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題目 : 超音波骨密度儀

題目 : 超音波骨密度儀. 背景 / 由來. (1) 超音波在醫學診斷上是相當實用的工具 ， 應為它可以提供了解生物體組織的內部構造。 利用超音波參數來測量骨質 ， 可獲得骨骼狀態的資訊，藉此作為預防骨折的參考指標。. (2) 如大家所熟知， X 光為骨科醫師診斷的常用工具，而 X 光主要是在判讀骨骼、關節等硬組織的病變，對於軟組織的診斷力就稍嫌不足。因此傳統上要看到這些軟組織 ，最合適的檢查為核磁共振，但核磁共振有其臨床使用上的不便檢查時間必需等候安排且耗時，而「肌肉骨骼超音波」可以避免以上的缺點。. 原理. 2. 設計原理

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題目 : 超音波骨密度儀

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  1. 題目:超音波骨密度儀

  2. 背景/由來 (1) 超音波在醫學診斷上是相當實用的工具，應為它可以提供了解生物體組織的內部構造。 利用超音波參數來測量骨質，可獲得骨骼狀態的資訊，藉此作為預防骨折的參考指標。

  3. (2) 如大家所熟知，X光為骨科醫師診斷的常用工具，而X光主要是在判讀骨骼、關節等硬組織的病變，對於軟組織的診斷力就稍嫌不足。因此傳統上要看到這些軟組織 ，最合適的檢查為核磁共振，但核磁共振有其臨床使用上的不便檢查時間必需等候安排且耗時，而「肌肉骨骼超音波」可以避免以上的缺點。

  4. 原理 2.設計原理 骨密度儀的架構通常如圖所示， 一般來說是和PC 搭配使用，在PC上有人機介面軟體，讓使用者由 PC下令，而骨密度儀接收命令發出脈波訊號推動超 音波探頭發出超音波訊號至骨頭，超音波訊號在骨 頭上發生衰減、延遲等現象，由另一個探頭接收穿 過骨頭之後的超音波訊號，送回骨密度儀進行放大. 濾波後傳回PC做訊號處理及顯示。

  5. 骨密度儀的架構

  6. 醫學應用 因為超音波屬於機械波，不會有游離(阿法.嘎嘛射線) 產生對人體並不會造成輻射傷害，如肌肉和骨頭間聲阻的差異，能量發生反射、散射及吸收等物理現像，因而反應出身體組織的內部情形，形成不同的回波訊號，再由接收系統接收放大、調置，再利用影像的顯示方式表現出來，提供診斷上的情報。

  7. 好處: 1.沒有輻射的暴露，也不需打顯影劑。 2.不具侵入性，僅需在病人欲檢查的部位塗一層凝膠即可。 3.能提供即時而且動態的資料，對臨床診斷有很大的幫助。 4.健保費用便宜且不費時。

  8. 儀器設計架構 1.架構方塊圖 此儀器適用於骨密度儀器高性能的Pulser/Receiver 加SOS的計數電路變成簡單可攜帶骨密度測量系統。 系統主要分為四大部份： 一、超音波脈波發射器，由兩大部分組成： 1.脈波重複頻率產生器 2.脈波產生器 二、接收器：主要接收超音波訊號，並加以處理。 三、電源供應器：供給Pulser 、 Receiver及SOS計數電路所需電源，也供給PulserGenerator的高壓推動超音波探頭。

  9. 四、SOS計數處理電路：將接收到的超音波訊號作處理，可用來計數、運算及顯示。四、SOS計數處理電路：將接收到的超音波訊號作處理，可用來計數、運算及顯示。 圖為系統的整體架構圖 Pulser Receiver Power Supply SOS Process circuit

  10. 超音波脈波發射器(Pulser) 脈波重複頻率產生器(PRF Generator) ： 每隔所設定的固定時間發出訊號讓後級的電路使用。 振盪器： 利用74HC04反向器和1MHz石英震盪器、電阻、電容組成，能震盪出穩定、失真小的脈波訊號 脈波寬度控制器：利用74HC221IC ，可由所連接的電阻、電容的時間常數讓輸出脈波寬度變小的訊號，效果越好 除頻器：由74HC451的除10計暑氣達成輸出100Hz的脈波訊號

  11. 超音波接收器(Receiver) 兩種工作模式，分三大部分： 高通濾波器：把100Hz以下訊號濾除，防止60Hz電源訊號及直流準位干擾 放大器：將超音波訊號放大，有低的失真與抗雜訊的能力 振幅限制器：怕高壓燒毀，有保護作用

  12. 電源供應器：對Pulser/Receiver來說，非常 重要，它的好壞會影響整體運作。 電源供應器方塊架構圖 穩壓器： 低壓→(1)5V ，用7805穩壓IC (2)15V，用7815穩壓IC 高壓→用Zener穩壓，輸出300V ，每顆可以穩壓100V 變壓器 1.高壓輸出320V 2.低壓輸出20V 整流器： 橋式全波整流器 濾波器： 低壓→電容濾波器 高壓→π型濾波器

  13. 簡易型超音波SOS計算電路設計 簡易型超音波SOS的計算電路硬體處理： 由Receiver所接收的超音波訊號作處理與運算，算出超音波 參數SOS 。 利用1N4148把負的訊號去除留下正的訊號→正的訊號向電容充電→已RC時間常數放電→到比較器 比較器：由LM311高速比較IC構成 若正腳接+5V ，在此以大於0.45V為基準，當大魚0.45V ，輸出5V ，小於0.45V ，輸出0V

  14. 參考文獻 WWW.KMTH.GOV.TW/衛教園地/骨質疏鬆/ 蔡伊婷/利用超音波參數評估骨質疏鬆症/民國91年 林宏益/回音式超音波器官微共振量測系統/民國90年 馮若,姚錦鐘,關立勳/超聲手冊/南京大學出版社/1999/

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