高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀的製作方法

2023-10-18 06:00:29

專利名稱：高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可攜式超聲波骨密度儀，尤其涉及一種高精度、 無交叉感染並能提供自身所需脫氣水的溼式超聲成像骨密度儀。
背景技術：
骨質疏鬆症是一種嚴重危害人類的疾病。在美國，這種疾病每年造成
150萬例骨折，年耗資達100億美元；在中國，據估計目前骨質疏鬆患者
已超過9000萬人。隨著中國經濟的發展，平均壽命的增加，人口老齡化趨 勢的加重，骨質疏鬆症的發病率也勢必迅猛地增加，嚴重威脅老年人的健康， 造成社會醫療成本的大幅度提升。
骨質疏鬆症被稱為無聲的殺手，因為發病之初，患者無法感覺到骨質 正在慢慢地流失，骨骼正在變得越來越脆弱。因此，對於骨質疏鬆症的檢 測、預防和治療已經成為國際醫學界的重大課題。
在眾多的骨質疏鬆檢查手段中，可攜式超聲骨密度測定以其準確、有 效、方便、無損傷、價格低廉及診斷標準量化等優勢而得到廣泛應用，其 原理是測量跟骨的超聲波量化參數(QUS):寬帶超聲波衰減(BUA)和波速 (SOS)，從而計算跟骨密度。根據美國國立衛生研究院(NIH)研究工作結論 跟骨是最佳測定部位。因為跟骨的95%是骨小梁，骨小梁新陳代謝最活躍，最能 反映年齡、絕經、鍛鍊和藥物對骨質的影響；跟骨體積大，有足夠體積的骨小 梁可供測定，跟骨軟組織覆蓋少，而且位置又能精確重複定位，因而測定簡單 可靠。
可攜式超聲骨密度儀分為溼式超聲骨密度儀和乾式超聲骨密度儀兩大類。
溼式超聲骨密度儀需要將被測者的足跟浸在凹型水槽的水中，其特點
是測量準確度高(相對於千式而言)，能控制水溫，恆溫測量；但同時帶來 兩個主要缺點其一，存在腳氣等皮膚病交叉感染的極大可能性；其二， 由於想克服缺點之一，溼式超聲骨密度儀有其內置式換水系統。每換一位檢 測病人，凹型水槽自動排乾並灌回溫度恆定的清潔水。本身帶有儲水區，可供 10-12次檢測用水。但問題是自動換水系統並不能真正杜絕交叉感染，且使系 統結構複雜，體積重量增加。另外，溼式超聲骨密度儀最好使用脫氣水， 這樣可消除水中殘存氣體對測量精度的影響，同時避免因水中殘存氣體折 射、反射造成的圖像幹擾。這對提高測量精度非常重要，而現在的商品化 溼式超聲骨密度儀卻沒有產生脫氣水的能力。
乾式超聲骨密度儀使用醫用超聲膠作耦合劑，被測者的足跟不需要浸在 水中，使用方便，體積小重量輕。但乾式超聲骨密度儀同樣存在皮膚病交 叉感染的可能性，因為發射、接收探頭必須接觸被測者足跟。相對於溼式 系統而言，乾式超聲骨密度儀還有如下缺點(1)乾式和溼式測量的短期 精確性均佳，但乾式測量的長期精確性低於溼式測量。其原因有水是最 好的耦合介質，而特定的超聲膠中的氣泡會影響測量的精度；乾式測量無法 控制作為耦合劑的超聲膠的溫度，而超聲波在耦合劑中的傳輸速度受溫度的 影響。(2)乾式測量參數與骨密度的相關性低於溼式測量，如乾式測量提供 的T值比溼式測量多一個標準差。(3)乾式測量所獲得的參數與腰椎、股骨 及頸骨的相關性比溼式測量低(0. 15 ~ 0. 25比0. 48 ~ 0. 57)，亦即溼式測量 較能反應腰椎、股骨及頸骨的強度及骨折機率。(4)乾式測量不提供跟骨數 字化圖像，屬於定點測量，無法提供整個跟骨的狀況。
此外，現有的很多商品化的溼式、乾式超聲骨密度儀都假定足跟軟組織 覆蓋少而忽略了軟組織的厚度，這樣必然帶來測量誤差，因為超聲波在跟骨與 軟組織中的速度S0S是不同的。
