本發明專利技術的目的是一種形成骨骼密度信息的超聲波裝置。該超聲波裝置包括用以形成骨骼密度信息的至少兩個具有間距為Ｌ１的傳送器１００，１０２以傳送超聲波信號進入骨骼，至少兩個具有間距為Ｌ２的接收器１０４以接收自骨骼的超聲波信號，至少是距離Ｌ１和Ｌ２中的之一作為校準的已知距離Ｌ。該超聲波裝置還包括基于通過所述接收器接收的超聲波信號計算骨骼中超聲波速度以形成骨骼密度信息的處理單元１０１，通過將已知距離除以超聲波信號在接收自第一個傳送器１００的所述超聲波信號的接收器間１０４，１０６的傳播時間差和超聲波信號在接收自第二個傳送器１０２的所述超聲波信號的接收器間１０４，１０６的傳播時間差的平均值。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
多種原因導致骨密度下降并且因此造成骨骼變的脆弱，增加了各種骨折的風險。 這種現象稱作為骨質疏松癥。
技術介紹
骨密度通過測量穿過骨頭的X射線的稀薄化的測量裝置來測量。這些裝置相對的 昂貴。特別是由于這個原因，更加受歡迎的裝置和方法是基于穿過骨頭或者在骨頭表面的 機械振動的測量，例如超聲波。根據現有技術，在專利申請公布EP1507476 Al (申請人CENTRE NAT RECH SCIENT) 中提供了一種超聲波測量布置，其中超聲波通過使用至少一個傳送器傳送到骨頭，并且超 聲波通過使用多個接收器被接收，并且這些接收器之間具有至多Icm的距離。骨質疏松癥 的信息診斷基于通過使用傅式轉化或者矩陣計算所得到的超聲波的空間一時間一頻率圖表fe息。在公開的EP1507476 Al中告知可采用頻率范圍為IOOKHz至5MHz，但是在實際的 EP1507476 Al中的傳送器和接收器，它們之間至多0. 5cm的間距，并不能采用低于IMHz的頻率。根據現有技術，骨骼測量結果的信息具有非常的缺陷，足夠并值得信賴的測量結 果需要至少10個接收器作為接收超聲波信號，在實踐中需要的更多。這增加了大量的經濟 成本。
技術實現思路
作為本專利技術的目標是一種方法和可以承擔起的采用所述方法來進行簡單而成功 的骨骼密度測量的裝置。這些取得是通過形成骨骼密度信息的超聲波裝置。這個超聲波 裝置包括形成骨骼密度信息的至少兩個具有間距為Ll的傳送器以傳送超聲波信號進入骨 骼，至少兩個具有間距為L2的接收器以接收自骨骼的超聲波信號，至少是距離Ll和L2中 的之一作為校準的已知距離L，和基于通過所述接收器接收的超聲波信號計算骨骼中超聲 波速度以形成骨骼密度信息的處理單元，通過將已知距離除以超聲波信號在接收自第一個 傳送器的所述超聲波信號的接收器間的傳播時間差和超聲波信號在接收自第二個傳送器 的所述超聲波信號的接收器間的傳播時間差的平均值。本專利技術的目的也是一種用以形成骨骼密度信息的方法。在該方法中，骨骼密度信 息形成是通過超聲波信號由具有間距為Ll的至少兩個傳送器傳送進入骨骼，自骨骼的超 聲波信號由具有間距為L2的至少兩個接收器接收，作為校準的已知距離L至少是距離Ll 和L2中的之一，和基于所述接收器接收的超聲波信號，超聲波在骨骼中的速度被計算成骨 骼密度信息是通過已知距離L除以超聲波信號在接收自第一個傳送器的所述超聲波信號 的接收器間的傳送時間差和超聲波信號在接收自第二個傳送器的所述超聲波信號的接收 器間的傳播時間差的平均值。在根據本專利技術的骨密度測量中，超聲波的傳送速度，所述超聲波在骨表面傳播或 實質沿著骨表面的方向在骨的內部傳播，通過成功的最小化現有的基于超聲波速度測量的 骨密度測量方法中存在的問題而得到測量。本專利技術優化的結果在低于0.5MHz的頻率下獲 得且本專利技術不需要采用傅式轉換本專利技術基于骨質疏松癥的響應數據是通過超聲波沿著最快路徑通過軟組織和骨 骼的傳播速度計算。在本方法中，使用位于不同位置的至少兩個傳送器以傳送超聲波信號 進入骨骼，并且分別由位于不同位置的接收器接收自骨骼的超聲波信號，且接收器間或傳 送器間的距離L已知。本專利技術更基于校準零件的溫度被測量，由于距離L在校準零件中可以 被校準，超聲波的傳送時間可以被計算，且距離L可以基于被測量的傳送時間和已知的在 所述的測量溫度中超聲波在校準零件中的速度被計算。校準距離信息被用于計算超聲波在 骨骼中速度，以基于所述接收器所接收到超聲波信號形成骨骼密度信息，通過已知距離除 以除以超聲波信號在接收自第一個傳送器的所述超聲波信號的接收器間的傳送時間差和 超聲波信號在接收自第二個傳送器的所述超聲波信號的接收器間的傳播時間差的平均值。本專利技術的優點在于在發生骨折之前，經過測量的骨質疏松是檢驗可靠的，因此，通 過改變營養或者采用藥物能夠阻止骨質疏松。