年龄对正常人股骨颈局部血流灌注的影响
作者：余绍宁 田伍训 云昌全 曹宝根 王瑾瑛 何 颖 范正平 张春才 杨锡明
单位：余绍宁 田伍训 云昌全 曹宝根 王瑾瑛 何 颖 范正平(海军医学研究所，上海 200433)；张春才 杨锡明 (长海医院骨科，上海 200433)
关键词：股骨；血流灌注；133Xe清除法
生物医学工程学杂志990117
内容摘要 用133Xe清除法测量39名正常人无股骨病史的股骨颈区之局部血流灌注，以研究年龄对人骨血流灌注的影响。结果表明，随着年龄的增长，人股骨颈局部血流灌注有所下降，二者的关系为：F＝-0.042Y+9.01(F为血流灌注，Y为年龄)，并认为骨血流灌注随年龄的增长而缓慢下降，主要是造血骨髓随年龄增长而减少所致。其中20名21～40岁年龄的成年人左右两侧股骨颈区局部血流灌注均值之间没有统计差异(t＝0.041，P>0.50)，其平均值7.37±0.62ml*(100g.min)-1可以代表健康青壮年人股骨颈局部血流灌注。
, 百拇医药
The Effect of Age on the Regional Blood Flow of
Neck of Femur in Normal Chinese
Yu Shaoning Tian Wuxun Yun Changquan Cao Baogen Wang Jingying He Ying Fan Zhengping
(Navel Medical Research Institute, Shanghai 200433)
Zhang Chuncai Yang Ximing
(Changhai Hospital, Shanghai 200433)
Abstract This study aimed to assess the effect of age on the regional blood flow of neck of femur in normal Chinese.133Xe washout method was adopted. The result showed that the femur regional blood flow of normal Chinese decreased slowly with the increase of their age. The relation between age and femur blood flow might be expressed as F=-0.042Y+9.01(F refers to blood flow, Y refers to age). The average femur regional blood flow of normal Chinese was 7.37±0.62 ml.(100g.min)-1for 21-40 years old. The authors suggest this result can be considered to stand for regional femur blood flow of young healthy adults.
, 百拇医药
Key words Femur Blood flow 133Xe washout method
1 前言
骨血流灌注是骨组织病变的表现因素，但骨处在软组织深部，且有坚硬的结构，要测量其血流灌注值有很多困难。早期的测量方法如骨内测量法[1]、髓内测量法[2]、131Ⅰ清除法[3]等，或由于创伤性，或由于对结果的解释问题均没能应用于临床。70年代后期建立的133Xe清除法[4]，将骨组织分为造血组织和非造血组织二部分，用二指数函数模拟133Xe自骨中的清除曲线，从而估算局部骨的血流灌注量，由于133Xe能量低清除快，因此该方法具有无创伤、吸收剂量少和测量容易重复的特点。
2 测量对象与方法
, 百拇医药
2.1 对象
无股骨疾病、血液病史的正常人39例，其中男性36例，女性3例，年龄5～75岁之间，平均41岁。实验前测量体重、身高、血压和心率。
2.2 测量装置和方法
测量装置由呼吸器(自制)、NaI(T1)闪烁探头、NIM控制机箱(自制)和微机组成。测量时被测者仰卧在测量床上，双腿保持静止状态，休息15 min后将带准直器的NaI(T1)探头正对并紧贴左右股骨颈大转子区，带好呼吸面罩。测量2 min本底后开始吸入133Xe-空气混合气体，持续2 min，自吸入133Xe始每隔6 s取一个计数，连续测量30 min。
133Xe自骨中的清除曲线符合二指数模式，可由下式表示：
C(t)=A1e-k1t+A2e-k2t (1)
, 百拇医药
式中：A1、A2分别为133Xe在骨中积聚到最高点时造血组织和非造血组织中的133Xe的量；K1、K2分别为造血组织和非造血组织对133Xe的清除率常数。
局部骨血流灌注为各组织血流灌注fi之和：
F[ml.(100g.min)-1]=swifi (2)
wi为权重系数，其值近似于[4]：
wi=Ai/(A1+A2) (3)
, 百拇医药
各组织的血流灌注可表示为：
fi[ml.(100g.min)-1]＝λiki (4)
λr(i=1,2)为133Xe在血液和各组之间的分配系数。
Lahtinen等通过组织活检和形态学分析得出正常人的分配系数为λ1＝0.95ml/g，λ2＝0.049age+3.110。ki可通过骨中各组织对133Xe的半排出时间而算得：ki＝ln2/T1/2(i)
3 结果
39名正常人无股骨病史的股骨颈区血流灌注量列于表1。
, 百拇医药
表1 正常人股骨颈大转子区血流量[ml.(100g.min)]
Table 1 Femur greater trochanter regional blood flow of 39 normal Chinese people No.
