脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)，所述方法包括：在每根掃查線上均獲取N個采樣點分別對應(yīng)的IQ信號，并在快時間方向上，對其進(jìn)行壁濾波處理，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列；分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換，以獲得每個采樣點在不同頻移上的能量分布矩陣；獲取與所述能量分布矩陣匹配的速度分布矩陣；調(diào)取用于顯示的速度序列，以所述速度序列查詢所述速度分布矩陣和與所述速度矩陣匹配的能量分布矩陣，獲取所述速度序列對應(yīng)的能量序列，以用于最終的頻譜顯示。本發(fā)明在發(fā)射信號帶寬較寬或者散射子速度較快時，速度分辨率都得到了很大保證，極大提高了速度譜分辨率。
【專利說明】
脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療超聲技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]超聲成像因其無創(chuàng)性、實時性、操作方便、價格便宜等諸多優(yōu)勢，使其成為臨床上應(yīng)用最為廣泛的輔助診斷的手段之一。其中，脈沖多普勒成像能方便快捷地測出血流的具體流速，在臨床診斷中成為某些病癥的判斷標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]傳統(tǒng)的脈沖多普勒處理技術(shù)，在慢時間方向?qū)夭ㄐ盘栕鲆痪S傅里葉變換，得到頻移分布和其能量，根據(jù)頻移分布和發(fā)射信號的中心頻率，計算相應(yīng)的速度，傳統(tǒng)的脈沖多普勒處理技術(shù)根據(jù)多普勒效應(yīng)，散射子運動導(dǎo)致的頻移大小正比于發(fā)射信號頻率和散射子運動速度的乘積;如此，傳統(tǒng)的脈沖多普勒處理技術(shù)由于速度譜的不均一性，速度快的散射子頻移帶寬較寬，頻譜分辨率較差，而速度慢的散射子頻移帶寬較窄，相應(yīng)的頻譜分辨率較好;同時，多普勒頻譜分辨率受發(fā)射信號帶寬的影響很大，當(dāng)采用門較小時，發(fā)射信號較短， 其帶寬較寬，多普勒的頻譜分辨率較差；另外，不同速度的具有同樣反射能量的散射子，快速散射子較早走出取樣容積，從而在某段時間內(nèi)(N個脈沖重復(fù)時間(PRT))，快速散射子的反射信號較少，而傳統(tǒng)的將采樣門內(nèi)的信號簡單平均或者差值法獲取采樣信號的方法，就使得高速血流的能量被減弱較多，從而最終速度譜的能量不均一。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法，所述方法包括以下步驟:51、在每根掃查線上均獲取N個采樣點分別對應(yīng)的IQ信號，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ 信號序列；在快時間方向上，分別對每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列；52、分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向和快時間方向上做 FFT變換，以獲得每個采樣點在不同頻移上的能量分布矩陣；53、根據(jù)所述能量分布矩陣中各個采樣點的頻移坐標(biāo)值、初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率、初始發(fā)射信號的中心頻率，獲取每個采樣點在不同頻移上與所述能量分布矩陣匹配的速度分布矩陣；54、調(diào)取用于顯示的速度序列，以所述速度序列查詢所述速度分布矩陣和與所述速度矩陣匹配的能量分布矩陣，獲取所述速度序列對應(yīng)的能量序列，以用于最終的頻譜顯示。
[0006]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S1還包括:預(yù)設(shè)M個存儲空間，每個存儲空間存儲一組IQ信號序列，采用先進(jìn)先出的方式依次存儲獲得M組IQ信號序列；對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣以用于依次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換。
[0007]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2具體包括:P1、將所述M*N數(shù)據(jù)矩陣依次進(jìn)行加窗，2D-FFT變換，并獲取M*N數(shù)據(jù)矩陣中每個數(shù)據(jù)點的復(fù)數(shù)的模平方，以形成M*N的初始能量分布矩陣；P2、對所述M*N的初始能量分布矩陣做轉(zhuǎn)置處理，形成N*M的能量分布矩陣。[00〇8]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3具體包括:獲取由V_Matrix (x，y)組成的N*M的速度分布矩陣；當(dāng)fsig(j)〈 B_iq 且fsig(j) > - B_iq時，V_Matrix (i，j) = fd(i) *c/(2*(fsig(j) + f0 ))，否則V_Matrix (i，j) = - Prf*c/(2*f0))，其中，所述V_Matrix (x，y)表示頻移為fd(x) = x/(N-l)*Prf、對應(yīng)的頻率分量為fsig (y) = y/(M-l)*fs - fs/2處的速度大小，B_iq表示IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理過程中壁濾波器的帶寬，Prf為初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率，f〇為初始發(fā)射信號的中心頻率，c為超聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。[00〇9]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體包括:M1、將所述用于顯示的速度序列中每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值及初始記樣點數(shù)均初始化為0。
