專利名稱：超聲骨密度測量分析裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫療器械裝置，尤其涉及一種利用超聲波來判定人體骨密度的測量儀器。
背景技術：
骨質疏松癥是一種嚴重危害人類的疾病，近年來受到醫學界和公眾越來越多的關注。骨質疏松癥是由于多種原因使骨內鈣質流失而骨質松爽的一種疾病，此病容易造成骨折或脊椎損傷等。必須早期診斷并進行治療。
在美國，這種疾病每年造成150萬例骨折，年耗資達100億美元；據估計，目前我國的骨質疏松患者已超過9000萬人。骨質疏松癥被稱為無聲的殺手，因為患者無法感覺到骨骼正在變得越來越脆弱，骨質正在慢慢地流失，毫無癥狀，直到骨骼斷裂。因此，對于骨質疏松癥的檢測、預防和治療已經成為國際醫學界的重大課題。
在骨質疏松的眾多檢查手段中，骨密度測定以準確、有效、方便、無損傷及診斷標準量化等優勢得以廣泛應用。
目前，骨密度測量手段有單光子(SPA)、雙能X射線(DEXA)和超聲技術等。
單光子吸收測定法(SPA)。利用骨組織對放射線的吸收與骨礦含量成正比的原理，以放射性同位素為光源，測定人體四肢骨的骨礦含量。一般常用部位為橈骨和尺骨中遠1/3交界處，可測定骨礦含量、骨橫徑、骨密度及骨礦分布曲線。該法設備簡單，價格低廉，適于流行病學調查，但其精確性和重復性尚欠理想，操作不方便，且有輻射損傷。
雙能骨密度測定(DEXA)，通過X射線束濾過式脈沖開頭技術可獲兩種能量，即低能和高能光子峰。射線穿透身體之后，掃描系統將接受的信號傳送到計算機進行數據處理，計算骨礦物質含量、面積、骨礦物密度，可精確測定骨礦物含量和骨密度，是世界衛生組織推薦的診斷標準。但DEXA在測定骨“量”的同時，對骨“質”，即骨的結構及材料學特征的評價作用卻存在一定的局限性，并且其價格昂貴(近百萬元)、使用不便，且有輻射損傷。
發明內容
本實用新型針對現有技術的不足，設計開發出了測量精度高，生產成本低，操作簡單，且無輻射損傷的骨密度測量儀器。
本實用新型是通過以下技術方案實現的超聲骨密度測量分析裝置，包括有用以與數據處理模塊進行通訊，接收所得各種參數和分析數據，發出各種控制指令的人機交互裝置，供電裝置和連接通信線路，測試儀內設有用以提供一定頻帶信號給發射探頭的模擬模塊；用以按照模擬模塊所提供信號發出一定頻帶超聲波的發射探頭；用以接收由發射探頭發出的透過跟骨的超聲波的接收探頭；用以將模擬信號轉換為數字信號的A/D轉換模塊；用以總體控制和數字信號處理，與模擬模塊和人機交互裝置進行通訊的數據處理模塊；用于發射和接收探頭自動定位于待測跟骨和測量其寬度的機械控制模塊；用以對接收探頭所接收信號進行預處理放大的預放模塊；用以對預處理后信號進行濾除干擾波、提取有用信號的濾波模塊；用以自動可控增益調節的數控增益模塊；用以放置待測者腳踝部的凹槽；超聲骨密度測量分析裝置，其發射探頭和接收探頭分別安裝在凹槽的左右兩側；發射探頭和接收探頭與機械控制模塊交互式連通，機械控制模塊與數據處理模塊交互式連通，數據處理模塊與人機交互裝置交互式連通。
超聲骨密度測量分析裝置，其發射探頭的輸入端與模擬模塊的輸出端相連接，模擬模塊與數據處理模塊交互式連通。
