ARM嵌入式定量超聲骨質(zhì)疏松測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、骨質(zhì)疏松癥（Osteoporosis，OP）已成為一種在世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅人類健康的疾病。隨著人們生活水平的提高和壽命的延長，骨質(zhì)疏松癥及骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)病率也越來越高，引起了全社會的關(guān)注，骨質(zhì)疏松癥的診斷也成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。定量超聲技術(shù)以其安全無放射，體積小，便于攜帶，性能可靠，易于維護(hù)，成本低等優(yōu)勢已成為最具發(fā)展?jié)摿Φ墓琴|(zhì)疏松測量方法之一。
　　 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ARM的嵌入式骨質(zhì)疏松測量系統(tǒng)。系統(tǒng)采用定量超聲技術(shù)，

2、利用水浴測量方式，將兩只超聲探頭同軸相向放置，測量松質(zhì)骨含量較多、對骨質(zhì)變化較為敏感的跟骨處的定量超聲參量值。在雙發(fā)雙收的探頭工作模式下，得到定量超聲參量超聲傳播速度（SOS）和寬帶超聲衰減（BUA）的值，從而計(jì)算出硬度指數(shù)（SI）、T值和Z值，完成對骨質(zhì)狀況的評價(jià)。
　　 根據(jù)功能的需求，系統(tǒng)硬件以三星公司ARM9系列的S3C2410處理器為核心，完成了超聲波的發(fā)射、接收和探頭收發(fā)選擇控制，實(shí)現(xiàn)超聲信號的高速同步采集。系統(tǒng)硬件

3、電路主要包括ARM處理器、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、數(shù)據(jù)采集電路和人機(jī)交互模塊等幾部分。超聲探頭的中心頻率為0.5MHz，利用兩個(gè)繼電器實(shí)現(xiàn)了換能器的雙發(fā)雙收設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的采樣頻率為最大為100MHz，分辨率為8bit。接收電路的放大器增益可以數(shù)字程控，由DA轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。
　　 系統(tǒng)軟件基于Linux操作系統(tǒng)，采用LinuxC語言編程，完成數(shù)據(jù)的采集與處理。回波信息的提取采用最大值法，得到峰值采樣點(diǎn)。比較有足跟和無足跟兩種情

4、況下的透射信號，采用FFT得到衰減量和頻率的關(guān)系。利用最小二乘法對0.2MHz～0.6MHz頻率的衰減量進(jìn)行擬合，得到定量超聲參量。另外，本課題采用C＃作為開發(fā)工具，SQLServer作為數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)了骨質(zhì)疏松數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在PC機(jī)上運(yùn)行，協(xié)助醫(yī)生對病人的測量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、查詢和統(tǒng)計(jì)。
　　 論文設(shè)計(jì)了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，完成了10個(gè)樣本的測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了骨質(zhì)疏松癥的診斷要求，能夠初步評價(jià)骨質(zhì)狀況。