Age
Left side
Right side
F
f1
f2
F
, 百拇医药 f1
f2
1
5
/*
9.17
17.59
5.60
2
7
9.08
17.22
4.42
, 百拇医药
9.14
15.59
2.74
3
8
/
9.21
15.48
4.83
4
23
/
6.98
, 百拇医药
11.25
3.81
5
25
7.34
18.30
2.16
6.57
15.12
2.82
6
26
/
, http://www.100md.com
8.22
15.20
2.21
7
28
8.02
11.68
3.26
/
8
28
7.07
13.28
, 百拇医药
3.20
6.90
13.47
3.20
9
29(女)
6.97
13.46
3.63
6.26
11.79
3.02
10
, http://www.100md.com
29
8.26
14.17
3.25
7.86
13.87
2.86
11
31
8.84
13.99
5.65
7.70
, 百拇医药
11.54
5.58
12
31
8.30
17.04
3.25
6.99
14.52
2.65
13
32
7.86
, 百拇医药
11.88
3.93
7.39
12.98
3.16
14
32
6.78
15.07
2.57
7.87
14.91
2.23
, 百拇医药
15
32
7.62
16.44
4.04
7.42
17.50
3.29
16
33
6.98
12.85
3.98
, 百拇医药
6.38
12.04
2.83
17
33
/
7.83
20.37
3.09
18
34
7.05
14.96
, 百拇医药
2.89
6.41
14.42
2.98
19
35
/
8.12
23.02
3.97
20
36
7.41
, http://www.100md.com
12.02
4.23
7.76
14.19
3.71
21
39
7.34
13.90
2.19
7.07
12.39
3.19
, 百拇医药
22
40
8.06
15.25
2.82
7.02
14.60
2.70
23
40
6.27
15.97
2.31
, 百拇医药
6.98
16.44
2.47
24
41(女)
8.00
14.59
2.41
/
25
41
6.78
16.08
, 百拇医药
3.62
/
26
42
/
6.82
12.81
3.60
27
45
6.63
12.65
2.64
, http://www.100md.com
7.90
13.02
3.81
28
49
6.58
13.86
3.24
7.04
12.44
3.70
29
53
, 百拇医药
5.90
12.76
1.76
/
30
60
6.02
12.33
2.06
6.68
13.02
2.08
31
, http://www.100md.com
62
6.67
13.45
2.84
5.55
13.65
2.54
32
65
6.22
11.52
2.15
6.61
, 百拇医药
12.60
2.55
33
65
5.40
10.11
3.58
7.24
13.45
2.47
34
66
8.08
, 百拇医药
13.47
2.61
7.70
13.00
2.32
35
68(女)
5.88
14.28
1.46
6.25
13.67
3.04
, http://www.100md.com
36
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3.41
8.53
1.58
5.31
13.66
2.58
37
70
6.56
12.80
2.10
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6.42
13.88
3.06
38
72
5.24
9.15
3.82
6.48
10.93
2.08
39
75
, 百拇医药
4.55
9.78
2.16
6.18
10.56
3.61
21～60岁年龄段的27名正常人左右两侧血流灌注平均值分别为7.28±0.78 ml.(100.min)-1和7.22±0.58 ml.(100g.min)-1，两者无统计差异(t=0.045，P>0.50)，其中25名男性和2名女性之间也无显著统计差异(t＝1.338，P>0.05)；21～40岁和41～60岁两个年龄段的平均血流灌注量之间在统计学上有显著性差异(t＝2.689，0.01.(100g.min)-1和6.83±0.74 ml.(100g.min)-1代表各个年龄段正常健康人股骨颈局部血流灌注。10岁以下和65岁以上年龄段，其血流灌注平均值分别为9.15±0.26ml.(100g.min)-1和5.67±1.16 ml.(100g.min)-1，两者之间统计有显著性差异(t=5.909，P<0.001)。血流灌注随年龄的增长而缓慢下降，其相互关系为：
, 百拇医药
F[ml.(100g.min)-1]＝-0.042Y+9.01
图1 年龄对股骨颈区局部血流灌注的影响
Fig 1 Effect of age on the regional blood flow of neck of femur
从图1还可看出，非造血组织的血流灌注f2在整个年龄段处于相对稳定(25岁以下和65岁以上两个年龄段的均值之间比较差异显著，t＝2.516，0.05>P>0.02)，而造血组织的血流灌注f1随着年龄的增长有较显著的下降(25岁以下和65岁以上两个年龄段均值之间存在非常显著差异，t=4.150，P<0.001)。由此我们可以认为，人股骨颈局部血流灌注随年龄增大而有所下降，主要是造血机能随年龄增大而下降所致。
, http://www.100md.com
4名正常人股骨颈区血流灌注的重复测量结果列于表2，两次测量的均值之间经统计后无显著性差异(t＝1.015，0.50>P>0.20)。
表2 四名健康人的重复测量结果
Table 2 Results from repeated measurement of the regional blood flow of neck of femur in 4 normal people No.
