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骨折长骨中超声导波传播特性的仿真研究

声学学报 2009年第5期34卷 423-429页

作者：许凯亮他得安王威琪复旦大学电子工程系上海200433

采用超声导波评价长骨骨折已成为近两年来的一个研究热点。本文采用混合边界元方法(HBEM)对超声导波在骨裂长骨中的传播情况以及各导波模式的反射系数和透射系数进行了数值分析。研究结果表明,入射导波模式经由裂纹处模式转换后依然保... 详细信息

采用超声导波评价长骨骨折已成为近两年来的一个研究热点。本文采用混合边界元方法(HBEM)对超声导波在骨裂长骨中的传播情况以及各导波模式的反射系数和透射系数进行了数值分析。研究结果表明,入射导波模式经由裂纹处模式转换后依然保持为主要接收模式不变。对某一裂纹,各模式透射系数常在相近的频率点上达到局部峰值。对于不同深宽比(d/ω)裂纹,某些模式透射系数曲线局部峰值所对应的频率存在着相互错开的现象,这些结果可用于选择最优入射导波模式和频率,以便更好地定量评价骨质以及骨裂状况。

关键词：长骨骨折超声导波传播特性仿真透射系数导波模式边界元方法频率点

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时频方法分析长骨中的超声导波及皮质骨厚度

声学学报 2009年第5期34卷 416-422页

作者：罗春苟他得安李维王威琪复旦大学电子工程系上海200433

超声导波在长骨中传播时,接收信号中含有相互叠加的多个导波模式。本文提出将希尔伯特-黄变换(HHT)用于分析叠加的多模式导波信号,将其分解成许多单个独立的模式,然后对分解出的模式求得其对应频率下的群速度,并与短时傅里叶变换所得的... 详细信息

超声导波在长骨中传播时,接收信号中含有相互叠加的多个导波模式。本文提出将希尔伯特-黄变换(HHT)用于分析叠加的多模式导波信号,将其分解成许多单个独立的模式,然后对分解出的模式求得其对应频率下的群速度,并与短时傅里叶变换所得的结果进行比较。通过与理论计算结果比较,可得到长骨皮质骨的厚度。研究结果表明,实验得到的厚度与实际厚度一致。说明通过测量导波模式的速度可以评价皮质骨的厚度,也说明HHT方法是一种识别叠加多模式导波信号的有效方法。

关键词：超声导波皮质骨厚度长骨希尔伯特-黄变换短时傅里叶变换时频接收信号

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准规则生物组织超声背散射信号的仿真

仪器仪表学报 2008年第9期29卷 1898-1902页

作者：黄凯他得安王威琪 Lawrence H.Le 复旦大学电子工程系阿尔伯塔大学放射与诊断图像系

超声背散射信号能提供反映组织微结构的有用信息。本文在原有的生物组织超声背散射信号仿真模型基础上,将影响平均散射元间距(MSS)估计的组织特性具体为4个主要参数,为检测各种平均散射元间距估计方法的性能提供了方便。文中用AR倒谱方... 详细信息

超声背散射信号能提供反映组织微结构的有用信息。本文在原有的生物组织超声背散射信号仿真模型基础上,将影响平均散射元间距(MSS)估计的组织特性具体为4个主要参数,为检测各种平均散射元间距估计方法的性能提供了方便。文中用AR倒谱方法对仿真信号4个参数的合理性进行反向测试,实验结果表明,仿真信号的4个参数能表示影响平均散射元间距估计性能的组织特性。通过仿真信号与人体脾组织的背散射信号以及相关文献中组织信号的比较,证明仿真信号与具有准周期性的生物组织背散射信号基本类似。

关键词：超声背散射信号组织微结构仿真模型平均散射子间距(MSS)

骨小梁中超声背散射信号的频率分析及其微结构的估计

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应用声学 2009年第4期28卷 308-313页

作者：黄凯他得安王威琪复旦大学电子工程系上海200433

骨质疏松症是一种骨强度下降的全身性骨骼疾病,骨强度的下降是骨量减少和骨微结构退化的共同结果。相比于传统的超声透射方法,超声背散射法可提供更多的骨微结构信息,而对于松质骨结构的建模能有助于结构信息的获取。本文将骨小梁简化... 详细信息

骨质疏松症是一种骨强度下降的全身性骨骼疾病,骨强度的下降是骨量减少和骨微结构退化的共同结果。相比于传统的超声透射方法,超声背散射法可提供更多的骨微结构信息,而对于松质骨结构的建模能有助于结构信息的获取。本文将骨小梁简化为单圆柱模型(圆柱状的单根骨小梁浸于骨髓中),并基于此模型对超声背散射与频率的关系进行分析。用铝线代替骨小梁做仿体实验,通过实验与理论结果的比较来验证单圆柱模型的可行性。

关键词：骨小梁超声背散射单圆柱模型

基于简易反向滤波跟踪算法分析松质骨的微结构特征

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中国生物医学工程学报 2008年第2期27卷 218-223页