因此，如何綜合溼式、乾式超聲骨密度儀的優點，克服其缺點，特別是 根絕腳氣等皮膚病交叉感染，是一個極大的挑戰。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種高精度無交叉感染的 溼式超聲成像骨密度儀。該骨密度儀能測量跟骨的真實厚度，消除軟組織對 SOS的影響，能提供溼式測量所需的脫氣水，由此提供高精度的骨密度值； 通過使用由矽膠等材料製成的10微米厚的薄襪根絕交叉感染；通過X-Y 二維 掃描獲得跟骨數位化圖像。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是骨密度儀由兩個超聲波 換能器、兩個發射支路、 一個接收支路、X-Y 二維掃描模塊及驅動電路、
數位訊號處理器(DSP)和微處理器(MCU)、真空脫氣水產生器、人機互動裝 置、供電裝置、放置待測足踝部的凹型水槽(其內有腳定位器)、10微米厚
的薄襪等構成。發射支路由信號源、驅動器、功率級構成。接收支路由限
幅器、模擬開關、跟隨器、數控增益放大器(AGC AMP)、濾波器、模擬-數 字轉換器(ADC)、 FIFO(First-in First-out)存儲器構成。總體結構見圖1、 2、 3。
兩個超聲波換能器分別安裝在凹型水槽內左右兩側的Y型掃描臂上， 以同軸-共焦的對齊方式運動；工作在脈衝穿透模式時， 一個超聲波換能器 發射，另一個超聲波換能器接收；工作在脈衝回波模式時，兩個超聲波換 能器各自都可以既發射、又接收。兩個超聲波換能器為點聚焦(PTF)防水探 頭，中心頻率為0. 5MHz。
能測量跟骨的真實厚度，消除軟組織對S0S的影響是本實用新型區別於 其它商品化超聲骨密度儀的的第一個特徵。
使用脈衝回波模式，再配合使用脈衝穿透模式，可測量跟骨軟組織的厚 度，從而測量跟骨的真實厚度，由此可以給出高精度的骨密度值。方法如下
首先執行脈衝穿透模式，左側的超聲波換能器發射，右側的超聲波換
能器接收，如圖4(a)所示，根據波速SOS(m/s^距離/時間差，可求出發射
信號與接收信號的時間差乙，它就是超聲波在水中的TOF(Time of Flight)， 見方程(l):
乙漏
(1)
然後將足跟浸入凹型水槽，執行兩次脈衝回波模式，如圖4(b)所示，得 到方程(2) 、 (3) 、 (4):
formula see original document page 8在不改變足跟位置的條件下，重新執行脈衝穿透模式，如圖4(c)所示， 得到方程(5):
formula see original document page 8
從這幾個方程可解出跟骨的真實厚度A:
(5)
而利用跟骨的真實厚度A可以求出修正後的S0S:
(6)
formula see original document page 8(7)
K是跟骨的sos，而不是跟骨加上軟組織的sos。
參數說明 S0S類
K:超聲波在水中的傳輸速度。 K,:超聲波在軟組織中的傳輸速度。
K:超聲波在跟骨中的傳輸速度。 T0F類
;:圖4(a)中在脈衝穿透模式時超聲波在水中的傳輸時間。
i;、 r2:圖4(b)中在脈衝回波模式時左邊換能器發射的超聲波在左側軟
組織前、後邊界上的TOFs。
r3、 r4:圖4(b)中在脈衝回波模式時右邊換能器發射的超聲波在右側
軟組織前、後邊界上的TOFs。
A:圖4(c)中在脈衝穿透模式時超聲波穿透水、軟組織及跟骨的總TOF。
長度類
Z) :兩超聲波換能器之間的距離。