[0010]M2、以用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點依次查詢速度分布矩陣，根據(jù)所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點的速度大小，所述速度分布矩陣中每個矩陣速度點的大小，每個矩陣速度點的坐標(biāo)值，按照預(yù)定規(guī)則獲取累加系數(shù)，以及在所述能量分布矩陣中獲取與各個累加系數(shù)對應(yīng)的矩陣能量值；M3、根據(jù)用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)獲得的所述矩陣能量值以及累加系數(shù)，獲取所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，以組成所述速度序列對應(yīng)的能量序列，用于最終的頻譜顯示。
[0011]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供一種脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)，門采樣模塊，用于每根掃查線上均獲取N個采樣點分別對應(yīng)的IQ信號，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列；壁濾波處理模塊，用于在快時間方向上，分別對每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列；FFT變換模塊，用于分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換，以獲得每個采樣點在不同頻移上的能量分布矩陣；矩陣匹配模塊，用于根據(jù)所述能量分布矩陣中各個采樣點的頻移坐標(biāo)值、初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率、初始發(fā)射信號的中心頻率，獲取每個采樣點在不同頻移上與所述能量分布矩陣匹配的速度分布矩陣；處理輸出模塊，用于調(diào)取用于顯示的速度序列，以所述速度序列查詢所述速度分布矩陣和與所述速度矩陣匹配的能量分布矩陣，獲取所述速度序列對應(yīng)的能量序列，以用于最終的頻譜顯示。
[0012]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，預(yù)設(shè)M個存儲空間，每個存儲空間存儲一組 IQ信號序列，所述門采樣模塊采用先進(jìn)先出的方式依次存儲獲得M組IQ信號序列；所述壁濾波處理模塊對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣以用于依次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換。
[0013]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述FFT變換模塊具體用于:將所述M*N數(shù)據(jù)矩陣依次進(jìn)行加窗，2D-FFT變換，并獲取M*N數(shù)據(jù)矩陣中每個數(shù)據(jù)點的復(fù)數(shù)的模平方，以形成M*N的初始能量分布矩陣；對所述M*N的初始能量分布矩陣做轉(zhuǎn)置處理，形成N*M的能量分布矩陣。
[0014]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述矩陣匹配模塊具體用于:獲取由V_Matrix (x，y)組成的N*M的速度分布矩陣；當(dāng)fsig(j)〈 B_iq 且fsig(j) > - B_iq時，V_Matrix (i，j) = fd(i) *c/(2*(fsig(j) + f0 ))，否則V_Matrix (i，j) = - Prf*c/(2*f0))，其中，所述V_Matrix (x，y)表示頻移為fd(x) = x/(N-l)*Prf、對應(yīng)的頻率分量為fsig (y) = y/(M-l)*fs - fs/2處的速度大小，B_iq表示IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理過程中壁濾波器的帶寬，Prf為初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率，f〇為初始發(fā)射信號的中心頻率，c為超聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。
[0015]作為本發(fā)明一實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述處理輸出模塊具體用于:M1、將所述用于顯示的速度序列中每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值及初始記樣點數(shù)均初始化為0。
[0016]M2、以用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點依次查詢速度分布矩陣，根據(jù)所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點的速度大小，所述速度分布矩陣中每個矩陣速度點的大小，每個矩陣速度點的坐標(biāo)值，按照預(yù)定規(guī)則獲取累加系數(shù)，以及在所述能量分布矩陣中獲取與各個累加系數(shù)對應(yīng)的矩陣能量值。
[0017]M3、根據(jù)用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)獲得的所述矩陣能量值以及累加系數(shù)，獲取所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，以組成所述速度序列對應(yīng)的能量序列，用于最終的頻譜顯示。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)， 對IQ信號序列壁濾波處理后做二維快速傅里葉變換，然后在IQ信號的有效帶寬內(nèi)，根據(jù)頻移和信號的快時間頻率分量，獲取相應(yīng)的能量分布矩陣及速度分布矩陣;最后在根據(jù)要顯示的速度標(biāo)尺，查詢能量分布矩陣及速度分布矩陣，獲取相應(yīng)的能量序列用于顯示成像;本發(fā)明在發(fā)射信號帶寬較寬或者散射子速度較快時，速度分辨率都得到了很大保證，極大提高了速度譜分辨率，而且性噪比也得到了提升，提高了超聲成像設(shè)備的方便性和使用效率， 提升了超聲圖像的質(zhì)量?！靖綀D說明】
