人体跟骨宽带超声衰减参数测量方法的研究

探讨超声测量骨钙密度的重要参数—宽带超声衰减(BUA)的测量方法,提出了用脉冲信号作为发射信号,通过数值平均法提高信噪比,采用最小二乘法,提取宽带超声衰减参数。实验结果表明,该方法简单有效,可以准确地从接收的超声波信号中,提取宽带超声衰减参数。

宽带超声衰减计算与测量系统验证的研究

宽带超声衰减(BUA)反映了骨密度疏密程度。我们简要介绍了宽带超声衰减(BUA)的测量与计算方法,给出了典型的测量结果。针对BUA测量受超声信号的频带及传感器特性影响较大的问题,制定适合目前相关仪器现状的客观标准,提出了一种验证BUA测量系统准确性的方法。

宽带超声衰减成像的研究

介绍了宽带超声衰减(BUA)的测量与计算方法,讨论了现有BUA测量的不足,提出了BUA投影成像,并通过实验进行了成像验证。实验表明利用BUA参数进行成像是可行的,其结果具有一定的临床应用价值。

超声定量参数结合骨折风险预测简易工具预测绝经后骨质疏松症病人骨折风险

目的探讨超声定量参数结合骨折风险预测简易工具(FRAX)对绝经后骨质疏松症(OP)病人骨折风险的预测效能。方法选取河南省直第三人民医院2020年1月至2021年10月收治的绝经后OP病人139例和绝经后健康志愿者141例,分别记为疾病组与对照组。两组均采用超声检查并进行FRAX评价。比较两组超声定量参数[包括超声声速(SOS)、信号强度(SI)和宽带超声衰减(BUA)]、FRAX结果、双能X线骨密度仪测量结果骨密度T分值(T_(-score))、随访1年内的骨折发生率。绘制受试者操作特征曲线(ROC曲线)分析超声定量参数结合FRAX对病人骨折风险的预测效能,并与T_(-score)比较。结果疾病组SOS、SI、BUA和T_(-score)均低于对照组[(1496.45±70.25)m/s比(1569.83±79.98)m/s,(64.32±11.06)%比(90.08±9.85)%,(51.38±7.02)dB/MHz比(71.65±9.12)dB/MHz,(−2.85±0.17)SD比(0.62±0.11)SD](P<0.05),FRAX(4.05±0.71比0.85±0.17)和骨折发生率(19.42%比2.84%)均高于对照组(均P<0.05);疾病组骨折发生病人年龄、身体质量指数(BMI)均高于骨折未发生病人,OP病程长于骨折未发生病人(均P<0.05);疾病组骨折发生者SOS、SI、BUA和T_(-score)均低于骨折未发生者[(1348.82±69.85)m/s比(1532.04±74.63)m/s,(40.68±8.39)%比(70.02±10.25)%,(35.33±6.01)dB/MHz比(55.25±8.16)dB/MHz,(−3.85±0.19)SD比(−2.61±0.10)SD],FRAX高于骨折未发生者(8.99±1.05比2.86±0.53)(均P<0.05);超声定量参数联合FRAX预测疾病组骨折发生的灵敏度均高于单独预测、T_(-score)预测,曲线下面积(AUC)也高于单独预测、T_(-score)预测(P<0.05),特异度高于T_(-score)预测。结论绝经后OP病人超声SOS、SI、BUA下降,FRAX结果和骨折风险升高,且超声SOS、SI、BUA结合FRAX可预测骨折风险,且优于T_(-score)预测。

基于DSP的骨质疏松症定量超声检测技术研究

根据骨质疏松症定量超声关键参数的检测原理,研制单晶片、非聚焦的收发两用超声传感器,采用脉冲透射方法,研究以DSP为核心的定量超声关键参数检测技术,解决超声波信号在骨骼中衰减前后的数据高速采集,以及信号的同步发送与接收问题,利用DSP在线高速处理特点,对采集的波形数据进行数字滤波、FFT变换及互相关处理,实现宽带超声衰减参数BUA和超声传播速度参数SOS的在线检测。通过对人体在体检测,表明该技术能实现人体骨密度超声参数的有效检测。

