中屯、頻率，F(xiàn)s是采樣頻率，Nnum為采集的射頻信號(hào) 的長(zhǎng)度，即自血管中采集到的離散信號(hào)的個(gè)數(shù);如，當(dāng)采樣頻率為20MHz(每秒鐘采樣20M個(gè) 采樣點(diǎn)）時(shí)，聲波脈沖波的速率是1540m/s(聲音在人體中的傳播速度），那么在該采樣頻率 下，每厘米會(huì)有260個(gè)采樣點(diǎn)，假設(shè)頸動(dòng)脈寬度為0.8cm，那么此時(shí)，采集的射頻信號(hào)的長(zhǎng)度 Nnum=0.8*260 = 208個(gè)采樣點(diǎn)。即IQ信號(hào)的長(zhǎng)度為208。
[0058] SlOl:將所述離散IQ信號(hào)通過(guò)低通濾波器進(jìn)行低通濾波，用于過(guò)濾掉信號(hào)中的直 流分量和無(wú)效頻率?？蛇x的，可采用低通IIR濾波器化OW pass IIR filter)完成本步驟。
[0059] S200:將離散IQ信號(hào)通過(guò)N個(gè)子采樣口進(jìn)行子采樣劃分，N個(gè)子采樣口包含血管的 全部深度范圍；N為2 W上自然數(shù)；優(yōu)選的，本實(shí)施例中，子采樣口的個(gè)數(shù)為滿足
最大的偶數(shù)，且N個(gè)子采樣口互不交叉；由于血管深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于超
聲脈沖波波長(zhǎng)，因此可W認(rèn)為本實(shí)施例中每個(gè)子采樣口的口寬即為脈沖波波長(zhǎng);子采樣口 個(gè)數(shù)為偶數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，方便后續(xù)過(guò)程中的計(jì)算及圖像的顯示，優(yōu)選的將血管深度對(duì)稱劃分， 即從血管中屯、向兩側(cè)各有N/2個(gè)子采樣口。
[0060] 經(jīng)過(guò)本步驟子采樣劃分后，每個(gè)子采樣口中包含的采樣點(diǎn)公式 獲 得，其中，m是用于檢測(cè)的脈沖波內(nèi)包含的脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)，其為IW上自然數(shù)，F(xiàn)s是采樣頻率， Fc是脈沖信號(hào)的中屯、頻率，對(duì)于每個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)說(shuō)，每個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)=采樣頻率/ (2*信號(hào)中屯、頻率）；因此對(duì)于包含m個(gè)脈沖信號(hào)的脈沖波來(lái)說(shuō)，當(dāng)子采樣口的長(zhǎng)度為信號(hào)波 長(zhǎng)時(shí)，每個(gè)子采樣口內(nèi)包含的離散采樣點(diǎn)數(shù)為
[0061] S300:將每個(gè)子采樣口內(nèi)的IQ信號(hào)順序進(jìn)行時(shí)間域信號(hào)復(fù)合、壁濾波器濾波、頻域 轉(zhuǎn)換，生成頻域信號(hào)；采用壁濾波器進(jìn)行濾波的目的為提出信號(hào)中的低速血流信息及低速 組織運(yùn)動(dòng)信息，從而提高后續(xù)頻譜信號(hào)的信噪比。
[0062] 所述時(shí)間域信號(hào)復(fù)合采用公式SkQ)= 2s(i，k)進(jìn)行，其中i表示IQ信號(hào)在時(shí)間上 的離散序號(hào)，k是子采樣口的序號(hào);s(i，k)表示第k個(gè)子采樣口中i時(shí)刻的IQ原始信號(hào)，Sk(i) 表示經(jīng)過(guò)時(shí)間域符合操作后的信號(hào)。 將I Q信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)為采用快速傅里葉變換實(shí)現(xiàn)，具體公式為： A T'牛 W-1 .s'i (/，似)=藝("K'xp(-./似"）；其中，W表示短時(shí)窗口傅里葉變換的窗口大小，;5*々,說(shuō))表示轉(zhuǎn) n=t 換后的頻域信號(hào)。
