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小編： 張工您好，之前您給大家科普了 CT 用髖關(guān)節(jié)模型，讀者反饋很專業(yè)。今天想請教另一款設(shè)備 —— 足跟骨測試模型組件。這個名字聽起來比腰椎模體小巧很多，它具體是做什么用的？
張工： 好的。足跟骨測試模型組件，顧名思義，是專門用于跟骨部位骨密度測量校準和質(zhì)控的模體。它主要適配兩類設(shè)備：一類是雙能 X 線骨密度儀（DXA） 的跟骨測量模式，另一類是定量超聲骨密度儀（QUS）—— 也就是大家在體檢中心常見的那種 "把腳伸進去測一下" 的超聲骨密度儀。
別看它體積小，作用可不小。跟骨是人體最大的跗骨，內(nèi)部以松質(zhì)骨為主，骨代謝活躍，是骨質(zhì)疏松篩查和骨折風(fēng)險評估的重要部位。但正因為跟骨形狀不規(guī)則、周圍軟組織厚薄不均，測量時很容易受擺放位置、軟組織厚度、設(shè)備漂移等因素影響，所以需要一個標準化的跟骨模體來做校準和日常質(zhì)控。
小編： 原來如此。那它里面具體是什么結(jié)構(gòu)？和我們之前聊的腰椎模體有什么不一樣？
張工： 結(jié)構(gòu)上差別挺大的，我分開說。
先說DXA 用的足跟骨模體，典型的比如德國 QRM 的跟骨模體。它由一個軟組織等效外殼（密度約 1.07 g/cm3，模擬人體足部軟組織對 X 線的衰減）和三個可互換的骨等效插件組成。三個插件的面積骨密度分別是 0.20、0.40、0.60 g/cm2，覆蓋了從骨質(zhì)疏松到骨量正常的臨床范圍。這種多密度梯度設(shè)計，可以同時檢驗設(shè)備的測量準確性和線性—— 低密度段準不準？高密度段準不準？中間有沒有偏移？
再說超聲用的跟骨模體，這個更常見，符合我國 JJF 1649-2017《超聲骨密度儀校準規(guī)范》。它一般是一塊聚氨酯橡膠材料的長方體，尺寸 60mm×50mm×40mm，公差控制在 ±0.1mm 以內(nèi)。別看材料簡單，它的聲學(xué)參數(shù)是精心調(diào)校的 —— 聲速范圍 1400～1700 m/s，寬帶超聲衰減（BUA）約 10 dB/MHz/cm 量級，和人體跟骨松質(zhì)骨的聲學(xué)特性高度接近。
和腰椎模體相比，跟骨模體有幾個明顯不同：第一，體積小得多，腰椎模體動輒 20 厘米以上，跟骨模體只有幾厘米；第二，模擬的骨組織類型不同，跟骨以松質(zhì)骨為主，腰椎是皮質(zhì)骨加松質(zhì)骨混合；第三，超聲型跟骨模體校準的是聲學(xué)參數(shù)（SOS 和 BUA），而不是 X 線密度，這是本質(zhì)區(qū)別。
小編： 您提到了 SOS 和 BUA，這兩個參數(shù)是什么意思？為什么超聲骨密度要測這兩個？
張工： 這是 QUS 技術(shù)的核心。SOS 是聲速（Speed of Sound），就是超聲波穿過跟骨的傳播速度，單位 m/s。骨骼越致密、礦化程度越高，聲波傳播越快，SOS 值就越高。正常跟骨的 SOS 大概在 1500～1600 m/s 左右。
BUA 是寬帶超聲衰減（Broadband Ultrasound Attenuation），單位 dB/MHz/cm。超聲波穿過骨組織時，不同頻率成分的衰減程度不一樣，BUA 就是衰減隨頻率變化的斜率。松質(zhì)骨的骨小梁結(jié)構(gòu)越完整、密度越高，BUA 值就越大。
這兩個參數(shù)從不同角度反映骨骼狀態(tài)：SOS 主要反映骨密度和皮質(zhì)骨厚度，BUA 更多反映松質(zhì)骨的微結(jié)構(gòu)。很多設(shè)備會把兩者組合成一個剛度指數(shù)（Stiffness Index, SI），公式大概是 SI = 0.67×BUA + 0.28×SOS - 420，用來綜合評估骨強度。
