提供电子体模（２０，５０）和对用于定量超声装置（２２）的体模进行电子控制的方法（６０）。电子体模包括壳体（５２）、壳体中配置成从定量超声装置接收超声信号的第一换能器元件（３０）以及壳体中连接到第一换能器元件的第二换能器元件（４２）。第二换能器元件配置成根据所接收超声信号将经修改超声波传送给定量超声装置。第一和第二换能器元件以背对背配置安置在壳体中。
【技术实现步骤摘要】
一般来说，本文所公开的主题涉及医疗诊断系统，更具体来说，涉及定量超声 (QUS !quantitative ultrasound)装置。
技术介绍
例如超声密度计和超声测量仪的QUS装置使用超声波来测量骨完整性。QUS装 置的有效性是确保允许正确诊断的持续正确测量的一个重要功能。QUS装置必须在许多 年保持稳定，以便正确评估骨质疏松症的进展或者监测治疗。因此，例如又称作飞行时 间(time-of-flight)的声速(SOS speed of sound)和宽带超声衰减(BUA broadband ultrasound attenuation)的测量参数需要随时间进行正确测量。QUS体模(phantom)用于监测QUS装置稳定性。常规QUS体模使用稳定且表征完 善的液体、如水来衰减信号。其它常规QUS体模使用固体材料，例如具有已知超声性质的橡 胶。这些QUS体模都没有圆满地模拟骨形态测量。相应地，来自QUS装置的声波和体模的 交互没有模仿骨，由此产生可能不是特别准确的模拟。另外，例如水的液体不是完全衰减性 的(atterumtive)，使得QUS装置工作在最小功率。固体体模还具有老化效应。例如，具有 良好BUA特性的材料通常有弹性。用于QUS体模的一种典型材料是氯丁橡胶。随着氯丁橡 胶老化，发生材料中分子之间的更大交联(cross-link)。这种交联产生更硬的材料以及声 学性质的变化。材料硬度的变化由此降低QUS体模用于长期监测的效用。此外，水和固体 QUS体模均具有温度感应漂移或值变化。
技术实现思路
根据一个实施例，提供用于定量超声装置的电子体模。该电子体模包括壳体、壳体 中配置成从定量超声装置接收超声信号的第一换能器元件以及壳体中连接到第一换能器 元件的第二换能器元件。第二换能器元件配置成根据所接收超声信号将经修改超声波传送 给定量超声装置。第一和第二换能器元件以背对背配置安置在壳体中。根据另一实施例，提供用于定量超声装置的电子体模。该电子体模包括用于从定 量超声装置接收超声信号的输入以及连接到输入的信号修改模块。信号修改模块配置成模 仿骨的一个或多个声学性质。该电子体模还包括连接到信号修改模块的输出，用于根据所 模仿声学性质传送经修改超声信号。根据又一实施例，提供对用于定量超声装置的体模测试的骨进行电子模仿的方 法。该方法包括确定待模仿骨的一个或多个声学性质；以及根据所确定声学性质调制来 自定量超声装置的所接收超声信号。该方法还包括将经调制超声信号传送给定量超声装置。附图说明图1是示出根据各个实施例构造的与定量超声(QUS)装置配合使用的电子体模的3简化框图。图2是根据各个实施例构造的电子体模的框图。图3是根据各个实施例构造的电子体模的图解图示。图4是根据各个实施例对骨进行电子模仿的方法的流程图。图5是示出对根据各个实施例使用的不同模拟骨质量的调制特性的表。图6是示出根据各个实施例从超声脉冲形成的经调制波以及来自QUS装置的响应 的信号图。图7是根据各个实施例的体模可与其结合使用的QUS装置的透视图。图8是根据各个实施例的体模可与其结合使用的QUS装置的另一透视图。具体实施方式上述
技术实现思路
以及对某些实施例的以下详细描述在结合附图阅读时将被更好理 解。在附图示出各个实施例中功能块的简图的意义上，功能块不一定指示硬件电路之间的 划分。功能块(例如处理器或存储器)中之一或多个可在单个硬件(例如，通用信号处理 器或随机存取存储器、硬盘等)或者多个硬件中实现。类似地，程序可以是独立程序，可以 作为子例程结合在操作系统中，可以是已安装软件包中的功能，等等。应当理解，各个实施 例不限于附图中所示的布置和工具。本文所使用的未限定数量的要素或步骤应该被理解为不排除多个所述要素或步 骤的情况，除非明确说明了这种排除情况。此外，“一个实施例”的说法不是意在解释为排除 也结合所述特征的其它实施例的存在。此外，除非相反地明确说明，否则，“包括”或“具有” 带特定性质的要素或多个要素的实施例可包括没有那种性质的附加此类要素。下面详细描述与例如超声骨密度计或超声测量仪的定量超声(QUQ装置配合使 用的电子体模的示范实施例。各个实施例提供允许修改QUS装置的超声发射器与超声接收 器之间超声脉冲的体模的电子装置和/或电子控制。