KR20070111147A - Reflected phalange bone density measuring apparatus using ultrasonic - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 종래의 초음파 송신부와 수신부를 대향형으로 설치한 골밀도 측정장치.1 is a bone density measurement apparatus provided with a conventional ultrasonic transmitter and receiver facing each other.
도2는 본 발명의 송신부와 수신부가 동일방향의 평면에 반사형으로 설치하여 지골을 대상으로 한 골밀도 측정장치의 전반적인 구성도.Figure 2 is a general configuration diagram of the bone density measuring apparatus for the phalanx by the transmitter and the receiver of the present invention is installed in the reflection plane in the same plane.
도3은 도2에 의해서 제작된 외형의 예를 도시한 외형도.Fig. 3 is an external view showing an example of the appearance produced by Fig. 2;
도4는 SOS(Speed of sound) 계산 및 진단 결과 산출 흐름도4 is a flowchart of calculating a speed of sound (SOS) and calculating a diagnosis result.
도5는 골부와 송수신부 의 중심거리와의 관계를 표시한 그래프5 is a graph showing the relationship between the central distance between the valley and the transceiver
* 도면의 주요부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawings
1 : 송신부 7 : 중앙처리부1: transmitting unit 7: central processing unit
2 : 지골(손가락 뼈) 8 : 모니터2: phalanges (finger bones) 8: monitor
3 : 수신부 9 : 프린터3: receiver 9: printer
4 : 신호 증폭부 10 : 조작부4
5 : 검파부 6 : A/D 변환부5: Detection part 6: A / D conversion part
101 : 초음파 센서가 부착된 핸드셋트101: handset with ultrasonic sensor
102 : 각종 자료 입력장치102: various data input devices
103 : 중앙제어 장치103: central control unit
104 : 모니터104: monitor
105 : 측정 데이터를 출력하는 프린터105: printer for outputting measurement data
본 발명은 주로 인체의 골밀도를 측정하기 위한 골밀도 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 초음파를 인체의 지골을 대상으로 하여 발사시켜 반사파의 속도를 측정함으로써 간편하게 골밀도를 측정할 수 있도록 한 골밀도 측정 장치에 관한 것이다.The present invention mainly relates to a bone density measuring device for measuring the bone density of the human body, and more particularly to a bone density measuring device that can easily measure the bone density by measuring the speed of the reflected wave by firing ultrasonic waves targeting the phalanges of the human body. It is about.
주지하는바와 같이 종래의 기술은 의료기관에서 골밀도를 측정하고 이를 분석 및 진단하여 골절의 위험도를 예측 평가하는 방법으로서 방사선 흡수법(RA ; Radiographic Absorptiometry), 이중 에너지 방사선 흡수법(DEXA ; Dual Energy X-ray Absorptiometry), 정량적 전산화 단층촬영법(QCT,pQCT ; Quantitative CT), 정량적 초음파법(QUS ; Quantitative US), 정량적 자기 공명 영상법(QMR ; Quantitative MR) 이 있는바, 각각의 방법을 좀 더 상세히 설명하면, 방사선 흡수법은 X-선으로 중수골이나 지골을 촬영할 때 알루미늄 판을 이용하는 비교적 간편한 방법이고, 이중에너지 방사선 흡수법은 서로다른 에너지를 이용한 X-선으로 촬영한 X-선 필름 두장을 비어 름버트(BEER Lmnbert)법칙에 따라 계산하여 측정하는 방법이며, 정량적 전산화 단층촬영법은 우선 촬영할 위치를 결정하고 영양공(추체의 중앙)과 추체 종판에 평행이 되는 면을 촬영하여 피질골과 해면골을 정확하게 구분하여 부피에 따른 골밀도를 측정하는 방법이고, 정량적 초음파법은 송신부와 수신부를 측정물체의 양쪽에 대향형으로 각각 위치시키고 측정물체에 조사한 초음파의 투과속도를 이용하여 측정하는 방법이다. 이에서 방사선을 이용하는 방법은 주지의 사실과 같이 인체에 해로운 면이 있기 때문에 최근에는 인체에 악영향을 끼치지 않는 초음파를 이용한 골밀도 측정방법들이 제시되고 있다. 