超声背散射骨质评价中的频散衰减测量与补偿

• 作者: 东蕊 他得安 刘成成 李博艺 蔡勋兵 邵留磊
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 超声背散射 骨质评价 频散衰减 衰减补偿
• 年，卷（期）: 2019,（18）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 126-133
• 页数: 8页
• 字数: 5387字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190599

摘要

超声背散射法已逐渐应用于骨质的评价与诊断.相比于人体软组织,致密多孔的骨组织中超声衰减大,导致接收到的超声信号微弱,频散失真严重.骨组织的超声频散衰减通常由超声透射法测量.然而,透射法测量的超声衰减为传播路径上组织介质衰减的平均值,无法区分软组织、皮质骨及松质骨的衰减效应,无法测量感兴趣区域内松质骨组织的超声衰减.本文旨在研究松质骨超声频散衰减的背散射测量方法,分析补偿超声背散射信号频散失真的可行性.离体测量16块松质骨样本的超声背散射与透射信号(中心频率1 MHz).采用四种背散射方法(谱移法、谱差法、谱对数差法和混合法)测量松质骨超声频散衰减系数,与超声透射法测量的频散衰减标准值进行对比.结果表明,骨样本超声频散衰减范围为2.3—6.2 dB/mm/MHz,透射法测量的超声频散衰减(均值 ± 方差)为(4.14±1.14)dB/mm/MHz;谱移法、谱差法、谱对数差法和混合法测量的频散衰减(均值 ± 方差)分别为(3.88±1.15)dB/mm/MHz,(4.00±0.98)dB/mm/MHz,(3.77±0.84)dB/mm/MHz,(4.05±0.85)dB/mm/MHz.背散射法测量的频散衰减系数与标准值有较高的相关性(R=0.78—0.92,p<0.01),其中,谱差法(R=0.91,p<0.01)和混合法(R=0.92,p<0.01)测量结果更准确(相对误差小于20％).以上结果说明背散射法测量松质骨超声频散衰减具有可行性,基于傅里叶变换-逆变换原理可以补偿背散射信号频散衰减失真,显著提高信号强度,有利于后续超声背散射骨质评价及成像研究.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	他得安	复旦大学电子工程系	65	524	12.0	20.0
2	李博艺	复旦大学电子工程系	2	1	1.0	1.0
3	刘成成	同济大学物理科学与工程学院声学研究所	2	1	1.0	1.0
4	东蕊	同济大学物理科学与工程学院声学研究所	1	0	0.0	0.0
5	蔡勋兵	同济大学物理科学与工程学院声学研究所	1	0	0.0	0.0
6	邵留磊	同济大学物理科学与工程学院声学研究所	1	0	0.0	0.0