A、 Dz腳跟左、右側軟組織的厚度。
A:跟骨的真實厚度。
在上述參數中，D 、 K、 J/,是己知的。
K是超聲波在水中的SOS，由如下公式給出-
K 1403 + 4.84< - 0.05" + 0.0002t3 (8)
(t為水溫，單位為。C)。
K,是超聲波在軟組織中的SOS，取平均值為1540m/s。
r 、 r2、 t;、 r2、 r3、 i;是可以使用本骨密度儀測出的。
由上述已知的和可測出的參數，用公式(6)、 (7)就可計算出跟骨的真實厚度A
和跟骨的SOS(K)。
由於本系統可以測量跟骨的真實厚度，有別於一般不考慮軟組織厚度的超 聲骨密度儀對於BUA的計算，本系統可以提供一個nBUA參數
扁誦翌 (9)
nBUA能更客觀地作為臨床醫生判斷骨質疏鬆的依據。
本實用新型對BUA的測量與計算方法如下先執行脈衝穿透模式，讓
超聲波只通過水(參考介質)，接收、計算其超聲波能量頻譜《(/);再將足
跟浸入凹型水槽，重新執行脈衝穿透模式，再接收、計算超聲波穿透水、
軟組織和跟骨的能量頻譜^(/)。將這兩個頻譜取絕對值，相除，再取對數，
即可得到衰減函數a(f)
formula see original document page 10 (10)
對中心頻率為0. 5MHz的超聲波換能器，0. 2MHz-0.6MHz頻率範圍內的 a(/)曲線的斜率即為BUA(dB/MHz):
formula see original document page 10 (11)
溼式單點測量("速測"模式)流程圖見圖5。
研究揭示，如果沒有成像能力，則由於病人足部解剖結構的變異，BUA值將 會有顯著的區別。為降低造價，本實用新型採用兩個超聲波換能器加X-Y二 維掃描模塊的方式獲得跟骨數位化圖像。兩個超聲波換能器通過Y型掃描臂 安裝在X-Y二維掃描模塊上。X-Y二維掃描模塊由一個Y型掃描臂、兩個 滾珠絲槓螺母副、四個直線軸承與導向杆等構成。步進電機連接滾珠絲槓螺母 副，直線軸承與導向杆構成導向部件。X-Y 二維掃描模塊安裝在被測足足尖的 前上方，且由X-Y 二維掃描模塊的滾珠絲槓螺母副與導向部件所構成的平面 垂直於水平面。Y型掃描臂由上向下伸入凹型水槽，以防止水進入元器件安 裝部位。X-Y二維掃描模塊的結構及安裝方式見圖2與圖3。
"圖像"模式既測BUA和SOS，同時提供跟骨數位化圖像，跟骨成像面積 60X60咖，最大實際掃描能力為90 mmX90mm。換能器掃描時每移動一格為 lmm。"圖像"模式測量流程圖見圖6。
無交叉感染是本實用新型區別於其它商品化超聲骨密度儀的第二個特 徵。
無交叉感染是這樣實現的測量時在被測足上套一個一次性使用的薄 襪(厚度為IO微米)，使被測足不與水以及超聲骨密度儀接觸。薄襪由矽膠、 聚亞安酯、聚胺酯、聚四氟乙烯等聲學特性接近於水的物質製成。薄襪的外形 .見圖7。薄襪上有一個軟管，軟管的一端在被測足跟部凹彎處，軟管的另一 端接微型真空泵，測量時微型真空泵抽光薄襪與被測足之間的空氣，由於 大氣壓力的作用使薄襪緊貼被測足跟。薄襪的開口處在被測者踝關節之上 12釐米左右，該開口處一方面因富有彈性可以收緊，另一方面再被本測試 儀固定小腿的皮帶綑紮，可防止空氣進入。薄襪的大小從32碼到55碼， 可根據被測足的大小選用。在薄襪與跟骨測量區之間可預先噴醫用酒精，進 一步確保薄襪與跟骨測量區之間無空氣泡存在。
使用薄襪的優點有(l)根絕交叉感染，容易為被測者接受；(2)不必 每測一個人就換一次水，無須大的儲水罐，減小了儀器體積重量。(3)對被 測者而言是全乾式測試，測完即可穿鞋襪。
