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1、生物医学工程研究2010,29(2):94～96JournalofBiomedicalEngineeringResearch＊宽带超声衰减计算与测量系统验证的研究1■2211蒋时霖,彭虎,郑驰超,王志俭,忙安石(1.国家武汉医用超声波仪器质量监督检测中心,武汉430077;2.中国科学技术大学,合肥230026)摘要: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
2、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。关键词:宽带超声衰减(BUA);带宽;传感器;骨密度中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:1672-6278(2010)02-0094-03ResearchonValidationforBroadbandUltrasoundAttenuationComputationandMeasurementSystem12211JIANGShilin,PENGHu,ZHENGChichao,WANGZhijian,MANGAnshi(1.NationalWuha
3、nQualitySupervisonandInspectionCenterforMedicalUltrasonicEquipment,Wuhan430077,China;2.DepartmentofElectronicScienceandTechnology,USTC,Hefei230027,China)Abstract:Broadbandultrasoundattenuation(BUA)reflectsthedegreeofbonemineraldensity.Webrieflydescribethemeas
4、urementandcalculationmethodofbroadbandultrasonicattenuationandshowatypicalmeasurementresults.Aimingattheresultsaffecteddeeplybysignalbandwidthandtransducerfrequencyresponse,wepresentanobjectivecriteriaandmethodtoverifyexactitudeoftheinstrumentsystem.Keywords:
5、Broadbandultrasoundattenuation(BUA);Broadband;Sensor;Bonemineraldensity较为致密。现在BUA逐渐成为一种常用的反映骨1引言密度性能的指标,但其对骨胳的测量依然有一定偏宽带超声衰减(broadbandultrasoundattenuation,差,人们常把BUA和SOS(soundofspeed)两参数结BUA),表示透射超声波在有效频带的衰减率,是一合在一起反映骨密度的状况,以提高测量结果的可种应用超声测量骨密度的参数,它与骨密度和骨的靠性。目
6、前,研究更精确的BUA测量方法和更有效[1-2][4-5]微结构相关。研究表明,超声波在穿过被测骨的反映骨密度的参数成为研究者的目标。骼时会发生衰减,不同频率的超声波其衰减量也不2BUA测量计算相同,频率越高,衰减越大,因此,我们可以通过测量骨骼对不同频率超声波的衰减(BUA)能力来检测骨在制定标准,验证现有测量系统所测量的BUA[3]骼的状况。时,一般采用水听器法。验证方使用的超声换能器BUA和骨密度有很强的相关性。通常情况下,的参数应尽可能采用和制造商所用的换能器相近,BUA变小,代表被测骨骼的骨密度变小,则
7、被测骨譬如工作频率,频带宽度等。首先测量超声穿过水骼趋向疏松。BUA变大,则代表骨密度变大,骨骼的时域信号VW(t),见图1。＊国家自然科学基金资助(60871087)项目;超声骨密度仪国家行业标准制定项目■通信作者Email:jiang919@yahoo.com.cn第2期蒋时霖,等:宽带超声衰减计算与测量系统验证的研究95对该时域信号VW(t)采用快速傅里叶变换得其Vw(f)A(f)=20lg=20lg[H(f)](1)Vb(f)频谱的幅值信息VW(f),见图2示。用最小二乘法对其进行线性拟合,拟合后该直重复
8、以上过程,再测量超声穿过骨骼(或体膜)线(图3中的虚线)的斜率即为宽带超声衰减的时域信号VB(t),对其采用快速傅里叶变换得其(BUA)。拟合时其采用的频率范围应为制造商公布频域信号VB(f)。[6]的数值。定义衰减曲线如下:图1超声穿过水的时域信号VW(t)Fig1UltrasonicsignalVW(t)propgationinwaterintimedomain图2V
