超聲檢測(cè)多部位骨質(zhì)疏松系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著人口老齡化的日趨嚴(yán)峻，骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis，OP)患者的人數(shù)逐年升高，已經(jīng)成為影響人類身體健康的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量低，骨微觀結(jié)構(gòu)退化為特點(diǎn)，會(huì)增加骨折風(fēng)險(xiǎn)的疾病，目前臨床診斷骨質(zhì)疏松癥的主要標(biāo)準(zhǔn)是骨密度的測(cè)量。使用定量超聲檢測(cè)骨質(zhì)疏松癥是近些年發(fā)展起來(lái)的，因其無(wú)輻射、費(fèi)用低、簡(jiǎn)單快捷、便于攜帶和普及等優(yōu)點(diǎn)而獲得了廣泛的關(guān)注。
　　本系統(tǒng)利用超聲的基本原理，通過(guò)測(cè)量橈骨和指骨兩個(gè)部位的超聲參數(shù)，

2、綜合分析從而達(dá)到診斷目的。超聲的聲速(SOS)反映了骨的密度和微結(jié)構(gòu)的改變。超聲檢測(cè)橈骨依據(jù)軸向傳播的原理，通過(guò)測(cè)量第一到達(dá)波（First Arriving Signal，F(xiàn)AS）的SOS獲得。檢測(cè)指骨依據(jù)透射傳播原理，測(cè)量振幅依賴型超聲聲速(Amplitude-dependent Speedof Sound，AD-SOS)。一般骨骼的礦物密度越高，超聲聲速值越高。
　　發(fā)生骨質(zhì)疏松時(shí)，長(zhǎng)骨的皮質(zhì)層變薄。根據(jù)此特點(diǎn)，本文使用Sim

3、Sonic2D仿真軟件建立仿真模型，模擬皮質(zhì)層變化時(shí)超聲在長(zhǎng)骨的軸向傳播和透射傳播。建立不同厚度(5mm，4.5mm，4mm，3.5mm，3mm，2.5mm，2mm，1.5mm，1mm)的皮質(zhì)層模型。使用1.25MHz頻率的超聲波，模擬橈骨的軸向傳播和指骨的透射傳播。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超聲波的速度SOS和AD-SOS值隨著皮質(zhì)層厚度的減小而降低。
　　基于評(píng)價(jià)橈骨和指骨骨質(zhì)狀況的原理以及仿真分析的結(jié)果，設(shè)計(jì)了多部位檢測(cè)骨質(zhì)疏松癥的

4、系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件基于FPGA和USB芯片進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲波的發(fā)射、接收和對(duì)波形信號(hào)的處理等功能。系統(tǒng)為了提高準(zhǔn)確性，使用了基于兩種探頭的多部位測(cè)量方式，分別測(cè)量橈骨軸向傳播和指骨透射傳播，使測(cè)量結(jié)果更具可靠性。
　　系統(tǒng)的應(yīng)用程序位于電腦端，基于C++語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了硬件控制命令的發(fā)送，采樣數(shù)據(jù)的接收和處理，波形的顯示，橈骨SOS和指骨AD-SOS值的測(cè)量。通過(guò)將兩種檢測(cè)方法的測(cè)量結(jié)果與參考人群的數(shù)值進(jìn)行比較，從而對(duì)骨質(zhì)