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1.生化改变
(1)血钙、磷：佝偻病和骨质软化症由于病因和程度不同及有无继发甲旁亢，其血钙、磷可有以下六种变化：
①血钙降低、血磷正常或偏低，如轻度营养性维生素D缺乏性佝偻病等。
②血钙正常或偏低、血磷明显降低，如X连锁低磷血症，肾小管和肿瘤性骨软化症等。
③血钙、磷均明显减低，如维生素D依赖性佝偻病Ⅰ型和严重的维生素D缺乏性佝偻病伴继发甲旁亢。
④血钙减低、血磷正常，如特发性甲旁减和肾性骨病(尿毒症性骨病)。
⑤血钙正常或增高、血磷正常，如家族性碱性磷酸酶过少症等。
⑥血钙、磷均正常，如中轴性骨质软化症和骨纤维不全症等。
(2)尿钙、磷：各种原因所致佝偻病和骨质软化症的尿钙各不相同，但绝大多数佝偻病和骨质软化症均有一突出的特征，就是24h尿钙明显减少，一般在50mg左右，有的甚至不能测出。少数骨细胞和骨质紊乱类的骨软化症，尿钙可正常或增高。尿磷变化多不一致，与磷摄入量和有无继发甲旁亢有关。
(3)血碱性磷酸酶(AKP)和尿羟脯氨酸(HOP)：绝大多数佝偻病和骨质软化症，血AKP和24h尿HOP都轻、中度升高，并常与骨病变的严重程度相关。但在家族性碱性磷酸酶过少症是降低的，在干骺端发育不良和中轴性骨软化症等是正常的。
2.激素测定
(1)甲状旁腺激素：佝偻病和骨质软化症患者虽绝大多数均有代偿性甲状旁腺功能增加，但一般用放免法测PTH均在正常范围内，少数患者伴明显的继发性甲旁亢时，可有PTH水平轻、中度升高。特发性甲状旁腺低下时，PTH是降低的。
(2)维生素D测定：维生素D的检查对于鉴别佝偻病和骨质软化症的病因和类型是非常重要的。主要是测定血浆25-(OH)D3(正常值：国外7～50ng/m1，北京协和医院7～36ng/ml)和1，25-(OH)2D3(正常值：国外25～45pg/ml，北京协和医院21～62.4pg/m1)。一般营养性维生素D缺乏时，25-(OH)D3和1，25-(OH)2D3均下降;维生素D依赖性佝偻病Ⅰ型和先天性或获得性肾1α-羟化酶活性降低所致佝偻病25-(0H)D3正常，而1，25-(OH)2D3水平减低;而维生素D依赖性佝偻病Ⅱ型，1，25-(OH)2D3水平是增高的。各种佝偻病和骨质软化症实验室检查指标的变化(表2)。
1.X线的征象
(1)佝偻病：主要病理改变发生在生长旺盛的区域，X线征象变化也主要在生长最快的干骺端，如股骨远侧、肱骨近端、胫骨和尺骨末端。早期变化是临时钙化带模糊变薄、不规则乃至消失，干骺端先是膨大增宽，外形不规则呈毛刷状，而后中心凹陷呈杯状。骨骺线增宽可是正常儿童的5～10倍。骨骺出现迟缓，外形小，边缘模糊。骨畸形可见膝内翻、膝外翻等，10岁以后膝部较腕部改变更明显。
(2)骨软化症：轻度者仅显示普遍性骨密度减低，进一步发展可出现骨皮质变薄，密度减低呈绒毛状，腰椎呈双凹变。典型者可出现Looser带(Milkman假性骨折)，它是骨软化症的一个X线特征，表现为双侧对称性宽约1～5mm的亮光带，横贯骨区或位于长骨凹面，不完全跨越骨长径，与骨皮质成直角。多发生在股骨颈、肋骨、尺骨和胫骨下端、肩胛下、髂骨翼及耻骨和坐骨支。这种假骨折的产生，目前多数人认为是由于反复的微骨折后反复重建但不能钙化形成的骨痂，部分也可能是由于动脉搏动或压力的结果。严重者也可出现长骨弯曲，骨盆外口畸形或呈三角形。
无论佝偻病或骨软化症均可有不同程度的继发甲旁亢。表现为花边状骨膜下骨吸收，耻骨联合及骶髂关节间隙加宽，指骨骨膜下骨吸收和指骨丛吸收，出现假性杵状指。成人骨质软化症还可见不典型的上囊状透亮区，而典型的骨囊肿少见。
2.双光子骨密度检查 典型的佝偻病和骨质软化症不难诊断，而轻度的骨软化症早期诊断困难。双光子骨密度检查早期即可显示骨矿物质含量的减少及丢失的程度。缺点是它不能区分矿物质丢失的原因是骨矿化不良、骨质疏松或骨吸收增强，但确可作为骨软化治疗后恢复的评定指标，比X线检测更为准确。
3.骨计量学检查 这是四环素双标记后行体内骨活检，然后用组织形态学方法定量检测骨计量学参数的一种方法，是诊断佝偻病和骨质软化症的一个重要手段，特别是对于诊断不清而又高度怀疑的患者，可为诊断提供有说服力的形态学依据。佝偻病和骨质软化症的诊断依据有3点：①类骨质宽度增加。②矿化沉积速率(MAR)下降，矿化延迟时间(MTT)明显延长。③骨表面被类骨质覆盖的百分比增加。正常人类骨质完全矿化平均需10～12天，类骨质宽度7～15µm，类骨质覆盖骨小梁表面约12%，MAR为0.6～1.0µm/d，而骨软化症患者类骨质宽度和类骨质覆盖百分比显著增加，类骨质宽度超过20µm，覆盖骨表面可增加到20%，前文提到的骨转换率高的疾病(又称非软骨病性类骨质增多症)虽也有类骨质增多，但它们类骨质宽度正常或减少。在低骨转换率的骨质疏松，类骨质覆盖百分比明显减低。由于矿化不良，骨质软化症矿化前沿缩小和不规则，矿化成熟延迟，表现为四环素双标记线增厚、分布弥散、距离缩小以致融合。由于骨软化症骨小梁表面的类骨质表面延长，类骨质增宽，品红染料容易进入骨组织，骨小梁内可见到粉红色的片状染色，而在正常骨组织则很难见到。
用细胞计数的方法可了解到骨质软化症活跃的成骨细胞数量增多，细胞体大，呈立方状和柱状，提示这些细胞覆盖的类骨质是新近合成的，由于活性维生素D缺乏，钙吸收减少，导致新合成的类骨质迟迟不能被矿化。而Paget氏骨病的骨构筑和板层骨结构发生紊乱，某些方面与甲旁亢相近，局部破骨细胞生成过多，骨吸收增加。