专利汇可以提供一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于共振态的骨 胶原蛋白 含量评估方法及装置,它包括 激光器 、激光 控制器 、显示模 块 、超 声换能器 、前置 放大器 、 锁 相放大器以及耦合剂,所述的耦合粘贴在人体 皮肤 上,本发明报导的装置可实现骨胶原蛋白含量的检测,解决现有在骨 质量 评价中,只能依靠骨 密度 这单一的评价值,同时可以实现骨表层的胶原蛋白含量对 信号 的影响。本发明具有无创伤、无 辐射 、检测成本低、评估准确等明显优势。,下面是一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估装置,其特征在于,包括
处理器和由处理器控制的激光控制器;
激光器,通过激光控制器接收处理器的输出信号,并至少输出两个互相交替占空的波长的准直激光至人体且被其骨组织吸收;
超声换能器阵列,接收经骨组织生成的共振态超声波,转换共振态超声波为电信号,并输出电信号至处理器。
2.根据权利要求1所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估装置,其特征在于,所述的激光器选用多波长调谐激光器,其波段至少包括905nm、1064nm以及1550nm三个波段。
3.根据权利要求1所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估装置,其特征在于,所述的激光器,其输出至少两个互相交替且恰好不重叠占空的波长的准直激光。
4.根据权利要求1所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估装置,其特征在于,所述的骨组织,包括多孔松质骨,多孔松质骨包括桡骨远端、肱骨髁、胫骨平台和桡骨茎突。
5.根据权利要求1所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估装置,其特征在于,所述的压电换能器选用宽频带响应型,中心频带为2MHz,频带范围为0.5MHz至5MHz。
6.根据权利要求1所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估装置,其特征在于,还包括耦合剂,准直激光通过耦合剂照射至人体,其选为对830nm至2300nm频率范围激光透过率大于85%的透明乳胶。
7.一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估方法,其特征在于,包括如下步骤,步骤1、至少利用两个互相交替占空的波长的准直激光,并使其被骨组织吸收,再由骨组织对应不同准直激光分别生成的共振态超声波;
步骤2、根据骨组织中声信号传播方程,按照平面波展开法获得本征方程,再通过传递矩阵法或时域有限差分法求解本征方程,获得骨胶原蛋白含量的共振态算法模型;
步骤3、将至少两个共振态超声波转换为对应的电信号,将电信号代入共振态算法模型,计算获得骨胶原蛋白含量。
8.根据权利要求7所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估方法,其特征在于,所述的步骤2,包括如下步骤,
步骤2.1、根据骨组织中声信号二维传播方程
其中,j,l代表坐标x或y,u(x)为位移矢量u的j分量,ρ为介质密度,μ和λ分别为介质的弹性常数和拉梅常数,
按照平面波展开法获得两个标准本征方程
和
其中ρG-G',λG-G'和μG-G'为傅立叶系数,G为倒格矢,k为格波波矢;
步骤2.2、将两个标准本征方程表示为傅里叶函数形式FG
其中,A和B分别散射介质与背景介质,I(G)为结构因子,表示式为
其中,S为骨组织的横截面积,f=Sr/S为散射介质的填充系数,Sr为散射介质在整个骨组织中的横截面积;
步骤2.3、通过传递矩阵法或时域有限差分法求解本征方程,获得骨胶原蛋白含量的共振态算法模型
P(ω)=F(f,G,..)
其中,P(ω)为傅里叶变换下待输入的电信号,F(f,G,..)为共振态函数。
9.根据权利要求8所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估方法,其特征在于,所述的步骤2.2,包括如下步骤,
步骤2.2.1、根据骨组织中骨孔结构形状,分别按照圆形、六边形、正方形和三角形通过位置矢量设置本征方程的结构因子;
步骤2.2.2、再将对应的结构因子表示为各自的贝塞尔函数,求和获得各向异性的本征方程。
10.根据权利要求9所述的一种基于共振态的骨胶原蛋白含量评估方法,其特征在于,所述的步骤3,包括如下步骤,
步骤3.1、将至少两个均带有填充系数和结构因子信息的共振态超声波转换为对应的电信号,再对电信号进行傅立叶变换,将其中一个傅里叶变换后的电信号作为参考信号;
步骤3.2将所有电信号代入共振态算法模型,反演计算获得骨胶原蛋白含量。
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