基于频谱成像与最大似然估计的骨密度测量方法

    公开(公告)号:CN106037794B

    公开(公告)日:2019-04-19

    申请号:CN201610325585.3

    申请日:2016-05-12

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明属于超声医学定量测量技术领域,公开了一种骨骼超声系统中从背散射信号提取出骨小梁平均间距的方法。该方法将超声系统中获取的松质骨背散射信号作为分析对象,首先将多次测量获得的背散射信号通过滤波、截断、快速傅里叶变换等步骤后,组合成频域的图像;然后通过最大似然估计得到频域中每一列的基频估计;最后由线性回归做拟合得到关于基频的函数。由基频值和已知的超声传播速度推出骨小梁平均间距。本发明首次提出了利用频谱成像与最大似然估计的方法来研究平均骨小梁间距,相比于传统的方法排除了单次测量的偶然性,同时对于强噪声环境有较强的鲁棒性。

    一种基于超声背向散射信号成像的骨质评价方法

    公开(公告)号:CN106022369A

    公开(公告)日:2016-10-12

    申请号:CN201610325883.2

    申请日:2016-05-12

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明为一种基于超声背向散射信号成像的骨质评价方法,应用于医学超声领域。本方法使用单个超声探头对待测骨骼沿直线进行扫描,在每个扫描位置,对超声探头进行激励发射出超声波,超声波进入松质骨中受到其微结构的影响,形成散射波。其中,与入射方向相反的散射波被同一探头接收,即为背向散射信号。将每个扫描位置获得的回波信号映射为图像中的某一列,待扫描完成后即可获得回波图像。选取图像中背向散射部分的两个目标区域,并对其均值进行差分归一化运算,得到平均像素差分值来评价骨质情况。本方法相对于传统的基于透射法和轴向传输法的骨质评价方法,能更好地反映骨微结构的信息;相对于基于单点背向散射信号的骨质评价方法,能更好地反映区域骨质的整体情况。

    一种六路合成超大功率高强度聚焦超声射频驱动系统

    公开(公告)号:CN108578915B

    公开(公告)日:2020-02-21

    申请号:CN201810227614.1

    申请日:2018-03-14

    Abstract: 一种六路合成超大功率高强度聚焦超声射频驱动系统,就是为了解决目前超声换能器输出功率较低,无法有效地治疗肿瘤病变组织的问题;本次设计采用的是6路合成的方案,通过驱动6片超声换能器,自聚焦合成超大功率高强度超声波于病变组织处,在病变组织处瞬间产生很高的温度,从而达到有效治疗病变组织的目的;系统控制台控制直流电源的输出电压值,用来驱动超声换能器;系统控制台控制具有ARM+FPGA双核系统的射频控制单元的工作情况,输出频率超高,可微调,相位可微调的PWM波,用来作为射频驱动单元全桥电路的开关信号;系统集成呼吸门控系统,使得超声激励更具安全性;本次设计采用闭环控制调节风扇的转速,提高系统的工作环境适应能力。

    六路合成超大功率高强度聚焦超声射频驱动系统

    公开(公告)号:CN108578915A

    公开(公告)日:2018-09-28

    申请号:CN201810227614.1

    申请日:2018-03-14

    Abstract: 一种六路合成超大功率高强度聚焦超声射频驱动系统,就是为了解决目前超声换能器输出功率较低,无法有效地治疗肿瘤病变组织的问题;本次设计采用的是6路合成的方案,通过驱动6片超声换能器,自聚焦合成超大功率高强度超声波于病变组织处,在病变组织处瞬间产生很高的温度,从而达到有效治疗病变组织的目的;系统控制台控制直流电源的输出电压值,用来驱动超声换能器;系统控制台控制具有ARM+FPGA双核系统的射频控制单元的工作情况,输出频率超高,可微调,相位可微调的PWM波,用来作为射频驱动单元全桥电路的开关信号;系统集成呼吸门控系统,使得超声激励更具安全性;本次设计采用闭环控制调节风扇的转速,提高系统的工作环境适应能力。

    一种阵列式多频点超声骨密度测量技术

    公开(公告)号:CN108514430A

    公开(公告)日:2018-09-11

    申请号:CN201810440113.1

    申请日:2018-05-07

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 一种阵列式多频点超声骨密度测量技术,其特征包括阵列式换能器、数据采集系统硬件设计、一种导波分离算法、人工神经网络分类器。换能器发射端将激励电信号转化为超声信号,并由接收端接收。采用阵列式结构可以有效避免软组织对测量精度的影响。数据采集系统负责为换能器提供激励,对数据进行采样,并将采集到的信号通过USB3.0接口传输至上位机中。上位机采用导波分离算法,分离出与骨密度相关的弯曲波。以上流程提取出的参数作为输入数据,通过机器学习的方法训练分类器,从而得到一个综合反映人体长骨骨质状况的参数。

    基于频谱成像与最大似然估计的骨密度测量方法

    公开(公告)号:CN106037794A

    公开(公告)日:2016-10-26

    申请号:CN201610325585.3

    申请日:2016-05-12

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: A61B8/0875

    Abstract: 本发明属于超声医学定量测量技术领域,公开了一种骨骼超声系统中从背散射信号提取出骨小梁平均间距的方法。该方法将超声系统中获取的松质骨背散射信号作为分析对象,首先将多次测量获得的背散射信号通过滤波、截断、快速傅里叶变换等步骤后,组合成频域的图像;然后通过最大似然估计得到频域中每一列的基频估计;最后由线性回归做拟合得到关于基频的函数。由基频值和已知的超声传播速度推出骨小梁平均间距。本发明首次提出了利用频谱成像与最大似然估计的方法来研究平均骨小梁间距,相比于传统的方法排除了单次测量的偶然性,同时对于强噪声环境有较强的鲁棒性。

    一种基于超声背向散射信号的骨小梁间距测量系统

    公开(公告)号:CN107854141A

    公开(公告)日:2018-03-30

    申请号:CN201711200280.0

    申请日:2017-11-24

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: A61B8/0875 A61B8/52 A61B8/56

    Abstract: 一种基于超声背向散射信号的骨小梁间距测量系统,解决了之前方法测量准确度低或者需要依据经验反复调整参数、计算复杂以及测量系统不易携带的问题。本发明包括一个信号采集模块和一套信号分析软件。信号采集模块由换能器、高压激励单元、信号放大单元、模数转换单元、主控单元以及数据传输单元构成。信号采集模块在USB接口的供电质量和供电功耗的制约下,实现超声背向散射信号的高质量获取。信号分析软件由滤波、包络提取、波峰定位以及基频估计四个子模块构成,用于实现骨小梁空间位置的自动定位,并计算骨小梁平均间距。基于匹配滤波的信号分析方法对于任意超声换能器和激励、放大、采集系统的组合均是自适应的,鲁棒性强,易于实现。

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