超声骨密度仪校准方法与QCT骨密度测量体模软件检测方法  

摘要:根据国家质量监督检验检疫总局2015年国家计量技术法规文件制定计划要求，起草对超声骨密度仪的校准规 范，其中对超声声速、声速重复性、宽带超声衰减的校准方法做了相应的具体描述。

关键词:超声骨密度仪;声速校准;测量重复性;宽带超声衰减

0引言

超声骨密度仪是一种根据超声波在骨组织内传 播的速度、振幅衰减的程度来进行无创、无辐射地检 测人体骨密度及骨强度等生理参数的医用测量仪 器,主要由超声波发生器、超声波探头和计算机组 成。工作时，超声波由发射探头发出，通过水或耦合 剂，穿过被测组织,由接收探头接收信号，然后，由计 算机计算超声速度（SOS)和振幅衰减系数（BUA), 从而得到人体骨密度参数。按照被测部位的不同, 可以分为桡骨型和跟骨型两种。

作者通过对超声骨密度仪的检测方法情况进行 了整理分析，结合国内外技术标准调研，并征询生产 企业与使用单位的意见，在此基础上，经过多次研讨 后确定了超声声速、声速重复性和宽带超声衰减的 校准方法。

1超声声速校准

1.1桡骨型超声骨密度仪超声声速校准

I.   将桡骨模体与被校仪器的探头同处于室内 环境温度下，稳定lh_D

II.  将探头表面均匀涂上一层超声耦合剂，竖直 紧握探头使其探测面朝上，而后将模体水平放置其 上，透过模体目测排除探头与模体之间存在残留气 泡，以保证探头与模体之间有效的声耦合，如果存在 气泡，可向探头方向按压模体并小范围地以圆周方 式移动模体来排除气泡。

III.      启动被校仪器测量开关，获得声速测量值。 在测量过程中请勿触碰模体,以免造成滑动导致测 量结果的不准确。

IV.  重复测量3次，取其平均值，按式（1)计算声

速误差₀

式中，^为声速误差；R为声速测量值的算术 平均值,m/_S; F为当前温度下模体声速值,m/s。

1.2跟骨型超声骨密度仪超声声速校准

2.   将跟骨模体与被校仪器的探头同处于室内 环境温度下，稳定lh。

3.   在两侧探头表面上均匀涂抹一层超声耦合 剂,将跟骨模体置于两探头之间，然后使两探头同时 夹紧模体，排除探头与模体之间存在残留气泡。

4.   启动被校仪器测量开关，获得声速测量值。 在测量过程中请勿触碰模体，以免造成滑动导致测 量结果的不准确。

5.   重复测量3次，取其平均值，按式（1)计算声 速误差。

1.3超声声速测量重复性

按上述的方法重复测量声速10次,重复性s用 式⑵计算：

s =  —j ^ (^xi ~ ^x)^{2 x} 100% (2)

式中，^为声速测量值,m/s; *'为声速测量值的 算术平均值,m/_S;n为测量次数。

2宽带超声衰减校准

用超声骨密度仪在跟骨模体的三个方 向（如图1所示）上测量宽带超声衰减（BUA)，并以 相应方向的超声宽带衰减测量值为纵坐标绘图（如 图2所示），看三点连线是否具有明显的单调性。

适用人群广等优点，并能在一定程度上反映骨小梁 结构，所有这些优点使得超声测量非常适宜做普査 筛选，在骨质疏松的诊断中具有很大的潜力，国内医 院和体检中心正在迅速普及超声骨密度测量仪。目 前国内尚没有超声骨密度仪的计量技术规范，开展 相应的校准工作缺乏技术依据，本文主要针对超声 声速、测量重复性和宽带超声衰减具体校准方法作

图i跟骨模体测量方向示意图

3超声骨密度测试模体

本文中所用的桡骨模体选用声速取值范围与桡 骨类似的有机玻璃材质制成，形状为长方体型。跟 骨模体选用聚氨酯橡胶材料制成，其声速和声衰减 系数取值范围与跟骨类似，形状为长方体型。

图2超声宽带衰减测量值示意图

4实验结果

该实验共校准了 6台不同型号的超声骨密度 仪，包含4台桡骨型和2台跟骨型，其中桡骨型的超 声骨密度仪不具备BUA测量功能，实验结果如表1

所示。

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