超声骨密度仪的简介

超声骨密度仪的简介（精选4篇）

1.超声骨密度仪的简介 篇一

超声骨密度仪技术参数

＊1.检测部位为跟骨

＊2.干式，无水浴和水囊。全干式超声骨密度仪 ＊3.测量时间≤10秒

4.与全身双能X线检查相关性好 ＊5.参数包括：SOS,BUA, 硬度和eBMD值

6.内置中央数据处理系统,嵌入式微处理器 7.中国人参考数据库 8.双侧固定超声探头 9.全球相关文章100篇以上 10.耦合剂方式：仅用耦合剂 11．病人报告：内置式打印机

12.质控检查：每天，使用提供的质控假体 13.操作温度：16°~~37° 14操作湿度：20%~~80% 15.电压要求：100-240VAC,50-60HZ,<60W(自动从100VAC至240VAC和50HZ至60HZ调节)16.重量：≤10公斤 轻便可随身携带。17.可外接PC及 打印机 彩色A4数据报告。18.超声能量： 一般Isppa<0.001W/cm 一般Isppa<0.0001mW/cm 一般机械指数（MI）<0.01 脉冲接受率（PRR）<200HZ 19．安全标准： IEC601-1,UL2601-1,CSA C22.2 No601-1-M901 20．额定频率： 0.6MHZ 峰值负声压（p-）: <1Mpa 输出束强度：（Iob）: <20 mW /cm 程度（Ispta）： <100mW/cm ＊21．通过美国FDA认证批准等证书

2.超声骨密度仪的简介 篇二

关键词：超声,骨密度仪,定量超声(QUS),骨密度体模

0.引言

2009年9月,《中国测试》杂志第35卷第5期刊登了由鄢铃、魏川、王雄飞三位撰写的,题为“超声波骨密度仪标准体模的研究”的文章(以下简称“鄢文”)。读后发现,该“体模”存在一系列基本概念和原理性错误,绝对不可用于超声骨密度仪产品质量检验和医院在用设备的检测校验。

首先说,骨密度仪的英文名称是“bone densitometer”,而QUS是quantitative ultrasound即“定量超声”的缩写。该文从摘要开始全文中都把QUS作为超声骨密度仪的简称,显然是不恰当的。其他问题,容后指出和分析。

1. 骨密度仪的“密度”概念及其与骨质的相关性

鄢文称,“根据超声波理论,传播声速与物质的密度和弹性模量有直接关系,声速与密度的平方根成反比[C=(B/ρ)1/2]。所以各厂家的QUS仪都给出了声速(SOS)指标,而且有的只给出这一指标。”在这段叙述中,C,B和ρ分别代表声速、弹性模量和密度,但原文中未作说明。

在此,作者忽视了物理学中的密度定义是“每单位体积的物质质量”,属于“物理密度”;而各种骨密度仪所称的密度均指矿密度,即单位体积骨骼内的矿物含量。对于均匀、各向同性物质,声速、弹性模量和密度之间确实存在着C=(B/ρ)1/2的简单关系,且纵波、横波、拉伸波、弯曲波、扭转波等各自对应不同的模量,有的关系式中还包括样品的尺寸因素;对于非均匀和非各向同性物质,描述各参数之间关系的公式要复杂得多,绝非C=(B/ρ)1/2所能涵盖,但无论简单还是复杂,都属于直接相关。至于矿密度,它与骨骼整体的弹性模量和声速之间并不存在可以用解析式ρ=B/C2表达的数学关系。医学界之所以把声速、衰减与矿密度联系起来,仅仅是由于实验发现存在趋势上的一致性,属于间接相关。

2. 超声骨密度仪的功用和设计原理

鄢文称,“根据传播声速和或声强衰减变化情况,就像经典的X射线骨密度仪根据骨密度变化一样,以诊断骨质疏松症,预测骨折风险。”但实际情况是,从1998年美国FDA首次批准该类设备上市前注册申请时就明确定位:它只是医生诊断骨质疏松和估计患者骨折风险的一种辅助手段,仅用于初步筛查而非最终诊断。按照国际公认,双能X射线吸收计(DXA)依然是评估如绝经后妇女等在险(at-risk)人群的“金标准”,在缺乏经临床证明的骨折的情况下尤其如此。人们之所以对超声技术抱有兴趣,主要是由于其廉价、便携、无电离辐射,在预测骨折方面与DXA技术的发现有弱到中等程度的相关性。

