生成多普勒頻譜圖的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體地，涉及一種生成多普勒頻譜圖的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]多普勒效應(yīng)是指物體輻射的波的波長由于該物體和觀測者的相對運(yùn)動而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高;在運(yùn)動的波源后面時，會發(fā)生相反的現(xiàn)象，波長變得較長，頻率變得較低。波源的運(yùn)動速度越高，所產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)越顯著。因此，根據(jù)波頻率改變的程度，可以計算出波源循著觀測方向運(yùn)動的速度。
[0003]多普勒超聲血流分析是利用多普勒效應(yīng)、通過非侵入性的檢查評價不同生理學(xué)特征的一種方法。經(jīng)顱多普勒超聲分析儀是一種定制化的超聲設(shè)備，專門用于經(jīng)顱骨的超聲檢查。經(jīng)顱多普勒超聲分析儀使用體外超聲探頭中的晶片經(jīng)顱骨的縫隙或“窗口”向腦血管發(fā)射超聲波(簡稱發(fā)射波)，血流的存在將導(dǎo)致多普勒效應(yīng)(多普勒頻移)的產(chǎn)生，最后超聲波被反射回到探頭(簡稱回波)，經(jīng)同一晶片接收，由分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得出相應(yīng)的血流信息。由于采用深度選通(或距離選通)技術(shù)，可進(jìn)行定點血流測定，因而具有很高的距離分辨力，也可對某點血流的性質(zhì)做出準(zhǔn)確的分析。具體地，如果某一檢測深度不存在血液流動，那么不產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，與發(fā)射波相比，回波的中心頻率不會發(fā)生改變;而如果某一檢測深度存在血液流動，則會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，與發(fā)射波相比，回波的中心頻率會發(fā)生偏移。如果使用濾波器把中心頻率濾掉，只保留多普勒頻偏成分，則對于不存在血液流動的深度，頻譜信號中將只剩下背景噪聲信號(無用信號)，而對于存在血液流動的深度，頻譜信號中將包括多普勒信號(有效信號)和背景噪聲信號。其中的背景噪聲信號是由于經(jīng)顱多普勒超聲分析儀本身的物理限制所產(chǎn)生的。
[0004]為了突顯多普勒信號，獲得顯示效果更好的多普勒頻譜圖，現(xiàn)有的經(jīng)顱多普勒設(shè)備需要用戶在多普勒頻譜圖采集過程中手動調(diào)整參數(shù)。這要求用戶進(jìn)行額外操作，增加了用戶具體工作量。此外，手動調(diào)整參數(shù)因為無法預(yù)期調(diào)整后的顯示效果，往往要求用戶具有一定的經(jīng)驗，以盡快將其調(diào)整合適。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種生成多普勒頻譜圖的方法，包括:
[0006]針對用于生成多普勒頻譜圖的頻譜信號中的至少一部分，獲取其中的背景噪聲信號；
[0007]根據(jù)所述背景噪聲信號的強(qiáng)度確定增益；以及
[0008]基于所確定的增益生成多普勒頻譜圖。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種生成多普勒頻譜圖的設(shè)備，包括背景噪聲獲取裝置、增益確定裝置和制圖裝置。
[0010]背景噪聲獲取裝置用于針對用于生成多普勒頻譜圖的頻譜信號中的至少一部分，獲取其中的背景噪聲信號。增益確定裝置用于根據(jù)所述背景噪聲信號的強(qiáng)度確定增益。制圖裝置用于基于所確定的增益生成多普勒頻譜圖。
[0011]上述生成多普勒頻譜圖的方法和設(shè)備可以自動獲得顯示效果更好的多普勒頻譜圖，無需用戶干預(yù)，大大降低用戶工作強(qiáng)度，提高了工作效率。
[0012]在
【發(fā)明內(nèi)容】
中引入了一系列簡化的概念，這些概念將在【具體實施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0013]以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0015]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)顱多普勒超聲分析儀的示意性框圖；
[0016]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多普勒頻譜圖；
[0017]圖3示出了將圖2所示的多普勒頻譜圖的增益降低后所獲得的多普勒頻譜圖；
[0018]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生成多普勒頻譜圖的方法的示意性流程圖；
[0019]圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的生成多普勒頻譜圖的方法的示意性流程圖；
