長骨中編碼激勵(lì)超聲導(dǎo)波的方法研究.pdf

1、骨質(zhì)疏松患者的骨密度減小，皮質(zhì)骨變薄、強(qiáng)度變?nèi)酰瑢?dǎo)致骨折的概率增大。超聲導(dǎo)波在長骨的皮質(zhì)骨層中傳播，對(duì)長骨的骨密度、強(qiáng)度、骨微結(jié)構(gòu)等變化都非常敏感，因此，近幾年越來越受到關(guān)注。然而，單脈沖激勵(lì)的超聲導(dǎo)波在長骨中傳播時(shí)，超聲信號(hào)的衰減很大，導(dǎo)致接收到的信號(hào)幅度小，噪聲嚴(yán)重。編碼激勵(lì)能夠有效地提高信號(hào)的信噪比。編碼激勵(lì)的頻帶的更窄;而且調(diào)制后的編碼信號(hào)，可以激發(fā)出低頻的超聲導(dǎo)波模式，為導(dǎo)波模式的分析帶來極大的便利。
　　本文主要利用B

2、arker碼和最優(yōu)二進(jìn)制編碼激勵(lì)超聲導(dǎo)波，分別在板狀和多層管狀長骨模型上進(jìn)行仿真和離體實(shí)驗(yàn)。接收的超聲導(dǎo)波信號(hào)用加權(quán)匹配濾波器和FIR最小二乘逆濾波器進(jìn)行解碼，獲得的結(jié)果與傳統(tǒng)的單脈沖激勵(lì)進(jìn)行比較。結(jié)果證明，編碼激勵(lì)的結(jié)果可以獲得更大的信號(hào)幅度及信噪比。
　　使用加權(quán)匹配濾波器可以獲得N倍的信號(hào)幅度增益（N為編碼長度），而使用FIR最小二乘逆濾波器則可以獲得更高的信噪比。編碼激勵(lì)的超聲導(dǎo)波對(duì)比單脈沖激勵(lì)和連續(xù)正弦波激勵(lì)，保持了很高

3、的時(shí)間分辨率和頻率分辨率。編碼激勵(lì)可以在使用較高中心頻率的超聲換能器時(shí)，仍然能有效激發(fā)低頻的超聲導(dǎo)波，獲得更少的導(dǎo)波模式。
　　論文最后對(duì)超聲導(dǎo)波的接收信號(hào)進(jìn)行了時(shí)頻分析，提取導(dǎo)波的時(shí)頻脊，進(jìn)行導(dǎo)波模式的分離和信號(hào)重建，并分析了占主導(dǎo)的導(dǎo)播模式隨裂紋深度變化而發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律。在板狀結(jié)構(gòu)模型中，占主導(dǎo)的導(dǎo)波模式為A1和S2模式;管狀結(jié)構(gòu)模型中，占主導(dǎo)的導(dǎo)播模式為L(0，1)和L(0，3)模式，隨著裂紋深度的加深，兩種導(dǎo)波模式間可