[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

说明书

本发明公开了一种基于柔性传感器的骨质检测系统及其检测方法，涉及骨质参数测量技术领域，包括：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。本发明的技术方案能够从精度、效率功耗、集成度等方面改善骨质检测系统的性能，提高骨质检测的准确度，提高使用者的舒适度与契合度。

技术领域

本发明涉及骨质参数测量技术领域，更具体的说是涉及一种基于柔性传感器的骨质检测系统及其检测方法。

背景技术

在人类的生长期内，从婴幼儿到成年人再到老年人，骨骼在形态和密度方面均会发生一定的变化，所以骨骼的状态从某种程度可以反映出一个人的年龄和健康程度。骨质疏松症是世界性的中老年人常见病和多发病，近年来伴随人口老龄化问题的加剧，患有骨质疏松的人口比例将不断提高。因此，找到一种能够在早期快速有效地诊断骨质疏松病症的方法已经成为医学领域的一个重要研究方向。

骨质疏松症是一种以骨量减少和骨组织显微结构受到破坏为特征，并导致骨脆性增加、骨折危险程度增加的全身性骨疾病。骨强度是影响骨质疏松的关键因素，其大小主要由骨矿密度(BMD)和骨质量决定。研究表明，BMD能够反映骨强度的70％，而骨质量好坏则能反映骨强度的30％。近些年来，人体骨质情况检测技术取得了不断的更新和发展，随着软硬件技术的不断发展，研究者们先后提出了多种检测BMD的方法，如单光子吸收法、双光子吸收法、双能X线吸收测定、定量CT和定量超声等。

单光子吸收法是通过向骨骼发射单一波长的Y射线，计算其经过骨骼后衰减量，再将其衰减值转换为BMD或骨密度，该方法主要用于测量皮质骨，为了减小皮质组织对测量结果的影响，测量时将受检测部位置于软组织等当量的水袋中，采用多次测量取平均的方法，其缺点是检查时间长和测量精度不高；双光子吸收法是利用能量不同的两种光子来扫描待检测部位，然后根据两种光子的不同衰减计算出BMD，双光子吸收法降低了皮质组织的影响，但仍无法区分皮质骨和松质骨的骨密度，且检查时间较长，没有得到普及；定量CT是利用常规CT进行BMD检查的技术，可以对任何部位皮质骨和骨小梁的BMD进行测量，定量CT的测量精确度较高，但其放射剂量比较大，所以在临床应用上受到一定的限制。

传统的电子应变传感器大多基于金属和半导体材料，其柔韧性和可穿戴性较差，且与人体皮肤接触时有很强的不适感。随着现代社会的发展，传统的硅基传感器已经渐渐满足不了人们日益增长的需求，体积大和刚性大的问题严重阻碍了传感器在柔性电子皮肤和可穿戴式电子装置中的发展和应用。如今世界上的骨质疏松患者日益增多，而市场上大部分超声骨密度仪精度不高，体积和功耗不够小，且测试端多为硬度较大的器件，对部分患者来说体感不够舒适。

因此，如何从精度、效率功耗、集成度等方面改善骨质检测系统的性能，提高骨质检测的准确度，提高使用者的舒适度与契合度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于柔性传感器的骨质检测系统及其检测方法，解决了以上背景技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于柔性传感器的骨质检测方法，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；