能提供脫氣水是本實用新型區別於其它商品化溼式超聲骨密度儀的第 三個特徵。
真空脫氣水產生器能脫去水中的游離氣體、微泡及溶解狀態的氣體，如 氮氣、氧氣和二氧化碳等，產生純度較高的脫氣水。使用脫氣水對提高測量精 度至關重要。
真空脫氣水產生器由電磁閥、電熱器、儲水罐、微型真空泵、超聲波 霧化器、臭氧(03)發生器等構成；除儲水罐外，前述元件分別與微處理器 (MCU)連通。儲水罐的下端通過輸水管道、電磁閥連接凹型水槽；儲水罐的上 端有進水管、脫氣管道，該脫氣管道連接微型真空泵；儲水罐內裝有自限溫電 熱器，其外表面有樹脂防水層，使用12V低壓電源，預定溫度為36。C;儲水罐 內還有微型超聲波霧化器。真空脫氣水產生器的結構見圖8。本機同時利用
真空、加熱及超聲脫氣三法合一進行脫氣，為本骨密度儀提供理想的脫氣水。 微型臭氧(03)發生器產生臭氧，從儲水罐底部注入水中，以達到緩蝕、阻垢、. 殺菌、滅藻且無二次汙染的目的。由此，本骨密度儀對水質的要求一般，自來 水經過過濾即可。此外，儲水罐、凹型水槽的內表面，以及兩個超聲波換能器、
'Y型掃描臂、足定位器等的外表面均採用雙塗層保護內塗層為鋅鉻酸鹽複合 塗層，具有優良的耐腐蝕特性；接觸水的外塗層塗復有超疏水材料，如碳氟樹 脂或納米材料層，這樣可防止水在內或外壁表面凝結，停機後在其上產生微生 物。兩個塗層使與水有關的系統表面具有超強的防腐性能，無需維護。
本實用新型的凹型水槽內安裝有自限溫電熱器，預定溫度為36。C，該電 熱器具有正溫度係數PTC效應，使用12V低壓電源，確保人身安全。自限溫電 熱器外表面有樹脂防水層。
本實用新型由數位訊號處理器(DSP)負責數字濾波、計算FFT(快速付 裡葉變換)值、數字圖像處理以及在跟骨數位化圖像上自動選取最佳測試區 ROI;而微處理器(MCU)則負責管理其餘的器件。人機互動裝置包括鍵盤、 熱印表機、標準USBOTG接口、喇叭及彩色LCD。 USB OTG接口可供輸出骨 密度測試報告或跟骨數位化圖像；熱印表機供列印骨密度測試報告；也可以 通過USB OTG接口外接彩色印表機列印彩色骨密度測試報告；從鍵盤可用 拼音輸入被測者的名字等漢字。本型儀器面板見圖9。 本實用新型的其它模塊都是公知的技術，不再贅述。 本實用新型的有益效果是，可以測量跟骨的真實厚度，消除軟組織對SOS的
影響，並能將普通自來水變成純度較高的脫氣水供測量用，由此能提供高精 度骨密度值；無交叉感染，對被測者而言是全乾式測試；能提供跟骨數字 化圖像。


圖l為本實用新型的電原理框圖。
圖2為本實用新型的縱剖面構造圖。
圖3為本實用新型去除上蓋後的構造圖。
圖4(a)為溼式雙探頭脈衝穿透模式測水示意圖，圖4(b)為溼式雙探頭 脈衝回波模式測跟骨示意圖，圖4(c)為溼式雙探頭脈衝穿透模式測跟骨示意 圖。
圖5為溼式單點測量("速測"模式)流程圖。
圖6為"圖像"模式測量流程圖。
圖7為薄襪外形圖。
圖8為真空脫氣水產生器的結構圖。
圖9為儀器面板圖。
圖中
l.外殼，2.凹型水槽，2-1.自限溫電熱器對，2-2.手動放水開關，3.Y 型掃描臂，4. X-Y 二維掃描模塊，4-1. Y軸導向杆，4-2. X軸步進電機，4-3. X 軸滾珠絲槓螺母副，4-4.Y軸滾珠絲槓螺母副，4-5.Y軸步進電機，4-6. X 軸導向杆，5.LCD， 6.鍵盤，7.熱印表機，8.超聲波換能器，9.真空脫氣水 產生器儲水罐，9-1.電磁閥，9-2.出水管，9-3.微型真空泵，9-4.高水位 傳感器，9-5.儲水罐蓋，9-6.進水管蓋，9-7.臭氧發生器，9-8.臭氧進氣 管，9-9.超聲波霧化器，9-10.低水位傳感器，9-11.自限溫電熱器，10. 薄襪，ll.抽氣軟管，12.開關，12-1.通氣孔，12-2.可旋轉開關。