이러한 정량적 초음파법에 대해서 좀 더 상세히 살펴보면 압전소자로 된 초음파 송신부와 수신부를 서로 마주보게 대향형으로 설치하고 그 사이에 종골 즉,발 뒤꿈치 뼈를 대상으로 송신부로부터 방출된 초음파가 종골의 피부와 뼈를 관통하여 반대편의 수신부에 도달할 때의 신호 변화를 검출하여 뼈의 밀도를 측정하는 방식으로서 이와 같은 구성을 도1에 도시 하였다.As is well known, the conventional technique is a method of predicting and evaluating fracture risk by measuring, analyzing, and diagnosing bone density in a medical institution. Radiographic Absorptiometry (RA) and Dual Energy X-ray Absorption (DEXA; Dual Energy X- ray Absorptiometry), quantitative computed tomography (QCT), Quantitative CT (QUS), Quantitative US (QUS), and Quantitative MR (QMR). The radiation absorption method is a relatively simple method using an aluminum plate when photographing metacarpal bones or phalanges with X-rays, and the dual energy radiation absorption method blanks two X-ray films taken with X-rays using different energies. Calculation and measurement according to BEER Lmnbert's law, quantitative computed tomography first determines the location to take pictures and nutrition Center) and the surface parallel to the end plate of the vertebrae to accurately distinguish cortical and cancellous bones and to measure bone density according to volume.In quantitative ultrasonography, the transmitter and receiver are placed on opposite sides of the measurement object and measured. It is a method of measuring using the transmission speed of ultrasonic waves irradiated to an object. In this regard, since the method of using radiation has a harmful side to the human body as is well known, recently, bone density measurement methods using ultrasonic waves that do not adversely affect the human body have been proposed. Looking at the quantitative ultrasonic method in more detail, the ultrasonic transmitter and the receiver of the piezoelectric element is installed facing each other facing each other, and the ultrasonic wave emitted from the transmitter for the calcan, or the heel bone in between, the skin and bone of the calcaneus This configuration is shown in FIG. 1 as a method of measuring the density of bones by detecting a signal change when reaching the receiver on the opposite side through the signal.
도1에서 보는바와 같이 초음파 신호를 발신하기 위한 송신부(1)와 인체의 피부와 뼈(2)를 통과한 송신부(1)에서 발신한 초음파를 반대편에 대향형으로 설치하여 수신하는 수신부(3)와 수신한 신호를 충분한 크기로 증폭하는 신호증폭부(4)와 수신한 신호중에서 데이터를 검출하는 검파부(5)와 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(6)와 초음파 신호를 생성하여 송신부(1)로 출력하고 데이터 베이스에서 미리 저장된 통계적 자료 및 세계보건기구(WHO)의 표준 데이터를 가져다가 전술한 A/D 변환부(6)로부터 입력되는 신호와 비교하여 피 측정자의 골밀도 상태를 판정하는 중앙처리부(7)와 판정된 상태를 프로그램에 의하여 설정된 상태 화면으로 출력시키는 모니터(8) 및 프린터(9)와 장치가 원활하게 동작할 수 있도록 하는 조작 스위치 및 각종 데이터를 입력할 때 사용하는 조작부(10)로 된 것에 있어서 인체의 종골 즉, 발뒤꿈치 뼈를 대상으로 진단하는 방식으로서 물을 매질로 하여 초음파의 투과성을 이용하는 방식이다.As shown in FIG. 1, a
이와 같이 초음파가 측정부위를 관통하는 방식의 골밀도 측정 장비들은 초음파를 골부의 가로 방향으로 방사한 후 매질을 투과시켜 반대편에서 수신된 음파를 분석하여 진단을 하여야 하기 때문에 측정 장치가 매우 크게 되며 고가의 제작비가 투입될 뿐만 아니라 이동성이 없어서 환자가 반드시 장치가 설치되어 있는 병원으로 가서 진단을 받아야 하는 번거로움이 있고 장치를 사용함에 있어서도, 송수신부 사이에 인체의 일부를 끼워 넣어야 하므로 불편하게 되는 등의 문제점이 있는 것이다.As such, the bone density measurement equipment in which the ultrasonic waves penetrate the measurement site has to be very large and expensive because the ultrasonic wave is radiated in the lateral direction of the bone and then transmitted through the medium to analyze the sound waves received from the opposite side. In addition to the production costs, there is no mobility, so the patient must go to the hospital where the device is installed to be diagnosed, and even when using the device, part of the human body must be sandwiched between the transmitter and the receiver. There is a problem.