一种超声波骨密度检测系统的检测方法与流程

本发明涉及超声波骨密度检测，具体为一种超声波骨密度检测系统的检测方法。

背景技术：

1、超声作为一种安全、经济有效的形式已被医学界广泛接受。我们都普遍了解定性模式的超声方法——例如，可以用于获得心脏或胎儿的在体图像。此外，通过测量与在感兴趣介质中信号的传播有关的各类参数，超声也能以定量模式使用。定量超声(qus)起初因其提供了可靠、快速与相对经济的结果，正快速成为一种可接受的方法。该方法对比其它传统技术，如放射、x光吸收测定与ct等，不存在潜在的辐射损害。对于设计用于早期诊断的来说，避免不必要地让病人暴露于有害辐射中这一点特别重要。

2、声能由在传输介质中被不断压缩和释放(变稀薄)的交互和周期性声波构成。人类可听到的声音频率近似范围由20hz到20，000hz(20khz)。而超声所使用的频率范围广达可听最低频至兆赫兹(mhz)频率。传输介质的物理特性极大地影响着超声信号在此介质中传播的速度、散射以及信号强度衰减。qus借助于上述这些有用的影响因素，得出超声信号通过段骨骼物理特性的最终结论。一般测量两种参数：信号衰减attenuation(振幅改变)及通过骨骼的超声信号传送速度speedofitstransmission。本发明使用的正是后者，其一般缩写为sos(speedofsound)。通过测量沿骨轴方向传播的超声信号来获取参数。

3、在仪器所使用的超声频率范围内，超声信号通过相对密度大的介质时速度更快，因此超声信号通过骨骼皮质层的速度比通过松质层的速度快，近似比值为4000米/秒比1800米/秒。而信号通过软组织的速度则较骨骼部分慢得多，并且实际上信号无法通过空气传播。因此测量结果完全反映了骨骼的真实情况。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种超声波骨密度检测系统的检测方法，减去了超声信号通过软组织所用的时间，测量结果反映了骨轴方向的强度。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种超声波骨密度检测系统的检测方法，检测方法流程如下：

3、s1、信号采集：

4、通过手持式探头来发生和侦测超声波，探头直接放置于相关部位皮肤上，超声由发生传感器发出，沿骨轴方向传送后由接收传感器接收；

5、s2、数据预处理：

6、第一步，将探头采集到的通道(ab，ac，bc，bd)数据进行分组，并对整组数据进行校验；

7、第二步，对ac、ad、bc、bd使用fir带通滤波器(hamming窗)进行处理；

8、第三步，滑动平均值滤波，根据实际数据，设置窗口大小5，去除噪声；

9、第四步，截取200-1023有效区间，共1024点；

10、s3、sos计算：

11、第一步，使用二阶导方法对ac、ad、bc、bd进行波峰定位，确定第一到达波位置；

12、第二步，根据ac/bd特征判定探头是否放置正确；

13、第三步，计算sos值。

14、在本发明一或多个实施方式中，上述的每个手持式探头均含有多组传感器，多组传感器被分为两部分，其中一部分作为超声信号发生器，而另一部分则用于侦测超声信号。

15、在本发明一或多个实施方式中，上述的s2中第一步使用窗口检测异常值，窗口大小为21，剔除大于窗口数据均值2倍的数据，并使用插值样条曲线进行线性插值填充。

16、在本发明一或多个实施方式中，上述的s2中第三步滑动平均值滤波是先建立一个数据缓冲区，依顺序存放n个采样数据，每采进一个新数据，就将最早采集的那个数据丢掉，而后求包括新数据在内的n个数据的算术平均值或加权平均值。

