[发明专利]一种基于柔性传感器的骨质检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于柔性传感器的骨质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

可编程逻辑器件FPGA在柔性超声探头中选择一组用于骨质检测的超声换能器阵列，并向脉冲控制电路发送信号；

设置与所述超声换能器阵列对应的频率，通过所述脉冲控制电路控制脉冲发射电路发出固定频率的脉冲信号；

基于所述脉冲信号，控制所述超声换能器阵列进行超声声波的发射及接收；

信号处理电路采集接收超声声波的时间差，计算当前超声声波在被测者被测部位骨质中的传播速度SOS，得出被测者的骨密度BMD的情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔性传感器的骨质检测方法，其特征在于，所述柔性超声探头中设置有接线、柔性基底和三组超声换能器阵列，每组超声换能器阵列包括一个超声声波发射换能器和两个超声声波接收换能器。

3.根据权利要求1所述的一种基于柔性传感器的骨质检测方法，其特征在于，所述超声换能器阵列以压电材料PMN-PT作为核心器件，在所述压电材料两面刷涂电极材料，再由柔性材料PDMS封装成复合压电材料。

4.根据权利要求2所述的一种基于柔性传感器的骨质检测方法，其特征在于，控制所述超声换能器阵列进行超声声波的发射及接收，具体包括以下步骤：

基于所述脉冲信号，控制所述超声声波发射换能器发射超声声波；

所述超声声波通过耦合剂进入软组织及骨组织，在骨组织中传播一定距离后折射，折射后由所述超声声波接收换能器接收。

5.根据权利要求4所述的一种基于柔性传感器的骨质检测方法，其特征在于，得出被测者的骨密度BMD的情况，具体包括以下步骤：

信号处理电路对超声声波接收换能器接收的超声声波进行滤波、放大和AD转换处理，并接收包括数据频率及大小在内的相关参数的数据值；

当接收到异常值时，忽略该异常值并继续进行数据处理；当未接收到异常值时，通过模型算法对数据进行处理，完成超声声波在骨组织中传播速度的计算，并得到被测者的骨密度BMD的情况。

6.一种基于柔性传感器的骨质检测系统，其特征在于，包括脉冲控制电路、脉冲发射电路、柔性超声探头、信号处理电路、可编程逻辑器件FPGA，且各结构依次相连；

所述可编程逻辑器件FPGA，用于在柔性超声探头中选择一组用于骨质检测的超声换能器阵列，并向脉冲控制电路发送信号；

所述脉冲控制电路，用于控制脉冲发射电路发出固定频率的脉冲信号；

所述柔性超声探头，基于所述脉冲信号，控制所述超声换能器阵列进行超声声波的发射及接收；

所述信号处理电路，用于采集接收超声声波的时间差，计算当前超声声波在被测者被测部位骨质中的传播速度SOS，得出被测者的骨密度BMD的情况。

7.根据权利要求6所述的一种基于柔性传感器的骨质检测系统，其特征在于，所述柔性超声探头包括接线、柔性基底和三组超声换能器阵列，每组超声换能器阵列包括一个超声声波发射换能器和两个超声声波接收换能器。

8.根据权利要求6所述的一种基于柔性传感器的骨质检测系统，其特征在于，所述超声换能器阵列以压电材料PMN-PT作为核心器件，在所述压电材料两面刷涂电极材料，再由柔性材料PDMS封装成复合压电材料。

9.根据权利要求7所述的一种基于柔性传感器的骨质检测系统，其特征在于，所述每组超声换能器阵列中的两个超声声波接收换能器具有固定距离值。

10.根据权利要求6所述的一种基于柔性传感器的骨质检测系统，其特征在于，所述信号处理电路包括有源滤波电路和AD转换电路；其中，有源滤波电路由RC网络和集成运放组成，所述AD转换电路与可编程逻辑器件FPGA相连。