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 초음파를 이용한 골밀도 측정 장치에서 초음파 파라미터를 이용하여 인체의 지골을 대상으로 간편하고 정확한 골밀도를 측정하기 위하여 동일방향의 평면상에 설치되는 송신부와 수신 부가 일체로 된 초음파를 이용한 반사형 지골 골밀도 측정장치를 제공하기 위한 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to transmit and receive on a plane in the same direction in order to measure simple and accurate bone density of the phalanges of the human body using ultrasonic parameters in the bone density measuring apparatus using ultrasonic waves It is to provide a reflective phalanx bone density measuring apparatus using the ultrasonic wave integrated unit.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 초음파를 송신하여 인체를 거쳐 수신되는 초음파 변화를 수신부에서 검출하고 수신한 신호를 충분한 크기로 증폭하는 신호증폭부와, 수신한 신호중에서 데이터를 검출하는 검파부와, 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 초음파 신호를 생성하여 송신부로 출력하고 데이터 베이스에서 미리 저장된 통계적 자료 및 세계보건기구(WHO)의 표준 데이터를 가져다가 전술한 A/D 변환부로부터 입력되는 신호와 비교하여 피 측정자의 골밀도 상태를 판정하는 중앙처리부와, 판정된 상태를 프로그램에 의하여 설정된 상태 화면으로 출력시키는 모니터 및 프린터와 장치가 원활하게 동작할 수 있도록 하는 조작 스위치 및 각종 데이터를 입력할 때 사용하는 조작부로 구성하되,In order to solve the above problems, the present invention provides a signal amplifier for detecting an ultrasonic wave received through a human body by transmitting an ultrasonic wave and amplifying the received signal to a sufficient magnitude, a detector for detecting data in the received signal; The A / D converter converts analog signals into digital signals, and generates ultrasonic signals and outputs them to the transmitter, taking the statistical data stored in the database and the standard data of the World Health Organization (WHO). A central processing unit for determining the bone density state of the subject to be measured in comparison with a signal input from the converting unit, an operation switch for smoothly operating a monitor, a printer, and a device for outputting the determined state to a status screen set by a program; The control panel is used to input various data,
압전소자로 된 초음파 송신부와 수신부를 동일방향의 선상에 평면으로 설치하고 그 전방에 지골 즉, 인체의 손가락뼈를 대상으로 송신부로부터 방출된 초음파가 지골의 뼈에서 반사하여 수신부에 입사되도록 하여서 된 초음파를 이용한 반사형 지골 골밀도 측정장치를 제안한다.Ultrasonic wave made by piezoelectric element ultrasonic transmitter and receiver installed in the same plane in the same direction and the front of the phalanges, that is, ultrasonic waves emitted from the transmitter to the finger bones of the human body reflected from the bones of the phalanges to enter the receiver We propose a reflective phalanx bone mineral density measuring apparatus.
이에 따라 본 발명은 환자의 지골을 대상으로 골밀도를 측정하기 때문에 장치를 이용함에 있어서 매우 간편하게 진단을 받을 수 있으며 초음파 송신부와 수신부를 일체로 제작할 수 있어서 장치 전체의 크기를 줄일 수가 있음은 물론 특히 하 나의 핸드세트를 피부에 대고 미는 동작만으로 측정 가능하므로, 사용이 대단히 편리할 뿐만 아니라, 원가를 크게 줄일 수 있어서 규모가 작은 병원이나 가정등에서도 간편하게 사용할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.Accordingly, since the present invention measures bone density in the phalanx of the patient, it can be diagnosed very easily in using the device, and the ultrasonic transmitter and the receiver can be manufactured integrally, thereby reducing the size of the whole device. I can measure my handset just by pushing it against the skin, so it is very convenient to use, and the cost can be greatly reduced, so it can be easily used in a small hospital or home.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명의 송신부와 수신부가 동일방향의 평면에 반사형으로 설치하여 2 is a reflection unit provided in a plane in the same direction as the transmitter and the receiver of the present invention.
