[实用新型]超声骨密度检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及电类，特别是涉及一种利用超声波的穿透能力，根据骨骼强度与超声传播速度成正比 的特性，通过测量超声波在骨中传导速度和穿透的超声带宽衰减，从而判定骨的机械强度、密度、弹性、 微结构和脆性等的仪器或者系统。

背景技术

骨骼是支撑人体这座“精细建筑”的主体框架，其抵抗外界冲击能力的大小与骨质密度的高低成正比。 此外，骨骼除可以为肌肉提供支撑外，还可以保护重要器官免受伤害，同时是储存钙的场所，这些钙是维 持人体细胞功能所必须的。因此，健康的骨骼为生命安全提供了保证。骨量丢失，骨骼缺钙，造成骨密度 减低，严重时引起骨质疏松。随着人口平均寿命的延长和老龄人口的增多，骨质疏松症已经成为影响人体 健康的严重疾病之一。目前全世界约有2亿多人患有不同程度的骨质疏松症，其发病率已经跃居常见病和 多发病的第七位。然而目前在临床医学上还没有完全修复已经疏松骨骼的办法，只能通过补充钙质和维生 素D来维持。另外，由于骨质疏松的发病过程很慢，并且没有特殊的临床表现，因而会被大多数人所忽视， 所以骨质疏松的早期诊断和预防就显得尤为重要了。

骨质疏松往往没有症状，直到骨头受到小创伤而发生断裂才被引起注意。骨质疏松是一种骨组织显微 结构受损，骨矿成份和骨基质等比例的不断减少，骨脆性增加和骨折危险度升高的全身性代谢障碍疾病。 进行骨密度检查，是提早掌握并预防骨质流失的关键。骨密度的高低直接反映出骨骼缺钙情况及骨量丢失 的程度。因此，采用方便而准确的方法定期测定骨密度，对了解骨骼是否缺钙及骨质流失情况，预防骨质 疏松及观察其治疗效果，促进国民体质健康等都具有重要意义。此外，及时进行骨质密度测量不仅可以有 效预防骨折的发生，而且还可以为国家有效降低医疗费的开支。

在临床医学中，骨质密度测定一般采用单光子/双光子吸收法、CT扫描法、单能/双能x射线吸收法， 这些方法所使用的仪器操作繁琐，体积较大，携带不便，价钱昂贵，且有放射性污染等，因此只能固定在 有防护装置的实验室用。超声作为一种安全经济的物理诊断治疗方法，已被广泛应用(如超声心动图、超声 波治疗仪等)，但利用超声波原理测定骨质密度的方法并不多见，利用超声波原理测定骨质密度操作者和被 检测人员都避免了γ或x射线的照射，而骨质密度的高低可直接反映出骨骼缺钙情况及骨量丢失的程度。

目前超声骨密度测量最常见的部位是跟骨，之所以选择该部位是因为跟骨90％由松质组成，而松质骨 的新陈代谢率是皮质骨的8倍，能更早更准确的预测骨质疏松和骨折危险程度，而且跟骨软组织较薄，有 较大的平行面易于测量。声波在介质中传播时，波幅随距离增大而减小，这就是超声衰减，服从指数规律， 生物组织中超声衰减的机理较复杂，主要原因有介质对声波的吸收、散射衰减以及声束扩散。

实用新型内容

本实用新型在功能上分为主控电路、发射电路和接收电路。其基本工作原理是在PC机的整体控制下， 由主控电路向发射电路输出信号，发射电路输出激励信号，驱动超声发射探头发射超声波，超声波通过待 测量骨到达超声接收探头，声信号转换为电信号，经过滤波放大后，再进行AD转换，转换后的数字信号 通过主控电路进入PC机进行数字处理，途中的信号使用示波器进行监测。

发射电路：超声波是一种频率超过人类听觉上限的振动波(20kHz以上)，最适于骨特性的超声频率 范围为0.1～1.0MHz，特别是0.2～0.6MHz，超声波的总衰减量与其频率呈近似线性关系。因为系统的扩 展，发射带宽需要达到3M以上，而超声探头要产生超声波，需要在其上加80V左右的电压，所以设计能 发送任意波型的超声发射电路的核心问题即是设计高带宽，高电压的信号放大电路。目前一般集成运放电 路很难直接达到这些指标，故采用高性能的运放和晶体管，搭建成了超声波发射电路中的高频放大器部分。 它所实现的功能就是对输入信号进行幅度和功率的放大，使原本不能驱动探头的信号，放大到可以驱动探 头信号。