專利名稱：骨骼檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種骨骼^r測裝置及方法，并且特別地，本發(fā)明關(guān)于一種能 用以檢測股骨的骨質(zhì)密度，也能檢測髖關(guān)節(jié)的松脫程度的骨骼檢測裝置及方 法。
背景技術(shù)：
骨骼的功能包含支撐身體、保護(hù)臟器、造血、調(diào)節(jié)礦物質(zhì)等，對于人類 是極為重要的器官。然而，由于工作繁忙、生活壓力增加等因素，使得現(xiàn)代 人養(yǎng)分?jǐn)z取不均衡，同時缺乏適度的運(yùn)動，致使骨骼品質(zhì)下降。此外，人類 骨骼的密度約在30歲時達(dá)到高峰，往后每年約會有0. 3°/。至2%的骨質(zhì)流失。 因此，定期^r查以即時發(fā)現(xiàn)如骨質(zhì)疏松(Osteoporosis)、骨壞死、關(guān)節(jié)退化 等問題并且及早治療或預(yù)防便成為健康檢查的重點(diǎn)之一 。
為了達(dá)到檢查骨質(zhì)密度的目的，許多相關(guān)設(shè)備以及檢驗(yàn)方式被開發(fā)，例 如，X光檢查、單光子骨骼密度測定(single photon absorptiometry, SPA)、 雙光子骨駱密度測定(dual photon absorptiometry, DPA)、電腦斷層掃描 (computed tomograpy, CT)、雙能量X光骨密度才企查(dual energy X-ray absorptiometry, DEXA)以及超聲波檢查等等。
X光檢查只能檢測骨骼鈣含量減少約30°/。以上或發(fā)生骨折等狀況，因此較 不敏感也不準(zhǔn)確。而單光子骨骼密度測定或雙光子骨骼密度測定則是利用放 射性同位素所釋放的能量光子來測量骨質(zhì)密度，但因?yàn)榘胨テ诩胺€(wěn)定性的問 題，目前比較少被使用。而電腦斷層掃描的敏感度及精確度雖然很高，但由 于輻射劑量以及檢查成本皆高，已經(jīng)很少被使用。
超聲波檢查由于具有檢查時間短、無輻射、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣 泛應(yīng)用，如臺灣專利公告號第144806號所公開的「活體中超聲波分析骨強(qiáng)度 的方法及裝置」，以及臺灣專利公告號第492859號所公開的「超聲波骨頭評 估裝置及方法」等案，均屬于超聲波檢查的應(yīng)用。然而，超聲波檢查方式容 易受到皮膚、肌肉或其它軟組織的影響而產(chǎn)生誤差，影響骨骼密度測量的準(zhǔn)確性。
此外，雙能量X光骨密度檢查由于具有輻射量低以及誤差小等優(yōu)點(diǎn)而成
為目前主要應(yīng)用于骨質(zhì)密度檢測的儀器之一。然而，DEXA所需的測量時間較 長，并且儀器體積龐大，因而P爭低了可攜性以及普及程度。
綜上所述，具有一定準(zhǔn)確度并且安全、方便的骨質(zhì)密度檢測儀器的發(fā)展 有其必要性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一范疇在于提供一種骨骼檢測裝置及方法，用以檢測股 骨的骨質(zhì)密度，特別地，本發(fā)明的骨骼檢測裝置及方法也能檢測髖關(guān)節(jié)的松 脫程度。
根據(jù)本發(fā)明的 一較佳具體實(shí)施例的 一種骨骼檢測裝置包含一振動^t塊、 一多模式超聲波檢測模塊以及一處理模塊。該振動模塊貼近一被測者的股骨 的一遠(yuǎn)體端，用以自該遠(yuǎn)體端輸入一振動信號。該多模式超聲波檢測模塊則 貼近該;陂測者的股骨的一近體端，用以自該近體端4企測該振動信號，并產(chǎn)生 一檢測信號。該處理模塊則分別連接該振動模塊以及該多模式超聲波檢測模 塊，用以根據(jù)該振動信號、該檢測信號以及一第一準(zhǔn)則判斷該被測者的骨質(zhì) 密度。
根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實(shí)施例的一種骨骼檢測方法，包含下列步驟 首先，自一被測者的股骨的一遠(yuǎn)體端輸入一振動信號。接著，通過多種超聲 波檢測模式自該被測者的股骨的一近體端檢測該振動信號，并產(chǎn)生一檢測信 號。最后，根據(jù)該振動信號、該檢測信號以及一第一準(zhǔn)則判斷該被測者的骨 質(zhì)密度。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的 了解。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例的骨骼檢測裝置的功能方塊圖。 圖2A表示以本發(fā)明的骨骼檢測裝置對被測者進(jìn)行檢測的示意圖。 圖2B表示檢測時本發(fā)明的骨骼檢測裝置與被測者的骨骼關(guān)系圖。 圖3表示根據(jù)本發(fā)明的 一具體實(shí)施例的骨骼檢測方法的流程圖。主要元件符號說明
