基于超声背散射信号参量的松质骨诊断系统

摘要

本发明属于医学超声技术领域，具体为一种基于超声背散射信号参量的松质骨诊断系统。该系统包括：超声背散射信号的获取模块、预处理模块、背散射参量计算模块和松质骨状况评价模块。本发明利用超声收发一体探头从人体跟骨处获取超声背散射信号，并提取出有效的松质骨超声背散射信号，再利用计算模块计算出背散射系数、表观积分背散射系数、频谱质心偏移量和平均骨小梁间距四个参量，最后用这四个参量通过与存储在系统内部标准数据库中的标准值比较来分析松质骨的健康状况。相比于传统的使用宽带超声衰减和超声传播速度的超声透射法诊断系统，本发明诊断系统能得到松质骨结构的完整信息，从而更好地检测人体松质骨的健康状况。

主权项

1.一种基于超声背散射信号参量的松质骨诊断系统，其特征在于包括如下模块：（1）超声背散射信号的获取模块：该模块通过控制超声收发一体探头，测量背散射信号；测量过程中，每隔1ms超声探头发射一组超声脉冲到松质骨并接收超声背散射信号，每次测量发射128组超声脉冲并将所有得到的信号平均，以减小噪声；  （2）预处理模块：该模块首先通过阈值判断法来确定背散射信号的开始位置，然后根据待测者输入的体重/身高比来估计他的软组织和皮质骨的厚度，根据采样率和超声传播速度计算出背散射信号中混合的反射信号的长度，然后去除这部分反射信号；最后选取感兴趣的松质骨厚度，用同样的方法计算信号长度，最后加时域窗截取出有效的超声背散射信号；（3）背散射参量的计算模块：该模块根据得到的有效背散射信号，再结合松质骨诊断系统中预存的参考信号，利用FFT分别得到背散射信号的幅度谱和参考信号的幅度谱，再由以下公式计算4个背散射参量：(1)(2)(3)(4)其中，和分别是超声探头-6dB有效带宽的最小值和最大值；为超声探头的中心频率，为128次测量的背散射信号的频谱均值；为背散射信号的基频；BC为背散射系数，AIB为表观积分背散射系数，SCS频谱质心偏移量，MTBS为平均骨小梁间距；（4）松质骨状况评价模块：系统中的数据库保存有不同年龄、不同性别和不同体重/身高比下的各个背散射参量的标准值；在每次测量前，输入待测者的编号、姓名、性别、年龄、身高和体重等个人信息，该模块根据上述模块计算得到的背散射参量和对应的标准值进行比较，综合评价待测者的松质骨健康状况。