超声法皮下脂肪厚度测量系统的研究

超声测量皮下组织厚度对非酒精性脂肪肝诊断的临床价值目的分析超声测量皮下组织厚度在非酒精性脂肪肝诊断中的临床应用效果。

方法选取2013年11月～2015年11月在我院接受肝病治疗的患者97例为实验研究对象，根据患者疾病类型的不同分为观察组和对照组，其中42例非酒精性脂肪肝患者为观察组，55例迁徙性乙型肝炎患者为对照组，两组患者给予彩色多普勒超声诊断仪进行皮下组织厚度的测量，分析两组患者皮下组织厚度的差异。

结果观察组患者超声测量皮下组织厚度为（23.4±3.3）mm；对照组患者超声测量皮下组织厚度为（18.7±4.2）mm，观察组患者超声测量皮下组织厚度与对照组有明显差异，具有统计学意义（P＜0.05）。

结论在对非酒精性脂肪肝患者进行诊断的过程中，超声测量皮下组织厚度这一方法的运用可以较好的对非酒精性脂肪肝患者进行检查和确诊，是一种较好的临床诊断方法，具有显著的临床应用价值，值得予以临床推广和应用。

标签：超声测量皮下组织厚度；非酒精性脂肪肝；迁徙性乙型肝炎；彩色多普勒脂肪肝是指患者肝脏内的脂肪含量超过了肝脏湿质量的5%，根据患者疾病发生的原因可以将该病分为酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝，其中非酒精性脂肪肝约占脂肪肝的90%以上，为发病率较高的一种疾病，具有进展快以及预后差等特点，死亡率较高[1]。

非酒精性脂肪肝为目前临床上较为常见的一种慢性疾病，发生于无酒精滥用史患者中，是由环境、遗传以及代谢应激等相关因素共同作用导致的肝细胞代谢紊乱。

随着人们生活质量的提高该病的发病率呈逐年上升的趋势，同时，这一疾病可能会逐渐发展为肝细胞癌和肝硬化等其它严重的疾病，对患者的生命安全和生活质量均造成了一定的影响，早期的诊断和治疗对患者有着积极的作用和意义[2]。

选取2013年11月～2015年11月在我院接受肝病治疗的患者97例为实验研究对象，对超声测量皮下组织厚度在非酒精性脂肪肝诊断中的临床应用效果观察和分析，旨在探讨超声测量皮下组织厚度对该病诊断的临床价值。

超声波测厚试验一、实验目的通过超声波测厚实验，掌握超声波的测厚的试验方法及步骤，对超声波测厚的原理有直观的认识和更深刻的理解。

二、实验原理超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。

凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。

（三）实验装置与仪器TT100手持式超声波测厚仪，耦合剂，实验试件（钢），游标卡尺。

（四）实验步骤1、将探头插头插入主机探头插座；2、按住ＯＮ键开机；3、声速校准；每次开机、更换探头和电池时应进行校准，如有必要，可重复多次。

将声速调整到5900m/s后按“ZERO”键，进入校准状态。

在随机试块上涂耦合剂直到屏幕显示4.0mm即完成校准，4、测量厚度将耦合剂涂于被测处，将探头与被测材料耦合即可测量，屏幕上将显示被测材料厚度，注意，当探头与被测材料耦合时，显示耦合标志“”，如果耦合标志闪烁或不出现说明耦合不好。

拿开探头后，厚度值保持，耦合标志消失。

5、未知材料声速测量利用已知厚度材料试块进行测量，首先利用游标卡尺或千分尺准确测量试块厚度，将探头与已知厚度的试块耦合，直到显示出厚度值，拿开探头，用“”或“”将显示值调整到实际厚度值，然后按“VEL”键即可显示出被测声速值。