[0063] S400:從獲得的頻域信號(hào)中計(jì)算幅度頻譜后成像；所述幅度頻譜通過(guò)公式 .2 巧-化份）=? t片仿）獲得。
[0064] S500:根據(jù)幅度頻譜計(jì)算t川寸刻的血流流速分布信息
其中，V康示tj時(shí)刻第k個(gè)子采樣口幅度頻譜Pk(T，W )對(duì)應(yīng)的血速；；
[006引 S600:將血流流速分布信息V化，tj)積分得出血流流量府峭=誠(chéng)巧r，々曲， 離散 表示為化化）=2巧乏(A-1/2)/?節(jié)知y，巧中，r為子采樣口帝臘巧為被測(cè)血管半徑，化
Jc=I 選的，本實(shí)施例中，可通過(guò)將爭(zhēng)部的了采樣口對(duì)稱的劃巧為AT,和W兩部分， 卵備 珠\ 2 X 然房通過(guò)公式Fo/(y =兄至(怎-1 / 2)r V的，/^} +兄玄巧-1 / ^計(jì)算。 龍=i' 屯=I 樂(lè) l0066jS6(n;對(duì)血流流量進(jìn)行角度修正；修正后的血流流量惦/ = sina；^KW(?j)，S表示畢也 J。在 臟收縮周期的收縮時(shí)刻，d表示但屯、臟收縮周期的舒張時(shí)刻，a表示血管壁與子采樣口之間 的夾角。圖6即為計(jì)算得出的血流流量與測(cè)量時(shí)間對(duì)應(yīng)圖示例。
[0067] S602:計(jì)算血流流量抖動(dòng)指數(shù)，血流流量抖動(dòng)指數(shù)
，其中 Nh為屯、臟周期數(shù)，Xi表示單個(gè)屯、臟周期數(shù)時(shí)的血流流量，U為整個(gè)測(cè)量期間的血流流量平均 值，當(dāng)Index的取值可W表明血流流量是否穩(wěn)定，如，當(dāng)Index較大時(shí)（例如大于90、100或者 120;視具體情況決定，經(jīng)驗(yàn)值為取100)，可W認(rèn)為血流流量不穩(wěn)定；圖7即為計(jì)算得出的血 流流量與屯、臟跳動(dòng)周期對(duì)應(yīng)圖示例。
[0068] 應(yīng)注意的是，血速計(jì)算與血流流量計(jì)算互不干擾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于超聲的血流速度測(cè)量方法， 包含接收采集自被測(cè)血管內(nèi)的反饋射頻信號(hào)，并將該射頻信號(hào)經(jīng)希爾伯特變換后獲得 離散IQ信號(hào)的步驟； 其特征在于，還包含如下步驟： 將離散IQ信號(hào)通過(guò)N個(gè)子采樣門進(jìn)行子采樣劃分，N個(gè)子采樣門包含被測(cè)血管的全部深 度范圍;N為2以上自然數(shù)； 將每個(gè)子采樣門內(nèi)的IQ信號(hào)順序進(jìn)行時(shí)間域信號(hào)復(fù)合、壁濾波器濾波、頻域轉(zhuǎn)換，生成 頻域信號(hào)； 從獲得的頻域信號(hào)中計(jì)算幅度頻譜，并從中計(jì)算流量速度。2. 如權(quán)利要求1所述的血流速度測(cè)量方法，其特征在于，子采樣門的個(gè)數(shù)N由血管深度 及所述脈沖波波長(zhǎng)確定，BF3. 如權(quán)利要求2所述的血流速度測(cè)量方法，其特征在于，子采樣門的個(gè)數(shù)取符合條件的 最大偶數(shù)； 子采樣門的大小由公式獲得，其中，m是用于檢測(cè)的脈沖波內(nèi)包含的脈沖 信號(hào)個(gè)數(shù)，其為1以上自然數(shù)，F(xiàn)s是采樣頻率，F(xiàn)。是脈沖信號(hào)的中心頻率。4. 如權(quán)利要求1所述的血流速度測(cè)量方法，其特征在于，所述時(shí)間域信號(hào)復(fù)合采用公式 Sk(i)=Xs(i，k)進(jìn)行，其中i表示IQ信號(hào)在時(shí)間上的離散序號(hào)，k是子采樣門的序號(hào)；s(i， k)表示第k個(gè)子采樣門中i時(shí)刻的IQ原始信號(hào)，s k(i)表示經(jīng)過(guò)時(shí)間域符合操作后的信號(hào)。5. 