所以超聲跟骨模體必須同時標定 SOS 和 BUA 兩個值，而且要附帶變溫測試證書—— 因為聚氨酯材料的聲速和衰減都受溫度影響，模體出廠時會測不同溫度下的參數(shù)曲線，用戶使用時根據(jù)室溫查表修正，這一點非常關(guān)鍵。
小編： 那 DXA 用的跟骨模體和超聲用的，醫(yī)院該怎么選？
張工： 主要看你有什么設(shè)備。如果你的科室是DXA 骨密度儀，而且設(shè)備支持跟骨測量模式（不是所有 DXA 都標配跟骨），那就選 DXA 型跟骨模體，用來做跟骨測量的質(zhì)控和交叉校準。
如果你的設(shè)備是超聲骨密度儀（跟骨型），那必須配超聲跟骨模體。現(xiàn)在體檢中心、社區(qū)醫(yī)院、藥店用的大多是這種超聲跟骨儀，體積小、無輻射、操作快，但正因為操作簡單，很多人忽視了質(zhì)控 —— 其實超聲設(shè)備的探頭老化、耦合墊磨損、溫度變化都會影響測量結(jié)果，定期用模體校準非常必要。
還有一點要提醒：這兩類模體不能通用。DXA 模體是為 X 線衰減設(shè)計的，超聲模體是為聲學(xué)傳播設(shè)計的，物理原理不同，千萬別拿混了。
小編： 在實際使用中，有哪些需要特別注意的地方？
張工： 幾點很重要。
第一，溫度控制。尤其是超聲模體，聚氨酯的聲速溫度系數(shù)大約是 - 2 m/s/℃，溫差 5℃就能帶來 10 m/s 的偏差，這在臨床上可能就是 T 值差 0.1 的區(qū)別。所以測量時模體要在室溫下放置足夠時間達到熱平衡，最好和設(shè)備探頭同溫。
第二，耦合要充分。超聲測量依賴探頭和模體之間的聲學(xué)耦合，干式設(shè)備要確保耦合墊（油囊）和模體表面緊密貼合，不能有氣泡；濕式設(shè)備要確保水浴里沒有氣泡附著在模體表面。耦合不良是超聲測量誤差的頭號原因。
第三，擺放位置要一致。跟骨模體雖然小，但每次測量放在探頭之間的位置、角度要盡量統(tǒng)一。特別是 DXA 跟骨測量，模體在掃描野中的位置會影響結(jié)果，建議做個定位標記，每次放在同一個地方。
第四，建立質(zhì)控圖。建議每天開機后先測一次模體，把 SOS、BUA（或 BMD）值記錄在質(zhì)控圖上，控制限一般設(shè)為基線 ±2% 或 ±3%。連續(xù)幾次同向偏移，哪怕沒超閾值，也要排查原因 —— 是探頭老化了？耦合墊該換了？還是設(shè)備需要重新校準了？
維護方面，跟骨模體比較皮實，但也要注意：避免摔碰和尖銳物劃傷，超聲模體不要長期浸泡在水里（濕式設(shè)備用完要擦干），DXA 模體的插件要按編號存放、不要混裝。建議每年送計量機構(gòu)做一次周期校準。
小編： 現(xiàn)在國內(nèi)采購這款模體方便嗎？有沒有性價比高的選擇？
張工： 進口的主要是德國 QRM 系列，性能穩(wěn)定但價格偏高，而且供貨周期有時比較長。國內(nèi)現(xiàn)在也有不錯的自研產(chǎn)品，比如 Delta 德爾塔儀器（東莞市高升電子精密科技有限公司）就提供超聲骨密度儀測試模體（含跟骨模體），參數(shù)對標進口產(chǎn)品，符合 JJF 1649-2017 規(guī)范，附帶變溫校準證書，價格更有優(yōu)勢，售后響應(yīng)也快。
對于體檢中心、社區(qū)醫(yī)院、第三方檢測機構(gòu)來說，國產(chǎn)替代是一個很務(wù)實的選擇。關(guān)鍵是看廠家能不能提供正規(guī)的計量校準證書、SOS 和 BUA 的標稱值及不確定度、以及變溫曲線。
小編： 非常感謝張工的詳細解讀！最后能不能用一句話總結(jié)一下足跟骨測試模型組件的價值？
張工： 一句話 —— 足跟骨測試模型組件雖小，但它是跟骨骨密度測量（無論是 DXA 還是超聲）從 "能測" 到 "測得準、可溯源" 的關(guān)鍵保障，尤其對于大規(guī)模骨質(zhì)疏松篩查場景，沒有它做質(zhì)控，篩查數(shù)據(jù)的可信度就要打折扣。
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