[发明专利]用于评估骨折风险的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2005年5月5日提交的美国临时申请No.60/678,830的优先权，在此引入该临时申请作为参考。

背景

发明领域

[0002]本发明涉及用于评价人和动物骨强度的新方法和设备。

相关领域

[0003]近来对骨的材料性能的测量证实，这些性能随变老严重劣化。例如，NaIIa，Kruzic，Kinney，&Ritchie已经表明，启动骨中裂纹所需的应力，即初始韧性，即使没有诊断出骨病，在人骨中从40到100年的60年内也下降40％。更引人注目的是，在相同年龄范围内裂纹-生长韧性被有效地消除[1]。近来的研究扩展并支持了早期的研究，表明另一种材料性能即断裂韧性随变老明显劣化[2-11]。这些测量揭示，除了骨矿密度降低和微结构劣化的公知因素之外，由于变老或疾病使骨材料性能劣化也会在骨折风险中起作用。

[0004]现在经常通过各种技术(包括双能量x-射线吸光测量法、定量超声法等)测量骨矿密度(BMD)来评估骨折风险。这些技术均测量骨的性能，而没有引发任何长度级别的断裂。它们通常被认为是抗断裂性的不完全量度。对于年轻的健康人如新兵，尤其如此，在他们中，发现骨折风险的这些常规量度对于在基本训练中评估骨折风险无效[12]。此外，已知的是尽管这些测量很有价值，但不能完全表征出老年患者或患有骨关节炎、骨质疏松症或其他骨病的患者中的骨折风险。

[0005]根据世界健康组织(WHO)，骨质疏松症是一种主要的公众健康问题[13]。尽管世界范围内有50,000,000妇女患有疾病，但骨质疏松症和骨质缺乏症(低骨质)经常与年龄增大相关，而且这两种疾病都影响着生命每一阶段的人群，对于人的劳动力有巨大影响。预计到2050年，骨质疏松症的经济负担将达到$1315亿[14]。对于骨质疏松症相关的治疗，美国现在的保健成本每年超过$150亿[15]。

[0006]骨质缺乏症和骨质疏松症经常是无症状的，并且经常直到已经发生骨折或直到已经测定出低骨矿密度(BMD)，才能确定诊断。骨质疏松症的最显著并发症是骨折，经常由极低程度的外伤引起[16]。大体上，骨折可以指移动性和生命质量损失并且死亡的风险增加。许多干预已经显示降低了这种人群中的骨折风险；然而，尽管绝大部分患者属于骨折风险类别，但是用于评价的设施仍不充分，并且仅有被评价为最高风险的那些人群得以充分地测试和治疗。由于成本原因，大部分风险人群仍未被评价[17]。

[0007]最初，对大部分患者进行评估设备检测，试图识别低骨矿密度风险的人群，OST(骨质疏松症自评估工具)、SCORE(简单计算的骨质疏松症风险评价)、SOFSURF(骨质疏松骨折的研究)利OSIRIS(骨质疏松症风险指数)是这些中的代表性设备，经常被医务人员用于测定大部分需要BMD测量的那些病例，同时提高患者的风险因素意识。基于体重、年龄和几种额外的因素进行测试。尽管这些测试具有高灵敏度(达到90％)，但是在对于特定个体的精确度方面有许多限制[18]。

[0008]  目前有许多诊断设备用于评估患者的骨折风险，集中于骨矿密度的降低和微结构的劣化。双能量x-射线吸光测量法(DEXA)已被用于临床上测量这些因素。骨矿密度目前仍是骨折风险最广泛被接受的指标，并且也用于骨质疏松症的正确诊断。DEXA是常用最可接受的设备选择，并且在评价风险中起决定性作用，但是也已经观察到许多缺点和限制。设备间的差异可能对患者的诊断和治疗有严重影响[19]。此外，具有正常BMD的患者可能经历骨折，而具有低BMD的患者可能是低风险的[18]。基于世界健康组织的推荐设立标准，T-Scores(T-分)表现出依据评估位置的差异。尽管提出推荐的DEXA来评价髋骨，但是据报道在绝经期之前10年和绝经期后不久，在脊骨中发生比髋骨中更大的骨损失[20]。已经提出用于评价BMD的改进功能，包括骨发展的明显周期性：青春期、成年稳定性和随变老降低[21]。BMD结果经常不能充分地诊断具有高骨折风险的儿童。