[0020]圖6示出根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的多普勒頻譜圖；
[0021]圖7示出根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的生成多普勒頻譜圖的方法的示意性流程圖；以及
[0022]圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生成多普勒頻譜圖的設(shè)備的示意性框圖。
【具體實施方式】
[0023]在下文的描述中，提供了大量的細(xì)節(jié)以便能夠徹底地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，如下描述僅涉及本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明可以無需一個或多個這樣的細(xì)節(jié)而得以實施。此外，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)顱多普勒超聲分析儀1000的示意性框圖。如圖1所示，該經(jīng)顱多普勒超聲分析儀可以包括主機(jī)1100和探頭1200。主機(jī)1100可以包括發(fā)射裝置1110、探頭座1120和處理電路1130。探頭1200可以是多個。
[0025]發(fā)射裝置1110用于提供發(fā)射信號。發(fā)射裝置1110可以包括發(fā)射控制器1111和驅(qū)動電路1112。發(fā)射控制器1111可以提供特定頻率的脈沖序列作為發(fā)射信號。驅(qū)動電路1112可以用于將該發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為高壓信號，以驅(qū)動探頭1200。發(fā)射控制器1111的每次發(fā)射信號相當(dāng)于在時間軸上進(jìn)行了一次采樣。該發(fā)射信號可以表示為隨時間變化的一維信號。
[0026]探頭1200可以經(jīng)由探頭座1120接收驅(qū)動電路1112所轉(zhuǎn)換的高壓信號，并將其進(jìn)行電-聲轉(zhuǎn)換，以發(fā)射超聲波。超聲波發(fā)送到人體組織及骨骼中，一部分能量會返回到探頭。探頭1200還能夠接收經(jīng)被測者反射后的超聲波，并進(jìn)行聲-電轉(zhuǎn)換，把包含聲速信息的回波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺陨山邮招盘枴?br>[0027]處理電路1130可以包括放大器1131、AD采樣電路1132和信號處理模塊1133。經(jīng)探頭1200聲-電轉(zhuǎn)換生成的接收信號通常較為微弱，因此可選地，處理電路1130可以包括放大器1131，以將微弱的電信號轉(zhuǎn)化為較強(qiáng)的電信號。此外，探頭1200產(chǎn)生的電信號為模擬信號，因此可選地，處理電路1130可以包括AD采樣電路1132，其通過以采樣頻率Fsdt模擬信號進(jìn)行采樣，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。采樣頻率Fs1可以稱為系統(tǒng)采樣率。另外，處理電路1130中還可以包括信號處理模塊1133，其用于對數(shù)字信號進(jìn)行處理，以生成多普勒頻譜圖。多普勒信號本質(zhì)上為非平穩(wěn)信號，隨時間變化其頻率也會隨之變化。因為頻率與被測者血流速度存在一一映射關(guān)系，所以多普勒信號包括所檢測的時間的信息和所檢測的血流速度的信息。信號處理模塊1133可以對該數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，以對其進(jìn)行頻譜分析。短時傅里葉變換是一種常用的用于處理信號f(t)的信號處理方法。它的思想是選擇一個時頻局部化的分析窗函數(shù)g(t)，假定分析窗函數(shù)g(t)在一個短時間間隔內(nèi)是平穩(wěn)(偽平穩(wěn))的，移動該分析窗函數(shù)g(t)，使f(t)g(t)在不同的有限時間寬度內(nèi)是平穩(wěn)信號。從而，計算出信號f(t)在各個不同時刻的功率譜。這樣，即獲得了原始信號f(t)的頻譜表達(dá)式。在這里，原始信號f(t)是AD采樣電路1132進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換所生成的數(shù)字信號。
[0028]可選地，主機(jī)1100可以連接上位機(jī)1300，以由上位機(jī)1300顯示根據(jù)頻譜信號生成的多普勒頻譜圖。多普勒頻譜圖是三維圖像，其中的每條顯示線對應(yīng)于一條功率譜，可以稱其為譜線。根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，頻譜信號中的頻率正比于血流速度。所以，通常，多普勒頻譜圖的橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示血流速度。
[0029]多普勒頻譜圖的增益是用于生成該多普勒頻譜圖的原始信號的強(qiáng)度的增量。信號的