[00150601]骨骼系统超声诊断的新方法、仪器及应用

本项目以骨骼系统中超声传播理论-方法-技术-仪器-应用为主线,系统性地研究了超声诊断与评价骨骼系统的新方法、新技术、仪器及应用。其主要内容和科技创新点有： 1、理论研究：在理论上分别建立了蜂窝状的松质骨理论模型和充粘液复合管状长骨模型,研究超声在骨骼中的传播机理以及超声与骨微结构的相互作用。提出将表观积分背散射系数（AIB）、频谱质心偏移量（SCS）、骨小梁间距（TbSp）及联合参数（CAS）用于诊断和评价骨状况,并获得了超声参量与骨矿密度（BMD）的相关性,实现了相关算法。 2、数值研究：采用时域有限差分法,分析骨微结构中超声背散射信号和超声导波的传播机理。 3、骨超声实验及其信号处理算法研究：提出了从超声的编码激发→频散补偿→时频分离→提取和识别→反演→获取骨参数的系统性方法。 4、研制成功了国际上首台采用超声背散射法的骨超声诊断仪（第一代、第二代）： ① 软件系统设计及算法编程实现; ② 硬件设计与实现; ③ 系统核心技术指标、机械、工艺及整体设计等; ④ 系统测量的新超声参量研究,包括AIB、SCS、TbSp及CAS等。仪器的技术指标为：研制的诊断仪可测量的频率范围0.5-7.5MHz,存储容量可达40万个受测者信息;采用彩色LCD显示;用户可用触摸屏、USB键盘/鼠标,内置微形打印机和4个USB接口操作。系统的重复精度小于1.8 %;测试时间小于5s;干式耦合。 5、标准数据库的建立： 临床试验方案的设计和制订、试验数据的分析和处理等。在国际上首先建立了骨质超声背散射参数AIB、SCS、TbSp及CAS的标准值数据库。 本项目在国家自然科学基金面上项目、仪器专项及上海市重点科技攻关计划等10个项目的资助下,已申报国家发明专利6项,发表SCI/EI收录论文68篇,该仪器已被用于成年人骨质检测、新生儿骨质评价等,在复旦大学附属中山医院、华山医院和儿科医院临床测量3100多例。 该系统为便携式系统,其制造和运行成本低、无电离辐射、简便、速度快、可携带等优点,在所有人群中都可适用。项目的实施不需要特别的设备和材料,其电功率很小,也很环保。其成果对提高人口健康水平及改善人民生活质量具有极其重要的意义。