[0019]圖1是傳統(tǒng)的成像系統(tǒng)的整體模塊示意圖；圖2是傳統(tǒng)的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)的模塊示意圖；圖3是本發(fā)明一實施方式中脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明一實施方式中脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)的模塊示意圖；圖5A、圖5B是本發(fā)明一具體示例中分別采用傳統(tǒng)的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法與本發(fā)明的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法獲得的速度譜圖的對比示意圖；圖5C、圖5D是本發(fā)明另一具體示例中分別采用傳統(tǒng)的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法與本發(fā)明的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法獲得的速度譜圖的對比示意圖?！揪唧w實施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖所示的各實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。[0021 ]需要說明的是，本發(fā)明主要應(yīng)用于超聲設(shè)備，相應(yīng)的，所述待測物可為待測組織， 在此不做詳細(xì)贅述。
[0022]結(jié)合圖1所示，多普勒成像系統(tǒng)的模塊示意圖；脈沖多普勒超高譜分辨率成像過程中；通過探頭向組織中發(fā)射脈沖信號，所述脈沖信號經(jīng)組織中反射形成超聲信號經(jīng)由探頭換能器的不同基元轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔M信號，通過前放模塊放大，再由A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;各個不同基元的數(shù)字信號經(jīng)過波束合成模塊，合成為射頻信號;射頻信號經(jīng)過固定頻率的正交解調(diào)后，將正交解調(diào)結(jié)果I/Q信號送入相應(yīng)的處理模塊。[〇〇23]上述脈沖多普勒超高譜分辨率成像過程中；發(fā)射脈沖信號的掃查重復(fù)頻率PRF、發(fā)射中心頻率f0為系統(tǒng)預(yù)設(shè)數(shù)值，對數(shù)字信號進(jìn)行波束合成過程中，需要通過低通濾波器做正交解調(diào)，所述低通濾波器的解調(diào)帶寬B_iq也為系統(tǒng)預(yù)設(shè)閾值。[〇〇24]結(jié)合圖2所示，傳統(tǒng)的脈沖多普勒(PW)模式成像需經(jīng)過如下過程:在門門采樣模塊中，將在采樣門里的信號采樣點截出，再將截出的所有采樣點求平均， 送入后面的壁濾波模塊，壁濾波一般為高通濾波器，主要用來在慢時間方向上慮除信號中低速運動的組織信號，傳統(tǒng)方法有低階FIR型濾波器、IIR型濾波器和多項式回歸濾波器。在這些濾波器中，投影初始化IIR濾波器和多項式回歸濾波器的性能具有阻帶衰減大、過渡帶窄和不損失數(shù)據(jù)等優(yōu)點，其中投影初始化IIR濾波器的阻帶截止頻率更為靈活多變。壁濾波后的信號，就送入后面的FFT能量計算模塊和雙聲道分離模塊。[〇〇25] FFT能量計算模塊，對壁濾波后的信號做快速傅里葉變換(FFT)，獲得每個頻移分量的能量大小，再通過動態(tài)范圍壓縮模塊進(jìn)行對數(shù)壓縮，最后進(jìn)行頻譜顯示。[〇〇26]雙聲道分離模塊主要將信號的正負(fù)頻譜進(jìn)行左右聲道分離，再經(jīng)過速率轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)聲卡所需的采樣率，最后進(jìn)行音頻播放。
[0027]結(jié)合圖3所示，圖3為本發(fā)明一實施方式中脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法的流程圖，所述方法包括:S1、在每根掃查線上均獲取N個采樣點分別對應(yīng)的IQ信號，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ 信號序列；在快時間方向上，分別對每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列。
[0028]本發(fā)明一具體示例中，為了方便描述，將每條回波信號上N個采樣點分別對應(yīng)的坐標(biāo)點以(x，y)表示；通常情況下，根據(jù)采樣門大小在相應(yīng)的回波信號上進(jìn)行采樣，所述采樣門大小以SV表不。[〇〇29]相應(yīng)的，對于第i根掃查線，i為正整數(shù)，其對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列可表示為: {IQ(l,i),IQ(2,i),IQ(3,i),---.1Q(N,i)}其中，N = 2*SV/c*fs，c為超聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。
[0030]進(jìn)一步的，本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中，所述步驟S1還包括:預(yù)設(shè)M個存儲空間，每個存儲空間存儲一組IQ信號序列，采用先進(jìn)先出的方式依次存儲獲得M組IQ信號序列;對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣以用于依次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換。