松质骨组织的若干超声参量成像方法

介绍了两种松质骨组织超声参量成像方法,即宽带超声衰减成像和超声传导速度成像,概述了这两种基于透射法的成像方法的基本原理以及应用情况,并指出了采用超声透射法参量成像时存在的问题。然后对基于背散射法的超声背散射系数成像方法的可行性进行了分析和讨论,最后对进一步的研究工作进行了展望。

松质骨定量超声检测评估骨质疏松症

在超声诊断技术领域,定量超声骨密度检测理论已发展了十余年,宽带超声衰减(BUA)和超声声速(SOS)是用定量超声(QUS)进行骨质疏松症诊断的最重要的两项参数。本文利用超声插入取代式脉冲传输理论推导出测量SOS和BUA参数的相关公式。介绍了松质骨定量超声骨密度诊断系统的组成及真功能实现,提出该项技术与传统技术相比的优势。

关于骨质疏松超声诊断仪器亟待厘清的若干基本概念

继双能X线吸收仪之后,定量超声测骨仪器逐渐从群体筛查发展为筛查兼诊断手段,从补充、辅助工具进化成为潜在的主力。然而,在骨质疏松和骨折问题的本质,超声测骨仪器的产品名称、检测参数、派生参数、声学特性参数与骨矿密度相关性、产品性能表征与检验等方面,国内外均存在严重误读。本文就所涉及的一系列基本概念作了系统厘清,以期推动该类产品的科学、健康发展。

热固耦合式超声骨强度仪的可重复性及相关性研究

目的:评估一款国产热固耦合式超声骨强度仪的可重复性和有效性。方法:选择11名志愿者,用该仪器测得右跟骨的两个超声参数,分别是超声速度(SOS)和宽带超声衰减(BUA),计算每个参数的变异系数均方根百分比(CVRMS%),评估该仪器的短期可重复性;选择18名志愿者,用类似的方法评估该仪器的中期可重复性;选择29名志愿者,用双能X线吸收法(DEXA)测量腰椎骨密度(BMD),并与用该仪器测得的跟骨SOS,BUA值进行相关性分析,评估该仪器的有效性。结果:①超声参数SOS,BUA的短期CVRMS%分别为0.30,4.24;中期CVRMS%分别为0.41,4.20。②SOS与腰椎BMD的相关系数r=0.486(P<0.01),BUA与腰椎BMD的相关系数r=0.629(P<0.01)。结论:与国际主流定量超声(QUS)检测仪器相比,热固耦合式超声骨强度仪具有较高的可重复性和准确性,可用于临床骨质状况评估。

超声骨密度测量系统的设计

骨质疏松是老年人普遍面临的一个问题,及时、准确的诊断具有重要意义。为此,我们研制了超声骨密度测量系统,该系统借助宽带超声衰减参数,用超声对骨密度进行测量。实验数据经频谱分析,发现松质骨相对正常骨的衰减曲线更平缓。经实验证明,该系统能实现骨密度测量的功能。

基于ARM的超声骨质疏松诊断系统的设计

目的:研究利用定量超声技术检测与诊断骨质疏松的系统。方法:设计采用ARM嵌入式系统,通过超声技术测量并计算足跟骨处的超声速度、宽带超声衰减值和硬度系数。超声速度主要反映骨的结构特性,宽带超声衰减值可以很好地反映骨的密度,而骨硬度指数值能较全面地反映骨强度。结果:系统以ARM处理器为核心,通过对超声波的发射、接收与处理,计算出相应参数,从而判断出骨质是否疏松。结论:通过建立不同年龄、体重、性别正常骨质人群的各参数的数据库,基于ARM的超声测量骨质疏松的系统能够达到精确的临床诊断效果。

