La absorciometría de fotón único es un método de medición de la densidad ósea inventado por John R. Cameron y James A. Sorenson en 1963.
La absorciometría monofotónica (SPA) fue desarrollada en 1963 por Steichen et al. En 1976, fue una herramienta importante para cuantificar la mineralización ósea en los bebés. El método de absorción monofotónica funciona cuando una cierta cantidad de rayos gamma emitidos por isótopos pasan a través de los tejidos humanos. Existe una relación de función exponencial entre la cantidad de rayos gamma absorbidos y el grosor de los tejidos, y las características de absorción de los diferentes tejidos son diferentes, pero los efectos de los tejidos blandos y el agua sobre los rayos gamma son los mismos. Por lo tanto, la influencia de los tejidos blandos se puede eliminar con un baño de agua, y se puede medir la cantidad de rayos gamma absorbidos por los tejidos óseos y luego calcularlos. Se calculó el contenido mineral óseo (BMC). Este método se utiliza principalmente para mediciones óseas de extremidades y censos de población con la ayuda del baño de agua. [1] [2]
En 1963, el ensayo de absorción de fotón único (SPA) inventado por Cameron y Sorenson fue el primer método de análisis cuantitativo aplicado al diagnóstico de osteoporosis . Este método utiliza el principio de que la absorción de sustancias radiactivas por el tejido óseo es proporcional al contenido mineral óseo. Los fotones gamma de yodo o americio se utilizan como fuente de luz para penetrar el antebrazo. Después de ser absorbidos por el hueso y el tejido blando, se utiliza un cristal de NaI (Tl) para detectar los recuentos de radiactividad paralelos a la fuente de luz. El BMC y el BMD se obtienen calculando la densidad de energía de los fotones emitidos y emitidos. La ubicación de la medición generalmente se encuentra en la unión 1/3 del cúbito y el radio distal, o en los sitios de tejido menos blando como el calcáneo y el hueso de la mano, envuelto en una bolsa de agua y colocado entre la fuente de luz y el detector. El BMC (g/cm) se puede obtener sintetizando la energía de absorción de fotones gamma del hueso medida. La BMD (g/cm) se puede obtener dividiendo el BMC por el ancho del hueso. Este método sólo puede medir el contenido mineral óseo de las extremidades. Si la fuente de isótopos se cambia a una fuente de rayos X, es decir, un absorciómetro de rayos X de energía única (SXA), el principio y el método de determinación son los mismos que los del SPA, pero la fuente de radiación es diferente. [3]
El principio básico del instrumento de medición de densidad mineral ósea de fotón único es calcular el grado de atenuación del haz de fotones gamma de energía única a través del tejido óseo. Cuanto mayor sea el grado de atenuación, más absorbido por los minerales óseos, mayor será el contenido mineral óseo y mayor será la densidad mineral ósea. Este método se denomina método de absorción de rayos gamma, que también se denomina método de absorción de fotón único. Este método es el más conveniente para medir el radio y el cúbito, y el objeto de observación se deja. El punto de unión del tercio medio e inferior de los huesos radial y cubital es el punto de medición. Los parámetros de altura y peso de los objetos observados se miden de forma rutinaria antes de la medición. [4]
La absorción monofotónica es el método más antiguo para medir con precisión la densidad mineral ósea. Su principio básico es que la densidad mineral ósea se puede obtener mediante la ley de absorción. En esta ley, los parámetros importantes que se deben obtener son el espesor óseo, el coeficiente de absorción ósea y la intensidad de la radiación (o recuento) después de la absorción ósea. El espesor del tejido blando medido mediante el método de absorción monofotónica es el mismo. El tejido blando no afecta los resultados de la medición del tejido óseo. Por lo tanto, el coeficiente de absorción de un haz de radiación de energía constante se puede calcular de antemano y la intensidad de la radiación (o recuento) se puede obtener directamente en la medición del paciente. [5]
En el marco C vertical, la fuente de luz colimada de 125I (200 mCi o 74 GBq) y el tubo fotomultiplicador-detector de centelleo de NaI (TI) colimado están montados en formas geométricas relativas para colocar las partes del cuerpo medidas entre la fuente y el detector. El conjunto de fuente y detector están conectados rígidamente y son accionados por un motor para cruzar el eje longitudinal del hueso. [6]
Un primer intento de medir la densidad mineral ósea (DMO) con rayos X convencionales utiliza cuñas escalonadas hechas de aluminio o marfil como herramienta de calibración. La densidad mineral ósea se calculaba comparando visualmente la densidad mineral ósea y la densidad conocida en cada paso del fantasma. La siguiente mejora en el campo de la densidad mineral ósea es el método de absorción monofotónica (SPA) inventado por Cameron y Sorenson en 1963. [7]