17、在本发明一或多个实施方式中，上述的s3中第二部判断方法如下：取第一个波峰，第一及第二波谷及其间数据作为第一到达波特征进行分析

18、a)、峰高(pac+pdb)/1000作为信号强度指标，＞0.26为可用，不足时软件提示调整探头

19、b)、波峰xpac-xpbd的x轴差值作为峰偏移指标，≤2时可用，不可用时软件根据指标提示探头偏左或偏右

20、c)、计算ac/bd对应点差值的平均值作为均差指标，＜50时可用。

21、在本发明一或多个实施方式中，上述的指标可用时，计算ac/bc及bc/bd的波峰x差值ps1、ps2，|ps1-ps2|应小于5，否则软件提示不可用，其中可用时ps＝(ps1+ps2)/2。

22、在本发明一或多个实施方式中，上述的s3中sos值计算方式如下：

23、a)、sos＝玻璃块标定速度*玻璃块的波峰差/桡骨内的波峰差l；

24、b)、实时显示的sos为最近5次均值；

25、c)、最终sos：设取得100次sos测量结束，舍弃最大及最小，取中间均值。

26、有益效果

27、本发明提供了一种超声波骨密度检测系统的检测方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

28、1、在本发明中，超声波从发射器发出后沿各个方向传播，而介质中每一个分子都起着一个新发射器的作用，因而信号向所有方向重复传播，由此信号可沿许多路径由发射器抵达接收器，从接收传感器侦测到的最早抵达的信号firstsignaltoarrive中得到有用的信息，依据snell法则可判定此信号的传送路径：此信号以通过软组织中的音速与通过骨骼中音速相对比率的一项函数为临界角度折射进入骨骼，而后其沿骨骼传播并接着以相同临界角度散射出来，此信号所经过a点与b点间的时间就是tm测量的参数，本发明减去了超声信号通过软组织所用的时间，其结果反映了骨轴方向的强度。

技术特征：

1.一种超声波骨密度检测系统的检测方法，其特征在于，检测方法流程如下：

2.根据权利要求1所述的一种超声波骨密度检测系统的检测方法，其特征在于，每个手持式探头均含有多组传感器，多组传感器被分为两部分，其中一部分作为超声信号发生器，而另一部分则用于侦测超声信号。

3.根据权利要求1所述的一种超声波骨密度检测系统的检测方法，其特征在于，s2中第一步使用窗口检测异常值，窗口大小为21，剔除大于窗口数据均值2倍的数据，并使用插值样条曲线进行线性插值填充。

4.根据权利要求1所述的一种超声波骨密度检测系统的检测方法，其特征在于，s2中第三步滑动平均值滤波是先建立一个数据缓冲区，依顺序存放n个采样数据，每采进一个新数据，就将最早采集的那个数据丢掉，而后求包括新数据在内的n个数据的算术平均值或加权平均值。

5.根据权利要求1所述的一种超声波骨密度检测系统的检测方法，其特征在于，s3中第二部判断方法如下：取第一个波峰，第一及第二波谷及其间数据作为第一到达波特征进行分析

6.根据权利要求5所述的一种超声波骨密度检测系统的检测方法，其特征在于，指标可用时，计算ac/bc及bc/bd的波峰x差值ps1、ps2，|ps1-ps2|应小于5，否则软件提示不可用，其中可用时ps＝(ps1+ps2)/2。

7.根据权利要求1所述的一种超声波骨密度检测系统的检测方法，其特征在于，s3中sos值计算方式如下：

技术总结
本发明公开了一种超声波骨密度检测系统的检测方法，检测方法流程如下：信号采集：通过手持式探头来发生和侦测超声波，探头直接放置于相关部位皮肤上，超声由发生传感器发出，沿骨轴方向传送后由接收传感器接收；数据预处理：将探头采集到的通道(AB，AC，BC，BD)数据进行分组，并对整组数据进行校验。在本发明中，超声波从发射器发出后沿各个方向传播，而介质中每一个分子都起着一个新发射器的作用，因而信号向所有方向重复传播，由此信号可沿许多路径由发射器抵达接收器，从接收传感器侦测到的最早抵达的信号firstsignaltoarrive中得到有用的信息，依据Snell法则可判定此信号的传送路径。

技术研发人员：徐磊
受保护的技术使用者：泰安市康宇医疗器械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15