지골을 대상으로 한 골밀도 측정장치의 전반적인 구성도이다.Overall structure of bone density measuring device for phalanges.
이에서 볼 수 있는 바와 같이 중앙처리부(7)에서 초음파신호를 생성하여 출력된 신호는 송신부(1)에서 인체의 지골(2)에 조사하고 지골(2)에서 반사된 초음파를 수신부(3)에서 수신하며 수신된 미약한 신호를 다시 신호 증폭부(4)에서 충분한 크기로 증폭하고 검파부(5)에서 필요한 데이터만을 검파하며 A/D 변환부(6)에서 아날로그로 된 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하여 중앙 처리부(7)에서 판독하고, 송신부(1)에서 발사된 초음파가 인체의 지골(2)에서 반사되어 수신부(3)에 입사되는 시점까지의 속도(Speed of sound; 이하 SOS라 함)를 계산하여 다양한 피 실험자의 연령, 성별, 인종 등에 의해 분류된 값을 중앙처리부(7)에서 미도시한 데이터 베이스에 미리 저장된 데이터 값과 비교하여 병명을 진단하는 시스템이다. 이와 같은 구성에 의해서 제작된 외형의 예를 도3에서 보였다.As can be seen from this, the signal generated by generating the ultrasonic signal from the
도3에서 보는바와 같이 이와 같이 중앙제어 장치(103)에서 만들어 진 초음파는 송신부와 수신부가 일체로 된 핸드 셋(102)형으로 제작되어 송신부에서 지골에 발사되고 되돌아오는 반사파는 다시 중앙제어부(101)에서 각종 데이터와 비교하며 분석하여 모니터(104)로 출력되어 측정자나 피측정자 모두 즉석에서 볼 수 있고 필 요하면 프린터(105)에 의해서 문서로 출력도 가능하며 각종 자료 입력장치(102)는 본 발명의 장치를 운전하고 측정에 필요한 각종 자료를 입력하게 된다.As shown in FIG. 3, the ultrasonic waves generated by the
여기서 본 발명에서 골밀도를 측정할 때 측정부위를 중지 손가락으로 한정하는 것이 바람직하며, 그 이유는 측정 시에 오차가 최소화 되어야 하는데, 초음파의 반사가 잘 되는 부위를 선택해야 하며, 중지 손가락 지골부위는 피부 두께가 얇아서 센서를 누르는 압력의 영향을 받지 않아 인체의 뼈중에서 가장 정확한 SOS 값을 얻을 수 있기 때문이다.Here, in the present invention, when measuring the bone density, it is preferable to limit the measurement site to the middle finger, and the reason is that the error should be minimized at the time of measurement. This is because the thickness of the skin is so thin that it is not affected by the pressure on the sensor, so that the most accurate SOS value can be obtained from the human bone.
도4는 이와 같은 초음파의 속도를 측정하여 자체 내장된 데이터 베이스에 저장하고 미리 저장된 표준 자료를 근거로 진단결과를 산출해내는 흐름도이다.Figure 4 is a flow chart of measuring the speed of the ultrasonic wave is stored in a built-in database and calculates the diagnostic results based on the pre-stored standard data.
이에서 보는 바와 같이 초음파를 발사하고 수신하는 과정을 매회당 약 300회 정도 반복하여 산술 평균값을 취하고 있으며 수집된 데이터는 통계적 자료를 바탕으로 T-SCORE(세계보건기구 표준 골다공증 진단 파라미터 ; 동일한 성별에서 ??은 성인 잡단의 평균 골밀도와 비교하여 표준 편차로 나눈값 즉, (측정값-젊은 집단의 평균값)/표준편차)와 Z-SCORE(동일한 성별에서 연령이 비슷한 집단의 평균 골밀도와 비교하여 표준편차를 나눈값. 즉,(측정값-동일집단의 평균값)/표준편자)로 변환하여 의사는 WHO 표준에 부합하는 결과를 판단하고 처방할 수 있는 것이다.As shown in this figure, the process of firing and receiving ultrasound is repeated about 300 times each time to obtain the arithmetic mean value, and the collected data is based on statistical data and the T-SCORE (World Health Organization standard osteoporosis diagnostic parameter; ?? is divided by the standard deviation compared to the mean BMD of the adult population, ie (measure-average value for the young group) / standard deviation) and Z-SCORE (standard compared to the mean BMD of similar age groups in the same gender) Divide the deviation, ie (measured value-mean value of the same population) / standard deviation, so that the doctor can determine and prescribe results that conform to the WHO standard.