在理论上,QUS技术根据的是(0.4~1.0,也有称0.2~0.6)MHz频段内声速(SOS,单位m/s)和衰减的变化。密度越高的骨头,超声波在其中传播得越快。另一方面,当超声波在骨头中传播时,会由于声能损失而发生衰减。衰减与频率关系的斜率(宽带超声衰减BUA,单位d B/MHz)的特点是,孔隙越多、微结构越欠完好的骨头中,其值越低。而之所以采用BUA,是由于在所指频段内,超声衰减与频率之间存在较好的近线性关系,否则是根本不能成立的。而且,超声骨密度仪既不直接测量密度,也不是先行测量声速和弹性模量,而后利用公式ρ=B/C2间接求出密度,而是利用透射法同时测量声速和宽带声衰减,再换算为WHO规定的指数,并与仪器内储存的“标准值”比较后给出诊断结论。

3. 标准骨密度体模的价值和技术要求

如上所述,超声骨密度仪是通过测量骨头(尤其是跟骨)的声速和衰减并换算为相关参数实现诊断和预测的,故测量的准确与否即成为影响该类设备临床有效性的关键环节,必须通过科学、实用和方便的方法加以检测证实。众所周知,在超声诊断、监护设备中,对于数量最大、应用最为普遍的B超和彩超,其性能检测采用的分别是仿组织体模和多普勒体模与仿血流控制系统(血流仪测试台)。关于这些检测手段的结构形式和波、扭转波等各自对应不同的模量,有的关系式中还包括样品的尺寸因素;对于非均匀和非各向同性物质,描述各参数之间关系的公式要复杂得多,绝非C=(B/ρ)1/2所能涵盖,但无论简单还是复杂,都属于直接相关。至于矿密度,它与骨骼整体的弹性模量和声速之间并不存在可以用解析式ρ=B/C2表达的数学关系。医学界之所以把声速、衰减与矿密度联系起来,仅仅是由于实验发现存在趋势上的一致性,属于间接相关。技术要求,已有相关的国家标准和医药行业标准予以规定,对其使用和管理也积累了比较丰富的经验。故谈到同为超声诊断设备的骨密度仪的检测时,人们自然想到了体模法。

既然同属无源性检测手段,骨密度体模也应遵循对仿组织体模和仿血流多普勒体模类似的科学性、实用性要求,一是仿真,二是定量。所谓“仿真”是指,所用媒质的声速和声衰减斜率应该落在真实跟骨实测值范围的中段,具有代表性;所谓“定量”是指,其宣称的声速和衰减斜率值必须经由权威部门(国内如中科院声学计量测试站)采用标准化或公认方法检测证实(标定)。对骨密度仪进行质量检验所要考察的,就是用它测得的声速和衰减斜率值与标定值的差异,以判断其可否用于临床,或在必要时用作修正依据。这就是说,作为质量检验手段,并不要求用一台或多台骨密度体模覆盖临床所见的整个声速、声衰减斜率范围,而只要求一组明白确定的权威性数值作为比照对象。与此相反,鄢文报告的所谓“超声波骨密度仪标准体模”,一方面并无必要地搞了数个声速值,另一方面却把绝对不可缺少的声衰减斜率甩掉,显然是不符合上述原则和技术要求的。称为“标准”而实不符名,是不会为界内行家们接受的。

4. 声学中的材料和声速概念

专业圈内都知道,制造超声体模的标准传声媒质称为“超声仿组织材料”,即在所指超声频段内模仿人体组织声速、衰减等特性的材料。人们同时也知道,它们无一例外都是复合材料。作为研制超声体模的核心和关键环节,鄢文从材料下手是对的,问题在于:作者把声学中的材料、声速等基本概念完全搞错了。