Age
1st measurement
2nd measurement
Interval
(months)
, 百拇医药
F(left)
F(right)
F(left)
F(right)
1
70
4.41
5.31
5.57
5.25
6
2
23
, http://www.100md.com
6.98
6.38
7.38
7.98
4
3
29
6.97
6.26
7.02
7.17
4
4
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40
8.06
7.01
7.32
7.93
4
X
6.32
6.95
S
1.28
1.02
t=1.015，0.50>P>0.20
, 百拇医药
4 讨论
133Xe微溶于血液，吸入肺中的133Xe能迅速通过血液循环扩散至全身，停止吸入133Xe后，血液中的133Xe又通过血液循环经肺排出体外，133Xe自骨中的清除速率与骨组织的血流灌注有关。133Xe清除法将骨组织分为造血组织(血细胞、骨髓)和非造血组织(骨内脂肪、矿物骨质等)两部分，局部骨血流循环由造血组织和非造血组织两个循环所构成，而133Xe自骨中的清除率曲线符合二指数模式，这是通过133Xe清除法估算骨血流灌注得以实现的基础。
Lahtinen等曾认为人骨血流灌注要到60岁以后才出现衰退[4]，而我们的结果显示，人股肌颈区局部血流灌注尽管存在个体差异，但并没有出现某个年龄段相对稳定的坪区，而是随着年龄的增长而逐渐减少，是个循序渐退的过程。
, 百拇医药
用133Xe清除法估算局部骨血流灌注，其误差主要来自以下几个方面。首先，在用组织活检和形态学分析以估算各组织的分配系数λi时，由于不能估算各个发育阶段的血细胞对133Xe的溶解度，只将活性骨髓的血细胞对133Xe的溶解度近似替代造血组织对133Xe的溶解度；又由于骨内脂肪对133Xe的溶解度占了非造血组织对133Xe溶解度的90%以上[4]，便用骨内脂肪的分配系数代表非造血组织的分配系数λ2；这两个过程都有不确定的因素，因此不可避免地会带进误差。其次，骨外软组织的血液循环对骨的133Xe清除曲线也有一定影响，但由于使用了铅准直器，而且股骨颈造近体表，测量过程准直器紧贴体表的股骨颈区限制了外周软组织的血液循环，所以骨外软组织中的133Xe是较少而且是相对恒定的。此外，测量过程本身如被测者身体的挪动、呼吸面罩漏气等也可造成测量的偏差。
, http://www.100md.com
由于近股骨端包括小梁骨，而一般认为小梁骨的血流灌注要比其他骨干的血流灌注大[1]，所以股骨颈区局部血流灌注不能代表整个骨骼的血流灌注。因受诸多因素的限制，133Xe清除法只能用于估算造近体表的有规律骨的局部血流灌注。
参考文献
[1] Paul FR, Jaeques A. Ischemia and Necroses of Bone. Williams & Wilkins Co, 1987∶120
[2] Mcpherson A, Scales JT, Gondon LH. A method of estimating quantitative charges of blood flow in bone. J Bone Jt Surg, 1961；43B∶791
, 百拇医药 [3] Simon l, Guiraud R, Geral JP. Comparative study of Tc pertechnelate and131lindo-antipyrine in the determination of bone blood flow. Int J Nucl Med Biol, 1977；4∶231
[4] Lahtinen T, Karjalainen P, Alhava EM. Measurement of bone blood flow with133Xe washout method. Eur J Nucl Med, 1979；4∶435
(收稿：1997-10-24 修回：1998-03-16), http://www.100md.com
单位：余绍宁 田伍训 云昌全 曹宝根 王瑾瑛 何 颖 范正平(海军医学研究所，上海 200433)；张春才 杨锡明 (长海医院骨科，上海 200433)
关键词：股骨；血流灌注；133Xe清除法
生物医学工程学杂志990117
内容摘要 用133Xe清除法测量39名正常人无股骨病史的股骨颈区之局部血流灌注，以研究年龄对人骨血流灌注的影响。结果表明，随着年龄的增长，人股骨颈局部血流灌注有所下降，二者的关系为：F＝-0.042Y+9.01(F为血流灌注，Y为年龄)，并认为骨血流灌注随年龄的增长而缓慢下降，主要是造血骨髓随年龄增长而减少所致。其中20名21～40岁年龄的成年人左右两侧股骨颈区局部血流灌注均值之间没有统计差异(t＝0.041，P>0.50)，其平均值7.37±0.62ml*(100g.min)-1可以代表健康青壮年人股骨颈局部血流灌注。
