骨质疏松是一种钙、磷等矿物质从骨骼中流失所导致的病症，不易治疗，预防诊断很重要。我国由于人口基数大、老龄化加剧等因素尤其严重，所以需要一种简单方便、行之有效的诊断手段。超声学方法无辐射、廉价，在医疗领域的各个方面都得到了广泛的应用。超声背散射方法能够计算出骨小梁的相关参数，蕴含丰富的微结构信息，潜力非常大。本文研究如何有效的从超声背散射信号中提取平均骨小梁间距，主要工作包括：首先，论证了超声在松质骨中传播的散射声学模型，建立了圆柱体模型和球体模型，分析了背散射信号与骨小梁间距的关系，提出在SSA方法基础上应用编码激励技术，以期能够提高SSA方法的准确性。然后，实现了超声背散射测量系统，包含前端和后端两部分，前端包括发射接收电路，基于FPGA的主控部分，编写了逻辑程序并仿真验证；后端包括采集卡和上位机，以及界面和后端信号处理程序。系统可用于超声波信号的发射与接收，并自动保存数据。其次，建立了骨组织仿真模型，模拟骨小梁结构和探头的发射与接收。变换骨组织的的相关参数，验证SSA方法的鲁棒性，然后在包含噪声的情况下发射编码信号，验证编码激励技术能否提高该方法的准确性。最后，进行了离体骨样本实验，采用SSA方法对超声背散射信号进行重构并分析，之后对比编码发射的计算结果，说明SSA方法及编码激励技术在超声背散射信号的测量中具有较高的可行性。