1:骨骼檢測裝置10:控制單元
12:振動模塊14:多模式超聲波檢測模塊
140:振幅模式檢測元件142:都卜勒模式檢測元件
16:處理模塊2:被測者
20:股骨200:股骨頭
202:外上踝204:大轉(zhuǎn)子
22:髖骨220:髖臼
24:髖關(guān)節(jié)
S70-S76:流程步驟
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種方便、安全的骨骼檢測檢測裝置及方法。以下將詳述本 發(fā)明的具體實(shí)施例以及實(shí)際應(yīng)用案例，藉以充分說明本發(fā)明的特征、精神及 優(yōu)點(diǎn)。
請參閱圖1，圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例的骨骼檢測裝置的功
能方塊圖。如圖l所示，該骨骼檢測裝置1包含控制單元10、振動模塊12、 多模式超聲波檢測模塊14以及處理模塊16。
控制單元10,如微控制單元(micro control unit, MCU),分別連接至 振動模塊12、多模式超聲波檢測模塊14以及處理模塊16，用以根據(jù)處理模 塊16所傳送的驅(qū)動信號驅(qū)動振動模塊12以及多模式超聲波檢測模塊14。
振動模塊12受到控制單元10的驅(qū)動后可產(chǎn)生振動信號。于實(shí)際應(yīng)用中， 振動模塊12所產(chǎn)生的振動信號可以是但不受限于縱波信號。此外，于實(shí)際應(yīng) 用中，振動信號的共振頻率介于50赫至2，000赫之間。
多模式超聲波檢測模塊14受到控制單元10的驅(qū)動后則可檢測振動模塊 12所產(chǎn)生的振動信號，并產(chǎn)生檢測信號。進(jìn)一步，多模式超聲波檢測模塊14 可包含振幅模式(amplitude mode, A mode)檢測元件140以及都卜勒模式 (Doppler mode)檢測元件142。振幅模式檢測元件140可用以檢測振動信號 的深度，而都卜勒模式檢測元件142則可用以檢測低頻率的振動信號。
處理模塊16,如中央處理器，可透過控制模塊IO分別連接振動模塊12 以及多模式超聲波檢測模塊14,以根據(jù)振動信號、檢測信號以及第一準(zhǔn)則判斷被測者的骨質(zhì)密度。于實(shí)際應(yīng)用中，處理模塊16根據(jù)振動信號以及檢測信 號產(chǎn)生阻尼系數(shù)(damping factor),而第一準(zhǔn)則包含當(dāng)該阻尼系數(shù)越小，則 該被測者的骨質(zhì)密度較好。
此外，處理模塊16還可根據(jù)檢測信號以及第二準(zhǔn)則判斷被測者的髖關(guān)節(jié) 松脫程度。由于當(dāng)髖關(guān)節(jié)松脫時容易產(chǎn)生共振，因此，第二準(zhǔn)則可利用檢測 信號的諧波或基頻來判斷髖關(guān)節(jié)松脫程度。舉例而言，第二準(zhǔn)則可包含當(dāng)檢 測信號的諧波振幅大于基頻振幅的50°/。時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。 或者，第二準(zhǔn)則也可包含當(dāng)檢測信號的頻譜包含至少5個諧波時，該被測者 的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。再者，第二準(zhǔn)則還可包含當(dāng)檢測信號包含至少2個共 振頻率時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。于實(shí)際應(yīng)用中，處理模塊16可將 ;險測信號經(jīng)由傅立葉轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行上述判斷。
特別地，若要以本發(fā)明的骨骼檢測裝置進(jìn)行骨質(zhì)密度的測量時，振動模 塊12所產(chǎn)生的振動信號較佳地為定頻振動信號。而若要以本發(fā)明的骨骼檢測 裝置進(jìn)行髖關(guān)節(jié)松脫的測量時，振動模塊12所產(chǎn)生的振動信號較佳地為具有 某個頻率范圍的掃頻信號。
請參閱圖2A,圖2A表示以本發(fā)明的骨骼檢測裝置對被測者進(jìn)行檢測的 示意圖。如圖2A所示，被測者2成坐姿。當(dāng)然，于實(shí)際應(yīng)用中，被測者2也 可以視需求而以其它適當(dāng)?shù)淖藙萁邮軝z測。例如，當(dāng)被測者臥病在床時，可 以躺著接受^r測。