[0031]當(dāng)M個存儲空間全部存儲數(shù)據(jù)后，下一個IQ信號序列需等待最前端存儲空間中的 IQ信號序列輸出或清除后，再進(jìn)行存儲。[〇〇32]本發(fā)明【具體實施方式】中，對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣為:{ IQ(l，i)，IQ(2，i)，IQ(3，i)，"_，IQ(N，i)}{ IQ(l，i+l)，IQ(2，i+l)，IQ(3，i+l)，…，IQ(N，i+l)}{ IQ(l，i+2)，IQ(2，i+2)，IQ(3，i+2)，"_，IQ(N，i+2)}{ IQ( 1，i+M-1)，IQ(2，i+M-1)，IQ(3，i+M-1)，…，IQ(N，i+M-1)}需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施方式中，也可以將獲取的壁濾波信號序列全部用于后續(xù)計算，在此不做詳細(xì)贅述。
[0033]本發(fā)明一實施方式中，所述方法還包括:S2、分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向和快時間方向上做 FFT變換，以獲得每個采樣點在不同頻移上的能量分布矩陣。[〇〇34]本實施方式中，分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向上做 FFT變換，以分別獲取IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點對應(yīng)的不同頻移上的能量分布;進(jìn)一步的，在快時間方向上做FFT變換，可以進(jìn)一步獲得不同頻移分量上的能量分布。
[0035]本發(fā)明【具體實施方式】中，所述步驟S2具體包括:P1、將所述M*N數(shù)據(jù)矩陣依次進(jìn)行加窗，2D-FFT變換，并獲取M*N數(shù)據(jù)矩陣中每個數(shù)據(jù)點的復(fù)數(shù)的模平方，以形成M*N的初始能量分布矩陣；相應(yīng)的，形成的M*N的初始能量分布矩陣為:{ P_2DFFT (1，i)，P_2DFFT (2，i)，P_2DFFT (3，i)，…，P_2DFFT (N，i)}{ P_2DFFT(l，i+l)，P_2DFFT(2，i+l)，P_2DFFT(3，i+l)，...，P_2DFFT(N，i+l)}{ P_2DFFT(1，i+2)，P_2DFFT(2，i+2)，P_2DFFT(3，i+2)，…，P_2DFFT(N，i+2)}{ P_2DFFT(1，i +M-1)，P_2DFFT(2，i +M-1)，P_2DFFT(3，i +M-1)，…，P_2DFFT(N，i +M-1)} 進(jìn)一步的，所述步驟S2還包括:P2、對所述M*N的初始能量分布矩陣做轉(zhuǎn)置處理，形成N*M的能量分布矩陣。
[0036]{ P_2DFFT(1，i)，P_2DFFT(1，i+1)，P_2DFFT(1，i+2)，…，P_2DFFT(1，i+M-1)}{ P_2DFFT(2，i)，P_2DFFT(2，i+1)，P_2DFFT(2，i+2)，…，P_2DFFT(2，i+M-1)}{ P_2DFFT(3，i)，P_2DFFT(3，i+1)，P_2DFFT(3，i+2)，…，P_2DFFT(3，i+M-1)}{ P_2DFFT(N，i)，P_2DFFT(N，i+1)，P_2DFFT(N，i+2)，…，P_2DFFT(N，i +M-1)}進(jìn)一步的，本發(fā)明一實施方式中，所述方法還包括:53、根據(jù)所述能量分布矩陣中各個采樣點的頻移坐標(biāo)值、初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率、初始發(fā)射信號的中心頻率，獲取每個采樣點在不同頻移上與所述能量分布矩陣匹配的速度分布矩陣。
[0037]本發(fā)明一具體示例中，所述步驟S3具體包括:獲取由V_Matrix (x，y)組成的N*M的速度分布矩陣;與N*M的能量分布矩陣相匹配的速度分布矩陣為:{ V_MATRIX(1,i),V_MATRIX(1,i+1),V_MATRIX(1,i+2),',V_MATRIX(1,i+M-1)}{ V_MATRIX(2,i),V_MATRIX(2,i+1),V_MATRIX(2,i+2),???,V_MATRIX(2,i+M-1)}{ V_MATRIX(3,i),V_MATRIX(3,i+1),V_MATRIX(3,i+2),???,V_MATRIX(3,i+M-1)}{ V_MATRIX(N,i),V_MATRIX(N,i+1),V_MATRIX(N,i+2),???,V_MATRIX(N,i+M-1)}當(dāng)fsig(j)〈 B_iq 且fsig(j) > - B_iq時，V_Matrix (i，j)=fd(i) *c/(2*(fsig(j) + fO ))，否則V_Matrix (i，j)=_Prf*c/(2*fO))，其中，所述V_Matrix (x，y)表示頻移為fd(x)=x/(N-l)*Prf、對應(yīng)的頻率分量為fsig (y)=y/(M-l)*fs-fs/2處的速度大小，B_iq表示IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理過程中壁濾波器的帶寬，Prf為初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率，f〇為初始發(fā)射信號的中心頻率，c為超聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。[〇〇38]根據(jù)上述公式可知，所述速度分布矩陣中的各個數(shù)據(jù)點的大小與參數(shù)M、N、fs、Prf 相關(guān)，其中M和fs在系統(tǒng)中都是常數(shù)，故僅在采樣門大小或者初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率發(fā)生變化時，該速度分布矩陣中的各個數(shù)據(jù)點的大小才隨之改變，在此不做詳細(xì)贅述。
[0039]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實施方式中，所述方法還包括:54、調(diào)取用于顯示的速度序列，以所述速度序列查詢所述速度分布矩陣和與所述速度矩陣匹配的能量分布矩陣，獲取所述速度序列對應(yīng)的能量序列，以用于最終的頻譜顯示。
