[实用新型]一种基于阵列探头的背散射超声骨质诊断系统

权利要求书

1.一种基于阵列探头的背散射超声骨质诊断系统，其特征在于，包括：ARM处理器、FPGA、LCD显示器、多路模数转换电路、多路高压隔离接收电路、多路高压脉冲发射电路、压力传感器检测电路、一体化超声探头；其中：

所述一体化超声探头由探头外壳保护层、小型超声探头阵列、压力传感器和耦合液体构成；小型超声探头阵列密闭在充满耦合液体的探头外壳保护层内，每个小型超声探头可以独立地发送、接收超声信号；压力传感器埋藏于外圈的探头外壳保护层下方，用于检测一体化超声探头与待测骨样本之间的压力；

所述压力传感器检测电路用于测量压力传感器电极之间的阻抗，从而检测压力值，并通过模数转换电路将其转换为数字信号；FPGA读取该压力值，并通过总线传输给ARM处理器；ARM处理器将该压力值显示在显示器上，并提示用户调整该压力至正确的范围内；

所述ARM处理器上运行软件程序，通过高速总线接口对FPGA进行控制并获取数据；FPGA首先控制压力传感器检测电路获取一体化超声探头表面的压力数值，ARM处理器将该压力数值显示在LCD显示器的界面上，以提示用户增大或减少探头贴合的压力；当压力值在正确范围内时，FPGA控制多路高压脉冲发射电路，依次驱动每个小型超声探头发送超声波脉冲信号,并控制相应通路的高压隔离接收电路和高速模数转换电路采集背散射信号；FPGA将接收到的各路超声背散射信号通过高速总线上传给ARM处理器。

2.根据权利要求1所述的基于阵列探头的背散射超声骨质诊断系统，其特征在于，系统工作过程如下：当压力传感器检测电路检测到的压力值在正确范围内时，FPGA控制多路高压脉冲发射电路控制第一个小型超声换能器发送超声脉冲激励信号；该超声波通过小型超声换能器与耦合液体之间的界面，再通过耦合液体与探头保护层之间的界面，然后穿透超声耦合剂到达待测骨样本；超声波在骨样本中发生背散射，产生的背散射回波信号穿透超声耦合剂，再通过探头保护层与耦合液体之间的界面，然后通过耦合液体与小型超声换能器之间的界面，被小型超声换能器接收并转换为电信号；FPGA控制多路高压隔离接收电路接收对应通道的信号，并进行滤波、放大，再控制多路模数转换电路中的对应通道进行模数转换，采集此通道的背散射信号；FPGA重复上述过程，依次控制其他通道小型超声探头的信号发送与接收。

3.根据权利要求2所述的基于阵列探头的背散射超声骨质诊断系统，其特征在于，在采集到全部通道的超声背散射信号后，FPGA将这些信号通过高速总线发送给ARM处理器；ARM处理器对每个小型超声探头接收到的背散射信号，分别计算表观积分背散射系数、背散射频谱质心偏移、背散射系数，并对这些小型超声探头通道的计算结果进行平均，依据平均后的背散射参数，对骨质情况作出诊断，并显示在LCD显示器上。