超聲骨密度測量分析裝置，其接收探頭的輸出端與預放模塊的輸入端相連接；預放模塊的輸出端與濾波模塊的輸入端相連接；濾波模塊的輸出端與數控增益模塊的輸入端相連接；數控增益模塊的輸出端與A/D轉換模塊的輸入端相連接；A/D轉換模塊的輸出端與數據處理模塊的輸入端相連接。
本實用新型是利用了超聲波對物質密度、結構及材料的特征表現來評價骨的質量的。將超聲跟骨超聲波傳導速度(SOS)及振幅衰減(BUA)作為評價骨狀態和骨密度指標與普遍認同的DEXA檢測方法具有良好的相關性，可以作為髖骨及脊柱等部位的骨折危險預測指標，是一種經濟、方便的檢測方式。
本實用新型的優點如下1.本實用新型采用高精度A/D的數字放大器代替模擬放大電路。采用這種有效的數字放大技術，很大程度上避免了模擬放大信號所產生的信號失真，明顯地改進了電路的抗干擾能力，同時采用模擬-數字系統相結合的方法設計并實現放大電路，可以簡化生產工藝，降低生產成本。
2.本實用新型采用DSP(數字信號處理器)技術，其數據處理速度快，具有良好的可編程實時特性，可以靈活地通過軟件對系統的特性和應用目標進行修改和升級，具有良好的系統健壯性，受環境溫度以及噪聲的影響較小、可靠性高。
3.本實用新型除了可檢測骨密度外，還能測量骨強度和骨結構，可以預測骨折危險性；4.本實用新型無輻射損傷，可用于兒童和孕婦的檢查，適用人群廣泛；5.本實用新型體積小，對場地要求低；6.本實用新型價格便宜，運行成本低，可用于普查；7.本實用新型運行速度快，對操作醫生和受檢查者都容易，裝置簡單易行；8.本實用新型便于對病人長期跟蹤和開展藥物療效跟蹤。
附圖為本實用新型的系統組成連接框圖。
具體實施方式
參見附圖。
超聲骨密度測量分析裝置，包括有用以與數據處理模塊10進行通訊，接收所得各種參數和分析數據，發出各種控制指令的人機交互裝置11，供電裝置和連接通信線路，測試儀內設有用以提供一定頻帶信號給發射探頭的模擬模塊7；用以按照模擬模塊7所提供信號發出一定頻帶超聲波的發射探頭3；用以接收由發射探頭3發出的透過跟骨1的超聲波的接收探頭2；用以將模擬信號轉換為數字信號的A/D轉換模塊9；用以總體控制和數字信號處理，與模擬模塊7和人機交互裝置11進行通訊的數據處理模塊10；用于將發射探頭3和接收探頭2自動定位于待測跟骨和測量其寬度的機械控制模塊4；用以對接收探頭2所接收信號進行預處理放大的預放模塊5；用以對預處理后信號進行濾除干擾波、提取有用信號的濾波模塊6；用以自動可控增益調節的數控增益模塊8；用以放置待測者腳踝部的凹槽。
超聲骨密度測量分析裝置，其發射探頭3和接收探頭2分別安裝在凹槽的左右兩側；發射探頭3和接收探頭2與機械控制模塊4交互式連通，機械控制模塊4與數據處理模塊10交互式連通，數據處理模塊10與人機交互裝置11交互式連通。發射探頭3的輸入端與模擬模塊7的輸出端相連接，模擬模塊7與數據處理模塊10交互式連通。接收探頭2的輸出端與預放模塊5的輸入端相連接；預放模塊5的輸出端與濾波模塊6的輸入端相連接；濾波模塊6的輸出端與數控增益模塊8的輸入端相連接；數控增益模塊8的輸出端與A/D轉換模塊9的輸入端相連接；A/D轉換模塊9的輸出端與數據處理模塊10的輸入端相連接。
