基于ARM的超聲骨質(zhì)疏松診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis, OP)是老齡化社會(huì)中影響健康的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,骨質(zhì)疏松癥的診斷成為國(guó)際學(xué)術(shù)界和醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)和前沿課題。骨質(zhì)疏松癥本質(zhì)上是一種骨重建異常的代謝性骨病,目前骨密度測(cè)量是診斷骨質(zhì)疏松癥的主要依據(jù)。定量超聲測(cè)量骨密度法是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新方法,因其費(fèi)用低、無(wú)電離輻射、簡(jiǎn)便、速度快、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛關(guān)注,并取得了很大的進(jìn)展。 本系統(tǒng)利用超聲的基本原理,通過(guò)測(cè)量可以反映骨質(zhì)疏松癥的定量

2、超聲參量超聲聲速(SOS)和寬帶超聲衰減(BUA),以及兩者的綜合指標(biāo)硬度指數(shù)(S1),來(lái)達(dá)到診斷的目的。超聲聲速主要反映骨的物質(zhì)密度和彈性模量。一般SOS值越高說(shuō)明骨礦密度越高。寬帶超聲衰減與超聲頻率有較密切關(guān)系,它主要受骨密度和骨結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)發(fā)生骨質(zhì)疏松時(shí),由于骨量和骨密度減少,聲吸收和散射減少,BUA值變小。 系統(tǒng)的測(cè)量部位選擇跟骨處,可有效地反映松質(zhì)骨的衰減量,便于病癥的早期診斷；同時(shí)跟骨處的骨面平滑,軟組織較薄,便于

3、探頭的放置。另外雙探頭的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì),能夠很好的剔除軟組織對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,也可獲取超聲穿透波的信息,提高了系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。 系統(tǒng)的硬件以ARM嵌入式系統(tǒng)為核心,采用三星公司ARM9系列的S3C2410處理器,它具有高性能、低功耗、便攜式的優(yōu)點(diǎn)。處理器通過(guò)對(duì)超聲波發(fā)射、接收的控制以及對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行的相應(yīng)處理,計(jì)算出所需參數(shù),并與標(biāo)準(zhǔn)量相比較從而判斷出是否骨質(zhì)疏松。系統(tǒng)主要包括超聲接收電路、數(shù)據(jù)采集電路、CPLD控制電路、ARM

4、系統(tǒng)、顯示電路與鍵盤這幾部分內(nèi)容。發(fā)射探頭的中心頻率為400KHz,采樣頻率最大可達(dá)100MHz,分辨率為8Bit。接收電路的放大增益可數(shù)字程控,利用DA轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)軟件平臺(tái)基于Linux操作系統(tǒng),使用Linux C語(yǔ)言進(jìn)行編程,整個(gè)程序的編寫和調(diào)試中,采用結(jié)構(gòu)化、模塊化的程序設(shè)計(jì)方法,便于功能的更新與維護(hù)。根據(jù)功能編寫了主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊和鍵盤模塊的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序。 本儀器基本實(shí)現(xiàn)了骨質(zhì)疏松