超聲評價松質骨狀況的參量及方法研究.pdf

1、骨質疏松癥(Osteoporosis,OP)是老齡化社會中影響健康的一個嚴重問題,許多國家為此投入了大量經費進行研究.近年來,我國正逐步向老齡化社會過渡,老年性骨質疏松癥患者迅速增加.據估計,目前我國的骨質疏松患者已超過九千萬人.骨質疏松的重點是防而不是治,只有做到早期診斷,才能做到早期預防.因此,骨質疏松癥的診斷成為國際學術界和醫(yī)學界研究的熱點和前沿課題.作為臨床工作的基礎,松質骨狀況評價及骨質疏松癥診斷的新參量及其方法的研究顯得尤其

2、重要.超聲技術因費用低、無電離輻射、簡便、速度快、可攜帶等優(yōu)點而在診斷骨質疏松癥方面受到廣泛關注,并取得了很大的進展.然而現有用透射法測量的超聲傳導速度(SOS)和寬帶超聲衰減(BUA)雖與骨礦密度(BMD)有高度的相關性,但不能全面反映松質骨質量及骨微結構信息,而松質骨中的散射很少受到重視.本課題的目的是:探索用超聲背散射信號評價松質骨狀況及其診斷骨質疏松癥的新參量及新方法;分析并探討背散射信號及其系數在診斷骨質疏松癥中的作用,并用背

3、散射信號測量骨小梁的間距等,得到對超聲診斷骨質疏松癥有直接意義的結果.在理論上,分析了超聲在松質骨中的傳播特性及散射機理,建立了一種蜂窩狀的松質骨理論散射模型,并分析了散射對超聲衰減的影響;在實驗上,采用背散射法,測量背散射信號及其背散射系數和背散射信號的頻譜最大值偏移量(SMS)等參量,并進行了詳細的分析和討論;最后采用AR倒譜法分析了牛脛骨、人尸體跟骨和人在體跟骨松質骨中骨小梁的平均間距.分析結果表明:(1)超聲波的傳播方向和骨小梁

4、方向的夾角在60°附近,快縱波和慢縱波的相速度都有一個轉折點;入射角度在60°以上,角度越大時,骨髓和骨小梁被"鎖"得越緊,因此阻止了慢縱波的傳播.(2)超聲通過純水后的幅度譜和功率譜最大,通過松質骨時快縱波的幅度譜和功率譜較大而慢縱波的幅度譜和功率譜最小;在松質骨中慢縱波的衰減大于快縱波的衰減.(3)由于散射而引起的衰減占松質骨中總的超聲衰減的26﹪左右.(4)從牛脛骨、人尸體跟骨和人在體跟骨松質骨的背散射實驗及理論分析結果中發(fā)現,背

5、散射系數隨入射頻率和松質骨表觀密度的增加而非線性的增加.一般,整個背散射系數曲線可以分成三段,第一段和第三段背散射系數的斜率較大,而第二段背散射系數的斜率較平坦.(5)隨松質骨表觀密度的增大,背散射信號頻譜的最大值向低頻方向的偏移量增大.根據其頻譜最大值偏移量(SMS)的大小,可評價其松質骨狀況和患骨質疏松的程度.(6)松質骨的密度與骨小梁的平均間距成一定的關系.隨松質骨表觀密度的減小,骨小梁的平均間距增大.在用超聲評價松質骨狀況及診斷