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Estimating mean trabecular bone spacing based on the combination of Hilbert transform and fundamental frequency estimation

引用

Science Foundation in China 2017年第3期25卷 57-71页

作者：李颖徐峰刘成成许凯亮他得安王威琪 Department of Electronic Engineering Fudan UniversityShanghai 200433China Institute of Acoustics Tongji UniversityShanghai 200092China Sorbonne Université UPMC Univ Paris 06INSERM UMR-S 1146CNRS UMR 7371Laboratoired'ImagerieBiomédicaleF-75006ParisFrance State Key Laboratory of ASIC and System Fudan UniversityShanghai 200433China Key Laboratory of Medical Imaging Computing and Computer Assisted Intervention(MICCAI)of Shanghai Shanghai 200032China

Ultrasonic backscatter signals from cancellous bone are sensitive to the microstructure of trabecular bone,and thus enable the feasibility to extract microstructural information of trabecular *** mean trabecular bone spacing(MTBS)is an important parameter for characterizing bone *** paper proposes an MTBS estimation method based on the combination of Hilbert transform and fundamental frequency estimation(CHF). The CHF was verified with ultrasonic backscatter signals from simulations and in vitro measurements at a central frequency of *** CHF method was compared with the simplified inverse filter tracking(SIFT)method,Simons' Quadratic Transformation(QT)method,Singular Spectrum Analysis(SSA)method,and Spectral Autocorrelation(SAC)***-Carlo simulations were performed by varying the MTBS,signal-to-noise ratio(SNR),standard deviation of regular spacing(SDRS),amplitude ratio of diffuse scattering to regular scattering(Ad)and frequency dependent attenuation(nBUA).The simulation results showed that the CHF method had a better performance in MTBS estimation under almost all the examination conditions except for *** estimation percentage correct(EPC)was greater than 90% when the MTBS was in the range of 0.4to *** the in vitro measurements,the estimated EPC by the CHF method was91.25±7.81%(mean±standard deviation).A significant correlation was observed for the CHF-estimated MTBS and micro-computed tomography(μ-CT)-measured values(R^2=0.75,pbone spacing.

关键词： Ultrasonic backscatter Mean trabecular bone spacing estimation Hilbert transform and fundamental frequency estimation cancellous bone microstructure

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