[发明专利]一种基于小波变换的超声轴向传输骨密度测量方法

权利要求书

1.一种基于小波变换的超声轴向传输骨密度测量方法，其特征是通过小波变换确定第一到达波位置来确定声速；通过实验及MATLAB仿真，表明互相关方法在处理回波信号时，存在只有回波信号只包含第一到达波时结果才准确的缺陷；因此提出使用小波变换确定第一到达波位置，小波变换能够更好的观察信号的局部特性。

2.一种基于小波变换的超声轴向传输骨密度测量方法，其特征是选取Mexican Hat小波作为该方法下的小波基；整个方法将人体手臂的桡骨测试数据导入PC，通过实验，并结合MATLAB进行仿真测试，得出不同小波基下小波变换的时间-尺度图，通过不同小波基下小波变换的时间-尺度图得出的第一到达波的位置，计算出不同小波基下对应的超声波传导速度(SOS)，与超声在样品中传播的实际速度相比，得出Mexican Hat小波的结果更加准确。

3.一种基于小波变换的超声轴向传输骨密度测量方法，其特征是将沿皮质骨轴向传输的超声波当做第一到达波；与超声透射式传输测量骨密度方法不同，本方法选择当超声波以满足特定角度与高度函数的位置发射时，可以使得沿皮质骨轴向传输的超声波优先到达超声探头接收端。

4.一种基于小波变换的超声轴向传输骨密度测量方法，其特征是优化计算第一到达波时间差的方法；对比直接读取MATLAB中时间-尺度图的图示信息的方法，本方法把尺度转到相应的频率上，通过计算原信号中心频率的尺度，提取该尺度的相关参数，将问题转换成对尺度相关参数的研究；尺度与频率之间的关系：设a为尺度，fs为采样频率，Fc为小波中心频率，则a对应的实际频率Fa＝Fc×fs/a；将处理后的数据取绝对值，提取取完绝对值的数据在200点以后的每一个相关系数的极大值和时间，根据时间-尺度图中第一到达波的大概位置，提取出第一到达波相关系数的极大值和时间，将两通道信号获得的第一到达波相关系数极大值对应的时间作差可得时间差。

5.一种基于小波变换的超声轴向传输骨密度测量方法，其特征是信号前端采用硬件放大电路以及选取合适的阻尼电阻提高信噪比；由于回波数据中反射波，折射波明显，轴向传输的侧波衰减大，幅值小，且有噪声干扰，信号不稳定；硬件放大电路选用芯片AD8099构成同相放大电路，增大信号幅值，提高信噪比；通过实验表明，当选取200欧姆阻尼电阻时，噪声和第一到达波存在较为明显的区分度。