[发明专利]婴儿头骨发育状况定量测量与分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声诊断及医疗器械领域，更具体地说是涉及一种通过超声定 量测量与分析婴儿头骨发育状况的系统。

背景技术

母亲怀孕期间钙质和铁质的不足会导致新生儿的头骨骨缝发育不良，而哺 乳期的营养不良会严重影响新生儿的头骨正常生长和智力发育。婴儿从出生到 满周岁生长速度较快，如头围在出生后的一年之内平均增长可达12厘米。婴 儿时期骨骼生长发育需要足够的维生素D和钙，如不及时补充，位于头顶的囟 门在出生后会迟迟不能闭合，出现“方颅”畸形，即颅骨软化症。前囟及骨缝的 闭合反映颅骨的骨化过程，闭合过早容易形成头小畸形，闭合太晚多见于佝偻 病、脑积水或呆小病等。因此实时监测婴儿的头骨发育状况对其健康生长有十 分重要的意义。但目前临床对婴儿的头骨发育状况只是通过观察和触摸来主观 判断，没有定量的方法进行客观测量和分析。

发明内容

为了克服目前婴儿头骨发育状况无法定量测量与分析的问题，本发明的婴 儿头骨发育状况定量测量与分析系统把超声技术和电磁定位技术应用于婴儿头 骨测量与分析，由于超声波无辐射损伤，因此本发明可以安全用于婴儿的头骨 测量。

根据本发明的一个方面，提供了一种婴儿头骨发育状况定量测量与分析系 统，其特征在于包括：

一个超声探头，用于发射超声波并接收所述超声波的回波信号；

一个超声信号处理部分，用于对所述超声探头接收的所述超声回波信号进 行处理；

一个电磁定位装置，用于实时监测所述超声探头的位置，并输出坐标值；

一个分析处理与显示部分，用于对采集的数据进行处理分析，并对所测的 头骨形状和结构特征提供可视化显示。

本发明的婴儿头骨发育状况定量测量与分析系统能够实现对胎儿头骨密 度、骨厚度、头骨径线、骨缝边界、囟门面积等参数的定量测量，并提供可视 化显示和自动分析结论，且生产成本低，操作简单，安全性高。

本发明包括超声检测装置、电磁定位装置、信号处理电路、数据接口及分 析处理与显示部分等部分。

所述的超声检测装置包括超声探头、超声信号处理电路，超声探头是一个 集超声波发射和接收为一体的手持型探头，用于测量待测头骨部位的骨密度、 骨厚度，并探测骨缝及囟门边界。探头接收的超声回波信号经信号处理电路处 理并最终被传输至计算机中的分析处理与显示部分。

测量时，将超声探头触压待测部位，采用定量超声法计算待测点的骨密度 和厚度。超声信号穿过头骨组织时发生散射和吸收，导致声能减少，振幅变低， 即宽波衰减。超声信号在不同介质中传播时衰减不同，声速不同，在不同介质 的临界面会发生明显反射。通过测量宽波衰减值、声波速度及反射回波，可以 描述出骨组织的密度、厚度、微观结构以及其他参数特征。由于骨的强度由骨 密度和骨微结构等因素决定，因此通过定量超声法就可以综合测量骨的强度。 由于骨缝和囟门为软组织，超声的衰减显著变小，因此可以根据超声回波的幅 值变化确定骨缝和囟门的边界，进而描绘出囟门的形状。与成人不同，婴儿的 头骨较软，且未愈合的骨缝将整个颅骨分为几个部分，颅骨在不同部位、不同 方向上的骨密度和骨厚度值也有明显的差异。因此超声探头需分别测量枕骨、 顶骨、额骨等几部分，并分别测量各部分骨的中心和边缘位置，得到全面的数 据。

所述的定位装置采用电磁定位装置，在超声探头一侧粘贴一个定位标志点， 通过电磁定位装置捕捉识别定位标志点的坐标，计算出超声探头的位置，进而 用于计算头骨径线长度、囟门面积等。电磁定位装置产生稳定的磁场，被标定 为一个三维坐标系，标志点为磁敏感元件，通过电磁感应可以识别标志点的三 维坐标值，实现对超声探头的定位，一个分析处理与显示部分可以实时记录标 志点的坐标值，并通过跟踪标志点的坐标计算超声探头的位移。头骨的径线是 判断头形状的重要指标，主要包括双顶径、枕下前囟径、枕额径、下颌颅顶径 等，通过这几条主要径线可以描绘出头骨的形状。超声探头分别探测这几条径 线的起始和终点位置，通过标志点定位得到径线的起始点和终点坐标，进而计 算径线长度。提取超声探头测量骨缝和囟门边界时定位标志点的坐标值，可以 用于计算骨缝的位置和囟门的面积。