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The Effect of Age on the Regional Blood Flow of
Neck of Femur in Normal Chinese
Yu Shaoning Tian Wuxun Yun Changquan Cao Baogen Wang Jingying He Ying Fan Zhengping
(Navel Medical Research Institute, Shanghai 200433)
Zhang Chuncai Yang Ximing
(Changhai Hospital, Shanghai 200433)
Abstract This study aimed to assess the effect of age on the regional blood flow of neck of femur in normal Chinese.133Xe washout method was adopted. The result showed that the femur regional blood flow of normal Chinese decreased slowly with the increase of their age. The relation between age and femur blood flow might be expressed as F=-0.042Y+9.01(F refers to blood flow, Y refers to age). The average femur regional blood flow of normal Chinese was 7.37±0.62 ml.(100g.min)-1for 21-40 years old. The authors suggest this result can be considered to stand for regional femur blood flow of young healthy adults.
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Key words Femur Blood flow 133Xe washout method
1 前言
骨血流灌注是骨组织病变的表现因素，但骨处在软组织深部，且有坚硬的结构，要测量其血流灌注值有很多困难。早期的测量方法如骨内测量法[1]、髓内测量法[2]、131Ⅰ清除法[3]等，或由于创伤性，或由于对结果的解释问题均没能应用于临床。70年代后期建立的133Xe清除法[4]，将骨组织分为造血组织和非造血组织二部分，用二指数函数模拟133Xe自骨中的清除曲线，从而估算局部骨的血流灌注量，由于133Xe能量低清除快，因此该方法具有无创伤、吸收剂量少和测量容易重复的特点。
2 测量对象与方法
, 百拇医药
2.1 对象
无股骨疾病、血液病史的正常人39例，其中男性36例，女性3例，年龄5～75岁之间，平均41岁。实验前测量体重、身高、血压和心率。
2.2 测量装置和方法
测量装置由呼吸器(自制)、NaI(T1)闪烁探头、NIM控制机箱(自制)和微机组成。测量时被测者仰卧在测量床上，双腿保持静止状态，休息15 min后将带准直器的NaI(T1)探头正对并紧贴左右股骨颈大转子区，带好呼吸面罩。测量2 min本底后开始吸入133Xe-空气混合气体，持续2 min，自吸入133Xe始每隔6 s取一个计数，连续测量30 min。
133Xe自骨中的清除曲线符合二指数模式，可由下式表示：
C(t)=A1e-k1t+A2e-k2t (1)
, 百拇医药
式中：A1、A2分别为133Xe在骨中积聚到最高点时造血组织和非造血组织中的133Xe的量；K1、K2分别为造血组织和非造血组织对133Xe的清除率常数。
局部骨血流灌注为各组织血流灌注fi之和：
F[ml.(100g.min)-1]=swifi (2)
wi为权重系数，其值近似于[4]：
wi=Ai/(A1+A2) (3)
, 百拇医药
各组织的血流灌注可表示为：
fi[ml.(100g.min)-1]＝λiki (4)
λr(i=1,2)为133Xe在血液和各组之间的分配系数。
Lahtinen等通过组织活检和形态学分析得出正常人的分配系数为λ1＝0.95ml/g，λ2＝0.049age+3.110。ki可通过骨中各组织对133Xe的半排出时间而算得：ki＝ln2/T1/2(i)
3 结果
39名正常人无股骨病史的股骨颈区血流灌注量列于表1。
, 百拇医药
表1 正常人股骨颈大转子区血流量[ml.(100g.min)]
Table 1 Femur greater trochanter regional blood flow of 39 normal Chinese people No.