在声学工程中所用的无源类器件和部件中,既有材料,也有结构,“材料”又有单纯和复合之分。而复合材料与结构的区别在于:当其中的不均匀性尺度(如填料的粒径)小于(最好是远小于)波长,从而在总体上可以视为均匀时,属于复合材料;相反,当不均匀性尺度大于(甚至远大于)波长,从而在总体上无法视为均匀时,则属于声学结构。声速和声衰减系数都属于材料的特性参数,只有单纯材料或复合材料才存在表征其声学特性的声速、衰减系数,它们是可以而且应该能够切块测量的,就像豆腐一样,无论块大块小,都呈现其特有的性质。而鄢文中用声速、厚度不同,尺寸远大于波长的构件拼接起来,把毫无疑问属于结构的东西称为“复合材料”,并用总厚度除以总传播时间,将所得商值称为“声速”的做法,在声学上根本不能成立。虽然作者还进行了温度和储存等因素影响的实验,但在把研究对象搞错的前提下,这些“添油加醋”的工作都失去了意义。

5. 作者所研制“标准体模”的实用价值

如前所述,目前在国内医学临床上应用较多的所谓“超声骨密度仪”并不是“跟骨声速检测仪”,而是通过对声速和声衰减斜率的测量,并将二者组合起来进行非声学换算得出WHO所称的骨质参数,再与设备数据库所存“标准值”比较得出诊断结论的。故用于该类设备性能质量检验的专用体模,其传声媒质必须是均匀的单纯或复合材料,必须提供经权威部门检测确认的声速和声衰减斜率。如果像鄢文中报告的那样,只管声速,而且把材料和声速概念、原理都搞错了,这样的“标准体模”是没有实用价值的,绝对不可用于超声骨密度仪的产品质量检验或在用设备检测校验。

6. 鄢文中的概念和术语错误

6.1 传播声速

声学中的规范用语有“声速”和“声传播速度”,并没有鄢文中使用的“传播声速”一说。密度体模覆盖临床所见的整个声速、声衰减斜率范围,而只要求一组明白确定的权威性数值作为比照对象。与此相反,鄢文报告的所谓“超声波骨密度仪标准体模”,一方面并无必要地搞了数个声速值,另一方面却把绝对不可缺少的声衰减斜率甩掉,显然是不符合上述原则和技术要求的。称为“标准”而实不符名,是不会为界内行家们接受的。

6.2 声强衰减

声学中把声波随传播而减弱的现象称为“衰减”,描述单位距离上衰减量的参数称为“衰减系数”。由于描述声波强弱的参数有声压和声强两者,故道理上有声压和声强两种衰减系数,但声学著述上给出的衰减系数值,如未特别指出,均指声压或称幅度衰减系数。而骨密度仪使用的“宽带超声衰减(BUA)”,是在声压衰减量与频率成直线关系情况下的斜率值,鄢文中将其称为“声强衰减”完全违背其原意。

6.3 声速与频率的关系

鄢文中说,“根据声学原理,声速不随频率而变”,但声学中并不存在这种原理。实际情况是,有很多种媒质的声速随频率而变,其中高分子材料和复合材料几乎普遍具有此类特性。在声学上,这种现象和特性称为“频散”。

6.4 声阻

声学参数中有声阻、声抗、声阻抗、声阻抗率、声特性阻抗,作为描述材料声学特性的重要参数,密度与声速之乘积称为“声特性阻抗”,鄢文中一律将其称为“声阻”是错误的。

6.5 插入取代法的适用对象

3.X-51及高超声速飞行器简介 篇三

Xxx

摘要：从计划的背景、飞行器的构造、热防护材料研发测试以及实际飞行试验等方面对X-51A的发展计划作了较为详细的介绍,并据此对美国发展高超声速飞行技术的研究流程和理念有个一定的了解与认识。

关键词：X-51A 高超声速导弹 热防护系统

结构材料 飞行器

引言：美国自二十世纪九十年代启动“全球敏捷打击”计划以来，一直处于低速发展过程中，该计划近期开始迅速升级，从改造“三叉戟”导弹开始，美国正推出一系列先进攻击武器概念，包括飞机、无人机和导弹。其中，X-51高超声速巡航导弹是美国武器库目前速度最快的全球打击武器，可以在一小时内攻击地球上任一目标。项目概况

巡航导弹在美国武器系统中具有特殊的地位，在未来信息化战争中，巡航导弹不要要成为首选的打击武器，也是美军实行远程军事打击的必备武器。

美国于20世纪90年代启动的“全球敏捷打击”计划自推出以来一直处于低速发展过程中,直至近年该计划开始迅速发展。美国从改造三叉戟导弹开始,陆续推出一系列的先进攻击武器概念,包括新一代的飞机、无人机和导弹。