五、数据处理测试数据：探头频率：2.5 MHZ；探头直径：Φ20 mm。

数据序号声速（m/s）测试数据（mm）实际数据（mm）单次测量误差（mm）1234六、思考题1、超声波测厚时为何进行声速校核？2、测试时为何采用耦合剂？。

目录第一章绪论.........................................................................................................................- 1 - 1.1 论文背景和研究意义 .....................................................................................................- 1 - 1.2 人体脂肪含量检测研究状况.........................................................................................- 2 - 1.3 本文的主要研究工作 .....................................................................................................- 4 - 第二章超声法测量皮下脂肪厚度的基本原理...............................................................- 7 - 2.1 人体浅表软组织生物学特性.........................................................................................- 7 - 2.2 超声波在浅表组织中的传播特性 ................................................................................- 9 - 2.3 超声法测量厚度基本方法分析 ..................................................................................- 10 - 2.4 脉冲回波法测量皮下脂肪厚度的基本原理..............................................................- 13 - 2.5 本章小结........................................................................................................................- 14 - 第三章超声测量系统硬件设计与实现.........................................................................- 15 - 3.1 系统硬件总体方案 .......................................................................................................- 15 - 3.2 超声脉冲发射模块设计...............................................................................................- 16 -3.2.1 方波发生电路 .....................................................................................................- 16 -3.2.2 直流升压电路 .....................................................................................................- 17 -3.2.3 负高压电脉冲触发电路.....................................................................................- 19 - 3.3 回波信号预处理模块设计...........................................................................................- 19 -3.3.1 回波信号放大与滤波.........................................................................................- 19 -3.3.2 中周选频滤波 .....................................................................................................- 20 -3.3.3 信号的差分放大与整流.....................................................................................- 21 - 3.4 回波处理控制显示模块设计.......................................................................................- 21 -3.4.1 非门晶振振荡电路.............................................................................................- 21 -3.4.2 回波信号逻辑处理.............................................................................................- 22 -3.4.3 时间计数脉冲的形成与计数 ............................................................................- 23 -3.4.4 主控芯片..............................................................................................................- 24 -3.4.5 液晶显示模块 .....................................................................................................- 26 - 3.5 超声探头........................................................................................................................- 26 -3.5.1 超声换能器的分类.............................................................................................- 26 -3.5.2 超声探头的选择与工作原理 ............................................................................- 28 -V3.6 其他电路模块和系统构成...........................................................................................- 28 -3.6.1 电源模块的设计.................................................................................................- 28 -3.6.2系统构成...............................................................................................................- 29 - 3.7 本章小结........................................................................................................................- 30 - 第四章超声测量系统软件设计与实现.........................................................................- 33 -4.1 软件编译工具................................................................................................................- 33 - 4.2 软件构成........................................................................................................................- 34 - 4.3 系统主程序设计与实现...............................................................................................- 34 -4.3.1 主控芯片对系统元器件的控制........................................................................- 34 -4.3.2 数据的采集及算法.............................................................................................- 35 - 4.4 液晶控制显示程序设计...............................................................................................- 38 - 4.5 本章小结........................................................................................................................- 38 - 第五章脂肪厚度测量实验研究......................................................................................- 41 -5.1实验装置及误差分析方法............................................................................................- 41 -5.1.1实验装置...............................................................................................................- 41 -5.1.2误差分析方法 ......................................................................................................- 41 - 5.2 脂肪模型标准试块的测量实验 ..................................................................................- 42 -5.2.1 实验样品及方法.................................................................................................- 42 -5.2.2 测量及波形分析.................................................................................................- 42 -5.2.3 测量结果及分析.................................................................................................- 44 - 5.3 离体猪皮下脂肪层的测量实验 ..................................................................................- 45 -5.3.1 实验样品及方法.................................................................................................- 45 -5.3.2 测量及波形分析.................................................................................................- 46 -5.3.3 测量结果及分析.................................................................................................- 47 - 5.4 人体脂肪厚度测量实验...............................................................................................- 48 -5.4.1 实验样本及方法.................................................................................................- 48 -5.4.2 测量结果及分析.................................................................................................- 48 - 5.5 本章小结........................................................................................................................- 50 - 第六章结论.......................................................................................................................- 51 -6.1 本论文取得的研究成果...............................................................................................- 51 - 6.2 后续工作展望................................................................................................................- 52 - 参考文献 ...............................................................................................................................- 53 - 攻读学位期间所取得的相关科研成果 .............................................................................- 57 - 致谢 ...............................................................................................................................- 59 - VI河北工业大学硕士学位论文第一章绪论1.1 论文背景和研究意义随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，肥胖症已经逐渐成为世界范围内患病率迅速增长的一种流行性疾病，由肥胖所引发的健康问题越来越受到人们的关注。