如權(quán)利要求4所述的血流速度測(cè)量方法，其特征在于，所述頻域轉(zhuǎn)換的步驟為采用短 時(shí)窗口快速傅里葉變換實(shí)現(xiàn)，具體公式為：其中，W表示短時(shí) 窗口傅里葉變換的窗口大小，表示轉(zhuǎn)換后的頻域信號(hào)； 獲取幅度頻譜成像的步驟中，所述幅度頻譜通過(guò)公式6. 如權(quán)利要求5所述的血流速度測(cè)量方法，其特征在于，從獲得的頻域信號(hào)中計(jì)算幅度 頻譜后，還包括提高頻譜對(duì)比度的步驟;其通過(guò)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, ω ) = XPk(t, ω ); 所述射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為IQ信號(hào)后，還包括經(jīng)過(guò)低通濾波的步驟，低通濾波用于過(guò)濾掉信 號(hào)中的直流分量和無(wú)效頻率。 從獲得的頻域信號(hào)中計(jì)算幅度頻譜成像后，還包括對(duì)圖像平滑處理、壓縮處理的步驟。7. -種基于超聲的血流流量測(cè)量方法，其特征在于，包含如權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述 的血流流速測(cè)量方法;還包括： 根據(jù)幅度頻譜計(jì)算t j時(shí)刻的血流流速分布信息V(k，t j)的步驟； 將血流流速分布信息V (k，tj)積分得出血流流量的步驟。8. 如權(quán)利要求7所述的血流流量測(cè)量方法，其特征在于，根據(jù)幅度頻譜計(jì)算任意k時(shí)刻 的血流流速分布信息v(k，k)采用如下公式：其中，V1表示k時(shí)刻 第k個(gè)子采樣門幅度頻譜Pk(T，ω )對(duì)應(yīng)的血速； 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：離散表示，其中，r為子采樣門寬度，R為被測(cè)血管半徑。9. 如權(quán)利要求8所述的測(cè)量方法，其特征在于，還包括對(duì)血流流量進(jìn)行角度修正的步 驟;修正后的血流流量其中s表示單心臟跳動(dòng)周期中的心臟收縮時(shí)刻， d表示心臟跳動(dòng)周期中的心臟舒張時(shí)刻，α表示血管壁與子采樣門之間的夾角。10. 如權(quán)利要求9所述的測(cè)量方法，其特征在于，還包括計(jì)算血流流量抖動(dòng)指數(shù)的步驟， 血流流量抖動(dòng)指I其中Nh為心臟周期數(shù)，Xl表示單個(gè)心臟周期數(shù) 時(shí)的血流流量，u為整個(gè)測(cè)量期間的血流流量平均值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及超聲成像領(lǐng)域，特別涉及一種基于超聲的血流速度測(cè)量方法及血流流量測(cè)量方法。本發(fā)明提供的血流速度測(cè)量方法通過(guò)N個(gè)包含血管全深度范圍的子采樣窗口對(duì)采集的IQ信號(hào)進(jìn)行子采樣劃分，避免了傳統(tǒng)D模式成像中，醫(yī)生需不斷移動(dòng)子采樣窗口，且僅能對(duì)血管位于子采樣窗口內(nèi)的部位進(jìn)行檢測(cè)的缺陷；可以為用戶提供血管各個(gè)深度位置的血流分布信息；同時(shí)，本發(fā)明提供的血流流量測(cè)量方法由于同時(shí)對(duì)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(gè)位置的血流信息，進(jìn)而根據(jù)血管各個(gè)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(dòng)指數(shù)。
【IPC分類】A61B8/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105476665
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610054981
【發(fā)明人】劉西耀, 劉鑫, 鄒長(zhǎng)俊, 劉東權(quán)
【申請(qǐng)人】成都欣聲科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日