研发了一套高精度双能X射线全身骨密度检测系统，采用"上位机软件+STM32微控制器+FPGA"的三层硬件架构设计，实现从扫描控制到数据分析的全流程自动化处理。系统上位机基于Qt框架开发，通过自主设计的二进制通讯协议与下位机交互，采用原生Socket实现毫秒级实时数据传输，确保扫描过程中的精准同步控制。FPGA负责高精度时序控制和线阵探测器数据采集，STM32作为协处理器实现电机控制和安全监测。核心技术创新包括：1）双能X射线骨密度算法，通过能量谱分解和物质分离技术准确计算BMD值，经仿体实验验证误差小于3%；2）实时图像重建系统，采用滤波反投影算法结合GPU加速，实现秒级成像；3）智能图像处理流水线，集成非局部均值降噪、自适应直方图均衡化和U-Net网络ROI分割，提升诊断图像质量；4）基于ResNet的骨质疏松分级模型，在10万例临床数据训练后AUC达0.97。系统软件采用模块化设计，包含扫描控制、图像处理、报告生成三大子系统，支持DICOM标准接口与医院PACS系统对接。在工程实现上攻克了多线程同步、低延时通讯协议栈、射线剂量精准控制等关键技术，已通过CFDA二类医疗器械认证，检测精度达到国际同类产品水平，相比传统单能系统将腰椎T值测量重复性提升40%，特别适用于骨质疏松早期筛查和疗效监测，目前已在30余家医院装机使用，累计完成超10万例临床检测，推动我国骨密度检测设备国产化进程。
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