另外，如圖2A所示，本發(fā)明的骨骼檢測裝置1的振動模塊12貼近于被 測者2的膝蓋附近。請一并參閱圖2B，圖2B表示檢測時本發(fā)明的骨骼檢測 裝置與被測者的骨骼關(guān)系圖。如圖2B所示，髖骨(Hipbone) 22的髖臼 (Acetabulum) 220可容納股骨(Femur) 20近體端的股骨頭(Femoral head) 200以形成髖關(guān)節(jié)24。
于檢測時，本發(fā)明的骨駱檢測裝置1較佳地為貼近被測者2的股骨20 的遠(yuǎn)體端，更加地為貼近股骨20的外上踝(Lateral Epicondyle) 202。此外， 同樣如圖2A以及圖2B所示，本發(fā)明的骨骼4全測裝置1的多才莫式超聲波檢測 模塊14則貼近被測者2的臀部下緣，較佳地為貼近被測者2的股骨20的近 體端，更加地為貼近股骨20的大轉(zhuǎn)子(Great Trochanter) 204，以更直接地 求取振動信號。
進(jìn)一步請參閱圖3，圖3表示根據(jù)本發(fā)明的骨骼檢測方法的流程圖。如前所述，本發(fā)明的骨骼檢測方法可用以4全測被測者的骨質(zhì)密度以及髖關(guān)節(jié)的
松脫程度。如圖3所示，本發(fā)明的骨骼檢測方法可包含下列步驟
首先，于步驟S70,自被測者的股骨的遠(yuǎn)體端輸入振動信號。于實(shí)際應(yīng) 用中，振動信號的共振頻率約介于50赫至2,000赫之間。并且，振動信號 可由被測者的股骨的外上踝(圖2B,標(biāo)號202)輸入。
接著，于步驟S72,通過多種超聲波檢測模式自被測者的股骨的近體端 檢測振動信號，并產(chǎn)生檢測信號。于實(shí)際應(yīng)用中，前述的超聲波檢測模式可 包含，但不受限于，如振幅模式以及都卜勒模式。并且，于步驟S72中，可 自被測者股骨的大轉(zhuǎn)子(圖2B,標(biāo)號204)檢測振動信號。
最后，于步驟S74,根據(jù)振動信號、檢測信號以及第一準(zhǔn)則判斷被測者 的骨質(zhì)密度。于實(shí)際應(yīng)用中，步驟S74可依據(jù)振動信號以及;f企測信號產(chǎn)生阻 尼系數(shù)。并且，第一準(zhǔn)則包含當(dāng)阻尼系數(shù)越小，則被測者的骨質(zhì)密度較好。
此外，如圖3所示，本發(fā)明的骨骼檢測方法還可包含步驟S76,根據(jù)檢 測信號以及第二準(zhǔn)則判斷被測者的髖關(guān)節(jié)松脫程度。于實(shí)際應(yīng)用中，第二準(zhǔn) 則可包含當(dāng)檢測信號的諧波振幅大于基頻振幅的50%時，被測者的髖關(guān)節(jié)有 松脫現(xiàn)象。或者，第二準(zhǔn)則可包含當(dāng)檢測信號的頻譜包含至少5個諧波時， 被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。再者，第二準(zhǔn)則還可包含當(dāng)檢測信號包含至少 2個共振頻率時，被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。
請注意，前述的第一準(zhǔn)則以及第二準(zhǔn)則僅作為本發(fā)明的例示，而非限制 本發(fā)明的范圍。換言的，該等準(zhǔn)則可以視情況而進(jìn)行調(diào)整。
綜上所述，本發(fā)明的骨骼檢測裝置及方法可有效且快速地評估被測者的 骨質(zhì)密度以及髖關(guān)節(jié)松脫程度，除了提供被測者了解自己的骨品質(zhì)的外，還 可提供醫(yī)護(hù)人員作為診治的依據(jù)。因?yàn)楸景l(fā)明采用低頻振動方式，因此對人 體組織的傷害較小。此外，本發(fā)明的骨骼檢測裝置還具有檢測時間短、安全 性高、檢測費(fèi)用低廉以及可攜性高等優(yōu)點(diǎn)。
通過以上較佳具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與
相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及等效性的安排于本發(fā)明所欲申請的 權(quán)利要求的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明所申請的權(quán)利要求的范疇?wèi)?yīng)該根據(jù)上述的 說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及等效性的安排。
權(quán)利要求
1、一種骨骼檢測裝置，包含一振動模塊，貼近一被測者的股骨的一遠(yuǎn)體端，用以自該遠(yuǎn)體端輸入一振動信號；一多模式超聲波檢測模塊，貼近該被測者的股骨的一近體端，用以自該近體端檢測該振動信號，并產(chǎn)生一檢測信號；以及一處理模塊，分別連接該振動模塊以及該多模式超聲波檢測模塊，用以根據(jù)該振動信號、該檢測信號以及一準(zhǔn)則判斷該被測者的骨質(zhì)密度。