[0040]用于顯示的速度序列可通過下述方式獲得。在脈沖多普勒掃查時，其最大顯示速度以V_max表示，所述用于顯示的速度序列&V_Dis表示；貝1J:所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù) V_Dis(j)=j*V_max/K，j = (0，1，."K_1)V_max=Prf*c/(2*f0)其中，K為系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，其可以根據(jù)需要自行設(shè)定，在此不做詳細(xì)贅述。[0041 ]本發(fā)明一具體示例中，所述步驟S4具體包括:M1、將所述用于顯示的速度序列中每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值及初始記樣點數(shù)均初始化為0。
[0042]M2、以用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點依次查詢速度分布矩陣，根據(jù)所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點的速度大小，所述速度分布矩陣中每個矩陣速度點的大小，每個矩陣速度點的坐標(biāo)值，按照預(yù)定規(guī)則獲取累加系數(shù)，以及在所述能量分布矩陣中獲取與各個累加系數(shù)對應(yīng)的矩陣能量值；M3、根據(jù)用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)獲得的所述矩陣能量值以及累加系數(shù)，獲取所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，以組成所述速度序列對應(yīng)的能量序列，用于最終的頻譜顯示。[0〇43]本發(fā)明一具體示例中，所述能量值以Power_V( j)表示，所述記樣點數(shù)以V_Num( j) 表不。[0〇44]初始化后，每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值Power_V(0)=0，初始記樣點數(shù)V_Num( j)= 0〇
[0045]以數(shù)據(jù)AV_Dis(j)依次查詢速度分布矩陣的每一行，直至獲得當(dāng)前行中第一個大于或等于所述數(shù)據(jù)點V_Dis( j)的矩陣速度值V_Matrix(n_v, m_v);當(dāng)然，若當(dāng)前行未查詢到大于或等于所述數(shù)據(jù)AV_Dis( j)的矩陣速度值V_Matrix(n_ V，m_v)，則當(dāng)前行對應(yīng)V_Dis( j)的能量值為0,繼續(xù)查詢所述速度分布矩陣的下一行。
[0046]若所述數(shù)據(jù)點V_Dis( j)的值等于當(dāng)前行中的矩陣速度值V_Matrix(n_v, m_v)，貝1J 直接將能量分布矩陣中、(n_v，m_v)的坐標(biāo)值對應(yīng)的矩陣能量值作為所述數(shù)據(jù)點V_Dis(j) 在當(dāng)前行的能量值；若查詢后，當(dāng)前行中的速度值V_Matrix (n_v，m_v)大于所述數(shù)據(jù)點V_Di s (j )的值，貝1J 采用所述預(yù)定規(guī)則獲?。0^(」)的累加系數(shù)；所述預(yù)定規(guī)則，例如:采用插值法、絕對值法、三次方等方式。[〇〇47]為了便于理解，本發(fā)明僅以插值法為例做具體介紹。
[0048]該具體示例中，僅以查詢所述速度分布矩陣的一行數(shù)據(jù)點為例做具體介紹。
[0049]對于所述速度矩陣的某一行: cl=Dis_b~2/(Dis_a~2 + Dis_b~2); c2=l_cl;Dis_a=V_Dis(i) - V_Matrix(n_v，m_v_l);Dis_b=V_Matrix(n_v，m_v)-V_Dis(i);其中，cl、c2分別表示對應(yīng)坐標(biāo)點(n_v, m_v-l)、(n_v, m_v)的累加系數(shù)。
[0050]進(jìn)一步的，根據(jù)每一行獲得的坐標(biāo)點所對應(yīng)的能量分布矩陣中的矩陣能量值及其累加系數(shù)獲得每個數(shù)據(jù)點在每一行對應(yīng)的能量值，并將每一行獲得的能量值進(jìn)行累加，形成當(dāng)前數(shù)據(jù)點對應(yīng)的累加能量值。[0051 ] EPower_V(i)=Power_V(0)+cl*P_2DFFT(n_v,m_v-l)+c2*P_2DFFT(n_v, m_v) +.其中，Power_V (0)表示所述數(shù)據(jù)點的初始能量值，EPower_V (i)表示所述數(shù)據(jù)點對應(yīng)的累加能量值。[〇〇52]進(jìn)一步的，每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，Power_V (i) = E Power_V (i)/ EV_Num(i)，其中，Power_V (i)表示總能量值，E V_ Num(i)表示參與計算的矩陣能量值的數(shù)量。
[0053]當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實施方式中，還可以將與所述數(shù)據(jù)點V_Dis(j)對應(yīng)的能量分布矩陣中的多個矩陣能量值平均值最小值、最大值、邊值以及中值作為每個數(shù)據(jù)點V_Dis (j )對應(yīng)的總能量，在此不做詳細(xì)贅述。[〇〇54]進(jìn)一步的，將每個數(shù)據(jù)AV_Dis(j)對應(yīng)的總能量值組成能量序列，進(jìn)行動態(tài)范圍壓縮，最后進(jìn)行輸出顯示，在此不做詳細(xì)贅述。
