基于定量超声技术的超声声速测量的研究

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1、摘要摘要骨质疏松症(Osteoporosis，OP)是老龄化社会中影响健康的一个严重问题，骨质疏松症的诊断成为国际学术界和医学界研究的热点和前沿课题。作为临床工作的基础，松质骨的状况评价及骨质疏松症诊断的新参量及其方法的研究显得尤其重要。定量超声技术是一种新的骨组织测量方法，在骨状态的评价中发挥出越来越重要的作用。相比于传统的X射线技术，该项技术具有无辐射，无损伤，价格低廉，便于操作等优点。近几年，基于超声反射技术的检测方法被越来越多的关注，该项技术是将发射探头和接收探头置于被测体的同侧，通过超声波经过被测物的反射出的反射波来对骨骼的状况进行评估。由于这项技术

2、在实际应用中具有操作简单的优点，因此被越来越多的应用到实际测量中。本课题的研究目的是找出基于临界角侧波原理的一种新的测量方法，使超声测量SOS的误差减小，操作简化，更加适用于普遍的测量环境。具体来说，课题在如下几个方面做了一些有意义的工作。1、探讨了目前的超声测量SOS的方法中基于临界角侧波原理的测量方法，分析了影响测量精度的因素。2、基于超声波临界角侧波原理，设计一种新的更适用于普遍测量环境的测量方法，该测量方法引入了一个新的参数，并通过数学推导，使传统方法在测量时不再受到皮肤及其他组织的干扰，同时提高了精度。3、采用多项式拟合法，对测量中得到的波形图像进行

3、拟合，使通过接收波形得到的实验数据和计算结果更为精确。作为临床工作的基础，松质骨的状况评价及骨质疏松症诊断的新参量及其方法的研究显得尤其重要。我们认为本论文提出的方法对超声骨密度测量及其相关研究将具有一定的意义。关键字：超声，声速，骨密度，临界角，侧波，多项式拟合--1AbstactAbstractOsteoporosis(OP)isagreathealthyprobleminanagingsociety,andstudiesonitsdiagnosisaregettingpopularthesedays.Amongallrelatedstudies,itis

4、fundamentaltofindnewparametersforassessmentofcancellousboneandosteoporosisdiagnosis.Quantitativeultrasound(QUS)measurementisanewmethodtomeasurethebone,andithasplayedagrowingroleintheassessmentofskeletalstatus.ComparedtoconventionalX-raytechniques,QUSisinexpensive,noninvasive,nonradi

5、oactiveandeasytouse.Intheaspectofclinicalapplication,UltrasonicTransmissionTechniqueistypicallyused.However,methodsbasedonultrasonicreflectionhavegainedmoreandmoreattentionduringthepastfewyears.Suchapproachesusesetupswhereemissionandreceivingtransducersareplaceatthesamesideofthesubj

6、ectandmeasurethereflectedultrasonicwave,whichisfurtherusedtoevaluatethebone’sstatus.Thistechniqueismoreandmorecommonlyused,duetoeaseofoperations.Ourresearchaimsatdevelopinganovelmethodbasedonthetheoryoflateralwaveandcriticalangle,withlowermeasurementerror,furthersimplifiedoperations

7、andbetterperformanceincommonenvironment.Specifically,oursubjecthasmadesomemeaningfulworkinthefollowingaspects:1.Wediscussthecurrentstate-of-the-artmethodsformeasuringSOSandanalyzethefactorsaffectingthemeasurementaccuracy.2.Throughstudiesofcurrentstate-of-the-artmethodsformeasuringSO

8、S,weproposeanovelap