본 발명에서는 골부에 수직으로 초음파를 발사하여 반사 신호를 이용하는 방식에 적용하기 위하여 기본적으로 SOS에 의한 측정법 파라미터를 이용한다. 즉, 초음파의 매질 전파 속도는 매질의 밀도와 탄성적 특성에 의존한다. 이때의 탄성력 자체는 뼈의 밀도에 따라 달라지며 밀도에 의해 달라지는 뼈의 구조에 의해서도 달 라지는 것이다. 이에 대한 기본적인 수식은 다음과 같다.In the present invention, in order to apply to the method of using the reflected signal by emitting ultrasonic waves perpendicular to the bone portion, the measurement parameter by SOS is basically used. That is, the velocity of propagation of the medium depends on the density and elastic properties of the medium. The elastic force itself depends on the density of the bones and also depends on the structure of the bones. The basic formula for this is as follows.
초음파의 매질 전파 속도 Velocity of Medium Propagation
매질의 체적 탄성률 (Constant) Volume Modulus of Medium (Constant)
매질의 밀도 (Density) Density of the medium
초음파의 매질에 대해 좀 더 상세히는 <참고도1>과 같이 가로로 투사할 경우 탄성계수가 같은 매질 즉,동일 물체에 대한 밀도는 가 된다.For more details on the medium of the ultrasonic wave, as shown in <
* t : 송신부에서 발신한 초음파가 수신부에 도달하는 시간* t: the time that the ultrasonic wave transmitted from the transmitter reaches the receiver
<참고도1> 타성계수 B<
또한 <참고도2>와 같이 반사법을 이용할 경우 초음파가 매질을 통과하는 속도는 다음과 같다.In addition, when using the reflection method as shown in Figure 2, the speed at which the ultrasonic waves pass through the medium is as follows.
<참고도2> 반사법을 이용한 센서<Reference Figure 2> Sensor using reflection method
이에 관련된 이론적 근거는 M.B Tavakoli 와 J.A Evans 의 실험에 의한 것이고 이 실험에 의하면 뼈의 구조가 일정하게 유지될 때 뼈에서의 초음파 속도는 뼈 안의 미네랄 양에 선형적인 연관성을 갖는 것이기 때문에 매질 통과시간 t는 초음파 골다공증 진단기의 중요한 진단 파라미터의 하나로 이용되는 것이다. 또한 골밀도 측정에 있어서 SOS(Speed of sound) 값을 이용하는 데에는 세계보건기구(WHO)의 표준에 맞는 파라미터를 제공해 주어야 하는 것이다. 이 파라미터는 전술한바와 같이 T-SCORE와 Z-SCROE 가 있으며 본 발명에서는 전술한 이중 에너지 방사선 흡수법(DEXA)에 의한 진단법을 이용하여 전술한 T-SCORE 를 측정하고 기록한 후, 본 측정 장비를 이용하여 SOS를 측정한다. 이렇게 측정된 SOS 값과 DEXA 방식으로 측정한 T-SCORE 값이 1차 함수 형태의 선형적인 관계가 있음을 알 수 있다.The theoretical basis for this is based on the experiments of MB Tavakoli and JA Evans, which shows that when the bone structure remains constant, the ultrasonic velocity in the bone is linearly related to the amount of minerals in the bone. Is used as one of the important diagnostic parameters of the ultrasound osteoporosis diagnostic apparatus. In addition, in order to use the SOS (Speed of Sound) value in measuring bone density, it is necessary to provide a parameter that conforms to the standards of the World Health Organization (WHO). As described above, this parameter includes T-SCORE and Z-SCROE. In the present invention, the above-mentioned T-SCORE is measured and recorded by using the above-described dual energy radiation absorption method (DEXA). To measure the SOS. It can be seen that the SOS value measured in this way and the T-SCORE value measured by the DEXA method have a linear relationship in the form of a linear function.
