[发明专利]基于Radon变换的长骨相控超声信号定征与骨质评价系统

权利要求书

1.一种基于Radon变换的长骨相控超声信号定征与骨质评价系统，用于对待测长骨进行定征与评价，其特征在于，包括：

信号采集模块，利用超声探头从所述待测长骨中采集到原始信号；

降噪模块，利用Radon正反变换对对所述原始信号进行处理得到降噪处理后信号；

慢度截距图生成模块，对所述降噪处理后信号进行Radon反变换，得到Radon域上的慢度-截距图；

区域截取模块，利用第一到达波的特征从所述慢度-截距图中截取出FAS波区域，利用基阶反对称模态Lamb波的特征从所述慢度-截距图中截取出A0波区域；

速度计算模块，基于所述FAS波区域计算得到所述第一到达的传播速度作为FAS波速度，基于所述A0波区域计算得到所述基阶反对称模态Lamb波的传播速度作为A0波速度，并基于所述FAS波区域以及所述A0波区域计算得到实际频散曲线；

长骨反演模块，基于所述FAS波速度以及所述A0波速度对所述待测长骨进行反演，从而得到该待测长骨对应的长骨几何参数以及弹性参数；以及

骨质评价模块，基于所述长骨几何参数以及所述弹性参数，对所述待测长骨的骨质状况进行评价从而得到评价结果。

2.根据权利要求1所述的基于Radon变换的长骨相控超声信号定征与骨质评价系统，其特征在于：

其中，所述超声探头包括探头壳体、至少一个发射阵元以及多个接收阵元，

所述发射阵元与所述接收阵元分别设置在所述探头壳体的两端，

所述发射阵元用于对所述待测长骨发射超声信号，

所述接收阵元用于接收所述待测长骨因所述超声信号产生的信号并作为所述原始信号。

3.根据权利要求2所述的基于Radon变换的长骨相控超声信号定征与骨质评价系统，其特征在于：

其中，所述FAS波速度通过如下步骤计算得到：

步骤S1-1，对所述FAS波区域进行Radon正变换得到所述第一到达波在距离-时间域上的投影作为FAS波投影；

步骤S1-2，对所述FAS波投影进行Hilbert变换得到所述第一到达波的包络信号作为第一包络信号；

步骤S1-3，根据所述接收阵元与所述发射阵元之间的距离以及所述第一包络信号到达所述接收阵元的时间计算得到的速度作为所述FAS波速度，

所述A0波速度通过如下步骤计算得到：

步骤S2-1，对所述A0波区域进行Radon正变换得到所述基阶反对称模态Lamb波在距离-时间域上的投影作为A0波投影；

步骤S2-2，对所述A0波投影进行Hilbert变换得到所述基阶反对称模态Lamb波的包络信号作为第二包络信号；

步骤S2-3，根据所述接收阵元与所述发射阵元之间的距离以及所述第二包络信号到达所述接收阵元的时间计算得到的速度作为所述A0波速度。

4.根据权利要求3所述的基于Radon变换的长骨相控超声信号定征与骨质评价系统，其特征在于：

其中，所述第一包络信号到达所述接收阵元的时间为第一包络信号达到最大值的时间，

所述第二包络信号到达所述接收阵元的时间为第二包络信号达到最大值的时间。

5.根据权利要求3所述的基于Radon变换的长骨相控超声信号定征与骨质评价系统，其特征在于：

其中，所述第一包络信号到达所述接收阵元的时间为第一包络信号达到最大值后幅度降为1/2的时间，

所述第二包络信号到达所述接收阵元的时间为第二包络信号达到最大值后幅度降为1/2的时间。

6.根据权利要求3所述的基于Radon变换的长骨相控超声信号定征与骨质评价系统，其特征在于：

其中，所述第一包络信号到达所述接收阵元的时间为第一包络信号达到最大值后幅度降为0的时间，

所述第二包络信号到达所述接收阵元的时间为第二包络信号达到最大值后幅度降为0的时间。