超聲導(dǎo)波評(píng)價(jià)長(zhǎng)骨狀況的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-11 09:44
隨著人口老齡化的加劇,骨質(zhì)疏松癥已成為影響人類(lèi)健康的重要疾病之一,其臨床表現(xiàn)主要為松質(zhì)骨骨小梁變細(xì)缺失,皮質(zhì)骨微孔率增大并逐漸變薄,最終導(dǎo)致骨力學(xué)特性的改變并極大增加患者骨折的風(fēng)險(xiǎn)。目前,人體長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨評(píng)價(jià)的主要方法仍為X線技術(shù),其中雙能X線吸收法(DXA)是骨質(zhì)評(píng)價(jià)的金標(biāo)準(zhǔn)。但X線檢查只能提供包括骨礦密度(BMD)與二維骨幾何形狀等在內(nèi)的有限信息,無(wú)法反映骨微結(jié)構(gòu)以及生物力學(xué)特性;诔晫(dǎo)波的診斷技術(shù)除具備傳統(tǒng)超聲技術(shù)的費(fèi)用低、無(wú)電離輻射、簡(jiǎn)便、速度快、可攜帶以及適合于普查應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)外,還可反映長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨幾何形狀(包括厚度、截面形狀)以及材料特性(包括骨密度、微孔率和楊氏模量)等信息。因此,應(yīng)用超聲導(dǎo)波評(píng)價(jià)長(zhǎng)骨狀況已成為當(dāng)前骨超聲研究中極具前景的課題。本文針對(duì)超聲導(dǎo)波評(píng)價(jià)長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨這一課題,從仿真與實(shí)驗(yàn)出發(fā),重點(diǎn)圍繞長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨厚度與裂紋診斷兩大研究方向,主要開(kāi)展了下述工作。1.長(zhǎng)骨中超聲導(dǎo)波信號(hào)處理方法與仿真結(jié)合導(dǎo)波理論,用信號(hào)處理方法分析導(dǎo)波頻散作用對(duì)激勵(lì)信號(hào)的影響;建立時(shí)域有限差分(FDTD)模型,探討導(dǎo)波激發(fā)與裂紋評(píng)價(jià)方法。(1)提出導(dǎo)波頻散信號(hào)的合成算法,在已知導(dǎo)波頻散曲線...
【文章來(lái)源】:復(fù)旦大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 綜述
1.1. 引言
1.2. 長(zhǎng)骨概述
1.2.1. 骨的結(jié)構(gòu)及骨質(zhì)構(gòu)成
1.2.2. 長(zhǎng)骨疾病
1.2.3. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨的材料特性
1.3. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4. 研究難點(diǎn)
1.5. 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)
1.5.1. 主要工作
1.5.2. 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
1.6. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第二章 超聲導(dǎo)波基礎(chǔ)
2.1. 引言
2.2. 導(dǎo)波理論
2.2.1. Lamb波簡(jiǎn)介
2.2.2. 柱狀導(dǎo)波簡(jiǎn)介
2.3. 導(dǎo)波的模式轉(zhuǎn)換特性
2.4. 導(dǎo)波的激勵(lì)
2.4.1. 導(dǎo)波激勵(lì)中的模式選擇
2.4.2. 寬帶激勵(lì)法簡(jiǎn)介
2.4.3. 窄帶激勵(lì)方法簡(jiǎn)介
2.5. 導(dǎo)波的測(cè)量
2.5.1. 軸向測(cè)量
2.5.2. 周向測(cè)量
2.6. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 導(dǎo)波信號(hào)合成
3.1. 引言
3.2. 超聲導(dǎo)波頻散信號(hào)的產(chǎn)生
3.3. 導(dǎo)波頻散信號(hào)合成結(jié)果分析
3.3.1. 單一導(dǎo)波頻散信號(hào)合成結(jié)果分析
3.3.2. 多模式導(dǎo)波頻散信號(hào)合成結(jié)果分析
3.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 時(shí)域有限差分仿真分析
4.1. 引言
4.2. 仿真原理
4.3. 仿真模型
4.4. 仿真參數(shù)
4.5. 仿真結(jié)果與討論
4.5.1. 寬帶激勵(lì)下的皮質(zhì)骨仿體(鋼板)仿真結(jié)果
4.5.2. 窄帶激勵(lì)下的皮質(zhì)骨仿體(鋼板)仿真結(jié)果
4.5.3. 寬帶與窄帶激勵(lì)方式比較分析
4.6. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 實(shí)驗(yàn)儀器介紹
5.1. 引言
5.2. 實(shí)驗(yàn)儀器與數(shù)據(jù)采集
5.3. 實(shí)驗(yàn)方法
5.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 超聲導(dǎo)波信號(hào)時(shí)頻分析
6.1. 引言
6.2. 時(shí)頻分析方法
6.2.1. 短時(shí)傅里葉變換法(STFT)
6.2.2. 重排平滑偽維格納維利分布(RSPWVD)
6.2.3. Zhao-Atlas-Marks分布(ZAMD)
6.3. 導(dǎo)波特有的分析法
6.4. 牛脛骨超聲導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析
6.5. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 基于時(shí)頻分析的超聲導(dǎo)波模式分離
7.1. 引言
7.2. CRAZY-CLIMBER算法與模式分離
7.2.1. 基于Crazy-Climber的時(shí)頻表征脊檢測(cè)算法
7.2.2. 基于Crazy-Climber算法的模式重建與分離
7.3. 超聲導(dǎo)波信號(hào)分離結(jié)果
7.3.1. 多模式導(dǎo)波合成信號(hào)分離結(jié)果