當骨質疏松足夠早的被發現，骨折的風險也 可以通過采用各種保護措施而最小化。附圖說明圖1表示的是根據本專利技術的測量頭放置在皮膚上用以測量。圖2表示的是本專利技術的第一個實施例的測量。圖3表示的是本專利技術的第二個實施例的測量。圖4A-4B表示的是用以研究超聲波質量的本專利技術的超聲波裝置。圖5表示的是本專利技術的處理單元。具體實施例方式超聲波被描述成在在不同媒質和它們的界面中具有不同的傳送特性的機械振動 的傳播。當超聲波頻率保持統一，速度根據媒質的組成而改變。本專利技術的一個實施例中，這是足夠的僅采用兩個超聲波傳感器，第一個為向骨骼 中傳送超聲波的傳送器，和第二個為接收自骨骼的超聲波的接收器。在實踐中，基于不同的 軟組織層所具有的厚度和成分，在骨骼和傳感器間的軟組織層會形成測量誤差因素。因此 在醫療中，僅使用兩個傳感器通常是不足以獲得可被接受的測量結果。本專利技術的超聲波裝置的測量頭包括至少四個成排的超聲波傳感器，其中至少兩個 傳感器被用于向患者體內傳送超聲波信號，且至少兩個被用于自患者處接收超聲波信號。圖1表示的是放置在皮膚上用以測量的本專利技術的測量頭。圖1顯示的為軟組織層 105和骨107的剖面圖。該測量頭包括至少連個個傳送器100，102用以傳送超聲波透過軟 組織進入骨骼，且至少兩個接收器104，106用以接收自骨骼透過軟組織層的超聲波。自測 量頭103是有線或無線數據連接器109至處理單元101 (圖4B)，其處理通過接收器接收到 的數據。在圖2中的本專利技術的第一個實施例中，用以形成骨骼密度信息的超聲波裝置包括在測量頭103內的兩個傳送器100，102，用以傳送超聲波信號進入骨骼中。在所述傳輸器間 的距離Ll不需要知道。自骨骼的超聲波信號通過位于測量頭103內的接收器104，106接 收，它們之間具有被測量的已知距離L2。超聲波的第一傳送時間測量是通過第一傳送器發 送至少一個脈沖型超聲波信號透過軟組織進入骨頭，其中超聲波在骨骼表面或者骨骼內部 傳播。當在骨骼表面或內部的傳播時，超聲波削弱了，并且透過骨骼和軟組織交界處，部分 超聲波能量傳送給軟組織。當超聲波達到的第一接收器104時，部分超聲波能量透過軟組 織傳送到第一接收器并且超聲波的其他部分更進一步傳播。當超聲波到達布置在更遠的同 第一接收器方向相同的第二接收器106時，部分超聲波能量透過軟組織傳送到第二接收器 并且其他超聲波的其他部分再次的更進一 步傳播。如果沒有軟組織，超聲波信號傳播速度通過測量信號沿著骨頭自傳送器到接收器 所花費的時間來獲得，或者另外的自第一接收器到第二接收器，當它們之間的距離已知時。 在實際的測量中，信號透過軟組織傳送的時間，如它的寬度，是影響測量結果的未知和位置 因素。信號在接收器間傳送的測量時間中，時間透過軟組織傳送的時間將不產生誤差，如果 軟組織在兩接收器處是平均和具有同樣的厚度。因為在實際的測量中情況并不是這樣，這 導致時間測量的誤差，取決于透過軟組織厚度的在接收器處的傳送時間差。本專利技術的實施 例中，所述誤差的消除是通過超聲波的第二傳送時間的測量通過自第二傳送器102傳播 至少一個脈沖型超聲波信號透過軟組織進入骨骼，其自一個相對接收器104，106實質相反 的方向，如自第一傳送器100發送的描述的超聲波信號。因此，所述由第二傳送器102傳送 的超聲波首先到達第二傳送器106，然后到達第一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種形成骨骼密度信息的超聲波裝置，其特征在于，所述超聲波裝置包括：至少兩個具有間距為Ｌ１的傳送器（１００，１０２）以傳送超聲波信號進入骨骼，至少兩個具有間距為Ｌ２的接收器（１０４）以接收自骨骼的超聲波信號，至少是距離Ｌ１和Ｌ２中的之一作為校準的已知距離Ｌ，和所述超聲波裝置還包括：基于通過所述接收器接收的超聲波信號計算骨骼中超聲波速度以形成骨骼密度信息的處理單元（１０１），通過將已知距離除以超聲波信號在接收自第一個傳送器（１００）的所述超聲波信號的接收器間（１０４，１０６）的傳播時間差和超聲波信號在接收自第二個傳送器（１０２）的所述超聲波信號的接收器間（１０４，１０６）的傳播時間差的平均值。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：尤西普基，
申請(專利權)人：關鍵醫療公司，
類型：發明
國別省市：FI[芬蘭]
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