基于气囊推动的超声骨密度仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于气囊推动的超声骨密度仪，包括两个相对设置的超声探头和驱动控制器，其中，所述超声探头通过驱动控制器和气缸相连，所述气缸上设有气囊，所述气囊通过导轨机构和超声探头相连，所述超声探头和距离测量装置相连，所述气囊上设有压力传感器，所述驱动控制器的输入端分别和距离测量装置、压力传感器相连，输出端通过气泵控制器和气囊相连。本实用新型提供的基于气囊推动的超声骨密度仪，通过使用气泵控制器给气囊充气的方式推动探头机构运动，配合压力传感器对不同年龄的受测者预设不同的压力阈值，从而能够解决超声探头移动的自适应性同时满足定位的准确性，结构简单，易于操作使用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种超声骨密度仪，尤其涉及一种基于气囊推动的超声骨密度 仪。 基于气囊推动的超声骨密度仪
【背景技术】
[0002] 骨质疏松症是一种严重危害人类特别是妇女健康的疾病，骨质疏松症可以在骨折 发生前通过测量骨密度进行风险判断。目前骨密度测量手段有单光子（SPA)、双能X射线 (DEXA)、QCT和超声技术等。其中超声骨密度检查是20世纪90年代发展起来的最新骨密 度定量测量技术，近年来在技术和临床上取得了长足的发展。
[0003] 超声用于骨密度测量的原理如下：利用超声波在不同介质中传导速度不同的特 点，超声换能器从跟骨的一侧向另一侧发射超声波，再根据接收到的超声波通过骨组织和 其它软组织的幅度衰减，分别计算出声速（S0S)和超声振幅衰减（BUA)。
[0004] 请参见图1，普遍所采用的技术手段是分体式：一个足盆式的超声骨密度仪主机， 内含一块探头移动驱动电路、超声探头1和足跟定位部件5 ;所述超声探头1内含超声发射 信号产生电路、超声信号接收电路。一个超声探头1产生发射信号，超声信号穿透足部7后 被另一超声探头1接收，如图2所示，信号的分析与处理则通过USB接口送至一台独立的主 机6完成，这台主机6的CPU为INTEL的X86系列，操作系统可为Microsoft的Windows。 如果要打印诊断报告，这台计算机还要外接一台打印机。
[0005] 现有技术存在的问题和缺点是：超声骨密度仪主机与计算机分离，占用体积大，不 利于搬移；INTELX86系列的CPU功耗大，必须配有风扇散热，风扇产生的噪声使人体感觉 不舒服；这种独立的计算机成本高；Microsoft的Windows为商用系统，每台计算机必须付 版权费。 实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于气囊推动的超声骨密度仪，结构 简单，易于操作使用，具有体积小、功耗低的特点，从而大大降低成本。
[0007] 本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于气囊推动的 超声骨密度仪，包括两个相对设置的超声探头和驱动控制器，其中，所述超声探头通过驱动 控制器和气缸相连，所述气缸上设有气囊，所述气囊通过导轨机构和超声探头相连，所述超 声探头和距离测量装置相连，所述气囊上设有压力传感器，所述驱动控制器的输入端分别 和距离测量装置、压力传感器相连，输出端通过气泵控制器和气囊相连。
[0008] 上述的基于气囊推动的超声骨密度仪，其中，所述驱动控制器为Atmega64单片 机，所述Atmega64单片机通过USB接口和平板电脑相连。
[0009] 上述的基于气囊推动的超声骨密度仪，其中，所述超声探头内设有超声发射信号 产生电路和超声信号接收电路，所述驱动控制器内设有A/D转换器和信号放大器，所述A/D 转换器的输入端和超声信号接收电路相连，输出端通过UsB接口和平板电脑相连。
[0010] 上述的基于气囊推动的超声骨密度仪，其中，所述距离测量装置为位移传感器或 激光测距仪。
[0011] 本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的基于气囊推动的 超声骨密度仪，通过使用气泵控制器给气囊充气的方式推动探头机构运动，配合压力传感 器对不同年龄的受测者预设不同的压力阈值，从而能够解决超声探头移动的自适应性同时 满足定位的准确性，结构简单，易于操作使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为现有分体式超声骨密度仪结构示意图；
[0013] 图2为超声骨密度仪的超声信号收发测量原理示意图；
[0014] 图3为本实用新型基于气囊推动的超声骨密度仪电路方框示意图：
[0015] 图4为本实用新型基于气囊推动的超声骨密度仪结构示意图；
[0016] 图5为本实用新型带气囊的基于气囊推动的超声骨密度仪电路方框示意图。
[0017] 图中：
[0018] 1超声探头 2驱动控制器 3平板电脑
[0019] 4微型打印机5足根定位部件6主机
[0020] 7足部 8机框 9气囊
[0021] 10气泵控制器11匝力传感器12距离测量装置
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0023] 图3为本实用新型基于气囊推动的超声骨密度仪电路方框示意图；图4为本实用 新型基于气囊推动的超声骨密度仪结构示意图。