[0055]結(jié)合圖5A-圖5D所示，圖5A為條件1下采用傳統(tǒng)的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法獲得的速度譜圖；圖5B為條件1下采用本發(fā)明的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法獲得的速度譜圖。圖5C為條件2下采用傳統(tǒng)的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法獲得的速度譜圖；圖5D為條件2下采用本發(fā)明的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法獲得的速度譜圖。[〇〇56]相對于圖5A、圖5B，初始發(fā)射信號的中心頻率為5MHz，發(fā)射周期數(shù)為20，初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率為8KHz，三個散射子速度分別為0.lm/s，0.5m/s，0.8m/s，隨機噪聲水平為-20dB。[〇〇57]相對于圖5C、圖ro，初始發(fā)射信號的中心頻率為5MHz，發(fā)射周期數(shù)為6，初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率為8KHz，三個散射子速度分別為0.lm/s，0.5m/s，0.8m/s，隨機噪聲水平為-20dB。
[0058]分析圖5A的速度譜圖，可得出:散射子速度譜分辨隨著速度的增大，逐漸變差，同時能量幅度也逐步下降。
[0059]分析圖5A、5C的速度譜圖，可得出:當(dāng)發(fā)射信號帶寬較寬時，傳統(tǒng)處理方法的速度譜分辨率隨之下降。
[0060]分析圖5A、5B的速度譜圖，可得出:本發(fā)明的速度譜圖分辨率得到了極大提高，并且不受散射子速度影響。
[0061]分析圖5C、5D的速度譜圖，可得出:本發(fā)明的速度譜分辨率得到了極大提高的同時，不受發(fā)射信號帶寬的影響；同時，頻譜的能量不均一性也得到了解決，性噪比也得到了提升。
[0062]分析圖5B、5D的速度譜圖，可得出:本發(fā)明在發(fā)射帶寬不一樣的情況下，速度譜分辨率基本一致。
[0063]結(jié)合圖4所示，本發(fā)明一實施方式中提供的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:門采樣模塊100、壁濾波處理模塊200、FFT變換模塊300、矩陣匹配模塊 400、處理輸出模塊500。[〇〇64]門采樣模塊100用于在每根掃查線上均獲取N個采樣點分別對應(yīng)的IQ信號，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列；壁濾波處理模塊200用于在快時間方向上，分別對每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列。
[0065]本發(fā)明一具體示例中，為了方便描述，將每條回波信號上N個采樣點分別對應(yīng)的坐標(biāo)點以(x，y)表示；通常情況下，門采樣模塊1〇〇根據(jù)采樣門大小在相應(yīng)的回波信號上進(jìn)行采樣，所述采樣門大小以SV表示。
[0066]相應(yīng)的，對于第i根掃查線，i為正整數(shù)，其對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列可表示為:{IQ(l,i),IQ(2,i),IQ(3,i),---.1Q(N,i)}其中，N = 2*SV/c*fs，c為超聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。
[0067]進(jìn)一步的，本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中，所述步驟S1還包括:預(yù)設(shè)M個存儲空間，每個存儲空間存儲一組IQ信號序列，門采樣模塊100采用先進(jìn)先出的方式依次存儲獲得M組IQ信號序列；壁濾波處理模塊200對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣以用于依次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換。
[0068]當(dāng)M個存儲空間全部存儲數(shù)據(jù)后，下一個IQ信號序列需等待最前端存儲空間中的 IQ信號序列輸出或清除后，再進(jìn)行存儲。[〇〇69]本發(fā)明【具體實施方式】中，壁濾波處理模塊200對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣為:{ IQ(l，i)，IQ(2，i)，IQ(3，i)，"_，IQ(N，i)}{ IQ(l，i+l)，IQ(2，i+l)，IQ(3，i+l)，…，IQ(N，i+l)}{ IQ(l，i+2)，IQ(2，i+2)，IQ(3，i+2)，"_，IQ(N，i+2)}{ IQ( 1，i+M-1)，IQ(2，i+M-1)，IQ(3，i+M-1)，…，IQ(N，i+M-1)}需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施方式中，也可以將獲取的壁濾波信號序列全部用于后續(xù)計算，在此不做詳細(xì)贅述。
[0070]本發(fā)明一實施方式中，F(xiàn)FT變換模塊300用于分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換，以獲得每個采樣點在不同頻移上的能量分布矩陣。
[0071]本實施方式中，F(xiàn)FT變換模塊300用于分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向上做FFT變換，以分別獲取IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點對應(yīng)的不同頻移上的能量分布;進(jìn)一步的，F(xiàn)FT變換模塊300用于在快時間方向上做FFT變換，可以進(jìn)一步獲得不同頻移分量上的能量分布。[〇〇72]本發(fā)明【具體實施方式】中，F(xiàn)FT變換模塊300具體用于將所述M*N數(shù)據(jù)矩陣依次進(jìn)行加窗，2D-FFT變換，并獲取M*N數(shù)據(jù)矩陣中每個數(shù)據(jù)點的復(fù)數(shù)的模平方，以形成M*N的初始能量分布矩陣；相應(yīng)的，形成的M*N的初始能量分布矩陣為:{ P_2DFFT (1，i)，P_2DFFT (2，i)，P_2DFFT (3，i)，…，P_2DFFT (N，i)}{ P_2DFFT(l，i+l)，P_2DFFT(2，i+l)，P_2DFFT(3，i+l)，...，P_2DFFT(N，i+l)}{ P_2DFFT(1，i+2)，P_2DFFT(2，i+2)，P_2DFFT(3，i+2)，…，P_2DFFT(N，i+2)}{ P_2DFFT(1，i +M-1)，P_2DFFT(2，i +M-1)，P_2DFFT(3，i +M-1)，…，P_2DFFT(N，i +M-1)} 進(jìn)一步的，F(xiàn)FT變換模塊300還用于:對所述M*N的初始能量分布矩陣做轉(zhuǎn)置處理，形成N*M的能量分布矩陣。