X-51A计划是由美国空军研究试验室(AFRL)、国防高级研究计划局(DARPA)、NASA、波音公司和普惠公司联合实施的旨在验证高超声速飞行能力的计划。终极目标是发展一种马赫数达到5~7的可以在1 h内进行全球打击的武器,包括快速响应的空间飞行器和高超声速巡航导弹。X-51A于2010年2月中旬进行了首次高超声速飞行试验。

X-51A的首飞创造了又一个人类历史记录 — — —超燃冲压发动机推进的历时最长的高超声速飞行,刷新了 X2 43创造的 12 s的记录。X2 51A首飞的成功意味着 , 超燃冲压发动机将提供一种全新的快速全球打击能力。据称,该高超声速导弹将能够在 60 min内实施全球打击。美国国防部 /NASA的 X2 51A项目则是这一新型武器系统方案的关键部分。X2 51A的飞行试验对于空间进入、侦察、打击、全球到达以及商业运输等都有重要意义。X-51A计划的背景

美国空军认为,高超声速推进技术是美国亟须发展的关键领域之一,为了达到这一目的,必须走“阶梯式发展”的道路。1979年首次发射的先进战略空射导弹(ASLAM)是早期的高超声速导弹,它使用高速冲压发动机实现了马赫数为5.5的飞行,虽然达到了高超声速,但由于冲压发动机的燃烧是在亚声速状态下进行,效率非常低。解决这一问题的方法是使用超燃冲压动机,于是X-51A计划应运而生。

20世纪90年代中期,国家空天飞机(NASP,NationalAerospace Plane)计划终止后,美国空军转而投资HyTech(Hypersonic Technology)计划以延续其对高超声速技术的研究。2004年1月, AFRL选择波音公司与普惠公司共同制造SED-WR的验证机,由波音公司制造机身,普惠公司生产发动机。2005年9月,美国空军正式将该计划编号为X-51A。X-51A计划的主要目的之一是对美国空军的HyTech超燃冲压发动机进行飞行试验。这种发动机使用吸热型碳氢燃料,能将飞行器的飞行马赫数从4.5提升到6.5。

但是，高超声速技术有几大难点：新动力装置的制造及新燃料的选择；动力装置和飞行器机体的连接；新型耐高温材料的研制；飞行器各子系统和整体控制系统的研究。X-51A飞行器的整体构造

X-51A飞行器的整体构造如图1所示,它是由巡航体、级间以及助推器三部分组成,整个飞行器长7.62 m,质量1 780 kg,最大宽度为584.2 mm,其中巡航体长4.27 m,质量为671 kg。X-51A的主体部分是在金属材料的基本结构外覆盖着轻质TPS泡沫与陶瓷材料。机体部分的框架板壁等由铝制成。前鼻端内部是金属钨,外部则是二氧化硅隔热层,其作用是承受飞行器头部高强度的气动热载荷,并实现纵向配平,以保证飞行器的纵向稳定性。巡航体与机体的过渡部分采用了铬镍铁合金,目的是阻止热量传导到飞行器的其余部分。巡航体与级间部分的蒙皮,包括助推器的四个全动尾翼均为铝制。此外,为了在推进段保持稳定,助推器上还另外安装了两个铝制的水平尾翼。超燃冲压发动机的舱壁则是用由燃料冷却的薄壁铬镍铁合金板制成,巡航体的四个可动小翼除在前缘采用了碳-碳复合热结构材料外,也均使用铬镍铁合金制成。整个飞行器仅在级间部分的某些结构以及助推器的尾锥上使用了钛合金。助推器的外表面仍由钢制成,不过钢质的尾喷管被加长了以获得更大的膨胀率,从而提高性能。

X-51A SED的主要设计工作是运用经风洞试验数据验证的计算工具来完成的。它用CART3D软件计算所得的欧拉解以及OVERFLOW软件计算得到的Navier-Stokes解建立起了全面的空气动力学数据库,在约80多套网格上运行了近2 000个算例,用以对安全分离、气动加热、飞行器性能、边界层转捩以及尾翼偏转等各个方面进行研究。同时,对整个飞行器及巡航体进行了超过1 700 h、3 200余次风洞试验,利用试验结果验证并完善了数据库。