电子体模用电子器件(electronics) 模仿骨，并且还可允许改变所模仿骨的骨质量或性质。电子体模可与任何QUS装置、例如可 从GE Healthcare得到的Lunar Achillies超声测量仪或者其它超声骨密度计结合使用。具体来说，如图1所示，本专利技术的各个实施例提供一种电子体模20，它配置成模仿 骨的性质或特性，例如人踵骨(又称为跟骨)的声学性质。电子体模20可与QUS装置22 配合使用，例如以使QUS装置22的操作有效或对其进行测试。在各个实施例中，QUS装置 22包括发射换能器阵列M和接收换能器阵列26，电子体模20设置在它们之间。更具体来 说，电子体模20设置在发射换能器阵列M与接收换能器阵列沈之间的超声波路径中。应 当注意，发射换能器阵列M和接收换能器阵列26可包括一个或多个换能器元件。使用QUS装置22对超声脉冲的发射和接收来测量对象、例如安置在发射换能器阵 列M与接收换能器阵列26之间的人踵骨的物理性质。例如，QUS装置22配置成测量对象 的完整性和密度。具体来说，QUS装置22可通过下列步骤确定对象的物理性质和/或完整 性通过使用发射换能器阵列M和接收换能器阵列26，比较通过对象的相对宽带超声衰减 (BUA)和/或相对传送时间(又称作飞行时间或声速)的任一个。相应地，各个实施例中的电子体模20通过改变或修改可以是从发射换能器阵列 24发射的一个或多个脉冲的超声信号来模仿骨的某些特性或性质，如声学性质。由于信号修改，接收换能器阵列26接收相对于例如飞行时间或BUA进行修改的信号。由于信号被 使用已知值进行修改，所以在与已知值进行比较时，可测试QUS装置22准确性或者使QUS 装置22有效。因此，电子体模20进行操作以修改QUS装置22所使用的超声脉冲，以便模 仿具有特定质量、特性或性质的骨，例如健康骨或者骨质疏松症骨。作为示例，可通过如本 文更详细描述地调制超声脉冲来改变超声脉冲的飞行时间或者衰减，以便生成经修改超声 波。经修改超声波允许确定QUS装置22是否测量了电子体模20正模仿的特定骨密度或完 整性的预计值。如图2所示的电子体模20包括在输入31的接收换能器元件30。例如，接收换能 器元件30可包括配置成接收超声信号的一个或多个换能器。具体来说，接收换能器元件30 接收QUS装置22中、具体来说从发射换能器阵列对(图1所示)发射的超声脉冲。接收换 能器元件30连接到对来自接收换能器元件30的所接收超声信号进行修改的信号修改模块 32。例如，信号修改模块32使用本领域已知的调制和/或滤波技术来改变所接收超声信号 的飞行时间或BUA。在一些实施例中，信号修改模块32包括飞行时间模块34和宽带衰减模 块36，它们分别改变所接收超声信号的飞行时间、即通过(transit)时间或者BUA。例如， 信号修改模块32可配置成充当有源滤波器，例如仅允许某些频率通过电子体模20的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于定量超声装置的电子体模（２０，５０），所述电子体模包括：壳体（５２）；所述壳体中的第一换能器元件（３０），配置成从定量超声装置（２２）接收超声信号；以及所述壳体中的第二换能器元件（４２），配置成连接到所述第一换能器元件，并且配置成根据所接收超声信号将经修改超声波传送给所述定量超声装置，其中所述第一和第二换能器元件以背对背配置安置在所述壳体中。
【技术特征摘要】
US 2009-9-30 12/5705831.一种用于定量超声装置的电子体模00，50)，所述电子体模包括 壳体(52)；所述壳体中的第一换能器元件(30)，配置成从定量超声装置0 接收超声信号；以及 所述壳体中的第二换能器元件(42)，配置成连接到所述第一换能器元件，并且配置成 根据所接收超声信号将经修改超声波传送给所述定量超声装置，其中所述第一和第二换能 器元件以背对背配置安置在所述壳体中。2.如权利要求1所述的电子体模00，50)，其中，所述第一和第二换能器元件(30，42) 配置成生成经衰减超声波作为所述经修改超声波，其中所述经衰减超声波对应于人踵骨中 的衰减。3.如权利要求1所述的电子体模00，50)，其中，所述第一和第二换能器元件配置成改 变所接收超声信号的飞行时间和宽带超声衰减中之一，以便生成所述经修改超声波。4.如权利要求1所述的电子体模00，50)，其中，所述第一和第二换能器元件(30，42) 包括不匹配换能器...
【专利技术属性】
技术研发人员：RF莫里斯，ST莫里斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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