時頻方法分析長骨中的超聲導(dǎo)波及其厚度的測量.pdf

1、患骨質(zhì)疏松癥后長骨皮質(zhì)骨厚度變薄,而超聲導(dǎo)波的速度對皮質(zhì)骨厚度變化非常敏感。因此,超聲導(dǎo)波評價長骨狀況是近來的一個研究熱點,用超聲導(dǎo)波的速度來測量長骨的厚度是研究的重點。但由于超聲導(dǎo)波在長骨中傳播情況非常復(fù)雜,在接收信號中含有相互疊加的多個導(dǎo)波模式,因此,如何求得超聲導(dǎo)波的速度成為研究的難點。
　　 本文的主要工作是采用時頻信號分析方法研究超聲導(dǎo)波在長骨中的傳播特性,并測量各導(dǎo)波模式的群速度,然后通過群速度求長骨皮質(zhì)骨厚度。具體

2、工作有:(1)將長骨看作管狀結(jié)構(gòu),分析了超聲導(dǎo)波在長骨中的頻散特性。(2)提出將希爾伯特-黃變換(HHT)和自適應(yīng)Gaussian-Chirplet分解(AGCD)法用于分析、識別及提取疊加的多模式導(dǎo)波信號,并將其分解成許多單個獨立的模式。(3)在實驗上分析并測量了長骨仿體(鋼板和塑料管)、離體牛脛骨和附表皮的離體牛脛骨中的超聲導(dǎo)波信號,并對采集到的每組超聲導(dǎo)波數(shù)據(jù),采用HHT和AGCD方法處理。(4)對分解出的各導(dǎo)波模式求得其對應(yīng)頻率

3、下的群速度,并與短時傅里葉變換(STFT)所得的結(jié)果進行了比較。(5)通過時頻分析方法得到的群速度與理論計算值比較,最后求得長骨皮質(zhì)骨的厚度,并與實際厚度進行了比較。
　　 研究結(jié)果表明:實驗得到的長骨仿體(鋼板和塑料管)以及牛長骨皮質(zhì)骨厚度與實際厚度吻合,采用HHT和AGCD法測量的牛脛骨厚度的平均誤差分別為2.9％和2.3％。說明HHT和AGCD法能測量超聲導(dǎo)波模式的群速度,采用超聲導(dǎo)波方法可以評價長骨皮質(zhì)骨的厚度;也說明H