超声骨密度检测手环及检测方法、装置及设备与流程

1.本文件涉及超声骨密度检测领域，尤其涉及一种超声骨密度检测手环及检测方法、装置及设备。


背景技术：

2.骨质疏松是一种严重危及人类生命安全的疾病，主要表现在骨密度降低、骨小梁含量降低和骨微结构破坏，导致骨脆性增加，从而加大骨折风险。
3.超声法测骨密度由于其原理便捷，设备体积较小，通常用于骨密度普查、骨质疏松症筛查、少儿骨骼生长发育状况监测。
4.现有技术在测量桡骨或儿童的胫骨时，通常需要操作者在待测部位均匀涂上耦合剂后，使用探头以被测骨骼为轴，在一定角度内反复扫描，从而得到不同角度的骨密度值，使用桡骨不同角度的骨密度值进行计算，得到被测骨骼的最终骨密度值。
5.而在实际测量中，操作者无法避免以下因素：
6.1、难以保证每次放置探头时、或在摇摆探头过程中，探头不与桡骨垂直；
7.2、难以保证每次摇摆探头时，所摇摆的夹角都在控制的角度范围内；
8.3、难以保证在摇摆探头时，出现以垂直骨轴方向为轴、以探头线缆为轴的偏转；
9.4、难以保证在摇摆过程中，探头不出现沿骨轴方向的位置平移。
10.以上因素均为人为操作的弊端，这些问题会导致测量过程中采集到的声速值出现偏差，给骨密度的测试引入了误差，导致最终的超声速度结果出现偏差，进而导致超声骨密度手动测试的精度低、重复性差的问题。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种超声骨密度检测手环及检测方法、装置及设备，旨在解决上述问题。
12.本说明书一个或多个实施例提供了一种超声骨密度检测手环，包括：
13.超声探头阵列，设置在所述手环表带中，所述超声探头阵列中至少包括3个超声探头，每个所述超声探头中包括多个阵元，所述多个阵元中至少包括接收阵元和发送阵元；
14.手环表带，用于将检测手环固定在被测者手臂的指定位置处；
15.数据传输模块，用于使超声探头与主机通讯连接；
16.本说明书一个或多个实施例提供了一种超声骨密度检测方法，使用如上述的一种超声骨密度检测手环进行检测，所述方法包括：
17.s1.通过主机确定检测手环已处于被测者手臂的指定位置处；
18.s2.控制所述检测手环工作，以使所述检测手环中的超声探头按照相应的模式进行工作；
19.s3.根据所述超声探头的检测角度，得到角度-声速图，以根据所述角度-声速图判断所述被测者的骨密度声速。
20.本说明书一个或多个实施例提供了一种超声骨密度检测装置，包括：
21.位置确定模块，通过主机确定检测手环已处于被测者手臂的指定位置处；
22.超声检测模块，控制所述检测手环工作，以使所述检测手环中的超声探头按照相应的模式进行工作；
23.结果判断模块，根据所述超声探头的检测角度，得到角度-声速图，以根据所述角度-声速图判断所述被测者的骨密度声速。
24.本说明书一个或多个实施例提供了一种电子设备，包括：处理器；以及，被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行时实现上述超声骨密度检测方法的步骤。
25.本说明书一个或多个实施例提供了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现上述超声骨密度检测方法的步骤。
26.采用本发明实施例，无需操作者手动摇摆测试，避免了运动过程可能出现的探头测试位置偏差、角度异常的现象，降低了手动测试引入的误差，提高了骨密度检测的精度。并且由于无需手动的摇摆测试，降低了对操作者的要求，且即使没有操作者，仅被测者自身也能完成完整的检测；同时由于多阵元静止测试，测试时间较摇摆测试缩短很多，很大程度提高了超声骨密度的检查速度。
27.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
28.为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种超声骨密度检测手环的结构示意图；
30.图2为本说明书一个或多个实施例提供的一种超声骨密度检测系统的架构示意图；
31.图3为本说明书一个或多个实施例提供的一种超声骨密度检测方法流程图；
32.图4为本说明书一个或多个实施例提供的检测角度的示意图；
33.图5为本说明书一个或多个实施例提供的角度-声速图的示意图；
34.图6为本说明书一个或多个实施例提供的一种超声骨密度检测装置的模块组成示意图；
35.图7为本说明书一个或多个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
36.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技
术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.手环实施例
40.根据本发明实施例，提供了一种超声骨密度检测手环，图1是本发明实施例的超声骨密度检测手环的结构示意图，图2为本说明书一个或多个实施例提供的一种超声骨密度检测系统的架构示意图，如图1及图2所示，根据本发明实施例的超声骨密度检测手环具体包括主机和检测手环；
41.所述检测手环包括：
42.超声探头阵列4，设置在所述手环表带5中，所述超声探头阵列4中至少包括3个超声探头(在图2中示例性的画出了3个超声探头，分别是超声探头1、超声探头2和超声探头3)，每个所述超声探头中包括多个阵元，所述多个阵元中至少包括接收阵元和发送阵元。其中，超声探头也称作超声波探头，其是在超声波检测过程中发射和接收超声波的装置。其可以分为多个种类，根据需求选取相应的种类，比如，直探头、斜探头、带曲率探头、聚焦探头、表面波探头等；所述超声探头通过数据传输模块以有线或无线的方式与主机通讯连接；
43.所述主机，用于与用户进行交互，并根据所述用户向所述检测手环发送控制指令，以根据所述检测手环反馈的数据确定所述被测者的骨密度检测结果。主机可以是服务器或者可移动式主机，其可以根据需求进行设置；