[0024] 请参见图3和图4,本实用新型提供的基于气囊推动的超声骨密度仪包括两个相 对设置的超声探头1和驱动控制器2,其中，所述超声探头1通过驱动控制器2和气缸相连， 所述驱动控制器2和平板电脑3相连提供超声检测信号，所述平板电脑3和微型打印机4 相连打印分析处理后的诊断报告，所述气缸和驱动控制器2 -体连接，所述气缸和微型打 印机4设于机框8内，所述平板电脑3镶嵌在机框8表面。
[0025] 图5为本实用新型带气囊的基于气囊推动的超声骨密度仪电路方框示意图。
[0026] 请继续参见图5,本实用新型提供的基于气囊推动的超声骨密度仪，所述气缸上设 有气囊9,所述气囊9通过导轨机构和超声探头1相连，所述超声探头1和距离测量装置12 相连，所述距离测量装置12可以为位移传感器或激光测距仪。所述气囊9上设有压力传感 器11，所述驱动控制器2的输入端和位移传感器或激光测距仪相连检测位移数据，并和压 力传感器11相连检测气囊压力，所述驱动控制器2的输出端通过气泵控制器10和气囊9 相连，控制气囊9的充放气。所述驱动控制器2可选用Atmega64单片机，完成仪器的实时 控制，所述Atmega64单片机通过USB接口和平板电脑3相连，如采用ARM11平板电脑。所 述ATmega64单片机控制板用于接受来自ARM11平板电脑的命令和向超声探头发送控制命 令；所述的ARM11平板电脑用于病历书写与人机界面交互，数据计算，数掘存储，测量结果 显示；所述的嵌入式打印机4用于测量结果参数文字与图形的打印。
[0027] 本实用新型提供的基于气囊推动的超声骨密度仪，所述超声探头1内设有超声发 射信号产生电路和超声信号接收电路，所述驱动控制器2内设有A/D转换器和信号放大器， 所述A/D转换器的输入端和超声信号接收电路相连，输出端通过USB接口和平板电脑3相 连。所述超声探头驱动机构用于将探头自动往待测的跟骨靠拢，超声探头1用于发射超声 脉冲和接收透过跟骨的超声信号。
[0028] 本实用新型提供的基于气囊推动的超声骨密度仪的测量使用如下：首先由操作平 板电脑3的虚拟键盘上输入病历信息，再点测量菜单发出测量命令。测量命令由平板电脑 3的CPU通过USB接口向ATmega64单片机控制板发送，ATmega64单片机解析命令后接通 充气继电器，气囊充气推动收发探头往中间即跟骨的地方靠拢，探头压紧跟骨后一边的探 头发射超声波，部分超声穿过跟骨后到达另一边的接收探头，见图2所示。ATmega64单片 机控制板接收到衰减过的超声后进行放大，A/D转换后通过USB接口送回到ARM11平板电 脑，运行在Android4. 2环境下的骨密度分析计算软件对收到的数据进行处理，处理的结果 以图形和参数的形式显示在屏上，或用微型打印机4输出。医生的诊断结论可以用触控屏 输入，病历数据可以存储在ARM11平板电脑内。测量结束后操作医生在平板电脑3的虚拟 键盘上输入结束命令，结束命令由平板电脑3的CPU通过USB接口向ATmega64单片机控制 板发送，ATmega64单片机解析命令后断开充气继电器，气囊放气带动收发探头往两边回缩 归位。
[0029] 综上所述，本实用新型提供的基于气囊推动的超声骨密度仪，将平板电脑3、彩色 打印机4、超声探头1和驱动控制器2采用嵌入式结构一体嵌设于机框8内，完成超声信号 检测、分析处理并打印诊断报告，结构简单，易于操作使用。通过使用气泵控制器10给气囊 9充气的方式推动探头机构运动，配合压力传感器11对不同年龄的受测者预设不同的压力 阈值，从而能够解决超声探头移动的自适应性同时满足定位的准确性。
[0030] 虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何 本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本 实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
【权利要求】
1. 一种基于气囊推动的超声骨密度仪，包括两个相对设置的超声探头和驱动控制器， 其特征在于，所述超声探头通过驱动控制器和气缸相连，所述气缸上设有气囊，所述气囊通 过导轨机构和超声探头相连，所述超声探头和距离测量装置相连，所述气囊上设有压力传 感器，所述驱动控制器的输入端分别和距离测量装置、压力传感器相连，输出端通过气泵控 制器和气囊相连。
2. 如权利要求1所述的基于气囊推动的超声骨密度仪，其特征在于，所述驱动控制器 为Atmega64单片机，所述Atmega64单片机通过USB接口和平板电脑相连。
3. 如权利要求2所述的基于气囊推动的超声骨密度仪，其特征在于，所述超声探头内 设有超声发射信号产生电路和超声信号接收电路，所述驱动控制器内设有A/D转换器和信 号放大器，所述A/D转换器的输入端和超声信号接收电路相连，输出端通过USB接口和平板 电脑相连。
4. 如权利要求1所述的基于气囊推动的超声骨密度仪，其特征在于，所述距离测量装 置为位移传感器或激光测距仪。
【文档编号】A61B8/00GK203861257SQ201420132538
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】俞建涌, 倪卫芳, 李圣 申请人:南京科进实业有限公司