皮質(zhì)骨中超聲導(dǎo)波信號的分析與處理.pdf

1、骨質(zhì)疏松癥是一種臨床上常見的疾病,其癥狀之一是皮質(zhì)骨的厚度變薄。超聲導(dǎo)波的傳播速度對于測量對象厚度的變化非常敏感,因此使用超聲導(dǎo)波來測量皮質(zhì)骨厚度,從而診斷骨質(zhì)疏松癥成為可能。但由于超聲導(dǎo)波在皮質(zhì)骨中的傳播情況非常復(fù)雜,往往伴有多個(gè)導(dǎo)波模式的信號相互疊加,如何從接受的信號中提取、識別出不同的導(dǎo)波模式并準(zhǔn)確的計(jì)算出皮質(zhì)骨的厚度成為目前在該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本文的主要工作是采用時(shí)頻聯(lián)合分析的信號處理方法,從皮質(zhì)骨中傳播的超

2、聲導(dǎo)波信號中提取出特定的導(dǎo)波模式,測量出該導(dǎo)波模式的群速度,并根據(jù)測量值以及導(dǎo)波傳播模式的理論頻散曲線,計(jì)算出所測量皮質(zhì)骨的厚度。具體工作如下:(1)將皮質(zhì)骨看作管狀結(jié)構(gòu),計(jì)算出超聲導(dǎo)波在皮質(zhì)骨中傳播的理論頻散曲線。(2)提出將GaborExpansion(GE)和AdaptiveGaussian-ChirpletExpansion(AGCE)時(shí)頻分析法用于分析、識別和提取導(dǎo)波信號中的特定傳播模式。(3)在實(shí)驗(yàn)上分析了離體牛脛骨中的超聲

3、導(dǎo)波信號,并對每組采集的信號分別用GE法和AGCE法加以處理。(4)對于提取出的特定導(dǎo)波模式信號,計(jì)算對應(yīng)頻率下的群速度。(5)利用獲得的群速度和頻率值以及對應(yīng)模式的導(dǎo)波頻散曲線,提出采用L,evenberg-Marquardt算法(LMA)進(jìn)行擬合,計(jì)算出皮質(zhì)骨厚度。(6)將計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際厚度,以及用其它時(shí)頻分析方法如短時(shí)傅立葉變換(STFT),希爾伯特一黃變換(HHT)和AdaptiveGaussian-ChirpletDecom