44.手环表带5，用于将检测手环固定在被测者手臂的指定位置处；
45.每个超声探头中包括至少3个阵元，若为3个阵元，则3个阵元为1个接收阵元和2个发送阵元或2个接收阵元和1个发送阵元；优选的，每个超声探头中包括4个阵元，实现双发双收。因为需要尽量节省手环空间，阵元数量不宜过多，且双发双收可以通过计算得到与桡骨的理论夹角，进行sos数值的角度修正。
46.所述主机包括：
47.控制模块，用于发出控制指令；
48.发射模块，与所述控制模块、所述超声探头阵列连接，用于根据所述控制指令控制所述超声探头阵列；
49.接收模块，与所述超声探头阵列连接，用于接收所述超声探头阵列反馈的数据；
50.数据处理模块，与所述接收模块连接，用于对所述反馈的数据进行处理；
51.界面显示模块，与所述数据处理模块和所述控制模块连接，用于显示对所述反馈的数据的处理结果，以及实现所述控制模块与用户之间的人机交互。
52.方法实施例
53.根据本发明实施例，提供了一种超声骨密度检测方法，图3是本发明实施例的超声骨密度检测方法的流程图，如图3所示，根据本发明实施例的超声骨密度检测方法具体包括：
54.s1.通过主机确定检测手环已处于被测者手臂的指定位置处。确定的过程可以是主机通过相应的检测工具进行确定，也可以是由操作员进行人工确认，当人工确认无误后，即可控制主机开始工作，此时即代表着已经在指定位置处了。
55.s2.控制所述检测手环工作，以使所述检测手环中的超声探头按照相应的模式进行工作。控制工作可以是工作人员在主机的相关软件上进行启动，发送控制指令。
56.s3.根据所述超声探头的检测角度，得到角度-声速图，以根据所述角度-声速图判断所述被测者的骨密度声速。判断过程可以是由计算机得到，比如，预先训练相关的模型(比如，神经网络模型、深度学习模型、图卷积神经网络模型等)，或者通过相应的算法对曲线进行分析得到，然后通过模型进行训练分析得到。当然，也可以通过人工进行判断，然后再由人工将该结果输入至主机中，主机最终即可得到骨密度声速。
57.其中图4为本说明书一个或多个实施例提供的检测角度的示意图，在其中可以看出检测角度α的示意图。
58.而图5为本说明书一个或多个实施例提供的角度-声速图的示意图。检测角度α设为60
°
，超声探头为7个，此时，0
°
位置为被测者的桡骨正上方，手环的边缘的超声探头取得的角度为
±
60
°
，最终可以得到如图5所示的角度-声速图，并依据此图判断被测者的桡骨骨密度最终声速。
59.采用本发明实施例，无需操作者手动摇摆测试，避免了运动过程可能出现的探头测试位置偏差、角度异常的现象，降低了手动测试引入的误差，提高了骨密度检测的精度。并且由于无需手动的摇摆测试，降低了对操作者的要求，同时也提高了超声骨密度的检查速度。
60.下面对超声骨密度检测方法进行具体阐述：
61.通过主机确定检测手环已处于被测者手臂的指定位置处，具体包括：
62.s101.通过主机确定所述被测者已握拳且掌心向上；
63.s102.确定所述检测手环已佩戴在被测者手臂桡骨中段的位置。
64.控制所述检测手环工作，以使所述检测手环中的超声探头按照相应的模式进行工作，具体包括：
65.s201.控制所述检测手环工作；
66.s202.通过预设的频率，以相应的模式对每个超声探头进行依次激励，所述相应的模式包括从左至右工作的模式。
67.其中，所述预设的频率使得同一时间只有一个超声探头处于工作状态，且使两个相邻工作的超声探头在工作之间留有预设的时间间隔。
68.所述方法还包括：
69.s4.通过所述主机中的界面显示模块，接收并显示角度-声速图以及所述被测者的骨密度声速。主机中通常是通过相应的软件进行显示，用户(操作者)也可以在该软件中登录，从而发出相应的指令。
70.装置实施例一
71.本发明实施例提供一种超声骨密度检测装置，如图6所示，包括：
72.位置确定模块610，通过主机确定检测手环已处于被测者手臂的指定位置处；
73.超声检测模块620，控制所述检测手环工作，以使所述检测手环中的超声探头按照相应的模式进行工作；
74.结果判断模块630，根据所述超声探头的检测角度，得到角度-声速图，以根据所述角度-声速图判断所述被测者的骨密度声速。
75.本发明实施例是与上述方法实施例对应的装置实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
76.装置实施例二
77.本发明实施例提供一种超声骨密度检测设备，如图7所示，包括：存储器710、处理器720及存储在所述存储器710上并可在所述处理器720上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器720执行时实现如下方法步骤：
78.s1.通过主机确定检测手环已处于被测者手臂的指定位置处；
79.s2.控制所述检测手环工作，以使所述检测手环中的超声探头按照相应的模式进行工作；
80.s3.根据所述超声探头的检测角度，得到角度-声速图，以根据所述角度-声速图判断所述被测者的骨密度声速。
81.装置实施例三
82.本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传输的实现程序，所述程序被处理器720执行时实现如下方法步骤：
83.s1.通过主机确定检测手环已处于被测者手臂的指定位置处；
84.s2.控制所述检测手环工作，以使所述检测手环中的超声探头按照相应的模式进行工作；
85.s3.根据所述超声探头的检测角度，得到角度-声速图，以根据所述角度-声速图判断所述被测者的骨密度声速。
86.本实施例所述计算机可读存储介质包括但不限于为：rom、ram、磁盘或光盘等。
87.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
88.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。