表皮厚度测量方法引言：表皮是人体最外层的皮肤组织，其厚度的测量对于医学研究和临床诊断具有重要意义。

本文将介绍几种常用的表皮厚度测量方法，包括非侵入性方法和侵入性方法。

一、非侵入性方法：1. 超声测量法：超声测量法是通过超声波的传播速度和回波时间来测量表皮厚度的。

该方法具有非侵入性、快速、精确的特点，被广泛应用于临床皮肤疾病的诊断和治疗过程中。

它可以通过超声探头直接测量皮肤的厚度，并生成图像显示。

2. 光学相干层析扫描（OCT）：OCT是一种高分辨率的光学显微成像技术，可以实现对表皮厚度的非侵入性测量。

它利用光的干涉原理，通过扫描光束对组织进行断层成像，从而获取皮肤表面到深部组织层的显微结构信息，进而测量表皮厚度。

3. 压电传感器法：压电传感器法是一种简单、经济的表皮厚度测量方法。

通过将压电传感器放置在皮肤上，测量传感器受到的压力变化，从而计算出表皮厚度。

该方法操作简便，适用于临床皮肤疾病的初步筛查和日常管理。

二、侵入性方法：1. 真皮剪切法：真皮剪切法是一种通过剪切皮肤组织来测量表皮厚度的方法。

该方法使用特制的剪刀，将皮肤组织夹持并剪切，然后使用显微镜或显微镜测微仪来测量剪切后的组织厚度。

这种方法具有高精度和直接测量的优势，但需要进行手术切割，有一定的侵入性。

2. 火焰烧灼法：火焰烧灼法是一种通过灼烧皮肤表面来测量表皮厚度的方法。

该方法使用特制的火焰烧灼器对皮肤进行烧灼，然后使用显微镜或显微镜测微仪来测量烧灼后的组织厚度。

这种方法具有高精度和直接测量的优势，但需要进行火焰烧灼，具有一定的侵入性和创伤性。

3. 活体皮肤组织切片法：活体皮肤组织切片法是一种通过取活体皮肤组织样本，并对其进行切片和显微镜观察来测量表皮厚度的方法。

这种方法可以直接观察皮肤组织的厚度，并提供高分辨率的显微结构信息。

但由于需要切取皮肤组织样本，具有一定的侵入性和创伤性。

结论：表皮厚度的测量对于了解皮肤病变、评估皮肤健康和指导临床治疗具有重要意义。

超声波测厚度的工作原理超声波，这名字听起来就很科幻呢。

其实啊，它在测厚度这个事儿上，有着一套特别有趣的原理。

咱们先想象一下，超声波就像是一群特别勤劳的小信使。

当我们用超声波来测厚度的时候，就好比是在一个神秘的墙里面安排这些小信使去执行任务。

这个墙啊，可能是金属的，也可能是别的材料做成的。

超声波发生器就像一个小队长，它把这些小信使，也就是超声波脉冲发射出去。

这些超声波脉冲就欢快地朝着这个墙冲过去了。

这个墙呢，它可不是对超声波完全敞开怀抱的。

当超声波脉冲撞到墙的表面的时候，一部分就像调皮的小孩碰到了阻碍，一下子就被反射回来啦，这就形成了第一个回波。

这就好比是你朝着一堵墙扔了个小石子，小石子碰到墙就弹回来了一样。

然后呢，还有一部分超声波脉冲就特别顽强，它继续往墙的里面钻，就像小蚂蚁要钻进一个大土堆一样。

一直到它碰到墙的另一面，这时候又有一部分被反射回来，这就形成了第二个回波。

那怎么通过这两个回波来知道墙的厚度呢？这就有点像我们在计算一段路程了。

我们知道超声波在这个材料里面传播的速度是有一个大概的值的，这个速度就像是小信使奔跑的固定速度。

从发射超声波脉冲到接收到第一个回波的时间，和从发射到接收到第二个回波的时间是可以测量出来的。

就像我们知道一个人跑步的速度，又知道他跑一段往返路程用的时间，那我们就能算出这段路程的长度啦。

在超声波测厚度这里呢，通过测量这两个回波的时间差，再根据超声波在材料中的传播速度，就能算出这个墙，也就是这个被测物体的厚度了。

