
基础物理原理:
超声波是一种频率高于人耳听觉范围的机械波。
当超声波穿过骨骼时,其传播特性会受到骨骼的密度、弹性模量(硬度/刚度)以及内部微结构(如骨小梁的排列、连接性和孔隙度)的影响。
核心测量参数:
超声声速:也称为声波传导速度。测量超声波从发射探头穿过骨骼到达接收探头所需的时间,结合已知的骨骼路径长度(通常是跟骨的宽度),即可计算出超声波通过骨骼的速度。
原理关联:骨骼密度越高、弹性模量越大(即越硬),声波在其中传播的速度就越快。因为致密的骨骼提供了更“坚固”的介质让声波快速传递。
参数名称:SOS。
超声宽带衰减:测量超声波在穿过骨骼过程中能量的损失程度。仪器会分析接收到的超声波信号与发射信号在频率分布上的差异。
原理关联:超声波穿过骨骼时,会发生散射(声波遇到骨小梁等微小结构时向各个方向反射)和吸收(声波能量被骨骼组织转化为热能)。骨骼越疏松、骨小梁结构越稀疏、断裂或连接性差,超声波遇到的散射和吸收就越多,导致接收到的信号高频成分损失更严重,整体幅度衰减更大。
参数名称:BUA。
评估骨密度和骨质量:
仪器通过测量得到SOS和BUA这两个原始物理参数。
结合被测者的基本信息(如年龄、性别、身高、体重等),仪器内置的特定算法和数据库会将SOS和BUA值转换为常用的指标:
T值:将检测者的骨密度测量值与健康年轻同性别人群的峰值骨密度平均值进行比较得出的标准差数值。这是检查骨骼健康的主要标准(T值 ≤ -2.5 通常判断为骨质疏松)。
Z值:将检测者的骨密度测量值与同年龄、同性别、同种族人群的平均值进行比较得出的标准差数值。主要用于评估骨密度是否在预期年龄范围内。
骨密度估计值:有些设备会直接输出一个估算的骨矿物质密度值(单位通常是 g/cm² 或 mg/cm³)。
更重要的是,SOS和BUA这两个参数不仅反映骨矿物质密度,也反映了骨骼的微结构特性(骨质量)。例如,BUA对骨小梁的网状结构、连接性和孔隙度非常敏感。因此,超声骨密度仪提供的信息在一定程度上超越了单纯的“密度”,能提供一些关于骨骼强度和骨折风险的额外线索。
典型测量部位:
最常用且标准化的部位是跟骨(脚跟骨)。原因包括:
跟骨主要由松质骨(骨小梁)构成,新陈代谢活跃,对骨质疏松变化敏感。
易于定位和测量(足部放入固定装置)。
周围软组织相对均匀且薄,干扰较小。
其他部位如胫骨(小腿骨)、桡骨(前臂骨)或手指骨也有应用,但不如跟骨普遍和标准化。