高測量有機會導致假陰性False Negative) 誤診,因而出現錯誤的治療決定。

3. 骨質密度不等於骨強度
骨密度是特定面積下礦物濃度的粗略評估,過程中並未考慮到骨骼尺寸及結構特性,同時骨密度會受體重及生長因素影響,真實的密度測量應同時考慮以上各項因素。
(Ott S. M. et al., “Evaluation of Vertebral Volumetric vs. Areal Bone Mineral Density During Growth,” Bone 1997 June 20(6):553-6 Pors Nielsen et al., “Bone Densitometry – Two or Three Dimensions?” In: Current Research in Osteoporosis and Bone Mineral Measurement V, Ring E. F. J., Elvins D. M. and Bhalla A. K. (eds) pp. 34-35. London: British Institute of Radiology.)

4. DXA 測量結果的可重覆性 ( 精度誤差)
為了監測治療前後的骨骼變化,量化成效,診斷儀器需具備最低精度誤差(Precision Error),但如在DXA髖關節測量期間,患者的姿勢或角度稍有改變,所測試的位置(Region of Interest ROI) 亦會有所不同,構成10-15% 的精度誤差。

5. X 光輻射吸收
新型DXA 儀器標榜輻射量低( 相對肺部檢查輻射少),但觀乎長者每年接受不同類型的CT 電腦斷層、MRI 磁力共振等掃描,吸收的輻射量仍相當「可觀」,因此DXA 儀器不利長期監測治療效果。

正常
骨骼
疏鬆
骨骼

超聲波骨質掃描新趨勢
超聲波定量掃描 (Quantitative Ultrasound QUS) 一直有應用於骨質評估之上,然而掃描足跟跟骨的準繩度一直為人詬病,加上跟骨並非骨質疏鬆性骨折的常見位置,因此一直以來超聲波骨質評估通常只作篩查或初檢參考之用。

超聲波定量掃描的絕對優勢
透過測量位置的聲波反射,超聲波掃描主要測試聲速 (Speed of Sound SOS),相對DXA X 光掃描的骨質密度(Bone Mineral Density BMD),更有效反映骨質強度:
‧ 反映骨質密度、彈性、皮層骨骼厚度
‧ 分析骨質微結構,而非單一評估骨

礦物濃度/ 密度
新型超聲波定量掃描儀器不再局限於足跟跟骨測量,集合DXA 與傳統QUS 兩種科技的優點:
1. 零輻射吸收
2. 軸向骨密度測量 ( 直接量度L1-L4 脊骨及髖部股骨密度數據)
3. 精確分析所有原始射頻及光譜特徵,確定骨質微結構狀態
4. 提供世界衛生組織認可T 值、Z 值及骨密度BMD 數據
5. 提供額外兩組骨質數據
– 骨質疏鬆評分Osteoporosis Score O.S. ( 直接與骨密度BMD 掛鉤)
– 骨質脆弱程度評分Fragility Score F.S. ( 獨立於骨密度BMD 評估,直接以骨質結構及脆弱程度量化實際骨
強度)
6. FRAX 10 年骨質疏鬆性骨折風險評估 ( 透過家族遺傳歷史、生活及藥物使用習慣、測試所得骨質數據評估大型骨折風險)
7. 「零」操作成本
– 省卻7 位數字DXA 儀器成本、無須建設輻射屏障
– 無須額外聘用放射技師 或 轉介診斷中心
– 無須定期監測輻射劑量,超聲波掃描無限制用量
8. 適用於長期監察患者治療進度,亦可普及至40 歲以上人士儘早診斷及預防骨質疏鬆

脊骨骨密度股骨骨密度
ECHO-S 零輻射超聲波
骨質掃描儀
超聲波定量掃描脊骨評估股骨評估
最小可識別差異 (SDD) [g/cm2] 0.013 0.008
操作員數據誤差 (RMS-CV) [%] 0.40 – 0.54% 0.30 – 0.41%
DEXA X 光掃描匹配度比較93.1% 94.2%
超聲波定量掃描準繩度比較
ROI ROI
目標位置分析
超聲波採集數據
自動脊骨節數分離掃描
骨頭位置自動偵測
自動數據分析
自動及數據比較
輸出報告

骨質疏鬆的預防與輔助治療
隨了在骨質診斷技術上的進步,亦有很多嶄新的預防及輔助治療方法相繼出現。以往很多研究指出,負重運動可強化骨骼,改善肌肉力量與耐力, 經常運動更可增加關節的活動幅度、平衡及穩定性。因此負重運動可大大減低長者跌倒及骨折風險。

負重運動總類繁多,部分高強度的訓練有機會會令長者受傷,我們為長者選擇運動時要格外小心。現時大部分醫院及治療中心都會教高骨折風險人士一套橡筋帶運動,以改善病人的肌肉力量和減低骨質流失速度。橡筋帶有不同顏色代表不同韌度,適合不同人士使用,而且方便攜带帶,能訓練全身大小肌肉。

此外,早在十多年前已有美國學者指出全身震動療法是一種安全的負重運動,可改善長者的骨質密度。今年香港中文大學也有研究提出用低強度高頻率(30Hz以上) 的全身震動療法,可明顯改善長者骨質疏鬆的情況和增加他們的肌肉力量,減少跌倒機會。全身震動療法利用不同頻率的震動刺激我們的本體感覺與肌腱讓大腦產生身體似乎要跌倒的錯覺,神經肌肉系統產生牽張反射,使得肌肉無意識下地收縮來防止跌倒,因此許多平時即使做肌力運動不容易鍛鍊到的姿態肌肉,也能夠有效地得到鍛鍊。當肌肉活動對骨骼產生壓力時,會刺激骨骼製造更多造骨細胞,改善骨質疏鬆的問題。

於飲食方面,一般人都會認為攝取鈣質就是防治骨質疏鬆的最有效方法,但近年科學家便發現,其實單是補鈣, 但身體維他命K 不足,不單不能護骨,反會做成心血管鈣化,增加心臟病的風險。維他命K2是一種脂溶性維他命,具有減慢骨質流失和預防血管鈣化兩種關鍵功能, 是人體必需的營養。研究發現維他命K2 可從以下兩方面減慢骨質流失: 激活人體蛋白─骨鈣素(Osteocalcin); 激活MGP(Matrix Gla Protein)。K2 也是一種活化劑,激發骨鈣素的活躍性,幫助血鈣導入及結合到骨基質上,讓骨骼堅固起來,減低骨折風險。

參考資料:
1. Layne JE, Nelson ME The effects of progressive resistance training on bone density: a review. Med Sci Sports Exerc. 1999 Jan;31(1):25-30.
2. Magdalena Weber-Rajek, Jan Mieszkowski, Et.al Whole-body vibration exercise in postmenopausal osteoporosis, Prz Menopauzalny. 2015 Mar; 14(1):
41–47.
3. Shiraki M, Shiraki Y, Aoki C, Miura M.Vitamin K2 effectively prevents fractures and sustains lumbar bone mineral density in osteoporosis J Bone Miner Res.