現(xiàn)在被廣泛接受的定義為骨質(zhì)疏松是一種性慢性，表現(xiàn)為骨量減少，伴隨骨小梁結(jié)構(gòu)變化，最終增加骨折的危險(xiǎn)性。骨質(zhì)疏松骨折發(fā)生在脊柱、股骨頸和腕部。骨量減少本身無嚴(yán)重癥狀，但骨質(zhì)疏松骨折，尤其是股骨頸骨折會(huì)造成很大的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，并有很高的死亡率。骨密度降低，骨強(qiáng)度減弱是骨折的原因之一。但骨折的發(fā)生是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，除骨強(qiáng)度減弱外，還有病人摔倒的情形及病人的保護(hù)性反應(yīng)都是非常重要的因素。

　　自從英國Langton于1984年報(bào)道了利用跟骨QUS測(cè)量可以區(qū)分骨質(zhì)疏松骨折病人與正常人群以來，超聲測(cè)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(jià)、便攜、易使用等優(yōu)點(diǎn)。更主要的是理論上超聲能夠提供骨小梁結(jié)構(gòu)方面的信息。骨強(qiáng)度主要取決于BMD，但骨結(jié)構(gòu)也很重要。前述所有BMD測(cè)量方法都是利用放射線，它們只能測(cè)量BMD，但不能提供骨小梁結(jié)構(gòu)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(yīng)用的基礎(chǔ)理論

　　超聲波是超出人耳聽力頻率以上的一種機(jī)械波(>20千赫)。其波形由速度，頻率和波長決定，它們之間的關(guān)系是:

　　速度=波長×頻率。

　　當(dāng)超聲波通過骨組織時(shí)，它與骨組織之間的反應(yīng)和放射線通過骨組織的情況完全不同。超聲波通過介質(zhì)(骨組織)時(shí)，超聲波發(fā)生兩個(gè)根本的變化。介質(zhì)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(cè)量兩個(gè)參數(shù): 超聲速度(Speed of Sound，SOS)和寬幅超聲衰減(Broadband Ultrasound Attenuation BUA)。其他參數(shù)都是由這兩個(gè)參數(shù)演變而來。

　　從力學(xué)知識(shí)我們知道，當(dāng)超聲波穿過均質(zhì)材料時(shí)，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(shù)(Elasticity Modulus)，也就是揚(yáng)氏系數(shù)(Young’s Modulus)(表示材料強(qiáng)度的一項(xiàng)指標(biāo))可由下列公式求得:

　　彈性系數(shù)=密度×(超聲速度)2。

　　應(yīng)該注意該公式不適用于非均質(zhì)材料，如木材和松質(zhì)骨等，但可以用這個(gè)公式作初步分析。

　　超聲測(cè)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(shí)超聲波由發(fā)射探頭發(fā)出，通過水或耦合劑，穿過被測(cè)組織，由接收探頭接收信號(hào)，然后由電腦計(jì)算超聲速度(SOS)和/或振幅衰減系數(shù)(BUA)。

　　目前市場(chǎng)上有近十種超聲測(cè)量儀。它們所測(cè)量的部位不同: 多數(shù)測(cè)量跟骨，也有測(cè)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(shù)采用水做耦合劑。因超聲測(cè)量受到溫度的影響，所以多數(shù)采用恒溫35℃，與人體溫度接近，其缺點(diǎn)是使用不方便。另外一些采用膠作耦合劑，膠使用方便，缺點(diǎn)是隨室溫不同而異。

　　多數(shù)超聲測(cè)量儀沒有圖像，這樣測(cè)量點(diǎn)取決于探頭和被測(cè)部位的相對(duì)位置。在跟骨過大或過小時(shí)，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(jī)器采用對(duì)被測(cè)部位進(jìn)行掃描，形成圖像，然后在圖像上確定測(cè)量興趣區(qū)，這樣可提高精度，并避免測(cè)量到跟骨外。

　　目前以跟骨測(cè)量儀最為常用，這主要是根據(jù)跟骨以松質(zhì)骨為主，后跟部位比較適合超聲測(cè)量。每人的跟骨寬度不同，而且不易被測(cè)量，外面有跟部軟組織也影響結(jié)果。多數(shù)測(cè)量儀是除以一個(gè)固定的值，如25(mm)，來計(jì)算超聲速度的。

　　多數(shù)機(jī)器測(cè)量跟骨，以松質(zhì)骨為主。目前有一種測(cè)量皮質(zhì)骨的儀器。測(cè)量部位也以脛骨為主，它測(cè)量的是超聲在皮質(zhì)骨的傳導(dǎo)速度。一般認(rèn)為骨疏松先發(fā)生在松質(zhì)骨，后期才表現(xiàn)在皮質(zhì)骨。

　　現(xiàn)在市場(chǎng)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(dá)0.5%。大量的研究表明在跟骨部位測(cè)得的SOS和BUA都和跟骨部位的骨密度有比較好的相關(guān)性。病例對(duì)照研究表明骨疏松病人比正常人群的SOS和BUA值要低。