我再给你讲个小故事吧。

有一次我看到工人师傅在检测一个大的金属罐子的厚度。

那个罐子就像一个巨大的怪兽一样站在那里。

师傅拿着超声波测厚仪，就像是拿着一个神奇的魔法棒。

他一按按钮，超声波就出发了。

我当时就在想，这超声波就像一个个小小的看不见的精灵，在金属罐子里面穿梭。

师傅看着测厚仪上显示的数字，就好像是在和这些精灵对话，通过它们带回的消息，就能知道这个罐子的厚度是不是合格，有没有被腐蚀变薄了。

120猪业科学  SWINE INDUSTRY SCIENCE 2017年34卷第06期遗传改良GENETIC IMPROVEMENT 北京顺鑫农业小店种猪分公司协办超声在猪背膘测定中的应用李 根，彭妙莲，王 垒，黄美玲，陈小强，王声会（广东温氏种猪科技有限公司，国家生猪种业工程技术研究中心，广东 云浮 527400）作者简介：李根（1990-），男，硕士，研究方向为动物营养与饲料科学，E-mail ：lga1990@ 猪的背膘厚指的是猪的皮下脂肪厚度，皮下脂肪是位于真皮层以下、筋膜层以上的皮下脂肪组织。

背膘厚是一个很重要的繁殖性状，养猪生产者对背膘厚的选择广泛应用于遗传改良和提高母猪的繁殖性能。

国内外大量研究表明，背膘厚的遗传力很高(h 2=0.52)，而且背膘厚与瘦肉率具有高度的表型负相关（r=-0.81），所以在猪的育种上通常选择背膘厚来提高瘦肉率[1]。

长期连续进行以降低背膘厚为目标的选种，可以间接降低胴体脂肪含量，提高胴体瘦肉率以满足人类对瘦肉的需求。

背膘厚是衡量母猪体况的重要指标，它反映了母猪在不同阶段的营养状况和体能储备[2]。

背膘是猪脂质沉积的主要部位，在稳定机体代谢平衡方面起着重要作用。

猪的背膘不仅是机体的能量贮存库，还具有内分泌功能，其分泌的脂肪因子如瘦素、抵抗素等作用于机体的神经系统、免疫系统及内分泌器官，调节机体一系列生物学和生理过程，如体温的调节、能量平衡调控、胰岛素敏感性、炎症反应和心血管反应等[3-4]。

背膘还可作为雌二醇、黄体酮等性激素贮存和释放的器官，当母猪的背膘水平低于某个阈值时就会发生繁殖障碍[5]。

背膘厚与母猪繁殖性能密切相关，背膘厚是了解妊娠母猪营养需要的重要根据，在母猪不同的生理阶段保持适宜的背膘厚度能提高其繁殖性能[6]。

现代养猪生产中，人们越来越重视对背膘厚的测定与控制，基于背膘厚来饲喂母猪是提高母猪繁殖性能和猪场经济效益的重要措施。

同时由于背膘易于测定，可以广泛用于生产实践中。

油膜厚度超声测量方法及实验研究申洪苗;马希直【摘要】根据垂直入射超声波在3层介质中传播的相关理论,给出了基于超声波反射系数油膜厚度测量的谐振模型和弹簧模型,在此基础上进行实验测试.设计并制作了基于STC单片机的信号发生控制器电路,编写了脉冲串波形、频率和个数控制程序,对给定油膜厚度的试件进行了超声测量.结果表明:通过测量超声波反射系数可间接获得机械结构中油膜厚度,并且测量误差基本保持在5％的范围内.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2014(035)001【总页数】5页(P25-29)【关键词】计量学;厚度测量;反射系数;谐振模型;弹簧模型;信号发生控制器【作者】申洪苗;马希直【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TB921现代工业中，为了减少相对运动的零部件间的摩损及表面失效，通常在零部件间加注润滑油。

