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1.
The ultrasonic signals in long bones contain multiple guided modes which are mutual superposed.The velocities of guided waves in long bones are very sensitive to cortical thickness (CTh).In this paper,Hilbert-Huang transform(HHT) was proposed to analyze multi-mode guided waves,which can decompose superposed waves into many independent modes.Then the group velocity of each mode was obtained at corresponding frequency,which was compared with the results of short time Fourier transform(STFT).The CTh was also obtained by comparing with the theoretical calculation.The results showed that the experimental determined thickness was in agreement with the actual CTh,indicating that measuring the velocity of the guided mode can be used to estimate the CTh.The HHT is an effective method to identify multimode guided waves.  相似文献   
2.
基于汽车与行人碰撞载荷特点的下肢长骨建模   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于THUMS(total human model for safety)下肢长骨有限元模型, 在材料和单元属性等方面进行了改进. 在详细分 析行人下肢长骨载荷特点的基础上, 采用多种不同载荷工况下较新的生物力学实 验数据, 对长骨模型进行了前-后和外-内加载 方向的准静态三点弯曲验证, 同时对近心端1/3处、中部和远心端1/3处加载的动态三点弯曲 验证. 验证结果表明, 该模型具有较好的生物逼真度, 能够准确地模拟行人下肢长骨的骨折 及碰撞响应, 可用于后续行人下肢模型的开发, 并为行人下肢损伤机理和安全防护研究提供 准确高效的研究手段.  相似文献   
3.
Single pulse excited ultrasonic guided wave surfers high attenuation during the propagation in long bones.This results in small amplitude and low signal-to-noise ratio(SNR)of measured signals.Thus,the Barker code excitation is introduced into long bone detection to improve the quality of received signals,due to its efficiency in increasing amplitude and SNR.Both simulation and in vitro experiment were performed,and the results were decoded by the weighted match filter(WMF) and the finite impulse response- least squares inverse filter(FIRLSIF),respectively.The comparison between the results of Barker code excitation and sine pulse excitation was presented.For 13-bit Barker code excitation,WMF produced 13 times larger amplitude than sine pulse excitation,while FIR-LSIF achieved higher peak-sidelobe-level(PSL) of —63.59 dB and better performance in noise suppression.The results show that the Barker code excited guided waves have the potential to be applied to the long bone detection.  相似文献   
4.
基于弹性模量检测骨疲劳的超声导波方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张正罡  他得安 《物理学报》2012,61(13):134304-134304
研究早期诊断骨疲劳的方法是当前骨质评价方面的研究热点之一. 本文对不同弹性模量下长骨中超声导波的传播特性进行了理论分析和仿真研究.首先, 通过数值计算得到导波在管状长骨中的理论解析解.然后对管状长骨进行了时域有限差分(FDTD) 仿真, 并验证了它与理论解析解的一致性, 同时得到长骨中不同模式导波群速度、 中心频率和衰减与弹性模量的关系.研究结果表明各个导波模式的群速度和中心频率均随弹性模量的增加而增加, 而衰减随弹性模量的增加而减小.说明超声导波的传播特性参量可以反映长骨弹性模量的变化, 从而为长骨的早期疲劳诊断提供理论依据.  相似文献   
5.
单脉冲激励的超声导波在长骨中传播时,信号的衰减大,导致接收信号的幅度很小,且噪声严重。Barker码激励能有效增大接收信号幅度,提高信噪比(SNR)。将其应用到超声导波长骨检测中,进行仿真和长骨实验,得到的信号分别用加权匹配滤波器和有限冲激响应-最小均方误差(FIR-LS)逆滤波器进行压缩,并与单脉冲激励的结果进行了对比。结果表明,对于13位的Barker码,采用加权匹配滤波器进行解码时,压缩信号幅度是单脉冲激励接收信号的13倍;而FIR-LS逆滤波器则达到-63.59 dB的峰值旁瓣水平(PSL),更好地抑制噪声。说明可以将Barker码激励超声导波应用于长骨的检测中。  相似文献   
6.
超声导波评价长骨骨折的仿体实验研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
定量超声评价长骨骨折已成为近年来的研究热点之一,超声导波模式转换理论可被应用于长骨骨折状况的评价。采用三维时域有限差分法分析骨折长骨中导波模式转换的基本规律,提取模式转换定量评价参数;进而结合亚克力管仿体实验,分析不同裂纹程度下导波模式的转换情况。仿真与仿体实验表明,导波模式能量参数与裂纹程度具有很好的相关性,可用于评价长骨骨折状况。  相似文献   
7.
长骨中振动声激发超声导波的方法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘珍黎  宋亮华  白亮  许凯亮  他得安 《物理学报》2017,66(15):154303-154303
为了实现一定频段内任意低频下在长骨中激励导波信号,本文提出一种采用聚焦高频(5 MHz)超声换能器在长骨皮质骨中激发低频(150 kHz)超声导波的振动声方法.首先介绍了板状超声导波理论和双声束共聚焦法与单声束调幅法激发振动声的基本原理;进而采用三维有限元仿真方法分析振动声激发低频超声导波的基本现象,然后结合牛胫骨板离体实验,验证振动声激发低频超声导波的可行性.结果均表明,双声束共焦与单声束振动超声均可在骨板中激发低频超声导波.相关研究方法有助于提高空间域长骨中超声导波测量精度,以及在一定频段内实现任意频率激励等,对发展低频超声导波在体测量长骨皮质骨的新技术具有一定的指导意义.  相似文献   
8.
骨质的定期检测对骨质疏松的防治至关重要。本文研究了骨质疏松对超声导波在人体长骨中传播的影响。提出采用多尺度小波变换方法对接收到的导波信号进行处理,通过分析在不同传播距离下高阶小波细节分量所占信号总能量的变化,来判断是否患有骨质疏松症。在13位志愿者的小腿胫骨上进行超声测量,得到导波信号。经多尺度小波变换方法的分析处理结果显示在13位志愿者中,有7位志愿者的超声导波信号随着传播距离的改变,其主要频率成分发生了明显的变化,显示这7位志愿者患有骨质疏松症。这一诊断结果与X射线技术诊断结果相比,准确率可以达到92.3%,表明本文所提出的利用小波多尺度变换方法对长骨进行超声诊断具有较好的潜力。   相似文献   
9.
Assessment of fractured long bone using ultrasonic guided wave(GW) has gained considerable attention.This paper focuses on using the hybrid boundary element method (HBEM) to analyze the propagation characteristics of ultrasonic GW in fractured long bones. The reflection coefficients(RC) and transmission coefficients(TC) for different depth-to-width ratio(d/w) cracks were numerically calculated and analyzed.It has been shown that the primary output modes,which include the transmission and reflection modes,are the same as the incidence modes.For some cracks,different TC curves always got the local maxima in adjacent frequencies.For different d/w cracks,most of the TC curves had local maxima which are not overlapped.These simulation results are helpful to optimize the modes and frequencies of the incidence GWs for quantitatively evaluating the bone quality and providing the numeral results of the cracks in long cortical bones.  相似文献   
10.
用超声轴向传播技术评价长骨状况已成为近年来的一个研究热点。本文首先介绍了第一到达波(FAS)法、超声Lamb波及柱面导波法在评价长骨皮质骨状况方面的研究进展,最后分析和讨论了当前研究中存在的问题及应该研究的方向。  相似文献   
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