作者：黄凯他得安王威琪 LE Lawrence H 复旦大学电子工程系上海200433 Department of Radiology ＆ Diagnostic imaging University of Alberta Edmonton Alberta T6G 2B7 Canada

平均散射元间距(MSS)已被众多研究者用于分析准规则组织的微结构特征,平均骨小梁间距(MTBS)是诊断骨质疏松症的重要参数之一。本研究提出一种基于简易反向滤波跟踪(SiFT)的算法,用于估计平均骨小梁间距。对计算机仿真信号和离体牛胫骨... 详细信息

平均散射元间距(MSS)已被众多研究者用于分析准规则组织的微结构特征,平均骨小梁间距(MTBS)是诊断骨质疏松症的重要参数之一。本研究提出一种基于简易反向滤波跟踪(SiFT)的算法,用于估计平均骨小梁间距。对计算机仿真信号和离体牛胫骨松质骨的超声背散射信号分别进行分析处理。实验结果表明,SiFT算法能简单而有效地减小测量系统和传播介质特性的干扰,并且在较强噪声存在的情况下,SiFT算法比AR倒谱法的估计结果更为精确。因此,SiFT算法可用于估计平均骨小梁间距,从而反映松质骨的微结构特征。

关键词：松质骨平均骨小梁间距(MTBS) 超声背散射简易反向滤波跟踪(SiFT)算法

基于希尔伯特-黄变换测量超声导波的群速度及材料厚度

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声学技术 2008年第5期27卷 674-679页

作者：罗春苟他得安王威琪复旦大学电子工程系上海200433

采用超声导波的速度评价长骨状况是近年来的一个研究热点。提出了采用希尔伯特黄变换法分析长骨仿体中超声导波模式的群速度,并由群速度得到长骨仿体厚度。研究结果表明,实验测得的厚度与实际厚度相吻合,说明希尔伯特黄变换(HHT)可用于... 详细信息

采用超声导波的速度评价长骨状况是近年来的一个研究热点。提出了采用希尔伯特黄变换法分析长骨仿体中超声导波模式的群速度,并由群速度得到长骨仿体厚度。研究结果表明,实验测得的厚度与实际厚度相吻合,说明希尔伯特黄变换(HHT)可用于测量超声导波的群速度及其被测材料的厚度。

关键词：超声导波希尔伯特黄变换(HHT) 群速度长骨厚度

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超声轴向传播技术评价长骨的研究

应用声学 2009年第3期28卷 161-165页

作者：他得安王威琪汪源源复旦大学电子工程系上海200433

用超声轴向传播技术评价长骨状况已成为近年来的一个研究热点。本文首先介绍了第一到达波(FAS)法、超声Lamb波及柱面导波法在评价长骨皮质骨状况方面的研究进展,最后分析和讨论了当前研究中存在的问题及应该研究的方向。

关键词：长骨评价超声轴向传播技术导波

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松质骨组织的若干超声参量成像方法

声学技术 2008年第2期27卷 197-200页

作者：罗春苟他得安黄凯王威琪复旦大学电子工程系上海200433

介绍了两种松质骨组织超声参量成像方法,即宽带超声衰减成像和超声传导速度成像,概述了这两种基于透射法的成像方法的基本原理以及应用情况,并指出了采用超声透射法参量成像时存在的问题。然后对基于背散射法的超声背散射系数成像方法... 详细信息

介绍了两种松质骨组织超声参量成像方法,即宽带超声衰减成像和超声传导速度成像,概述了这两种基于透射法的成像方法的基本原理以及应用情况,并指出了采用超声透射法参量成像时存在的问题。然后对基于背散射法的超声背散射系数成像方法的可行性进行了分析和讨论,最后对进一步的研究工作进行了展望。

关键词：松质骨参量成像宽带超声衰减超声传导速度超声背散射系数

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基于反向滤波器的倒谱法估计平均骨小梁间距

航天医学与医学工程 2007年第6期20卷 451-454页

作者：黄凯他得安王威琪 Lawrence H.Le 复旦大学电子工程系上海200433 Department of Radiology & Diagnostic imaging University of Alberta Edm-onton Alberta T6G 2B7 Canada

目的探讨用改进的倒谱方法估计平均骨小梁间距(mean trabecular bone spacing,MTBS)的可行性。方法提出了一种基于反向滤波器的改进的倒谱分析方法用于估计MTBS,并将该方法应用于仿真及离体牛胫骨松质骨中的实验信号。结果改进的倒谱方... 详细信息

目的探讨用改进的倒谱方法估计平均骨小梁间距(mean trabecular bone spacing,MTBS)的可行性。方法提出了一种基于反向滤波器的改进的倒谱分析方法用于估计MTBS,并将该方法应用于仿真及离体牛胫骨松质骨中的实验信号。结果改进的倒谱方法能有效减少超声换能器脉冲响应和组织散射特性对倒谱的干扰,而且实现简单,计算量小。结论相比于传统的倒谱方法,改进的倒谱方法在估计MTBS时,对弥散散射和噪声有更强的鲁棒性,因此估计MTBS的精度更高。

关键词：平均骨小梁间距超声背散射倒谱反向滤波器