[0073]{ P_2DFFT(1，i)，P_2DFFT(1，i+1)，P_2DFFT(1，i+2)，…，P_2DFFT(1，i+M-1)}{ P_2DFFT(2，i)，P_2DFFT(2，i+1)，P_2DFFT(2，i+2)，…，P_2DFFT(2，i+M-1)}{ P_2DFFT(3，i)，P_2DFFT(3，i+1)，P_2DFFT(3，i+2)，…，P_2DFFT(3，i+M-1)}{ P_2DFFT(N，i)，P_2DFFT(N，i+1)，P_2DFFT(N，i+2)，…，P_2DFFT(N，i +M-1)}進(jìn)一步的，本發(fā)明一實施方式中，矩陣匹配模塊400用于:根據(jù)所述能量分布矩陣中各個采樣點的頻移坐標(biāo)值、初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率、初始發(fā)射信號的中心頻率，獲取每個采樣點在不同頻移上與所述能量分布矩陣匹配的速度分布矩陣。[〇〇74]本發(fā)明一具體示例中，矩陣匹配模塊400具體用于:獲取由V_Matrix (x，y)組成的N*M的速度分布矩陣;與N*M的能量分布矩陣相匹配的速度分布矩陣為:{ V_MATRIX(1,i),V_MATRIX(1,i+1),V_MATRIX(1,i+2),',V_MATRIX(1,i+M-1)}{ V_MATRIX(2,i),V_MATRIX(2,i+l),V_MATRIX(2,i+2),---,V_MATRIX(2,i+M-l)}{ V_MATRIX(3,i),V_MATRIX(3,i+1),V_MATRIX(3,i+2),---,V_MATRIX(3,i+M-1)}{ V_MATRIX(N,i),V_MATRIX(N,i+1),V_MATRIX(N,i+2),---,V_MATRIX(N,i+M-1)}當(dāng)fsig(j)〈 B_iq 且fsig(j) > - B_iq時，V_Matrix (i，j)=fd(i) *c/(2*(fsig(j) + fO ))，否則V_Matrix (i，j)=- Prf*c/(2*f0))，其中，所述V_Matrix (x，y)表示頻移為fd(x)=x/(N-l)*Prf、對應(yīng)的頻率分量為fsig (y)=y/(M-l)*fs-fs/2處的速度大小，B_iq表示IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理過程中壁濾波器的帶寬，Prf為初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率，f〇為初始發(fā)射信號的中心頻率，c為超聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。[〇〇75]根據(jù)上述公式可知，所述速度分布矩陣中的各個數(shù)據(jù)點的大小與參數(shù)M、N、fs、Prf 相關(guān)，其中M和fs在系統(tǒng)中都是常數(shù)，故僅在采樣門大小或者初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率發(fā)生變化時，該速度分布矩陣中的各個數(shù)據(jù)點的大小才隨之改變，在此不做詳細(xì)贅述。 [〇〇76]進(jìn)一步的，本發(fā)明一實施方式中，處理輸出模塊500用于:調(diào)取用于顯示的速度序列，以所述速度序列查詢所述速度分布矩陣和與所述速度矩陣匹配的能量分布矩陣，獲取所述速度序列對應(yīng)的能量序列，以用于最終的頻譜顯示。[〇〇77]用于顯示的速度序列可通過下述方式獲得。在脈沖多普勒掃查時，其最大顯示速度以V_max表示，所述用于顯示的速度序列&V_Dis表示；貝1J:所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)V_Dis(j) =j*V_max/K,j=(0,1,???K-l) V_max = Prf*c/(2*f0)其中，K為系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，其可以根據(jù)需要自行設(shè)定，在此不做詳細(xì)贅述。[0〇78]本發(fā)明一具體不例中，處理輸出模塊500具體用于:將所述用于顯示的速度序列中每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值及初始記樣點數(shù)均初始化為0。[〇〇79]以用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點依次查詢速度分布矩陣，根據(jù)所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點的速度大小，所述速度分布矩陣中每個矩陣速度點的大小， 每個矩陣速度點的坐標(biāo)值，按照預(yù)定規(guī)則獲取累加系數(shù)，以及在所述能量分布矩陣中獲取與各個累加系數(shù)對應(yīng)的矩陣能量值；根據(jù)用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)獲得的所述矩陣能量值以及累加系數(shù)， 獲取所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，以組成所述速度序列對應(yīng)的能量序列，用于最終的頻譜顯示。[0〇8〇]本發(fā)明一具體示例中，所述能量值以Power_V( j)表示，所述記樣點數(shù)以V_Num( j)表不。