润滑油厚度一般在0.1～100μm之间［1］。

研究发现，油膜过薄过厚都会导致机械设备不能正常工作。

因此，对关键设备的油膜厚度进行在线监测具有重要的意义。

超声波具有较强的直线传播性和穿透力，这种特性被广泛用于超声探伤、测厚等技术领域。

常规的超声测厚是通过介质上、下表面反射波的时间差及波速来计算，但是油膜厚度多为微米级，上下两表面反射波的时间差相当微小，无法直接从时域波形中区分。

因此，对于实际工程中油膜厚度的测量，常规的超声测厚方法不再适用。

超声波在多层介质中传播时，在不同介质的分界面处会发生反射现象，反射系数与介质的厚度、声速、入射频率等因素有关，因此可以通过测量反射系数获得油膜厚度。

国外，Tattersall H G提出利用超声脉冲法测量粘结层厚度，提出当粘接层为薄层时，可用轻质弹簧代替［2］。

Pialucha T研究利用垂直入射超声波检测和表征两个厚介质之间的薄层，指出声波在理想介质中的应力和位移是处处连续的［3］。

内脏皮下脂肪测量仪试验原理最近在研究内脏皮下脂肪测量仪，发现了一些有趣的原理，今天就来和大家聊聊它的原理。

咱们都知道，脂肪对身材影响很大。

你看周围，有的人身材看起来苗条，有的人却有点臃肿，其实这不仅仅是外表的事儿，还和体内脂肪分布有关呢。

那这个内脏皮下脂肪测量仪是怎么知道我们身体里脂肪的情况的呢？这就要说到它利用的一些独特技术啦。

就像是用探测器探测宝藏一样，目前常见的内脏皮下脂肪测量仪用到了生物电阻抗技术。

简单来说，咱们的身体就像一个复杂的电路。

肌肉、水分等组织导电性比较好，而脂肪的导电性就差一些。

打个比方，把我们的身体想象成一个大管道系统，水分和肌肉代表那些畅通无阻的大管道，而脂肪就像是塞在管道里的杂物，会阻碍电流通行。

这种测量仪会给身体通上很微弱的电流，这个电流便在身体里“跑”起来，通过测量不同组织对电流的阻碍也就是电阻抗情况，来区分开有多少是脂肪，多少是别的组织。

这样就能估算出我们内脏和皮下脂肪的含量了。

有意思的是，不同的人测量的时候，可能还会受到其他因素影响呢。

比如说身体的水分含量，要是一个人刚运动完大量出汗，身体水分少了，这时候测量可能就不是那么准了。

我一开始也很疑惑这个，因为毕竟身体是很复杂的系统，总会有各种各样的影响因素。

不过经过学习我发现，这就好比在不同的天气情况下用指南针，磁场受到干扰，指南针指向会有点偏差一样。

懂得了这个原理之后，我们在测量的时候就要注意选择合适的状态下进行测量才行，比如不要在剧烈运动后或者长时间没喝水很口渴的时候去测内脏皮下脂肪，这样才能得到相对准确的数据。

