現在被廣泛接受的定義為骨質疏松是一種性慢性，表現為骨量減少，伴隨骨小梁結構變化，最終增加骨折的危險性。骨質疏松骨折發(fā)生在脊柱、股骨頸和腕部。骨量減少本身無嚴重癥狀，但骨質疏松骨折，尤其是股骨頸骨折會造成很大的醫(yī)療負擔，并有很高的死亡率。骨密度降低，骨強度減弱是骨折的原因之一。但骨折的發(fā)生是一個非常復雜的過程，除骨強度減弱外，還有病人摔倒的情形及病人的保護性反應都是非常重要的因素。
自從英國Langton于1984年報道了利用跟骨QUS測量可以區(qū)分骨質疏松骨折病人與正常人群以來，超聲測量骨密度被引起很大興趣。首先超聲波無放射性，并具有廉價、便攜、易使用等優(yōu)點。更主要的是理論上超聲能夠提供骨小梁結構方面的信息。骨強度主要取決于BMD，但骨結構也很重要。前述所有BMD測量方法都是利用放射線，它們只能測量BMD，但不能提供骨小梁結構方面的信息，而超聲有可能提供這一方面的信息。
定量超聲骨密度儀應用的基礎理論
超聲波是超出人耳聽力頻率以上的一種機械波(>20千赫)。其波形由速度，頻率和波長決定，它們之間的關系是:
速度=波長×頻率。
當超聲波通過骨組織時，它與骨組織之間的反應和放射線通過骨組織的情況完全不同。超聲波通過介質(骨組織)時，超聲波發(fā)生兩個根本的變化。介質可以改變超聲波的速度，也可以使超聲波能量減弱，發(fā)生衰減。因此目前臨床上使用的超聲骨密度儀主要測量兩個參數: 超聲速度(Speed of Sound，SOS)和寬幅超聲衰減(Broadband Ultrasound Attenuation BUA)。其他參數都是由這兩個參數演變而來。
從力學知識我們知道，當超聲波穿過均質材料時，如塑料，橡膠等，如果已知該材料的密度和超聲速度，該材料的彈性系數(Elasticity Modulus)，也就是揚氏系數(Young’s Modulus)(表示材料強度的一項指標)可由下列公式求得:
彈性系數=密度×(超聲速度)2。
應該注意該公式不適用于非均質材料，如木材和松質骨等，但可以用這個公式作初步分析。
超聲測量儀一般由超聲波發(fā)生器，超聲波探頭和電腦組成。工作時超聲波由發(fā)射探頭發(fā)出，通過水或耦合劑，穿過被測組織，由接收探頭接收信號，然后由電腦計算超聲速度(SOS)和/或振幅衰減系數(BUA)。
目前市場上有近十種超聲測量儀。它們所測量的部位不同: 多數測量跟骨，也有測脛骨和手指等。它們工作頻率不同，耦合方式有差別，工作原理也有些不同。
就耦合劑而言，多數采用水做耦合劑。因超聲測量受到溫度的影響，所以多數采用恒溫35℃，與人體溫度接近，其缺點是使用不方便。另外一些采用膠作耦合劑，膠使用方便，缺點是隨室溫不同而異。
多數超聲測量儀沒有圖像，這樣測量點取決于探頭和被測部位的相對位置。在跟骨過大或過小時，有可能探頭的位置超出跟骨的范圍。為了克服這一問題，已有機器采用對被測部位進行掃描，形成圖像，然后在圖像上確定測量興趣區(qū)，這樣可提高精度，并避免測量到跟骨外。
目前以跟骨測量儀最為常用，這主要是根據跟骨以松質骨為主，后跟部位比較適合超聲測量。每人的跟骨寬度不同，而且不易被測量，外面有跟部軟組織也影響結果。多數測量儀是除以一個固定的值，如25(mm)，來計算超聲速度的。
多數機器測量跟骨，以松質骨為主。目前有一種測量皮質骨的儀器。測量部位也以脛骨為主，它測量的是超聲在皮質骨的傳導速度。一般認為骨疏松先發(fā)生在松質骨，后期才表現在皮質骨。
現在市場上的超聲骨密度儀，都有比較好的精度，一般都在1%~2%之間，尤其SOS的精度可達0.5%。大量的研究表明在跟骨部位測得的SOS和BUA都和跟骨部位的骨密度有比較好的相關性。病例對照研究表明骨疏松病人比正常人群的SOS和BUA值要低。
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