Age
Left side
Right side
F
f1
f2
F
, 百拇医药 f1
f2
1
5
/*
9.17
17.59
5.60
2
7
9.08
17.22
4.42
, 百拇医药
9.14
15.59
2.74
3
8
/
9.21
15.48
4.83
4
23
/
6.98
, 百拇医药
11.25
3.81
5
25
7.34
18.30
2.16
6.57
15.12
2.82
6
26
/
, http://www.100md.com
8.22
15.20
2.21
7
28
8.02
11.68
3.26
/
8
28
7.07
13.28
, 百拇医药
3.20
6.90
13.47
3.20
9
29(女)
6.97
13.46
3.63
6.26
11.79
3.02
10
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29
8.26
14.17
3.25
7.86
13.87
2.86
11
31
8.84
13.99
5.65
7.70
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11.54
5.58
12
31
8.30
17.04
3.25
6.99
14.52
2.65
13
32
7.86
, 百拇医药
11.88
3.93
7.39
12.98
3.16
14
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2.57
7.87
14.91
2.23
, 百拇医药
15
32
7.62
16.44
4.04
7.42
17.50
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6.98
12.85
3.98
, 百拇医药
6.38
12.04
2.83
17
33
/
7.83
20.37
3.09
18
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7.05
14.96
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2.89
6.41
14.42
2.98
19
35
/
8.12
23.02
3.97
20
36
7.41
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12.02
4.23
7.76
14.19
3.71
21
39
7.34
13.90
2.19
7.07
12.39
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22
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8.06
15.25
2.82
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14.60
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23
40
6.27
15.97
2.31
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16.44
2.47
24
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8.00
14.59
2.41
/
25
41
6.78
16.08
, 百拇医药
3.62
/
26
42
/
6.82
12.81
3.60
27
45
6.63
12.65
2.64
, http://www.100md.com
7.90
13.02
3.81
28
49
6.58
13.86
3.24
7.04
12.44
3.70
29
53
, 百拇医药
5.90
12.76
1.76
/
30
60
6.02
12.33
2.06
6.68
13.02
2.08
31
, http://www.100md.com
62
6.67
13.45
2.84
5.55
13.65
2.54
32
65
6.22
11.52
2.15
6.61
, 百拇医药
12.60
2.55
33
65
5.40
10.11
3.58
7.24
13.45
2.47
34
66
8.08
, 百拇医药
13.47
2.61
7.70
13.00
2.32
35
68(女)
5.88
14.28
1.46
6.25
13.67
3.04
, http://www.100md.com
36
70
3.41
8.53
1.58
5.31
13.66
2.58
37
70
6.56
12.80
2.10
, 百拇医药
6.42
13.88
3.06
38
72
5.24
9.15
3.82
6.48
10.93
2.08
39
75
, 百拇医药
4.55
9.78
2.16
6.18
10.56
3.61
21～60岁年龄段的27名正常人左右两侧血流灌注平均值分别为7.28±0.78 ml.(100.min)-1和7.22±0.58 ml.(100g.min)-1，两者无统计差异(t=0.045，P>0.50)，其中25名男性和2名女性之间也无显著统计差异(t＝1.338，P>0.05)；21～40岁和41～60岁两个年龄段的平均血流灌注量之间在统计学上有显著性差异(t＝2.689，0.01
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F[ml.(100g.min)-1]＝-0.042Y+9.01
图1 年龄对股骨颈区局部血流灌注的影响
Fig 1 Effect of age on the regional blood flow of neck of femur
从图1还可看出，非造血组织的血流灌注f2在整个年龄段处于相对稳定(25岁以下和65岁以上两个年龄段的均值之间比较差异显著，t＝2.516，0.05>P>0.02)，而造血组织的血流灌注f1随着年龄的增长有较显著的下降(25岁以下和65岁以上两个年龄段均值之间存在非常显著差异，t=4.150，P<0.001)。由此我们可以认为，人股骨颈局部血流灌注随年龄增大而有所下降，主要是造血机能随年龄增大而下降所致。
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4名正常人股骨颈区血流灌注的重复测量结果列于表2，两次测量的均值之间经统计后无显著性差异(t＝1.015，0.50>P>0.20)。
表2 四名健康人的重复测量结果
Table 2 Results from repeated measurement of the regional blood flow of neck of femur in 4 normal people No.
