超聲測(cè)量骨密度及超聲成像的若干方法的研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)超聲工程發(fā)展體現(xiàn)兩個(gè)方面，一是應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，如定量超聲技術(shù)測(cè)量骨密度來(lái)診斷骨質(zhì)疏松。二是傳統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)，如超聲成像技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)的成像質(zhì)量的提高。定量超聲技術(shù)則利用超聲透射法來(lái)測(cè)量骨密度，反映骨骼的微觀結(jié)構(gòu)。超聲成像是醫(yī)學(xué)超聲診斷技術(shù)最重要的技術(shù)，它是對(duì)人體軟組織進(jìn)行成像協(xié)助醫(yī)生對(duì)組織病癥進(jìn)行診斷。
　　 本文在超聲測(cè)量骨密度和超聲成像兩個(gè)方向進(jìn)行研究，研究方法采用理論分析，仿真說(shuō)明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三者結(jié)合的方式。先對(duì)傳統(tǒng)方法存

2、在的問(wèn)題進(jìn)行分析，針對(duì)這些問(wèn)題提出改進(jìn)的測(cè)量方法和成像算法，并進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明這些方法可以提高測(cè)量精度和成像質(zhì)量。具體研究成果如下：
　　 1.研究設(shè)計(jì)基于任意波發(fā)射的超聲骨密度測(cè)量系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)做了相關(guān)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。
　　 2.提出了一種新的用于骨密度測(cè)量的編碼方案，它用Chirp信號(hào)調(diào)制Golay互補(bǔ)碼，產(chǎn)生Golay Chirp信號(hào)，該信號(hào)具備了Golay和Chirp共同的優(yōu)點(diǎn)。仿真和實(shí)驗(yàn)表明該編碼信號(hào)可

3、以進(jìn)一步的增加超聲透射深度和抗干擾能力。
　　 3.將通信中的M序列引入到BUA測(cè)量中來(lái)，相對(duì)其他編碼信號(hào)，M序列產(chǎn)生容易，發(fā)射簡(jiǎn)單，且碼長(zhǎng)較長(zhǎng)，因此更加適合于骨密度測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明該編碼相對(duì)傳統(tǒng)的脈沖波，其測(cè)量精度得到有效的改善。
　　 4.將AR模型引入BUA的測(cè)量，并提出了針對(duì)BUA測(cè)量AR模型定階方法，仿真和實(shí)驗(yàn)表明采用高階AR模型可以平滑衰減曲線，提高測(cè)量精度。實(shí)驗(yàn)時(shí)采用寬帶超聲傳感器測(cè)量BUA，發(fā)現(xiàn)BUA在0.

4、4-1.8MHz區(qū)域內(nèi)與頻率仍具有較好的線性，從而擴(kuò)展了測(cè)量帶寬。
　　 5.在SOS測(cè)量方面，采用線性擬合法去除系統(tǒng)的固有延時(shí)，有效的提高SOS測(cè)量精度。
　　 6.對(duì)超聲成像的原理進(jìn)行分析，并對(duì)編碼發(fā)射技術(shù)與自適應(yīng)波束形成技術(shù)進(jìn)行深入研究，提出一種將兩種方法相互結(jié)合的超聲成像方案，并采用FieldⅡ進(jìn)行仿真，結(jié)果表明該方法可以提高圖像的對(duì)比度和分辨率。
　　 超聲測(cè)量骨密度和超聲成像作為醫(yī)學(xué)超聲的診斷技術(shù)，一