超声背散射法评价松质骨状况的参数估计及其成像研究

发布时间：2023-05-10 04:57

　　骨质疏松症是影响公众健康的重要问题之一。患有骨质疏松时，松质骨的骨矿密度(BMD)下降、骨微结构退化。相比于双能X线吸收法(DXA)、定量CT(OCT)等诊断方法，超声诊断具有无电离辐射、便捷、速度快、价格低廉等优势。传统的超声透射法使用双探头获得人体跟骨处的超声透射信号，以参数宽带超声衰减(BUA)和超声传导速度(SOS)反映BMD信息。而超声背散射方法使用单探头，易于探测跟骨以外的骨组织(例如脊骨、腕骨等)，且超声背散射信号中含有全部的骨微结构信息，因而超声背散射法诊断骨质疏松的技术越来越受到研究者的重视。 本文以松质骨中的超声背散射信号分析、松质骨微结构参数估计、超声背散射参数成像为主线，主要研究了以下内容： 1．在介绍松质骨超声背散射模型的基础上，实验分析了单圆柱仿体的超声背散射频率特性，从而验证单圆柱模型解释松质骨中超声背散射的可行性，为超声背散射信号中含有松质骨的微结构信息提供理论依据。 2．在松质骨微结构中，主要的散射元为骨小梁，平均骨小梁间距(MTBS)是松质骨微结构的重要参数之一，患有骨质疏松时MTBS会增大。因此，在以上研究的基础上，本文对直接从超声背散射信号中估计...

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一篇 松质骨中的超声背散射信号分析
    第一章 综述
        1.1 引言
        1.2 诊断骨质疏松症的传统方法
        1.3 超声诊断方法
            1.3.1 超声透射法
            1.3.2 超声背散射法
        1.4 存在的问题及研究的意义
            1.4.1 存在的问题
            1.4.2 研究的意义
        1.5 本文的目的及主要工作和创新点
            1.5.1 本文的目的
            1.5.2 本文的主要工作
            1.5.3 主要创新点
        1.6 小结
        参考文献
    第二章 松质骨结构的超声背散射模型
        2.1 引言
        2.2 理论模型分析
        2.3 背散射系数(BSC)
        2.4 实验验证及分析
        2.5 结论
        参考文献
第二篇 超声背散射法估计骨小梁间距的算法研究
    第三章 超声背散射信号仿真与实验
        3.1 引言
        3.2 仿真系统
            3.2.1 仿真系统
            3.2.2 仿真结果与讨论
        3.3 超声背散射实验
            3.3.1 测量系统
            3.3.2 离体牛胫骨样本实验
        3.4 结论
        参考文献
    第四章 估计平均骨小梁间距的改进的倒谱算法
        4.1 引言
        4.2 平均散射元间距(MSS)估计的常用算法
        4.3 改进的倒谱算法
            4.3.1 方法
            4.3.2 仿真与实验
            4.3.3 结果与讨论
        4.4 结论
        参考文献
    第五章 估计平均骨小梁间距的SIFT算法
        5.1 引言
        5.2 SIFT算法
            5.2.1 SIFT算法原理
            5.2.2 结果和讨论
        5.3 结论
        参考文献
第三篇 超声背散射参数成像方法研究
    第六章 超声背散射参数成像方法与实验
        6.1 引言
        6.2 基于透射法的超声参数成像
        6.3 基于背散射法的超声参数成像
            6.3.1 声特性阻抗(Z_b)参数成像
            6.3.2 表观背散射参数(BC和AIB)成像
            6.3.3 频谱质心偏移量(SMS)参数成像
        6.4 超声背散射成像系统与实验
            6.4.1 超声背散射成像系统与离体牛胫骨实验
            6.4.2 微CT成像并获取骨结构信息
        6.5 结论
        参考文献
    第七章 参数成像结果及讨论
        7.1 引言
        7.2 超声背散射参数成像结果及讨论
            7.2.1 声特性阻抗(Z_b)参数成像结果及讨论
            7.2.2 表观背散射参数(BC和AIB)成像结果及讨论
            7.2.3 频谱偏移量(SMS)参数成像结果及讨论
        7.3 成像结果比较与讨论
            7.3.1 声特性阻抗(Z_b)参数与松质骨微结构的相关性分析
            7.3.2 BC和AIB参数与松质骨微结构的相关性分析
            7.3.3 频谱偏移量(SMS)参数与松质骨微结构的相关性分析
        7.4 参数成像图形用户界面(GUI)的设计
        7.5 结论
        参考文献
    第八章 总结与展望
        8.1 引言
        8.2 讨论
            8.2.1 松质骨超声背散射模型的讨论
            8.2.2 平均骨小梁间距(MTBS)估计算法的讨论
            8.2.3 超声背散射参数成像的讨论
        8.3 总结
        8.4 展望
        参考文献
附录 博士期间发表的论文
致谢



本文编号：3813076