이런 자료를 바탕으로 선형회귀를 통해 얻어진 함수식을 이용하여 측정자에게 T-SCROE를 알려준다. 이 수식의 유도는 선형 적합 이론에 대한 부분으로 생략하고 결과식은 다음과 같이 얻어진다.Based on these data, the T-SCROE is informed to the measurer using a function obtained through linear regression. Derivation of this equation is omitted as part of the theory of linear fit and the resulting equation is obtained as:
* T-SCORE : WHO 표준 골다공증 진단 파라미터* T-SCORE: WHO standard osteoporosis diagnostic parameter
* SOS : 본 제품에서 측정한 초음파 속도(Speed of sound)* SOS: Speed of sound measured by this product
참고로 1994년도에 정한 WHO 기준에 의한 진단기준을 보면 다음과 같다.For reference, the diagnosis criteria according to the WHO standard established in 1994 are as follows.
(1) 정상(Normal) : 동일한 성별의 젊은 성인에 비하여 -1 표준편차보다 높을 때(1) Normal: higher than -1 standard deviation compared to young adults of the same gender
(2) 골소공증(Osteopenia) : -1 표준편차에서 -2.5 표준편차 사이일 때(2) Osteoporosis: when between -1 standard deviation and -2.5 standard deviation
(3) 골다공증(Osteoporosis) : -2.5 표준편차 이하일 때Osteoporosis: less than -2.5 standard deviations
(4) 중증 골다공증(Severe or established osteopororsis) : -2.5표준편차 이하면서 골절이 있을 때,(4) Severe or established osteopororsis: When there is a fracture less than -2.5 standard deviations,
로 되어 있다.It is.
참고로 실제 진단기에서는 Z-SCORE 또는 T-SCORE 라고 하는 진단 값을 제공하는데 그 표시방법을 <참고도3>과 <참고도4>에 도시하였다.For reference, the actual diagnostic device provides a diagnostic value called Z-SCORE or T-SCORE. The display method is shown in <
<참고도3> Z-SCORE Graph<
* Z-SCORE : 동일한 성별에서 연령이 비슷한 집단의 평균 골밀도와 비교하여 표준 편차를 나눈 값.* Z-SCORE: Standard deviation divided by mean BMD of similar age group in same gender.
즉,(측정값-동일집단의 평균값)/표준편차.That is, (measured value-average value of the same population) / standard deviation.
Z-SCORE가 양의 값이면 평균보다 골밀도가 높음을 의미하고 음의 값이면 평균보다 골밀도가 낮음을 의미한다.A positive value of Z-SCORE means a higher bone density than the mean, and a negative value means a lower bone density than the mean.
<참고도4> T-SCORE Graph<
* T-SCORE : 동일한 성별에서 젊은 성인 집단의 평균 골밀도와 비교하여 표준편차로 나눈 값.* T-SCORE: Standard deviation compared to mean BMD of young adult population in the same gender.
즉, (측정값-젊은 집단의 평균값)/표준편차.That is, (measured value-average value of the young population) / standard deviation.
T-SCORE가 -2이면 젊은 성인집단의 평균 골밀도 보다 2 표준 편차가 낮음을 의미한다.A T-SCORE of -2 implies two standard deviations lower than the mean BMD of the young adult population.
이와 같은 기준을 근거로 하여 본 발명에서 골밀도를 측정하여 진단하는 계산방법을 도5의 의해 설명하면 다음과 같다.The calculation method for measuring and diagnosing bone density in the present invention based on such a criterion will be described with reference to FIG. 5.
이에서 보는 바와 같이 골부에서 반사되는 반사파에는 다양한 거리의 요소들 이 존재하고 여기에는 전술한 초음파 송.수신부의 송신부와 수신부의 중심거리(L)과 측정시 피부에 바르는 접촉 젤의 두께(D), 피 측정자 마다 다른 피부의 두께(D)와 측정 골부의 두께(D)가 있다. 여기서 관측되는 반사파는 피부조직과 뼈 조직에서의 1차 반사파와 뼈 조직과 아래쪽 피부 조직에서의 2차 반사파가 획득된다. 초음파가 트리거 되는 시점 t에 대해서 반사파가 들어오는 시간 t, t 는 다음과 같이 계산된다.As can be seen, there are various distance elements in the reflected wave reflected from the bone part, and the center distance (L) of the transmitter and receiver of the ultrasonic transmitter and receiver described above and the thickness of the contact gel applied to the skin during measurement (D). ), Skin thickness (D) ) And the thickness of the measured valleys (D There is). The reflected wave observed here is obtained from the primary reflected waves in the skin tissue and the bone tissue and the secondary reflected waves in the bone tissue and the lower skin tissue. When the ultrasound is triggered About the time t the echo comes in , t Is calculated as follows.