7.3.2. 牛脛骨超聲導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)信號(hào)分離結(jié)果
7.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第八章 頻散補(bǔ)償與模式分離
8.1. 引言
8.1.1. 頻散補(bǔ)償原理
8.1.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)哪J椒蛛x
8.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)膮?shù)估計(jì)
8.2.1. 頻散補(bǔ)償?shù)哪J侥芰?br> 8.2.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)木嚯x估計(jì)算法
8.2.3. 基于頻散補(bǔ)償?shù)暮穸裙烙?jì)算法
8.3. 合成多模式導(dǎo)波信號(hào)分析
8.3.1. 完全頻散補(bǔ)償結(jié)果
8.3.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)膮?shù)估計(jì)
8.3.3. 基于頻散補(bǔ)償?shù)哪J椒蛛x
8.4. 多模式導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析
8.4.1. 完全頻散補(bǔ)償結(jié)果
8.4.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)膮?shù)估計(jì)
8.4.3. 基于頻散補(bǔ)償?shù)哪J椒蛛x
8.5. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第九章 基于超聲導(dǎo)波的長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨骨裂評(píng)價(jià)
9.1. 引言
9.2. 仿體實(shí)驗(yàn)分析及討論
9.2.1. 含裂紋仿體(鋼板)FDTD仿真結(jié)果
9.2.2. 含裂紋仿體(鋼板)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
9.3. 羊骨實(shí)驗(yàn)分析及討論
9.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第十章 總結(jié)與展望
10.1. 結(jié)論與分析
10.1.1. 超聲導(dǎo)波信號(hào)處理方法與仿真分析
10.1.2. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨厚度評(píng)價(jià)的研究
10.1.3. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨骨裂評(píng)價(jià)的研究
10.2. 工作展望
10.2.1. 實(shí)驗(yàn)方法
10.2.2. 超聲導(dǎo)波信號(hào)處理
10.2.3. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨厚度評(píng)價(jià)
10.2.4. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨骨裂評(píng)價(jià)
附錄 博士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于希爾伯特-黃變換測(cè)量超聲導(dǎo)波的群速度及材料厚度[J]. 羅春茍,他得安,王威琪. 聲學(xué)技術(shù). 2008(05)
[2]超聲背散射系數(shù)評(píng)價(jià)松質(zhì)骨狀況的可行性研究[J]. 他得安,王威琪,汪源源,余建國(guó). 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2005(05)
[3]中國(guó)人骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)回顧性研究[J]. 張智海,沈建雄,劉忠厚. 中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志. 2004(03)
[4]中國(guó)人原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)(試行)[J]. 劉忠厚. 中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志. 1999(01)
本文編號(hào):3392777
【文章來(lái)源】:復(fù)旦大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 綜述
1.1. 引言
1.2. 長(zhǎng)骨概述
1.2.1. 骨的結(jié)構(gòu)及骨質(zhì)構(gòu)成
1.2.2. 長(zhǎng)骨疾病
1.2.3. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨的材料特性
1.3. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4. 研究難點(diǎn)
1.5. 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)
1.5.1. 主要工作
1.5.2. 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
1.6. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第二章 超聲導(dǎo)波基礎(chǔ)
2.1. 引言
2.2. 導(dǎo)波理論
2.2.1. Lamb波簡(jiǎn)介
2.2.2. 柱狀導(dǎo)波簡(jiǎn)介
2.3. 導(dǎo)波的模式轉(zhuǎn)換特性
2.4. 導(dǎo)波的激勵(lì)
2.4.1. 導(dǎo)波激勵(lì)中的模式選擇
2.4.2. 寬帶激勵(lì)法簡(jiǎn)介
2.4.3. 窄帶激勵(lì)方法簡(jiǎn)介
2.5. 導(dǎo)波的測(cè)量
2.5.1. 軸向測(cè)量
2.5.2. 周向測(cè)量
2.6. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 導(dǎo)波信號(hào)合成
3.1. 引言
3.2. 超聲導(dǎo)波頻散信號(hào)的產(chǎn)生
3.3. 導(dǎo)波頻散信號(hào)合成結(jié)果分析
3.3.1. 單一導(dǎo)波頻散信號(hào)合成結(jié)果分析
