基于背向散射的超声骨密度仪硬件设计及其成像研究

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骨质疏松症是困扰中老年人的健康问题之一,诊断骨质疏松症的传统方法是使用射线类的方法,相比而言超声类诊断骨质疏松的方法具有费用低、便携性好、无电离辐射等优点。使用定量超声技术诊断骨质疏松的方法主要有超声透射法、超声轴向传输法和超声背向散射法。相比于前两者,超声背向散射法能够提供骨组织微观结构的信息,应用前景非常广阔。  本文研究了超声背向散射法评价骨组织状况的参数,并且比较了各项参数的优劣,在此基础上提出了超声背向散射成像的方法,弥补了松质骨各向异性带来的误差,提高了测量的准确性和一致性。此外,本文设计了基于超声背向散射的骨密度仪硬件测量系统,便携性好,采样精度高,可控增益范围大,测量部位不受限制而且数据传输速率高。最后,本文搭建了超声背向散射信号的仿真系统,采用三维骨小梁模型对信号进行仿真,能够手动控制骨组织微观结构的参数,便于算法的验证和优化。  由于基于背向散射信号的超声骨密度仪目前还停留在科研阶段,本文的工作能够推进背向散射骨密度仪的下一步研究和临床使用。
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