[实用新型]一种骨折实时监护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及骨折监护的技术领域，具体涉及一种运用超声波对骨折处实时监护的监护装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对自身的健康问题越来越重视，各种医疗监护设备层出不穷。近几年来骨折有不断增加的趋势，当骨折处理不当或不及时带来的后果比较严重，尤其在老人和小孩这些弱势人群中，骨折的治疗若处理不当很可能造成软组织感染、关节炎，严重者甚至可能出现肢体畸形，所以对骨折处的监护变得十分重要。

骨折监护主要是检测骨骼处的缝隙大小、骨骼附近软组织的状况和体温值，以此来得知骨折的愈合情况。目前多采用X光和CT来对骨骼的情况进行观察与诊断，X光能获取人体骨骼的透视图，但它对软组织的分辨力较差，且对人体有辐射伤害；CT对软组织的诊断效果较好，但费用昂贵且同样对人体有辐射伤害。

而对于内脏器官的检查，现在多用超声成像的技术，如应用广泛的B超。这是因为超声具有很高的软组织分辨力。目前，超声成像已能在近20cm的检测深度范围，获取优于1mm的图像空间分辨力。但是对于骨骼检测来说，运用超声成像的方法不合适，因为超声无法像X光那样穿透骨骼，对骨骼的成像效果不是很理想。然而却可以利用超声反射的特性来检测骨骼的情况。当超声波以持续极短的时间发射脉冲串到人体内时，由于超声波无法穿透骨骼，所以在骨骼处超声波几乎全部反射回来，可以根据反射波来检测骨骼处的缝隙大小。同样，在照射软组织时，软组织各层包括皮肤、肌肉、血管，超声波在穿过不同的介质面时会发生反射。软组织只要有1‰的声阻抗差异，就能检测出其反射回波。软组织有些层次在正常和病变时其声阻抗会明显不同，导致超声波在软组织各层中的衰减会发生变化，同样回波的波形也会出现相应的变化。所以可以分析在骨骼以及不同软组织界面的超声反射回波来获得骨骼以及周围组织的病理情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种骨折实时监护装置，能通过无线通信技术把监护信息传送到人机交互中心，且通过图形显示骨骼、软组织、体温各监护数据的监护。监护信息的获取是通过向被检测部位处发射超声脉冲串，对超声反射回波进行波形分析来获知骨骼裂缝的大小和骨骼附近软组织的状况，通过体温值来辅助判断骨折附近的体温是否正常，软组织是否有发炎等异常状况。

由于超声波照射到骨头处时几乎发生了全反射，其反射回波幅度要明显高于超声波在软组织中的回波幅度，所以在对回波波形进行分类时设定一个幅度的阈值，若回波波形中有一回波幅度超过此阈值，则认为回波波形中包含骨骼的回波，否则认为超声波没有照射到骨骼，回波信号只是软组织的回波。

为了克服一般探头需要手工移动的缺点，本实用新型收发探头中的换能器阵列采用了相控阵的波束成形技术。相控阵超声，就是通过延迟，调节超声探头中各单元的工作（发送和接收超声波）次序，以获得所需要的辐射声场，并进行选区接收的技术。这样，在不移动或较少移动的情况下，用一个探头可以适应不同部位，不同厚度的检测需要。

为解决上述技术问题，本实用新型实时监护的实现装置是：

一种骨折实时监护装置，包括若干个监护仪和一个人机交互平台。每个监护仪包括收发探头、发射模块、接收模块、测温电路、控制模块。其中发射模块、控制模块和收发探头通过线缆顺次连接。控制模块、测温电路分别与接收模块中的程控放大器、编码模块连接。人机交互平台包括数据分析模块、解码模块、无线通信模块和显示平台，其中无线通信模块、解码模块、数据分析模块和显示平台通过线缆顺次连接。接收模块中的无线通信模块和人机交互平台的无线通信模块进行无线通信来完成监护数据的传输。

人机交互平台接收监护仪所获得的监护数据，并对监护数据进行处理，显示监护结果，若出现危险情况则发出报警。

所述监护仪中的收发探头为超声换能器阵列，既发射超声脉冲串又接收脉冲串回波。

所述监护仪中的发射模块包括数字波形缓存器、D/A转换器、高频功率放大器，其中超声波信号选用频率范围为2～5MHz的医学超声脉冲串，其存储在数字波形缓存器中。

所述监护仪中的接收模块包括程控放大器、滤波、检波器、A/D转换器、采样缓存器、编码模块和无线通信模块。

所述监护仪中的测温电路通过紧贴于皮肤的温度传感器获得骨骼附近处的体温，并通过监护仪中的无线通信模块将体温值发送给人机交互平台作为监护的一个辅助性指标。

所述监护仪中控制模块运用相控阵的波束成形技术控制收发探头的发射与接收，其控制过程如下：