Las fuentes radiactivas costosas y potencialmente peligrosas utilizadas en la SPA y la DPA han sido reemplazadas por la absorciometría de rayos X simple (SXA) y la absorciometría de rayos X de energía dual (DXA) desde fines de la década de 1980. De manera similar a la DPA, el principio básico de la DXA es medir la transmisión de rayos X de alta y baja energía de fuentes de rayos X estables. El tiempo de adquisición más corto, la mayor precisión y resolución y la exposición disponible pueden considerarse como ventajas de usar rayos X en lugar de SPA o DPA. Con la creciente popularidad de la DXA, su aplicación en la investigación pediátrica y la práctica clínica ha aumentado significativamente. [7]
Al mismo tiempo, debido a que el SPA es solo un fotón de energía, el sitio de medición real se limita a los huesos de las extremidades, especialmente los huesos distales de las extremidades, mientras que hay mucha grasa y gas alrededor del tejido óseo del tronco, por lo que el método de absorción de un solo fotón es "impotente". En la actualidad, la mejora principal es cambiar la fuente de isótopos a una fuente de rayos X, que no solo puede estabilizar el voltaje, sino que también mejora la precisión, la resolución y la velocidad de la medición. Como resultado, también ha evolucionado desde el escaneo unidimensional al escaneo bidimensional, desde la representación en forma de onda de la densidad mineral ósea hasta la disposición matricial de la densidad mineral ósea, que refleja de manera más intuitiva la densidad mineral ósea. [8]
En los últimos 10 años, la medición de la masa ósea del antebrazo mediante absorciometría monofotónica se ha convertido en uno de los métodos más utilizados para evaluar el hueso cortical. Existen varios escáneres diferentes con ligeras diferencias en los ajustes de medición. Los sitios de escaneo varían desde el eje medio hasta el extremo distal, y algunos escáneres miden solo uno de los huesos del antebrazo. Nuestra técnica utiliza seis escaneos de más de 2 cm de longitud para minimizar los errores de reposicionamiento y mejorar la precisión. [6]
El espesor óseo se puede obtener midiendo la ley de absorción. El espesor óseo multiplicado por la densidad de hidroxiapatita es la densidad ósea (g/cm2 ) . La absorción de fotón único es el método más comúnmente utilizado para medir el radio distal y medio de la extremidad superior no dominante, o el radio distal del radio del 1/10 distal, el radio ultradistal y el calcáneo, el hueso de la mano, etc. Debido a que el 95% del hueso cortical en el radio medio y distal se encuentra en un tercio del radio, y el cambio del diámetro externo del hueso es muy pequeño en el eje longitudinal, la precisión de la medición es mejor. Sin embargo, la desventaja es que los resultados de la medición reflejan principalmente la densidad del hueso cortical y no pueden reflejar el cambio de la densidad del hueso esponjoso con un metabolismo más rápido, por lo que no se puede utilizar como un método de monitoreo para el cambio temprano del metabolismo óseo. [9]
La absorciometría monofotónica es el primer método de análisis cuantitativo utilizado en el diagnóstico de la osteoporosis. Para evaluar la calidad ósea, el contenido mineral óseo (BMC) y la densidad mineral ósea (BMD) son indicadores importantes, y la calidad ósea puede reflejar el estado de salud del tejido óseo humano normal hasta cierto punto. La pérdida ósea es sistémica y no existe un tratamiento eficaz para restaurarla a la normalidad. Por lo tanto, es particularmente importante adoptar un método seguro, simple y sensible para el diagnóstico temprano y la prevención de la osteoporosis.
En términos generales, el método de absorción de fotón único es simple, portátil, económico y práctico, y el tiempo de medición es relativamente corto (1% del de los rayos X convencionales). No se ve afectado por la osteosclerosis local ni la proliferación. Por lo tanto, se puede utilizar como un medio para tamizar la densidad mineral ósea en áreas grandes, especialmente en áreas y comunidades rurales. [10]
Estos instrumentos basados en 125I (ahora conocidos como absorciometría monofotónica) se han utilizado ampliamente durante muchos años y sus aplicaciones médicas están bien establecidas. Se ha demostrado que las mediciones de SPA pueden identificar a las mujeres mayores que son particularmente vulnerables a las fracturas mediante estudios de seguimiento prospectivos en Suecia, Indiana y Hawái, como lo confirmaron los ensayos multicéntricos en los Estados Unidos, incluido un seguimiento reciente de 9000 mujeres mayores. El estudio sueco mostró que la tecnología tenía el mismo poder predictivo (más joven que otros estudios) para las mujeres de 50 a 59 años. El poder predictivo se extiende a las fracturas de cadera y a los hombres. El ensayo multicéntrico estadounidense mostró que las mediciones de SPA en el antebrazo eran tan buenas como las mediciones de SPA en el talón o la absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA) de la columna o la cadera y podrían usarse para predecir futuras fracturas generales en mujeres mayores. [11]
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