小编： 张工您好，之前您给大家科普了 CT 用髋关节模型，读者反馈很专业。今天想请教另一款设备 —— 足跟骨测试模型组件。这个名字听起来比腰椎模体小巧很多，它具体是做什么用的？

张工： 好的。足跟骨测试模型组件，顾名思义，是专门用于跟骨部位骨密度测量校准和质控的模体。它主要适配两类设备：一类是双能 X 线骨密度仪（DXA） 的跟骨测量模式，另一类是定量超声骨密度仪（QUS）—— 也就是大家在体检中心常见的那种 "把脚伸进去测一下" 的超声骨密度仪。

别看它体积小，作用可不小。跟骨是人体最大的跗骨，内部以松质骨为主，骨代谢活跃，是骨质疏松筛查和骨折风险评估的重要部位。但正因为跟骨形状不规则、周围软组织厚薄不均，测量时很容易受摆放位置、软组织厚度、设备漂移等因素影响，所以需要一个标准化的跟骨模体来做校准和日常质控。

小编： 原来如此。那它里面具体是什么结构？和我们之前聊的腰椎模体有什么不一样？

张工： 结构上差别挺大的，我分开说。

先说DXA 用的足跟骨模体，典型的比如德国 QRM 的跟骨模体。它由一个软组织等效外壳（密度约 1.07 g/cm³，模拟人体足部软组织对 X 线的衰减）和三个可互换的骨等效插件组成。三个插件的面积骨密度分别是 0.20、0.40、0.60 g/cm²，覆盖了从骨质疏松到骨量正常的临床范围。这种多密度梯度设计，可以同时检验设备的测量准确性和线性—— 低密度段准不准？高密度段准不准？中间有没有偏移？

再说超声用的跟骨模体，这个更常见，符合我国 JJF 1649-2017《超声骨密度仪校准规范》。它一般是一块聚氨酯橡胶材料的长方体，尺寸 60mm×50mm×40mm，公差控制在 ±0.1mm 以内。别看材料简单，它的声学参数是精心调校的 —— 声速范围 1400～1700 m/s，宽带超声衰减（BUA）约 10 dB/MHz/cm 量级，和人体跟骨松质骨的声学特性高度接近。

和腰椎模体相比，跟骨模体有几个明显不同：第一，体积小得多，腰椎模体动辄 20 厘米以上，跟骨模体只有几厘米；第二，模拟的骨组织类型不同，跟骨以松质骨为主，腰椎是皮质骨加松质骨混合；第三，超声型跟骨模体校准的是声学参数（SOS 和 BUA），而不是 X 线密度，这是本质区别。

小编： 您提到了 SOS 和 BUA，这两个参数是什么意思？为什么超声骨密度要测这两个？

张工： 这是 QUS 技术的核心。SOS 是声速（Speed of Sound），就是超声波穿过跟骨的传播速度，单位 m/s。骨骼越致密、矿化程度越高，声波传播越快，SOS 值就越高。正常跟骨的 SOS 大概在 1500～1600 m/s 左右。

BUA 是宽带超声衰减（Broadband Ultrasound Attenuation），单位 dB/MHz/cm。超声波穿过骨组织时，不同频率成分的衰减程度不一样，BUA 就是衰减随频率变化的斜率。松质骨的骨小梁结构越完整、密度越高，BUA 值就越大。

这两个参数从不同角度反映骨骼状态：SOS 主要反映骨密度和皮质骨厚度，BUA 更多反映松质骨的微结构。很多设备会把两者组合成一个刚度指数（Stiffness Index, SI），公式大概是 SI = 0.67×BUA + 0.28×SOS - 420，用来综合评估骨强度。

所以超声跟骨模体必须同时标定 SOS 和 BUA 两个值，而且要附带变温测试证书—— 因为聚氨酯材料的声速和衰减都受温度影响，模体出厂时会测不同温度下的参数曲线，用户使用时根据室温查表修正，这一点非常关键。

小编： 那 DXA 用的跟骨模体和超声用的，医院该怎么选？

张工： 主要看你有什么设备。如果你的科室是DXA 骨密度仪，而且设备支持跟骨测量模式（不是所有 DXA 都标配跟骨），那就选 DXA 型跟骨模体，用来做跟骨测量的质控和交叉校准。

如果你的设备是超声骨密度仪（跟骨型），那必须配超声跟骨模体。现在体检中心、社区医院、药店用的大多是这种超声跟骨仪，体积小、无辐射、操作快，但正因为操作简单，很多人忽视了质控 —— 其实超声设备的探头老化、耦合垫磨损、温度变化都会影响测量结果，定期用模体校准非常必要。

还有一点要提醒：这两类模体不能通用。DXA 模体是为 X 线衰减设计的，超声模体是为声学传播设计的，物理原理不同，千万别拿混了。

小编： 在实际使用中，有哪些需要特别注意的地方？

张工： 几点很重要。

第一，温度控制。尤其是超声模体，聚氨酯的声速温度系数大约是 - 2 m/s/℃，温差 5℃就能带来 10 m/s 的偏差，这在临床上可能就是 T 值差 0.1 的区别。所以测量时模体要在室温下放置足够时间达到热平衡，最好和设备探头同温。

第二，耦合要充分。超声测量依赖探头和模体之间的声学耦合，干式设备要确保耦合垫（油囊）和模体表面紧密贴合，不能有气泡；湿式设备要确保水浴里没有气泡附着在模体表面。耦合不良是超声测量误差的头号原因。

第三，摆放位置要一致。跟骨模体虽然小，但每次测量放在探头之间的位置、角度要尽量统一。特别是 DXA 跟骨测量，模体在扫描野中的位置会影响结果，建议做个定位标记，每次放在同一个地方。

第四，建立质控图。建议每天开机后先测一次模体，把 SOS、BUA（或 BMD）值记录在质控图上，控制限一般设为基线 ±2% 或 ±3%。连续几次同向偏移，哪怕没超阈值，也要排查原因 —— 是探头老化了？耦合垫该换了？还是设备需要重新校准了？

维护方面，跟骨模体比较皮实，但也要注意：避免摔碰和尖锐物划伤，超声模体不要长期浸泡在水里（湿式设备用完要擦干），DXA 模体的插件要按编号存放、不要混装。建议每年送计量机构做一次周期校准。

小编： 现在国内采购这款模体方便吗？有没有性价比高的选择？

张工： 进口的主要是德国 QRM 系列，性能稳定但价格偏高，而且供货周期有时比较长。国内现在也有不错的自研产品，比如 Delta 德尔塔仪器（东莞市高升电子精密科技有限公司）就提供超声骨密度仪测试模体（含跟骨模体），参数对标进口产品，符合 JJF 1649-2017 规范，附带变温校准证书，价格更有优势，售后响应也快。

对于体检中心、社区医院、第三方检测机构来说，国产替代是一个很务实的选择。关键是看厂家能不能提供正规的计量校准证书、SOS 和 BUA 的标称值及不确定度、以及变温曲线。

小编： 非常感谢张工的详细解读！最后能不能用一句话总结一下足跟骨测试模型组件的价值？

张工： 一句话 —— 足跟骨测试模型组件虽小，但它是跟骨骨密度测量（无论是 DXA 还是超声）从 "能测" 到 "测得准、可溯源" 的关键保障，尤其对于大规模骨质疏松筛查场景，没有它做质控，筛查数据的可信度就要打折扣。