Ultrasonic guided wave techniques have been applied to characterize cortical bone for osteoporosis assessment. Compared with the current gold-standard X-ray-based diagnostic methods, ultrasound-based techniques pose some advantages such as compactness, low cost, lack of ionizing radiation, and their ability to detect the mechanical properties of the cortex. Axial transmission technique with a source-receiver offset is employed to acquire the ultrasound data. The dispersion characteristics of the guided waves in bones are normally analyzed in the transformed domains using the dispersion curves. The transformed domain can be time-frequency map using a single channel or wavenumber-frequency (or phase velocity-frequency) map with multi-channels. In terms of acquisition effort, the first method is more cost- and time-effective than the latter. However, it remains unclear whether single-channel dispersion analysis can provide as much quantitative guided-wave information as the multi-channel analysis. The objective of this study is to compare the two methods using numerically simulated and ex vivo data of a simple bovine bone plate and explore their advantages and disadvantages. Both single- and multi-channel signal processing approaches are implemented using sparsity-constrained optimization algorithms to reinforce the focusing power. While the single-channel data acquisition and processing are much faster than those of the multi-channel, modal identification and analysis of the multi-channel data are straightforward and more convincing.

超声导波技术已被应用于表征皮质骨以评估骨质疏松症。与目前金标准的基于 X 射线的诊断方法相比，基于超声的技术具有一些优势，例如紧凑、成本低、缺乏电离辐射以及能够检测皮质的机械特性。采用具有源接收器偏移的轴向传输技术来获取超声数据。通常使用色散曲线在变换域中分析骨骼中导波的色散特性。变换域可以是使用单通道的时频图或具有多通道的波数-频率（或相速度-频率）图。就采购工作而言，第一种方法比后者更具成本效益和时间效益。然而，目前尚不清楚单通道色散分析是否可以提供与多通道分析一样多的定量导波信息。本研究的目的是使用简单牛骨板的数值模拟和离体数据比较这两种方法，并探讨它们的优缺点。单通道和多通道信号处理方法都使用稀疏约束优化算法来实现，以增强聚焦能力。虽然单通道数据采集和处理比多通道数据采集和处理快得多，但多通道数据的模态识别和分析更直接且更有说服力。本研究的目的是使用简单牛骨板的数值模拟和离体数据比较这两种方法，并探讨它们的优缺点。单通道和多通道信号处理方法都是使用稀疏约束优化算法来实现的，以增强聚焦能力。虽然单通道数据采集和处理比多通道数据采集和处理快得多，但多通道数据的模态识别和分析更直接且更有说服力。本研究的目的是使用简单牛骨板的数值模拟和离体数据比较这两种方法，并探讨它们的优缺点。单通道和多通道信号处理方法都是使用稀疏约束优化算法来实现的，以增强聚焦能力。虽然单通道数据采集和处理比多通道数据采集和处理快得多，但多通道数据的模态识别和分析更直接且更有说服力。单通道和多通道信号处理方法都是使用稀疏约束优化算法来实现的，以增强聚焦能力。虽然单通道数据采集和处理比多通道数据采集和处理快得多，但多通道数据的模态识别和分析更直接且更有说服力。单通道和多通道信号处理方法都是使用稀疏约束优化算法来实现的，以增强聚焦能力。虽然单通道数据采集和处理比多通道数据采集和处理快得多，但多通道数据的模态识别和分析更直接且更有说服力。