骨密度測量是預(yù)防和診斷骨科疾病的重要手段之一,超聲定量測量利用超聲在骨介質(zhì)中的傳播速度等參數(shù)的值反映骨密度的大小,具有無放射損傷,價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的超聲定量測量方法不能反映骨的內(nèi)部結(jié)構(gòu),將層析成像技術(shù)和超聲波結(jié)合,利用全波形反演算法能得到組織橫截面的骨參數(shù)圖像。全波形反演算法通常在地震數(shù)據(jù)處理中使用,可以得到準(zhǔn)確的地下模型參數(shù)。超聲定量測量與地震數(shù)據(jù)處理相比主要由以下四個不同:（1）地震源的頻率一般僅為10Hz到30Hz,超聲源的頻率一般為100KHz以上。（2）超聲波在骨頭與周圍的軟組織中傳播的速度相差過大,且過渡帶很窄,存在較大的突變,反演的過程中很容易陷入局部最小值和產(chǎn)生周期跳變現(xiàn)象。（3）骨密度反演中網(wǎng)格尺度更小,通常為毫米級或者微米級,因此需要精確度更高的反演算法。本文對傳統(tǒng)的全波形反演算法的正演部分和反演部分均進(jìn)行了改進(jìn),創(chuàng)新的將全波形反演算法應(yīng)用在了骨超聲定量測量中,克服了兩者之間轉(zhuǎn)換的難點(diǎn),滿足了骨定量測量中的需求,能成功得到骨組織速度參數(shù)和密度參數(shù)的大小和分布。在正演部分中,本文提出了一種新的混合網(wǎng)格算法,通過網(wǎng)格點(diǎn)上的波場耦合,可以分別在計算區(qū)域使用規(guī)則網(wǎng)格而在... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１超聲透射法測量跟骨的ＳＯＳ值??

有考慮散射和頻散，因此誤差較大。??干式耦合??圖１．１超聲透射法測量跟骨的ＳＯＳ值??第一到達(dá)波法（ｆｉｒｓｔ?Ａｒｒｉｖｅｄ?ｓｏｕｎｄ．?ＦＡＳ）屬于縱向傳播技術(shù)［１４，１５］，它與超聲投??射法原理幾乎相同，第一到達(dá)波是指由發(fā)射探頭發(fā)射后沿皮質(zhì)骨表面?zhèn)鞑ズ笞钕??到達(dá)接收探頭的信號波，其傳導(dǎo)速度即為這種方法的ＳＯＳ值。該方法是用超聲??在皮質(zhì)骨中ＳＯＳ值來反映長骨皮質(zhì)骨厚度及孔隙率等骨質(zhì)狀況。測量的關(guān)鍵點(diǎn)??同超聲投射法一樣，為發(fā)射和接收的時間差Ａｔ，判定方法也可以相互使用。因此??ＦＡＳ方法也不能反映整個皮質(zhì)骨厚度內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特性并且ＦＡＳ方法的幅度??較小，在傳播距離上衰減較大．在測量時較難分辨其波形。??３??

ｉｎｎ＂??＾??圖１．２第一到達(dá)波法測量皮質(zhì)骨的ＳＯＳ值??為了充分利用ＳＯＳ值同骨微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，我們應(yīng)該盡可能的去得到??能反映骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)的ＳＯＳ值的圖像，而不僅僅是某一段的平均值。１９７０年，由??Ｊ．Ｆ．Ｇｒｅｅｎｌｅａｆ?提出?了超聲?ＣＴ?成像（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?Ｃｏｍｐｕｔｅｄ?Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，?ＵＳＣＴ）的??基本理論Ｈ７］。該算法結(jié)合了計算機(jī)層析成像技術(shù)和超聲波，使用直射線近似或者??玻恩近似等反演算法得到組織橫截面的骨參數(shù)圖像。１９９４年，Ｂ．Ｍｉｇｅｏｎ和??ＲＭａｒｃｈｅ將ＵＳＣＴ方法應(yīng)用在胸部圖像的處理中［１８］，隨著計算機(jī)功能的強(qiáng)大，??這種算法也逐漸應(yīng)用到了骨密度ＳＯＳ的計算中。??射線理論起源于幾何光學(xué)中光的傳播路徑研宄。在早期ＵＳＣＴ方法中，超聲??波是以直線形式傳播作為假設(shè)條件

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于DSP的定量超聲法骨密度檢測系統(tǒng)研究[D]. 冉莉.江蘇大學(xué) 2010



本文編號：3215266