具體實施方式
以下結合附圖介紹本實用新型的具體實施方式
及具體工作過程。
產生脫氣水 打開電源開關。
打開凹型水槽下的手動放水開關2-2,放盡凹型水槽2中的水，重新關 上放水開關2-2。將乾淨的自來水倒入儲水罐9，聽到喇叭聲(指示高水位位 置)後停止倒水。按面板上的"脫氣水"鍵，MCU將首先打開儲水罐9內的 自限溫電熱器9-11，對水加熱，設定溫度為36。C。當溫度達到設定值，MCU啟 動儲水罐內的超聲波霧化器9-9和微型真空泵9-3實施脫氣，脫氣時間為 20分鐘。與此同時，微型臭氧(03)發生器9-7產生臭氧，臭氧經臭氧管 道9-8從儲水罐底部注入水中，以殺菌、滅藻。當脫氣時間達到設定值，喇 叭指示脫氣完畢，電磁闊9-l自動將脫氣水放入凹型水槽2。
操作人員可根據本機使用頻度決定換水和重新產生脫氣水的時間間 隔。推薦的換水和重新產生脫氣水的時間間隔為24小時。 測量準備
打開電源開關。儀器將進行自檢，有故障時將給出故障代碼。
預熱儀器和加熱凹型水槽2中的脫氣水，水溫指示LED閃爍，喇叭發 聲後方可進行測量。
按面板上的"Enter"鍵，LCD 5提示操作人員輸入密碼(Pass Word)， 防止無關人員操作儀器。
再按面板上的"Enter"鍵，LCD 5提示操作人員輸入被測者的個人 資料(包括足的大小)，以便測量完成後輸出測量數據(報告或圖像)。從鍵 盤6可用拼音輸入法輸入被測者的性名、性別等漢字。
為被測者挑選大小合適的薄襪10;在跟骨測量區預先噴醫用酒精；穿薄 襪；旋轉薄襪軟管上的開關12-2到開的位置；將薄襪上的軟管ll接微型 真空泵，按面板上的"抽氣"鍵，抽光薄襪與被測足之間的空氣。對於"速 測"模式，因為測試時間很短，可旋轉薄襪軟管上的開關12-2到關的位 置，斷開軟管11與微型真空泵之間的連接。對於"圖像"模式，因為測 試時間較長，須保持軟管ll與微型真空泵之間的連接，系統將在測試過程
中斷續抽氣。檢査薄襪緊貼跟骨測量區後，將被測足放入凹型水槽2。
上述無交叉感染的方法也可以這樣實現被測足穿上薄襪10放入凹型
水槽2;通過軟管11向薄襪10中注入少量脫氣水或醫用酒精(以剛淹沒測試
區為宜)，從而形成薄襪外水、薄襪、薄襪內水或醫用酒精、被測足的結構。
此時無須使用真空泵對薄襪內抽氣。 測量
測量在系統軟體控制下自動完成。系統軟體中包含有一個高質量的自動定 位與自動校準模塊，每次測量前對探頭自動定位，自動校準。
自動定位包括探頭自動定位與最佳測試區ROI自動定位。
探頭自動定位執行兩個操作其一，X-Y 二維掃描模塊4首先將兩探頭8 移到足定位器以外的區域，使兩探頭直接相對，由系統對凹型水槽2中的水 執行脈衝穿透模式，測水的TOF和^(/);其二，完成上一步後，X-Y二維掃 描模塊4將兩探頭8移回足定位器附近區域，使兩探頭8與被測足跟處於三 點一線的位置，再根據被測足的大小，自動尋找掃描起始位置坐標。
最佳測試區ROI自動定位在確定掃描起始位置坐標以後，再自動掃描 lOxlOmm尋找最佳測試區(ROI) 。 ROI自動定位功能使操作者無需反覆細調儀 器，可克服因病人足部解剖結構差異而導致的錯誤檢測結果。
自動校準是將在ROI自動定位過程中所作的測量結果，與儀器內儲存的對 標準假體所作的測量結果對比，直到二者相符合才進行對跟骨的自動測量。