2、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該處理模塊進(jìn)一步根據(jù)該 振動信號以及該檢測信號產(chǎn)生一 阻尼系數(shù)，并且該準(zhǔn)則包含當(dāng)該阻尼系數(shù)越 小，則該被測者的骨質(zhì)密度越大。
3、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該準(zhǔn)則包含當(dāng)該檢測信號 的一諧波振幅大于一基頻振幅的50%時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。
4、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該準(zhǔn)則包含當(dāng)該檢測信號 的一頻譜包含至少5個諧波時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。
5、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該準(zhǔn)則包含當(dāng)該檢測信號 包含至少2個共振頻率時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。
6、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該遠(yuǎn)體端為該被測者的股 骨的外上踝。
7、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該近體端為該被測者的股 骨的大轉(zhuǎn)子。
8、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該多模式超聲波檢測模塊 包含一振幅模式檢測元件以及一都卜勒模式檢測元件。
9、 如權(quán)利要求1所述的骨骼檢測裝置，其中該振動信號的共振頻率介 于50赫至2， 000赫之間。
10、 一種骨骼4企測方法，包含下列步驟(a) 自一被測者的股骨的一遠(yuǎn)體端輸入一振動信號；(b) 通過多種超聲波檢測模式自該被測者的股骨的一近體端檢測該振動 信號，并產(chǎn)生一檢測信號；以及(c) 根據(jù)該振動信號、該檢測信號以及一準(zhǔn)則判斷該被測者的骨質(zhì)密度。
11、如權(quán)利要求10所述的骨骼檢測方法，其中步驟(C)進(jìn)一步包含下列步驟(cl)根據(jù)該振動信號以及該檢測信號產(chǎn)生一阻尼系數(shù)；其中該準(zhǔn)則包 含當(dāng)該阻尼系數(shù)越小，則該被測者的骨質(zhì)密度越大。
12 、 如權(quán)利要求10所述的骨骼檢測方法，其中該準(zhǔn)則包含當(dāng)該檢測信 號的一諧波振幅大于一基頻振幅的50%時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。
13 、 如權(quán)利要求10所述的骨骼才全測方法，其中該準(zhǔn)則包含當(dāng)該;險測信 號的一頻鐠包含至少5個諧波時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。
14、 如權(quán)利要求10所述的骨骼檢測方法，其中該準(zhǔn)則包含當(dāng)該檢測信 號包含至少2個共振頻率時，該被測者的髖關(guān)節(jié)有松脫現(xiàn)象。
15、 如權(quán)利要求10所述的骨骼檢測方法，其中步驟(a)的該遠(yuǎn)體端為該 被測者的股骨的外上踝。
16、 如權(quán)利要求10所述的骨骼檢測方法，其中步驟(b)的該近體端為 該被測者的股骨的大轉(zhuǎn)子。
17 、 如權(quán)利要求10所述的骨骼檢測方法，其中該多種超聲波檢測模式 包含一振幅模式以及一都卜勒模式。
18、如權(quán)利要求10所述的骨骼檢測方法，其中該振動信號的共振頻率 介于50赫至2， 000赫之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種骨骼檢測裝置，其包含一振動模塊、一多模式超聲波檢測模塊以及一處理模塊。該振動模塊貼近一被測者的股骨的一遠(yuǎn)體端，用以自該遠(yuǎn)體端輸入一振動信號。該多模式超聲波檢測模塊則貼近該被測者的股骨的一近體端，用以自該近體端檢測該振動信號，并產(chǎn)生一檢測信號。該處理模塊則分別連接該振動模塊以及該多模式超聲波檢測模塊，用以根據(jù)該振動信號、該檢測信號以及一第一準(zhǔn)則判斷該被測者的骨質(zhì)密度。
文檔編號A61B8/00GK101422375SQ20071018491
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者吳育民, 林孝誠, 游志雄 申請人:廣達(dá)電腦股份有限公司