اندازهگیری تراکم استخوان یا دانسیتهی استخوان، یکی از روشهای سنجش سلامتی است.
این پارامتر نشان میدهد که استخوانها چقدر متخلخل هستند. اگر استخوان را شبیه یک اسفنج تصور کنیم، هرچه فضاهای خالی درون استخوان بیشتر باشد، دانسیتهی آن کمتر است. دانسیتهی استخوان با افزایش سن، کاهش مییابد و به همان میزان، احتمال شکستن استخوان حتی در اثر حرکات عادی روزانه، افزایش مییابد. یکی از بیماریهایی که از طریق اندازهگیری تراکم استخوان قابل تشخیص است، پوکی استخوان یا استئوپروز است که معمولا در سنین پیری بروز میکند.
اما اندازهگیری تراکم استخوان چگونه صورت میگیرد؟
اندازه گیری دانسیتهی استخوان با یک پدیدهی فیزیکی تحت عنوان اثر کامپتون (compton effect) صورت میگیرد. اثر کامپتون در سال ۱۹۲۳ توسط آرتور کامپتون، فیزیکدان آمریکایی کشف شد. کامپتون نور با طول موج کوتاه (پرتوهای ایکس) را به سمت مواد مختلف تاباند و در زوایای مختلف، نور پراکنده شده (scattered light) را مشاهده کرد. او دریافت که فرکانس این نورها، کمی کمتر از فرکانس نور تابیده شده است. این موضوع نشان میداد که این نور، تا حدی انرژی خود را از دست داده است. او این پدیده را براساس نظریهی فوتون تفسیر کرد. کاپتون پیشبینی کرد که فوتونهای نور با برخورد با الکترونهای سازندهی مواد، انرژی خود را از دست میدهند. او سپس رابطهای پیشنهاد کرد که طول موج این نور را، با دانسیتهی الکترونهای ماده، مرتبط میساخت.
برای اندازه گیری تراکم استخوان با استفاده از این اثر، پرتوهای گاما که طول موج کوتاهتری نسبت به پرتوهای ایکس دارند، از یک منبع رادیواکتیو به سمت استخوانها تابیده شده و سپس نور پراکنده شده، دیتکت میشود. شدت نور پراکنده شده با دانسیتهی الکترونها و در نتیجه، با دانسیتهی استخوان، نسبت مستقیم دارد. دانسیتهی پایین استخوان در این حالت، نشاندهندهی پوکی استخوان است.