基于FPGA的超聲骨密度測量系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、近年來，生活水平的提高，人的壽命的延長，導致人口老齡化日趨明顯，從而使骨質(zhì)疏松癥(Osteoporosis，OP)患者日益增多并引起了全社會的關(guān)注，骨質(zhì)疏松癥的診斷和治療也相應(yīng)地成為了國際學術(shù)界和醫(yī)學界研究的熱點。骨密度(BoneMineral Density，BMD)的測量是診斷骨質(zhì)疏松癥的主要依據(jù)。目前骨密度的測量方法主要有單光子吸收法(SPA)、雙光子吸收法(DPA)、單能X射線吸收法(SXA)、雙能X射線吸收法(DXA)、定量C

2、T法(QCT)等，由于這些方法采用的X射線對人體有輻射，因此本文采用無輻射的超聲波來實現(xiàn)骨密度的測量，并取得了以下主要創(chuàng)新成果： 一、選擇松質(zhì)骨含量較多的跟骨作為測量部位，克服了以往超聲波測量骨頭的難題。由于超聲波的衰減特性，對普通骨頭的測量時，其衰減不很明顯。本次設(shè)計對超聲波高度衰減的松質(zhì)骨進行測量，使得通過跟骨前后的信號變化比較大，易于測量，從而達到診斷的目的。 二、設(shè)計了測量系統(tǒng)的電路，包括超聲發(fā)射電路、接收電路、

3、數(shù)據(jù)采集電路、FPGA控制電路、USB控制電路等部分。在發(fā)射電路中采用獨特的雙脈沖控制設(shè)計，和以往對放大后信號進行控制的方法相比，更加快速方便地對超聲波進行控制；另外，還將接收電路與發(fā)射電路設(shè)計在一起，通過隔離限幅，能夠分時發(fā)射和接收超聲波，避免了傳統(tǒng)設(shè)計中探頭的不斷切換，使得產(chǎn)生的超聲波幅度更加穩(wěn)定。 三、編制了定量超聲骨密度測量系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件，對傳統(tǒng)超聲測量的單一脈沖、單一頻率的發(fā)射模式進行了改進，能夠方便地改變超聲波的發(fā)射