ARM嵌入式定量超聲骨質(zhì)疏松測量系統(tǒng)的設(shè)計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis,OP)已成為一種在世界范圍內(nèi)嚴重威脅人類健康的疾病。隨著人們生活水平的提高和壽命的延長,骨質(zhì)疏松癥及骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)病率也越來越高,引起了全社會的關(guān)注,骨質(zhì)疏松癥的診斷也成為學術(shù)界研究的熱點。定量超聲技術(shù)以其安全無放射,體積小,便于攜帶,性能可靠,易于維護,成本低等優(yōu)勢已成為最具發(fā)展?jié)摿Φ墓琴|(zhì)疏松測量方法之一。
   本文設(shè)計了一個基于ARM的嵌入式骨質(zhì)疏松測量系統(tǒng)。系統(tǒng)采用定量超聲技術(shù),

2、利用水浴測量方式,將兩只超聲探頭同軸相向放置,測量松質(zhì)骨含量較多、對骨質(zhì)變化較為敏感的跟骨處的定量超聲參量值。在雙發(fā)雙收的探頭工作模式下,得到定量超聲參量超聲傳播速度(SOS)和寬帶超聲衰減(BUA)的值,從而計算出硬度指數(shù)(SI)、T值和Z值,完成對骨質(zhì)狀況的評價。
   根據(jù)功能的需求,系統(tǒng)硬件以三星公司ARM9系列的S3C2410處理器為核心,完成了超聲波的發(fā)射、接收和探頭收發(fā)選擇控制,實現(xiàn)超聲信號的高速同步采集。系統(tǒng)硬件

3、電路主要包括ARM處理器、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、數(shù)據(jù)采集電路和人機交互模塊等幾部分。超聲探頭的中心頻率為0.5MHz,利用兩個繼電器實現(xiàn)了換能器的雙發(fā)雙收設(shè)計。系統(tǒng)的采樣頻率為最大為100MHz,分辨率為8bit。接收電路的放大器增益可以數(shù)字程控,由DA轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)。
   系統(tǒng)軟件基于Linux操作系統(tǒng),采用LinuxC語言編程,完成數(shù)據(jù)的采集與處理?;夭ㄐ畔⒌奶崛〔捎米畲笾捣?,得到峰值采樣點。比較有足跟和無足跟兩種情

4、況下的透射信號,采用FFT得到衰減量和頻率的關(guān)系。利用最小二乘法對0.2MHz~0.6MHz頻率的衰減量進行擬合,得到定量超聲參量。另外,本課題采用C#作為開發(fā)工具,SQLServer作為數(shù)據(jù)庫,設(shè)計了骨質(zhì)疏松數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在PC機上運行,協(xié)助醫(yī)生對病人的測量歷史數(shù)據(jù)進行記錄、查詢和統(tǒng)計。
   論文設(shè)計了驗證實驗,完成了10個樣本的測試。實驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)基本實現(xiàn)了骨質(zhì)疏松癥的診斷要求,能夠初步評價骨質(zhì)狀況。

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