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骨质疏松症作为一种中老年人的常见健康问题之一,随着全球逐渐步入老龄化,将会影响越来越多的人。对骨质酥松的诊断,是当前研究的重要课题之一。骨质疏松症的检测方法主要分为两类,包括超声类方法和传统的射线类方法。相较于射线类方法,超声类方法具有费用低、便携性好、无电离辐射等优势。定量超声法主要包括超声透射法、超声轴向传输法、超声背向散射法。其中超声背向散射法能够提供骨微结构的相关信息,对于定征松质骨状况有着重要意义。 本文研究了松质骨的声散射模型,并基于声散射模型介绍了超声背向散射法评价骨状况的参数。在这些参数中,骨小梁平均间距(MTBS)是能够有效反应松质骨状况的重要参数。本文介绍了三种常用的骨小梁平均间距的估计方法:AR倒谱法、奇异谱分析(SSA)以及改进的小波变换法,并指出各自的优劣。在此基础上,本文提出了基于最大似然估计得到MTBS的方法。此外,本文设计了基于超声背向散射的骨密度仪软件系统和算法,实现了报表打印、受测人员数据管理、波形显示等功能。最后,本文基于骨小梁声散射模型搭建了超声背向散射信号的仿真系统,并应用该仿真系统对MTBS的估计算法做了性能验证。 基于超声背向散射信号评估骨状况的研究,一直是相关领域的热点。本文的工作能够推进MTBS估计算法以及超声背向散射骨密度仪的下一步研究。