Age
1st measurement
2nd measurement
Interval
(months)
, 百拇医药
F(left)
F(right)
F(left)
F(right)
1
70
4.41
5.31
5.57
5.25
6
2
23
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6.98
6.38
7.38
7.98
4
3
29
6.97
6.26
7.02
7.17
4
4
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40
8.06
7.01
7.32
7.93
4
X
6.32
6.95
S
1.28
1.02
t=1.015，0.50>P>0.20
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4 讨论
133Xe微溶于血液，吸入肺中的133Xe能迅速通过血液循环扩散至全身，停止吸入133Xe后，血液中的133Xe又通过血液循环经肺排出体外，133Xe自骨中的清除速率与骨组织的血流灌注有关。133Xe清除法将骨组织分为造血组织(血细胞、骨髓)和非造血组织(骨内脂肪、矿物骨质等)两部分，局部骨血流循环由造血组织和非造血组织两个循环所构成，而133Xe自骨中的清除率曲线符合二指数模式，这是通过133Xe清除法估算骨血流灌注得以实现的基础。
Lahtinen等曾认为人骨血流灌注要到60岁以后才出现衰退[4]，而我们的结果显示，人股肌颈区局部血流灌注尽管存在个体差异，但并没有出现某个年龄段相对稳定的坪区，而是随着年龄的增长而逐渐减少，是个循序渐退的过程。
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用133Xe清除法估算局部骨血流灌注，其误差主要来自以下几个方面。首先，在用组织活检和形态学分析以估算各组织的分配系数λi时，由于不能估算各个发育阶段的血细胞对133Xe的溶解度，只将活性骨髓的血细胞对133Xe的溶解度近似替代造血组织对133Xe的溶解度；又由于骨内脂肪对133Xe的溶解度占了非造血组织对133Xe溶解度的90%以上[4]，便用骨内脂肪的分配系数代表非造血组织的分配系数λ2；这两个过程都有不确定的因素，因此不可避免地会带进误差。其次，骨外软组织的血液循环对骨的133Xe清除曲线也有一定影响，但由于使用了铅准直器，而且股骨颈造近体表，测量过程准直器紧贴体表的股骨颈区限制了外周软组织的血液循环，所以骨外软组织中的133Xe是较少而且是相对恒定的。此外，测量过程本身如被测者身体的挪动、呼吸面罩漏气等也可造成测量的偏差。
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由于近股骨端包括小梁骨，而一般认为小梁骨的血流灌注要比其他骨干的血流灌注大[1]，所以股骨颈区局部血流灌注不能代表整个骨骼的血流灌注。因受诸多因素的限制，133Xe清除法只能用于估算造近体表的有规律骨的局部血流灌注。
参考文献
[1] Paul FR, Jaeques A. Ischemia and Necroses of Bone. Williams & Wilkins Co, 1987∶120
[2] Mcpherson A, Scales JT, Gondon LH. A method of estimating quantitative charges of blood flow in bone. J Bone Jt Surg, 1961；43B∶791
, 百拇医药 [3] Simon l, Guiraud R, Geral JP. Comparative study of Tc pertechnelate and131lindo-antipyrine in the determination of bone blood flow. Int J Nucl Med Biol, 1977；4∶231
[4] Lahtinen T, Karjalainen P, Alhava EM. Measurement of bone blood flow with133Xe washout method. Eur J Nucl Med, 1979；4∶435
(收稿：1997-10-24 修回：1998-03-16), http://www.100md.com