一種基于超聲的血流速度測量及血流流量測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及超聲測量領(lǐng)域，特別設(shè)及一種基于超聲的血流速度測量方法及血流流 量測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的超聲血液診斷中，醫(yī)生多采用超聲B模式成像結(jié)果或D模式成像(又稱脈沖 波多普勒頻譜成像)結(jié)果對血流疾病進(jìn)行診斷，但是由于很多血流疾病是財莫式成像無法觀 測的（如血管硬化和血管壁早期疾?。?，因此D模式成像得到了越來越廣泛的應(yīng)用；不過，由 于技術(shù)限制，現(xiàn)有的D模式成像大多僅包含1個子采樣窗口，同時該子采樣窗口包含的范圍 非常小(D模式下，只能觀測到子采樣窗口內(nèi)的血流速度信息），醫(yī)生需要不斷的移動該子采 樣窗口來觀測血管不同深度、不同位置的血流信息，運(yùn)無疑導(dǎo)致了檢測效率低下。
[0003] 同時，對血流流量進(jìn)行測量時，現(xiàn)有的D模式成像僅使用1個子采樣窗口，其獲得的 血流速度是整個血管的平均速度，因此其測量結(jié)果精確度極差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的D模式成像(脈沖波多普勒頻譜成像)技術(shù)中，由于 技術(shù)限制，僅有一個子采樣窗口導(dǎo)致的檢測效率低下的問題，提供一種包含血管全深度信 息的多子采樣窗口的血流信息成像方法。
[000引本文中，血管深度指被測血管橫切面直徑上任一點(diǎn)到該直徑的一個選定端頭的距 離值。
[0006 ]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了 W下技術(shù)方案：
[0007] -種基于超聲的血流速度測量方法，
[0008] 包含接收采集自被測血管內(nèi)的反饋射頻信號，并將該射頻信號經(jīng)希爾伯特變換后 獲得離散IQ信號的步驟；
[0009] 還包含如下步驟： 將離散IQ信號通過N個子采樣口進(jìn)行子采樣劃分，N個子采樣口包含血管的全部深度范 圍;N個子采樣口可W互不交叉或者略有交叉;N為2 W上自然數(shù)； 將每個子采樣口內(nèi)的IQ信號順序進(jìn)行時間域信號復(fù)合、壁濾波器濾波、頻域轉(zhuǎn)換，生成 頻域信號；
從獲得的頻域信號中計(jì)算幅度頻譜后成像。
[0010] 進(jìn)一步的，子采樣n的個數(shù)她血管深度風(fēng)5朋姍沖波波長確定，即 由于聲學(xué)物理?xiàng)l件約束，在一個脈沖波波長內(nèi)的速度估計(jì)是不可再分的，所W目前所能實(shí) 現(xiàn)的最準(zhǔn)確的速度估計(jì)即為一個脈沖波波長，所W-個子采樣口，為至少一個脈沖波波長 的長度或多個脈沖波波長的長度。
[0011] 優(yōu)選的，子采樣口的個數(shù)取符合條件的最大偶數(shù)，由上可知，子采樣口的最佳長度 應(yīng)為一個脈沖波波長的長度，但為了便于后續(xù)的圖像顯示及計(jì)算，優(yōu)選的將血管深度對稱 劃分，即從血管中屯、向兩側(cè)各有N/2個子采樣口。
[0012]進(jìn)一步的，子采樣口的大?。匆粋€脈沖波長內(nèi)的采樣離散信號個數(shù)）由公式
獲得，其中，m是用于檢測的脈沖波內(nèi)包含的脈沖信號個數(shù)，其為IW上自然 數(shù)，F(xiàn)s是采樣頻率，F(xiàn)c是脈沖信號的中屯、頻率，對于每個脈沖信號來說，每個波長內(nèi)的采樣點(diǎn) 數(shù)=采樣頻率/(2*信號中屯、頻率）；因此對于包含m個脈沖信號的脈沖波來說，當(dāng)子采樣口
的長度為信號波長時，每個子采樣口內(nèi)包含的離散采樣點(diǎn)數(shù)為-個，些實(shí)施例下，可W

號的 通過公式 -來確化子聚樣口 N的個數(shù)， ，其中，/V胃為采集到的射頻信 長度，即自血管中采集到的離散信號的個數(shù)；在Fs、F。及被測血管直徑相同的前提下，
[OOU]進(jìn)一步的，所述時間域信號復(fù)合采用公式31^(1)=1：3。，1〇進(jìn)行，其中1表示19信 號在時間上的離散序號，k是子采樣口的序號;s(i，k)表示第k個子采樣口中i時刻的IQ原始 信號，Sk(i)表示經(jīng)過時間域符合操作后的信號。
[0014] 進(jìn)一步的，將IQ信號轉(zhuǎn)換為頻域信號采用公式A'i (7, W) = V .V,, (/?似p(-/w")進(jìn)行； n-'i 其中，W表示短時窗口傅里葉變換的窗口大小，化W)表示轉(zhuǎn)換后的頻域信號。 2:
[0015] 進(jìn)一步的，獲取幅度頻譜成像的步驟中，所述幅度頻譜通過公式巧_化吻=化W) 獲得。