3.3.2. 多模式導(dǎo)波頻散信號(hào)合成結(jié)果分析
3.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 時(shí)域有限差分仿真分析
4.1. 引言
4.2. 仿真原理
4.3. 仿真模型
4.4. 仿真參數(shù)
4.5. 仿真結(jié)果與討論
4.5.1. 寬帶激勵(lì)下的皮質(zhì)骨仿體(鋼板)仿真結(jié)果
4.5.2. 窄帶激勵(lì)下的皮質(zhì)骨仿體(鋼板)仿真結(jié)果
4.5.3. 寬帶與窄帶激勵(lì)方式比較分析
4.6. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 實(shí)驗(yàn)儀器介紹
5.1. 引言
5.2. 實(shí)驗(yàn)儀器與數(shù)據(jù)采集
5.3. 實(shí)驗(yàn)方法
5.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 超聲導(dǎo)波信號(hào)時(shí)頻分析
6.1. 引言
6.2. 時(shí)頻分析方法
6.2.1. 短時(shí)傅里葉變換法(STFT)
6.2.2. 重排平滑偽維格納維利分布(RSPWVD)
6.2.3. Zhao-Atlas-Marks分布(ZAMD)
6.3. 導(dǎo)波特有的分析法
6.4. 牛脛骨超聲導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析
6.5. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 基于時(shí)頻分析的超聲導(dǎo)波模式分離
7.1. 引言
7.2. CRAZY-CLIMBER算法與模式分離
7.2.1. 基于Crazy-Climber的時(shí)頻表征脊檢測(cè)算法
7.2.2. 基于Crazy-Climber算法的模式重建與分離
7.3. 超聲導(dǎo)波信號(hào)分離結(jié)果
7.3.1. 多模式導(dǎo)波合成信號(hào)分離結(jié)果
7.3.2. 牛脛骨超聲導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)信號(hào)分離結(jié)果
7.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第八章 頻散補(bǔ)償與模式分離
8.1. 引言
8.1.1. 頻散補(bǔ)償原理
8.1.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)哪J椒蛛x
8.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)膮?shù)估計(jì)
8.2.1. 頻散補(bǔ)償?shù)哪J侥芰?br> 8.2.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)木嚯x估計(jì)算法
8.2.3. 基于頻散補(bǔ)償?shù)暮穸裙烙?jì)算法
8.3. 合成多模式導(dǎo)波信號(hào)分析
8.3.1. 完全頻散補(bǔ)償結(jié)果
8.3.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)膮?shù)估計(jì)
8.3.3. 基于頻散補(bǔ)償?shù)哪J椒蛛x
8.4. 多模式導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析
8.4.1. 完全頻散補(bǔ)償結(jié)果
8.4.2. 基于頻散補(bǔ)償?shù)膮?shù)估計(jì)
8.4.3. 基于頻散補(bǔ)償?shù)哪J椒蛛x
8.5. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第九章 基于超聲導(dǎo)波的長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨骨裂評(píng)價(jià)
9.1. 引言
9.2. 仿體實(shí)驗(yàn)分析及討論
9.2.1. 含裂紋仿體(鋼板)FDTD仿真結(jié)果
9.2.2. 含裂紋仿體(鋼板)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
9.3. 羊骨實(shí)驗(yàn)分析及討論
9.4. 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第十章 總結(jié)與展望
10.1. 結(jié)論與分析
10.1.1. 超聲導(dǎo)波信號(hào)處理方法與仿真分析
10.1.2. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨厚度評(píng)價(jià)的研究
10.1.3. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨骨裂評(píng)價(jià)的研究
10.2. 工作展望
10.2.1. 實(shí)驗(yàn)方法
10.2.2. 超聲導(dǎo)波信號(hào)處理
10.2.3. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨厚度評(píng)價(jià)
10.2.4. 長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨骨裂評(píng)價(jià)
附錄 博士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于希爾伯特-黃變換測(cè)量超聲導(dǎo)波的群速度及材料厚度[J]. 羅春茍,他得安,王威琪. 聲學(xué)技術(shù). 2008(05)
[2]超聲背散射系數(shù)評(píng)價(jià)松質(zhì)骨狀況的可行性研究[J]. 他得安,王威琪,汪源源,余建國(guó). 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2005(05)
[3]中國(guó)人骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)回顧性研究[J]. 張智海,沈建雄,劉忠厚. 中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志. 2004(03)
[4]中國(guó)人原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)(試行)[J]. 劉忠厚. 中國(guó)骨質(zhì)疏松雜志. 1999(01)
本文編號(hào):3392777
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