巴克码在超声测量松质骨BUA中的应用

目的定量超声技术是通过测量骨骼的宽带超声衰减(broadband ultrasound attenuation,BUA)等参数以反映骨骼骨矿密度的方法。然而由于骨骼对超声波的严重衰减,接收到的透射信号非常微弱且伴有强噪声,从而限制了超声的测量深度。为消除噪声影响,提高测量深度,本文提出将巴克码应用于测量松质骨BUA。方法采用巴克码调制脉冲发射信号,利用巴克码尖锐的自相关特性对接收信号进行脉冲压缩,然后用压缩脉冲的频谱分析松质骨的BUA值。结果通过仿真和样品实测结果发现该方法相对于传统方法具有更好的抗干扰能力,及更平稳的BUA衰减曲线,从而得到更精确的测量结果。结论本方法既能提高松质骨BUA的测量精度,又能增大测量深度。

超声骨密度仪校准方法

根据国家质量监督检验检疫总局2015年国家计量技术法规文件制定计划要求,起草对超声骨密度仪的校准规范,其中对超声声速、声速重复性、宽带超声衰减的校准方法做了相应的具体描述。

基于AR模型的松质骨BUA参数测量的研究

定量超声（quantitative ultrasonic，QUS）技术是一种间接测量骨矿密度（bone mineral density，BMD）的方法，它利用骨骼的宽带超声衰减（broadband ultrasound attenuation，BUA）等参数反映BMD．为了减少噪声的影响，提出将AR模型用于骨骼的BUA测量，通过仿真和样品实测结果发现，该方法与传统方法相比不仅可以得到较平稳的衰减曲线，还可以有效地提高测量精度．另外在实验中采用宽带超声传感器测量BUA，发现BUA在0．5～2．4MHz区域内与频率仍具有较好的线性，从而将BUA的测量带宽扩展到1．9MHz．

基于Golay-Chirp编码信号的松质骨BUA参数测量方法的研究

宽带超声衰减是反映松质骨中骨矿密度的一个重要参数,常用超声脉冲波进行测量。由于透过骨骼的超声波衰减严重,接收信号十分微弱并带有强噪声,从而限制了测量深度,并容易产生测量误差。编码信号发射技术是提高信噪比和增加超声透射深度的有效途径。本文提出一种新的编码方法,它用Chirp信号调制Golay互补码,产生称之为Golay-Chirp的编码信号。它相对于传统的Golay信号、Chirp信号等有更好的抗干扰能力,并可以进一步降低发射功率或增加超声透射深度。

一种改进的超声骨密度仪软件设计

为了更好地满足现代超声骨密度测量的要求,从软件方面提出并实现改进测量骨密度精度和速度的方案。采用高速USB接口芯片FT232H,配合高速AD转换芯片,通过PC软件处理计算超声声速(SOS)与宽带超声衰减(BUA)等骨密度参数。该方案提高了测量数据的精度,减少了测量时间,提高了图像显示质量。本设计通过高速USB接口技术和软件处理技术可以有效提高骨密度测量数据的精度和传输速度。

一种便携式超声骨密度仪软件设计

为了提高超声骨密度仪性能,基于Visual C++2008 MFC实现上位机软件,实现测量结果稳定性和测量速度的改进,同时提高了超声声速(SOS)的测量精度。上位机软件包括界面设计、采集控制、数据处理与参数提取、数据存储以及报告打印等。设计了优良的人机交互(HCI)接口,操作便捷,可以实时观察波形。通过高效自动增益控制和有效数字滤波提高采集精度和稳定性。采用高速USB接口通信,向采集端发送控制指令,同时进行数据传输,有效缩短了测量时间。通过多通道统计平均测出超声声速和宽带超声衰减(BUA),结果稳定可靠。采用XML文档存储患者信息,检索方便。患者测量报告可实时打印。软件分层实现,便于维护与扩展。