對跟骨自動掃描測量("圖像"模式)時，跟骨測量區域為60X60咖，換能 器掃描時每移動一格為lmm，將每點的測量值(BUA和SOS)與其位置依序記 錄，產生一 3600點的矩陣，形成二維超聲波跟骨數位化圖像。此後，數字 信號處理器(DSP)將自動進行數字圖像處理，在跟骨數位化圖像上自動選取 ROI (這是一個直徑為14ram的圓)。
按面板上的"速測"鍵或"圖像"鍵，本實用新型將根據圖5、圖6的 測量流程圖，由系統軟體控制相應的元器件動作，自動完成相應的測量探頭自動定位、ROI自動定位、自動校準、自動測量、數據處理、測量結束後測 量指示LED閃爍，喇叭發聲。 文件輸出
取下一次性使用薄襪；列印測試報告或通過USB 0TG 口下載測試報告 或跟骨數位化圖像，下載操作無須通過計算機。測試報告滿足WHO標準，除 提供數字超聲波量化參數BUA、 S0S外，還包括骨強度指數(Stiffness Index, STI) 、 T值、Z值等等。
本實用新型不局限於上述最佳實施方式，其它根據本實用新型所揭示 的精神完成的修改設計，均應包含在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1、高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其特徵是:骨密度儀由兩個超聲波換能器、兩個發射支路、一個接收支路、X-Y二維掃描模塊及驅動電路、數位訊號處理器(DSP)和微處理器(MCU)、真空脫氣水產生器、人機互動裝置、供電裝置、放置待測足踝部的凹型水槽、10微米厚的薄襪等構成；數位訊號處理器和微處理器連通；超聲波換能器分別與發射支路、接收支路連通；接收支路分別與數位訊號處理器、微處理器連通；發射支路、X-Y二維掃描模塊及驅動電路、人機互動裝置的鍵盤與彩色液晶顯示器(LCD)分別與微處理器連通；USB-OTG接口與數位訊號處理器連通。
2、 根據權利要求l所述的高精度無交義感染的溼式超聲成像骨密度儀，其 特徵是，兩個超聲波換能器分別安裝在凹型水槽內左右兩側的Y型掃描臂 上，並分別與發射支路和接收支路連通；超聲波換能器有兩種工作模式， 其中，脈沖穿透模式是一個超聲波換能器發射，另一個超聲波換能器接收； 脈衝回波模式是兩個超聲波換能器各自都可以既發射又接收。
3、 根據權利要求l所述的高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其 特徵是，發射支路由信號源、驅動器、功率級構成並依次連通，信號源與 微處理器(MCU)連通，功率級與超聲波換能器連通。
4、 根據權科要求l所述的高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其 特徵是，接收支路由限幅器、模擬開關、跟隨器、數控增益放大器(AGC AMP)、 濾波器、模擬-數字轉換器(ADC)、 FIF0(First-in First-out)存儲器構成 並依次連通；模擬開關、數控增益放大器與微處理器(MCU)連通，FIFO存 儲器與數位訊號處理器(DSP)連通，限幅器與超聲波換能器連通使用模擬 開關控制兩個超聲波換能器分時復用昂貴的接收支路元件。
