השאלה במלואה:
מכשירי המדידה בבתי חולים בודקים צפיפות עצם בלבד שאינה תמיד מדד מדויק לחוזק העצם.
איך ניתן לבדוק את חוזק העצם (עמידות לשברים) והאם טכניקת דופלר או דרכים אחרות מאפשרת זאת?
נתחיל בתיקון קטן- המדד הנכון לעמידות העצם בפני שברים הוא קושי העצם (toughness) ולא חוזק העצם (strength).
חוזק העצם (strength) מבטא את העומס המקסימאלי בו העצם יכולה לעמוד אך אין זה מדד ישיר המצביע על יכולת העצם להתנגד לשבר. המדד המנבא את יכולת העצם (או כל חומר אחר) להתנגד לשבר הוא "קושי" העצם (toughness).
אם נסתכל על עקומת מאמץ-עיבור של עצם מועמסת הרי שחוזק העצם נמדד משיא גובה העקומה (מאמץ מרבי) ואילו קשיחות העצם שווה לשטח מתחת לעקומה (אזור אלסטי + אזור פלסטי) והיא מבטאת את כמות האנרגיה שיש להשקיע עד למצב בו העצם נשברת.
ויקיפדיה
שתי התכונות העיקריות המשפיעות על חוזק העצם הן כמות המינרל ואחוז החללים מסך העצם.
יש קשר בין חוזק העצם לקושי העצם אך המדדים לא זהים ויש משתנים נוספים המשפיעים על קושי העצם, למשל קשיחות העצם (stiffness); להבנה יותר מלאה של המדדים הנ"ל אני מפנה שוב לתשובות המורחבות בנושא (קישור למעלה).
יש מספר בעיות בשיטה הנהוגה כיום למדידת צפיפות העצם (DEXA) חלקן נובעות מכך שהמדידה היא היטל דו מימדי של גוף תלת מימדי (עצם).
בעיה נוספת היא שמדידת צפיפות העצם באזור עצם הירך ליד מפרק האגן ("צוואר הירך") יכולה לתת תוצאה אחת שלא תשקף את המצב בחוליות וההפך. כלומר, לא כל העצמות בגוף יסבלו מירידה בצפיפות העצם במידה שווה.
לבסוף יש הבדלים משמעותיים בין האוכלוסייה הלבנה ואוכלוסיות אחרות מבחינת צפיפות העצם. גם הגיל המין ומשתנים נוספים הם ברי השוואה.
למרות האמור לעייל, כיום זאת השיטה הקיימת והכי נפוצה והיא מסוגלת בניתוח זהיר לתת כיוון והערכות לגבי רמת הסיכון של הפרט הנבדק. יש מספר חברות וחוקרים ששוקדים כרגע על דור ההמשך של המחקר בנושא צפיפות העצם אך כיום שום טכנולוגיה אחרת עוד לא הבשילה למסחריות.
טכניקת דופלר (אולטרא-סאונד) היא שיטה שכבר משתמשים בה במחקרים למדידת צפיפות העצם אך היא עדיין לא בשימוש מסחרי.
מה היתרונות בשיטה זו?
# היא הרבה יותר זולה.
# היא לא פולשנית.
# היא נותנת ערכים לעצם ע"פ כיוון לכן בעיקרון ניתן לקבל את הערכים ב3 המימדים.
מה החסרונות בשיטה?
# קודם כל מהתשובה למעלה אנחנו כבר מבינים שצפיפות העצם היא לאו דווקא המדד היחיד והחשוב לקביעת שבירות העצם.
# מעבר לכך- מדידת צפיפות העצם ע"י אולטרא-סאונד נותנת לנו מדדים של קשיחות, יחס פואסון ומודול הגזירה של החומר. מהמדדים הללו יש צורך להעריך את הצפיפות החוזק והקושי. כפי שכבר ציינתי, אנחנו עדיין לא שם.
# בניסויים שהשוו את הערכים שמתקבלים מאולטרא-סאונד לניסויים שבוצעו ישירות על העצם התגלה שהערכים המתקבלים באולטרא-סאונד גבוהים יותר מאשר בשיטות ישירות, אך אין פקטור קבוע שניתן לחשב.
# השיטה מחשבת את הזמן שלגלי הקול לוקח לעבור בעצם ולפגוע בחיישן אבל העצמות הן א-רגולריות, כלומר אין להן מבנה סימטרי (כמו קובייה למשל) ולכן המרחק שגלי הקול עוברים משתנה במיקום והזמן שנמדד הוא למעשה ממוצע של זמנים שונים. עובדה זו מוסיפה אי דיוק לשיטה.
מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים:
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.