[0016] 進(jìn)一步的，從獲得的頻域信號中計(jì)算幅度頻譜后，還包括提高頻譜對比度的步驟； 其通過將幅度頻譜在頻域上做復(fù)合操作實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)公式為:P( t，CO ) = I： Pk( t，CO )。經(jīng)過 頻域上的復(fù)合操作后，可W使得血管內(nèi)各個深度的幅度頻譜對比度顯著提升，還可W有效 的抑制噪聲，提高頻譜信噪比，有效增強(qiáng)頻譜細(xì)節(jié)分辨率，真正意義上既抑制噪聲也提升頻 譜細(xì)節(jié)分辨率。
[0017] 優(yōu)選的，所述射頻信號轉(zhuǎn)換為IQ信號后，還包括經(jīng)過低通濾波的步驟，低通濾波用 于過濾掉信號中的直流分量和無效頻率。
[0018] 優(yōu)選的，從獲得的頻域信號中計(jì)算幅度頻譜成像后，還包括對圖像平滑處理、壓縮 處理的步驟。
[0019] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有的D模式成像僅使用1個子采樣窗口，其獲得的血流速度是整 個血管的平均速度，因此其測量結(jié)果精確度極差的問題，提供一種包含血管全深度信息的 多子采樣窗口的血流流量測量方法，包含如上所述的血流流速測量方法;還包括： 根據(jù)幅度頻譜計(jì)算t扣寸刻的血流流速分布信息Wk, tj)的步驟； 將血流流速分布信息V化，tj)積分得出血流流量的步驟；
[0020] 進(jìn)一步的，根據(jù)幅度頻譜計(jì)算任意t扣寸刻的血流流速分布信息V化，tj)采用如下公 式：
.其中，Vi表示tj時刻第k個子采樣口幅度頻譜Pk(T，CO )對應(yīng)的 血速；
[0021]將血流流速分布信息V(k，T)積分得出血流流量的步驟中，血流流量： 朽/(〇 = f始亦，離散表示為價化.）=- I /引/'V(/',，^,)，其中，r為子采^ 女=1 口寬度，R為被測血管半徑。
[002引進(jìn)一步的，還錯就血流流量鑿于角度修正的步驟;修1垢的血髓禮阿/ = Sin "乏防/(/,;)， '片：
其中S表示單屯、臟跳動周期中的屯、臟收縮時刻，d表示屯、臟跳動周期中的屯、臟舒張時刻，a表 示血管壁與子采樣口之間的夾角。
[002引沁^勺，還備十算郵輸禮抖云勸纖飽持裝郵輸禮抖云勸證義 其中化為屯、臟周期數(shù)，Xi表示單個屯、臟周期數(shù)時的血流流量，U為整個測量期間的血流流量 平均值。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：與傳統(tǒng)的D模式成像方法(脈沖波多普勒頻 譜成像方法)相比，本發(fā)明提供的血流速度測量方法通過N個包含血管全深度范圍的子采樣 窗口對采集的IQ信號進(jìn)行子采樣劃分，并進(jìn)一步的通過將每個子采樣窗口內(nèi)的IQ信號進(jìn)行 時間域復(fù)合、頻域轉(zhuǎn)換、頻域復(fù)合等操作得血管全深度范圍內(nèi)各處的血流速度信息，避免了 傳統(tǒng)D模式成像中，醫(yī)生需不斷移動子采樣窗口，且僅能對血管位于子采樣窗口內(nèi)的部位進(jìn) 行檢測的缺陷；由于本發(fā)明提供的成像方法，同時對血管全深度范圍內(nèi)進(jìn)行子窗口采樣，獲 取血管全深度范圍內(nèi)各個位置的血流信息，因此，用戶可W選擇同時觀看整個血管的血流 信息分布，也可W選擇血管中的某一深度任意時刻或任意時間段的血流信息，從而縮小了 檢測時間，提高了檢測效率，簡化了檢測難度。
[0025] 同時，本發(fā)明提供的血流流量測量方法由于同時對血管全深度范圍內(nèi)進(jìn)行子窗口 采樣，獲取血管全深度范圍內(nèi)各個位置的血流信息，進(jìn)而根據(jù)血管各個深度范圍內(nèi)的血速 信息獲得更加精確的血流流量及血流流量抖動指數(shù)。
【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明血流速度測量方法具體實(shí)施例的流程圖。
[0027] 圖2a為本發(fā)明具體實(shí)施例中的圖像顯示示例框圖。
[0028] 圖化為本發(fā)明具體實(shí)施例中的圖像展示示例。
[0029] 圖3a為采用本發(fā)明成像方法獲取的血管各深度血流速度的=維模型圖。
[0030] 圖3b為圖3a中S維模型圖與圖2曰、圖化中各區(qū)域圖像關(guān)聯(lián)示意。
[0031] 圖4a本發(fā)明具體實(shí)施例中的另一種圖像顯示示例框圖。
[0032] 圖4b本發(fā)明具體實(shí)施例中的另一種圖像圖像展示示例。
[0033] 圖5為本發(fā)明提供的血流流量測量方法流程圖。
[0034] 圖6即為計(jì)算得出的血流流量與測量時間對應(yīng)圖示例。
[0035] 圖7即為計(jì)算得出的血流流量與屯、臟跳動周期對應(yīng)圖示例。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此