5、 根據權利要求l所述的高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其 特徵在於X-Y二維掃描模塊及驅動電路由隔離器、驅動器、步進電機及 X-Y 二維掃描模塊構成並依次連通，隔離器還與微處理器(MCU)連通；X-Y 二維掃描模塊由一個Y型掃描臂、兩個滾珠絲槓螺母副、四個直線軸承與導 向杆等構成；步進電機連接滾珠絲槓螺母副，直線軸承與導向杆構成導向部件； X-Y 二維掃描模塊安裝在被測足足尖的前上方，且由滾珠絲槓螺母副與導向 部件所構成的平面垂直於水平面；Y型掃描臂由上向下伸入凹型水槽；通過 X-Y 二維掃描獲得跟骨數位化圖像，換能器掃描時每移動一格為lmm，跟骨 成像面積為60X60mm。
6、 根據權利要求l所述的高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其 特徵在於被測足上需要套一個IO微米厚、 一次性使用的薄襪以根絕交叉 感染；該薄襪由矽膠、聚亞安酯、聚胺酯、聚四氟乙烯等聲學特性接近於水的 物質製成；薄襪上還有一個軟管，軟管的一端在被測足跟部凹彎處，軟管的 另一端接微型真空泵，測量時用微型真空泵抽光薄襪與被測足之間的空氣； 薄襪的開口處在被測足踝關節之上12釐米處，開口處富有彈性因而可以收 緊；薄襪的大小從32碼到55碼。
7、 根據權利要求1所述的高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其 特徵是真空脫氣水產生器由電磁閥、電熱器、儲水罐、微型真空泵、微型 超聲波霧化換能器、臭氧發生器等構成；除儲水罐外，前述元件分別與微處 理器(MCU)連通；儲水罐的下端通過輸水管道、電磁閥連接凹型水槽，儲水罐 的上端有進水管、脫氣管道，該脫氣管道連接微型真空泵；儲水罐內裝有自限 溫電熱器，外表面有樹脂防水層，使用12V低壓電源，其預定溫度為36° C;儲 水罐內還有微型超聲波霧化換能器，臭氧從儲水罐底部注入水中。
8、 根據權利要求l，或權利要求2，或權利要求7所述的高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其特徵在於儲水罐、凹型水槽的內表面，兩個超聲波換能器及Y型掃描臂等的外表面採用雙塗層保護內塗層為鋅鉻酸鹽 複合塗層；接觸水的外塗層塗復有碳氟樹脂材料層；凹型水槽內安裝有自限溫 電熱器，預定溫度為36。C，該電熱器具有正溫度係數PTC效應，使用12V低壓 電源；自限溫電熱器外表面有樹脂防水層。
9、根據權利要求l所述的高精度無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀，其 特徵在於數位訊號處理器(DSP)和微處理器(MCU)連通，負責信號處理和 控制；鍵盤、彩色LCD連接MCU，熱印表機、USB OTG接口連接DSP。
專利摘要一種高精度、無交叉感染的溼式超聲成像骨密度儀。包括超聲波換能器、限幅器、模擬開關、濾波器、數控增益放大器、模擬-數字轉換器、存儲器、數位訊號處理器、微處理器、信號源、驅動器、功率級、步進電機、X-Y二維掃描模塊、真空脫氣水產生器、人機互動裝置、供電裝置和用以放置待測足踝部的凹型水槽。本實用新型測量跟骨的數字超聲波量化參數(QUS)寬帶超聲波衰減BUA和超聲波速度SOS。能測量跟骨的真實厚度，消除軟組織對SOS的影響，能提供溼式測量所需的脫氣水，由此提供高精度的骨密度值；通過使用由矽膠等材料製成的10微米厚的薄襪根絕交叉感染；通過X-Y二維掃描獲得跟骨數位化圖像，跟骨成像面積為60×60mm。
文檔編號A61B8/00GK201200421SQ20072012663
公開日2009年3月4日 申請日期2007年7月24日 優先權日2007年7月24日
發明者雲飛·王, 欣俊·易 申請人:王代梅