(1) (One)
식 (1)로부터,From equation (1),
(2) (2)
초음파의 2차 반사지점이 동일하다고 가정하고 시간 변위 을 라 하면,Time displacement assuming that the secondary reflection points of the ultrasound are the same of Say,
(3) (3)
밀도와 초음파 속도에 관한 식으로부터 밀도(미네랄 함량을 포함하는 값)는 다음과 같이 계산되어 진다.From the equations for density and ultrasonic velocity, the density (value including mineral content) is calculated as follows.
(4) (4)
여기서 C는 특정 부분의 뼈에 대한 측정일 경우 상수이다. 따라서 초음파 발 사시 1차 반사파와 2차 반사파의 시간 차이(SOS 차이)를 이용하여 골밀도, 정확히는 골부의 밀도 상대량을 측정할 수가 있게 되는 것이다.Where C is a constant if the measurement is for a specific part of the bone. Therefore, by using the time difference (SOS difference) between the first reflected wave and the second reflected wave during the ultrasonic emission, it is possible to measure the relative density of bone density, precisely the bone portion.
이에 따라 본 발명은 초음파 송신부와 수신부가 동일 평면상에 반사형으로 평면에 설치하므로써 핸드 셋 형으로 제작이 가능하여 환자의 중지 손가락 부위를 간편하게 스케닝 함으로써 보다 신속하고 정확한 진단 결과를 얻을 수 있는 것이다. 또한, 비교적 안정된 출력값을 얻을 수 있는 SOS 파라미터만을 이용하였기 때문에 측정의 실효성을 높혔으며 이를 바탕으로 골밀도 측정을 간편하고 신속하게 실시함으로써 측정에 드는 비용을 크게 줄이고 환자의 번거로움을 덜 수 있다.Accordingly, the present invention The ultrasonic transmitter and receiver can be manufactured in a handset type by being installed in a reflection plane on the same plane, so that the patient's middle finger finger can be easily scanned to obtain a faster and more accurate diagnosis. In addition, since only the SOS parameter that can obtain a relatively stable output value was used to increase the effectiveness of the measurement, based on this easy and quick bone density measurement can greatly reduce the cost of the measurement and reduce the inconvenience of the patient.
또한 피측정대상 인체 부위의 양편에 송신부와 수신부를 설치하여야 하는 종래의 것보다 크기를 대폭 감소시켜 소형으로 제작이 가능하여 보관이나 사용이 편리하며, 구조를 단순화하여 원가절감을 도모할 수 있게 된다.In addition, it can be manufactured in a small size by greatly reducing the size compared to the conventional one, in which the transmitter and receiver must be installed on both sides of the target body to be measured, which is convenient for storage or use, and the structure can be simplified for cost reduction. .
그러므로 이러한 본 발명은 병원 외에도 가정용으로도 제작 가능하여 시간이나 장소에 구애받지 않고 편리하게 사용할 수 있게 되는 유용한 효과가 있는 것이다.Therefore, the present invention has a useful effect that can be manufactured in a home as well as a hospital can be used conveniently regardless of time or place.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060044133A KR20070111147A (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Reflected phalange bone density measuring apparatus using ultrasonic |
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KR1020060044133A KR20070111147A (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Reflected phalange bone density measuring apparatus using ultrasonic |
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ID=39090144
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KR1020060044133A KR20070111147A (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Reflected phalange bone density measuring apparatus using ultrasonic |
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KR (1) | KR20070111147A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101432871B1 (en) * | 2011-08-24 | 2014-08-22 | 강원대학교산학협력단 | Measuring method and device of bone density by using dispersion rate of ultrasonic phase velocity |
-
2006
- 2006-05-17 KR KR1020060044133A patent/KR20070111147A/en not_active Application Discontinuation
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