4超燃冲压发动机

高超声速武器引起速度极大，必然需要有强大动力性能的发动机，美国空军一直致力于超然发动机的研究。X-51验证机的一个重要任务就是对超然发动机的性能参数进行验证。超燃(超声速燃烧)冲压发动机是冲压发动机的一种,它的特征是吸入发动机燃烧室内的空气流的速度为超声速,而普通冲压发动机内气流速度为亚声速。超燃冲压发动机的基本组成包括:进气压缩管(由于飞行器的高速飞行,吸入的空气受到压缩),燃烧室(燃料与压缩空气混合,燃烧),喷嘴(通过它以高于进气口空气流的速度排出燃烧产物,产生推力)。冲压发动机是靠吸入的空气流作为助燃剂工作。进入超燃冲压喷气发动机的空气流的速度是超声速,因而会产生一定的冲击波,如何实现不打乱、不中断吸入的空气流,并保持发动机不熄火连续有序地工作,这正是超燃冲压发动机要解决的难题。在超声速环境下把空气流的速度降低后再进入冲压喷气发动机,将限制发动机最终的运转速度。另一方面,产生的冲击波会压缩空气流,使进入发动机的空气流的速度达到高超声速,经过适当的隔离器调节后挤进燃烧室的气流将获得相对稳定的压力,实现更完全的燃烧。进入燃烧室的压缩气流与注入的燃料混合、点火、燃烧,然后通过喷嘴将燃烧后的产物以高于入口处空气的速度排出,从而产生前进的推力。5.飞行器热防护系统

X-51飞行器首次突破了高超声速飞行热障碍，因加速后可达到马赫数5~7，与大气的摩擦可产生大量的热，如果不采取恰当的热防护措施，飞行器性能必定会受巨大影响甚至烧毁。为此X-51飞行器采取了一系列措施。5.1防护材料

X-51A的主体部分用金属材料制造,基本结构外覆盖烧蚀泡沫FRSI与热障陶瓷BRI-16。为阻止热量传导到飞行器的其余部分,弹头与弹体的过渡部分采用铬镍铁合金制造。巡航弹体部分的框架、板壁以及导弹弹体与级间部分的蒙皮、包括推进器推进器的尾锥上使用钛金属材料,推进器的外表面用钢制造,如图3所示。X-51A飞行器为了承受巡航导弹头部高强度的

气动热载荷,实现纵向配平,以保证导弹的纵向稳定性,飞行器前鼻端使用金属钨制造,外覆二氧化硅(SiO2)隔热涂层。5.2 发动机热防护结构

X-51A飞行器的超燃冲压发动机使用常规燃料JP-7作为冷却剂。发动机进气道入口之前的斜面上涂覆二氧化硅(SiO2)陶瓷瓦,超燃冲压发动机的舱壁用铬镍铁合金板制成,发动机舱内部装有柔性可重复使用的表面隔热(Flexible Reusable Surface Insula-tion, FRSI)材料,以阻隔发动机对弹体的热辐射。5.3 飞行器热防护系统

X-51A飞行器采用被动热防护系统,热防护材料主要为泡沫和陶瓷瓦。陶瓷瓦是波音公司研制的可重复使用隔热陶瓷瓦BRI-16,陶瓷瓦用在机体脊部需要尖锐前缘的部分和进气道斜面上。陶瓷瓦粘贴到变形隔离垫上,变形隔离垫会吸收因陶瓷瓦和下面铝蒙皮膨胀率差异而引起的变形。飞行器的上表面(大面积区域)采用FRSI进行热防护, FRSI上面覆盖着一层由波音公司研制的轻质变厚度烧蚀(BLA-S)泡沫。

6.飞行试验计划

X-51A的飞行试验包括四次飞行,预计自2009年8月开始。X-51A由B-52H轰炸机携带升空,自母机投放后经火箭推进至超燃冲压发动机的工作高度及飞行马赫数,然后超燃冲压发动机点火,将飞行器由马赫数4.5加速到6的巡航速度。X-51A挂载于B-52H的左翼下,投放前与B-52H上的监测设备保持通讯,并通过电缆自母机获得电力供应。在通过各项飞行安全审核后,飞行试验计划于2009年初开始实施。4月至5月进行地面测试,并根据测试结果于5月进行第一次飞行前的审核, 6月进行X-51A的挂载测试, 7月由B-52H携带X-51A做一次彩排飞行。X-51A的第一次自由飞试验安排在2009年8月,第二次计划于8周后进行,第三与第四次飞行则分别于11月和12月进行,后三次飞行试验的间隔时间均为6周,计划将于2010年结束。