从这个测量仪的原理里，我们还能延伸出一个思考：其实科技真的是很神奇，通过模仿我们日常生活中类似的现象就能制造出可以了解我们身体内部的设备。

那么，未来是不是还能有更精准更便捷的方式去了解身体脂肪或者别的健康指标呢？不知道大家有没有这样的想法，欢迎大家来讨论呀。

超声波成像技术在肥胖病诊断中的应用肥胖病是近年来影响全球公共卫生的重要问题之一，而超声波成像技术在肥胖病诊断中的应用也日趋成熟。

超声波成像技术是一种无创的医学检查方法，其优点在于对组织柔软性的影响极小，具有高分辨率、无剂量、操作简便等特点。

在肥胖病的诊断中，通过人体组织成像，可以准确掌握人体脂肪分布情况及脂肪层的厚度等信息，同时判断内脏脂肪含量。

据研究，人体内脏脂肪含量是衡量肥胖病程度的重要指标之一。

该指标与糖尿病、高血压等疾病的发病率密切相关，因此超声波成像技术在肥胖病诊断中的应用颇具研究价值。

首先，超声波成像技术可以直接观察人体脂肪分布情况。

在医学影像学中，通常使用B超超声波成像技术。

此技术运用高频声音波发射器在人体内部进行扫描，通过不同密度的组织分布呈现出不同的灰度，从而呈现出人体内部的结构，从而观察人体内脂肪组织分布情况。

比如腹部赘肉、脂肪肝等都可以通过超声波成像技术来判断。

通过超声波成像技术，可以非常直观地展现出人体内部的复杂组织分布情况，快速有效地进行诊断。

其次，超声波成像技术可用于测量皮下及内脏脂肪层的厚度。

皮下脂肪层厚度与内脏脂肪层厚度是衡量肥胖程度的两个重要指标。

皮下脂肪层厚度的变化是衡量身体脂肪和瘦肉比例的重要指标；内脏脂肪层厚度作为人体内脏脂肪含量的直接反映因素，能够直接联想到相关疾病的风险。

内脏脂肪含量的增长与心脑血管疾病发生风险增长和胰岛素抵抗等疾病的产生关系极为密切。

通过超声波成像技术可测量不同肌肉和组织的厚度，从而较准确地测量出皮下及内脏脂肪层的厚度。

因此，超声波成像技术被认为是测量脂肪厚度的一个非常有效的工具。

而且，超声波成像技术也可以用于观察人体肌肉组织的状态。

肌肉组织与脂肪组织比例越高，人体的健康水平也越高。

与瘦肉相比，人体脂肪组织的影响更为复杂，人们经常将脂肪组织作为肥胖病诊断的重要指标之一。

在超声波成像技术的辅助下，可以观察人体肌肉组织的状态、特征以及大小，在肥胖病诊断中起到了重要作用。

皮下脂肪瘤应用超声诊断的临床价值体会【摘要】目的：探究应用超声诊断皮下脂肪瘤的临床价值。

方法：选取2018年2月-2019年2月间收治经手术切除病检确诊病情的皮下脂肪瘤患者84例为分析对象，所有患者均接受高频超声探头检查，对其临床数据以回顾性方式进行分析并归纳高频超声对此类疾病患者的临床诊断价值。

结果：所有患者均接受超声检查并确诊病情，检出率达到100%。

皮下脂肪层内经高频超声检查后发现存在高回声、中等回声、低回声以及混合型肿块，肿块大小不规则，边界清晰，其中肿块较小的大多呈现高回声，多发肿块大多数呈现均匀回声，肿块较大的则表现为低回声，内部回声呈现不均匀状态，低回声当中可发现存在有线状或者短线状的高回声，皮下脂肪瘤体积极大的一般呈现混合性回声。

各肿块后方回声无衰减变化，内部查探未发现有明显的血流信号，或者在周边发现有星点状的血流信号。

结论：对浅表组织相关疾病应用高频超声诊断检出率令人满意，具备分辨率高、敏感性突出、操作简便以及经济负担低等优势，可于各层医院推广。

【关键词】皮下脂肪瘤；超声诊断；临床价值皮下脂肪瘤也称为浅表脂肪瘤，是临床极为常见的间叶组织肿瘤疾病，主要由成熟的脂肪组织构成且存在于表浅的软组织良性肿瘤，一般情况下对皮下脂肪瘤并无需采取任何处理措施，对于肿瘤较大且已经对正常活动造成阻碍[1]，或者压迫神经引发疼痛的则需要进行手术切除。

术前诊断对于手术治疗发方案选择以及预后调整有重要价值，超声是临床对皮下脂肪瘤主要诊断手段，为更系统归纳超声对皮下脂肪瘤临床诊断及指导意义，对本院近年收治皮下脂肪瘤患者相关资料进行整理并报道如下。

1资料与方法1.1一般资料选取2018年2月-2019年2月间收治经手术切除病检确诊病情的皮下脂肪瘤患者84例为分析对象。

患者中男性50例，女性34例；年龄在17-63岁间，平均为（46.71±2.88）岁。

所有患者均接受手术病理证实疾病。

1.2检查方法所用超声仪器型号为飞利浦iu22彩色多普勒超声诊断仪，线阵高频探头频率设置在7.5-12.0MHz间。