本實用新型各組成部分是按如下方式工作的通過人機交互裝置11啟動系統，控制數據處理模塊10發出指令，由機械控制模塊4驅動發射探頭3和接收探頭2準確定位于待測者腳踝部跟骨兩側，并根據傳動裝置感知探頭間距，得出跟骨寬度并傳送至數據處理模塊。利用超聲波在不同介質中傳導速度不同的特點，數據處理模塊10向模擬模塊7發出指令，模擬模塊7給發射探頭3中超聲換能器提供一定頻率的超聲波信號，發射探頭3從跟骨的一側向另一側發射超聲波，超聲波通過骨組織和其它軟組織的會產生一定幅度的衰減。接收探頭2從跟骨另一側收到超聲波信號，經過預放模塊5進行初步放大，再經過濾波模塊6去除干擾信號，提取出有用信號送至高精度A/D轉換模塊9將模擬信號轉換為數字信號，發送至數據處理模塊10。數據處理模塊10根據超聲波的發射和接收所反饋回來的數字信號，通過比較聲波通過骨組織和其它軟組織的衰減幅度，分別計算出聲速(SOS)和超聲振幅衰減(BUA)，并根據BUA(超聲衰減指數)，SOS(聲速)，CW(跟骨寬度)三個參量，來判斷骨質疏松狀況，將所得數據通過通訊端口傳送到人機交互裝置11。人機交互交互裝置11將所得數據通過一定的界面將顯示，并可以實現記錄、打印功能。
權利要求1.超聲骨密度測量分析裝置，包括有用以與數據處理模塊進行通訊，接收所得各種參數和分析數據，發出各種控制指令的人機交互裝置，供電裝置和連接通信線路，其特征在于測試儀內設有用以提供一定頻帶信號給發射探頭的模擬模塊；用以按照模擬模塊所提供信號發出一定頻帶超聲波的發射探頭；用以接收由發射探頭發出的透過跟骨的超聲波的接收探頭；用以將模擬信號轉換為數字信號的A/D轉換模塊；用以總體控制和數字信號處理，與模擬模塊和人機交互裝置進行通訊的數據處理模塊；用于將發射探頭和接收探頭自動定位于待測跟骨和測量其寬度的機械控制模塊；用以對接收探頭所接收信號進行預處理放大的預放模塊；用以對預處理后信號進行濾除干擾波、提取有用信號的濾波模塊；用以自動可控增益調節的數控增益模塊；用以放置待測者腳踝部的凹槽；
2.根據權利要求1所述的超聲骨密度測量分析裝置，其特征在于發射探頭和接收探頭分別安裝在凹槽的左右兩側；發射探頭和接收探頭與機械控制模塊交互式連通，機械控制模塊與數據處理模塊交互式連通，數據處理模塊與人機交互裝置交互式連通。
3.根據權利要求1所述的超聲骨密度測量分析裝置，其特征在于發射探頭的輸入端與模擬模塊的輸出端相連接，模擬模塊與數據處理模塊交互式連通。
4.根據權利要求1所述的超聲骨密度測量分析裝置，其特征在于接收探頭的輸出端與預放模塊的輸入端相連接；預放模塊的輸出端與濾波模塊的輸入端相連接；濾波模塊的輸出端與數控增益模塊的輸入端相連接；數控增益模塊的輸出端與A/D轉換模塊的輸入端相連接；A/D轉換模塊的輸出端與數據處理模塊的輸入端相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種超聲骨密度測量分析裝置。包括有人機交互裝置、供電裝置和連接通信線路。測試儀內設有模擬模塊、發射探頭、接收探頭、A/D轉換模塊、數據處理模塊、機械控制模塊、預放模塊、濾波模塊、數控增益模塊和用以放置待測者腳踝部的凹槽。本實用新型是利用了超聲波對物質密度、結構及材料的特征表現來評價骨的質量的，該裝置測量精度高，生產成本低，操作簡單，且無輻射損傷。
文檔編號A61B8/00GK2891973SQ200620072519
公開日2007年4月25日 申請日期2006年4月14日 優先權日2006年4月14日
發明者張驪峰, 徐佩, 賀禮, 武軍 申請人:合肥永高電子科技有限公司