超声骨密度测量系统的设计.pdf

中国科学技术大学
硕士学位论文
超声骨密度测量系统的设计
姓名:唐昱
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:彭虎
20070501
摘要骨质疏松是老年人普遍需要面对的⋯。个问题,其临床表现为骨矿物质减少,骨组织退化变脆,严重的周身疼痛,并发生体态变形,以至骨折。它被国际医学界排放在同高血压、动脉硬化、糖尿病、肿瘤并列的位置上,是当前的五大疾病之一。己知骨组织的强度有%ビ牍敲芏扔泄兀孀拍炅涞睦化,周身各骨骼的骨密度均呈逐渐下降趋势,测量人体骨密度的多少,对中老年人来说是非常有必要的。超声骨密度测量系统是借助宽带超声衰减参数,用脉冲超声波对骨密度进行测量的装置。本文探讨了一种实现方案,给出了该系统的构成和功能,并对各个功能模块进行了具体的设计和详细的分析。论文主要涉及到以下内容和成·硬件方面:涌谏杓疲現刂频缏飞杓疲珹⒒捍娴缏飞计,发射电路设计,接收电路设计,电源设计。软件方面:碳杓疲現绦蛏杓疲τ贸绦蛏杓啤改变了传统超声测量的单脉冲发射,实现了能发射任意波形的发射电路。用控制发射电路功率放大部分的晶体管,使其仅仅在发射波形的那瞬间工作,巧妙的解决了晶体管的功耗问题。在接收电路中,实现了无源滤波和有源滤波的并用,提高了系统的稳定性。。用协调珹珼現⑸涞缏罚邮盏缏返墓ぷ鳎瓜低能稳定的运行。系统设计完毕后,我们分别对骨密度不同的两种样本进行了测量,得到了两组不同的数据。通过对数据的频谱分析,发现松质骨相对正常骨的衰减曲线更为骸>笛檠橹ぃ孟低衬苁迪止敲芏炔饬康墓δ堋W詈螅岷献髡叩主要工作,本文对该系统的设计进行了总结并对该方案进行了展望。关键词:宽带超声衰减,发射电路,高带宽运放,接收电路,低噪声滤波,主控电路,殖】杀喑堂耪罅衅骷,通用串行总线果:中国科学技术人学硕士学位论文·
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作者签名:礁年南中国科学技术大学学位论文相关声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。
第一章绪论骨密度测量的意义超声的应用骨质疏松症是指骨骼的矿物质饕J歉密度降低,骨骼变得多孔、脆前全世界约谌嘶加泄侵适杷芍ⅲ钚卵芯勘砻鬣剩谖夜恢北蝗衔J抢年人特有疾病的骨质疏松症,、致残。因此,正确认识、早期预防显得尤为重要。骨质疏松症是一个视。及早诊断是最重要的。因为骨质疏松是无声无息地进行着,毫无任何症状,直至骨折发生才知道,、体绝经年龄、骨折、,掌握了超声的普遍规律。第一次世界大战中,兄瞥鍪⒒荒芷骷凹行慕峁梗衷谌们已经掌握了产生、接收各种所需频率、频谱、声强、功率、波型的超声的方机械能、电磁能、光能等,转化为超声振动能量并向各种媒质中发射,然后利用超声接收器将超声场的各种声信号转换为便于处理的电信号或光信号,通过造船、机械、冶金、轻工业、交通、能源,地质勘探、无损探伤、无损检测、通讯、医学、化学,生物、食品、“冲击激励”的方法产生超声波发射,通过对振元施加单个极性脉冲,使振元产生持续弱,无法与压力和扭力对抗,、动脉硬化、糖尿病、肿瘤并列的位置上,,其中万人发生过骨折,给患者带来莫大痛苦,甚世界范围的、越来越引起人们重视的健康问题,并引起了各国政府的高度重征、进行有关的物理和实验室检查,应注意对骨质疏松的危险因素的了解,如兰湍嗣强J家馐兜阶匀唤缰衅毡榈拇嬖谝恢秩攵豢商纳音。之后人们发现某些动物能发出超声,,蝙蝠能利用其自身的生理特点发射和接收电磁波,以躲避障碍。法国物理学家郎之万法、技术与设备。具体的说就是利用各种超声换能器,将其他形式的能量,如各种显示终端,:电子、航空、航天、