7.x-51飞行器前景及对我国国防事业的启示

X-51A代表了航空技术的最前沿，一旦投 入使用，它将实现快速全球打击计划的目标 两 小时到达世界任何地方，虽然目前X-51A离实 战化还有很远的距离，但我们必须对高超声速 飞行器加以足够的重视，必须将发展高超声速 武器纳入武器装备发展的长远目标 具体而言，可从以下方面入手

（1）高超声速技术的研究试验计划是一项复杂的系统工程，我们应该借鉴美国的技术研究方向，同时坚持自主创新，以在将来的信息化战争中不处于劣势；（2）必须进行深入的设计及需求论证以确 立对高超声速武器系统的作战需求，并确定具 体的设计目标；（3）应加强相关技术研究领域的投入和教育的改革，为我国国防事业培养更多的优秀人才，担负未来保卫国家安全的职责 参考文献：

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4.超声骨密度仪的简介 篇四

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2010年1月~2013年1月我院收治的190例0~3岁儿童进行超声检查, 对所选儿童进行常规检查, 排除影响骨代谢疾病儿童。其中男98例, 女92例, 年龄小于6个月儿童48例, 6~12个月22例, 12~18个月28例, 18~24个月32例, 24~30个月32例, 30~36个月28例。

1.2 方法

应用超声骨密度仪用标准方法测定超声在左胫骨中段传播速度值, 应用Z值评分判断儿童骨量强度是否不足, 评分>-1表示健康, 评分在-1~-1.5之间表示骨强度有轻度不足, 评分在-1.5~-2之间表示骨强度有中度不足, 评分<-2表示骨强度严重不足。

1.3 统计学方法

本研究所有临床资料均采用SPSS 11.0统计软件处理, 计数资料采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同性别儿童骨强度检出情况比较

本研究中, 男骨强度Z值评分为-0.2312±1.5688分, 高于女Z值评分-0.6745±1.7123分, 不同性别儿童骨强度检出情况比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 女性儿童骨强度不足检出率较高。

2.2 不同年龄阶段儿童骨强度不足情况的比较

不同年龄段的儿童骨强度不足检出率不同, 小于6个月儿童组检出率为45.8%, 6~12个月检出率为50%, 12~18个月检查率为15.5%, 18~24个月检出率为18.8%, 24~30个月检查率为12.5%, 30~36个月检出率为7.2%, 见附表。

3 讨论

人体骨骼强度与骨密度密切相关, 幼儿及青年时期是骨量生长的主要阶段[1], 骨组织的正常生长与变化能够减少成年后骨质疏松症的发生。本研究可知, 儿童时期骨强度不足检查率女童高于男童, 1岁以下检出率较高, 6~12个月儿童骨强度不足检出率达50%, 说明1岁以下是儿童骨强度不足的高峰期, 分析其原因可能是此时期儿童生长较快, 维生素与钙物质摄入不足, 随着年龄的增长骨强度不足症状更加明显, 儿童时期是机体快速生长阶段, 为防止骨密度不足带来的其他疾病影响儿童健康, 需尽早对儿童进行超声骨密度检查, 防止骨强度不足, 针对患儿的病情补充钙剂或维生素。

摘要：选取我院收治的190例0~3岁儿童进行超声检查, 根据检查结果评定骨强度。不同年龄段的儿童骨强度不足检出率不同, <6个月儿童组检出率为45.8%, 6~12个月检出率为50%, 12~18个月检出率为15.5%, 18~24个月检出率为18.8%, 24~30个月检出率为12.5%, 30~36个月检出率为7.2%, 女童骨强度不足检出率高于男童。骨强度不足多发生于6~12个月儿童, 1岁儿童骨强度不足检出率较高, 尽早进行超声骨密度检查对于儿童骨密度不足的防治有着重要意义。

关键词：超声骨密度,0~3岁儿童,骨强度

参考文献