[0〇81 ]初始化后，每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值Power_V(0)=0，初始記樣點數(shù)V_Num( j)= 0〇[〇〇82]處理輸出模塊500以數(shù)據(jù)AV_Dis(j)依次查詢速度分布矩陣的每一行，直至獲得當(dāng)前行中第一個大于或等于所述數(shù)據(jù)點V_Dis( j)的矩陣速度值V_Matrix(n_v, m_v);當(dāng)然，若當(dāng)前行未查詢到大于或等于所述數(shù)據(jù)AV_Dis( j)的矩陣速度值V_Matrix(n_ V，m_v)，則當(dāng)前行對應(yīng)V_Dis( j)的能量值為0,繼續(xù)查詢所述速度分布矩陣的下一行。[0〇83]若所述數(shù)據(jù)點V_Di s (j )的值等于當(dāng)前行中的矩陣速度值V_Matrix (n_v，m_v)，貝lj 直接將能量分布矩陣中、(n_v，m_v)的坐標(biāo)值對應(yīng)的矩陣能量值作為所述數(shù)據(jù)點V_Dis(j) 在當(dāng)前行的能量值；若查詢后，當(dāng)前行中的速度值V_Matrix (n_v，m_v)大于所述數(shù)據(jù)點V_Di s (j )的值，貝lj 采用所述預(yù)定規(guī)則獲?。0^(」)的累加系數(shù)；所述預(yù)定規(guī)則，例如:采用插值法、絕對值法、三次方等方式。[〇〇84]為了便于理解，本發(fā)明僅以插值法為例做具體介紹。[〇〇85]該具體示例中，僅以處理輸出模塊500查詢所述速度分布矩陣的一行數(shù)據(jù)點為例做具體介紹。[〇〇86]對于所述速度矩陣的某一行: cl=Dis_b~2/(Dis_a~2 + Dis_b~2); c2=l_cl;D i s_a=V_D i s(i)-V_Matr i x(n_v, m_v_l);Dis_b=V_Matrix(n_v，m_v)-V_Dis(i);其中，cl、c2分別表示對應(yīng)坐標(biāo)點(n_v, m_v-l)、(n_v, m_v)的累加系數(shù)。[〇〇87]進(jìn)一步的，處理輸出模塊500還用于:根據(jù)每一行獲得的坐標(biāo)點所對應(yīng)的能量分布矩陣中的矩陣能量值及其累加系數(shù)獲得每個數(shù)據(jù)點在每一行對應(yīng)的能量值，并將每一行獲得的能量值進(jìn)行累加，形成當(dāng)前數(shù)據(jù)點對應(yīng)的累加能量值。
[0088]EPower_V(i)=Power_V(0)+cl*P_2DFFT(n_v,m_v-l)+c2*P_2DFFT(n_v, m_v)+..其中，Power_V (0)表示所述數(shù)據(jù)點的初始能量值，EPower_V (i)表示所述數(shù)據(jù)點對應(yīng)的累加能量值。
[0089]進(jìn)一步的，每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，Power_V (i) = EPower_V (i)/EV_Num(i)，其中，Power_V (i)表不總能量值，EV_Num (i)表示參與計算的矩陣能量值的數(shù)量。
[0090]當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實施方式中，還可以將與所述數(shù)據(jù)點V_Dis(j)對應(yīng)的能量分布矩陣中的多個矩陣能量值平均值最小值、最大值、邊值以及中值作為每個數(shù)據(jù)點V_Dis (j )對應(yīng)的總能量，在此不做詳細(xì)贅述。
[0091]進(jìn)一步的，處理輸出模塊500將每個數(shù)據(jù)點V_Dis(j)對應(yīng)的總能量值組成能量序列，進(jìn)行動態(tài)范圍壓縮，最后進(jìn)行輸出顯示，在此不做詳細(xì)贅述。
[0092]綜上所述，本發(fā)明的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)，本發(fā)明的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法及處理系統(tǒng)，對IQ信號序列壁濾波處理后做二維快速傅里葉變換，然后在IQ信號的有效帶寬內(nèi)，根據(jù)頻移和信號的快時間頻率分量，獲取相應(yīng)的能量分布矩陣及速度分布矩陣;最后在根據(jù)要顯示的速度標(biāo)尺，查詢能量分布矩陣及速度分布矩陣，獲取相應(yīng)的能量序列用于顯示成像;本發(fā)明在發(fā)射信號帶寬較寬或者散射子速度較快時，速度分辨率都得到了很大保證，極大提高了速度譜分辨率，而且性噪比也得到了提升，提高了超聲成像設(shè)備的方便性和使用效率，提升了超聲圖像的質(zhì)量。
[0093]為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種模塊分別描述。當(dāng)然，在實施本申請時可以把各模塊的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現(xiàn)。
[0094]通過以上的實施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以保存在保存介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，信息推送服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施方式或者實施方式的某些部分所述的方法。
[0095]以上所描述的裝置實施方式僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)模塊上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施方式方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。
[0096]本申請可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本申請，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括保存設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計算機保存介質(zhì)中。[〇〇97]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
[0098]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:51、在每根掃查線上均獲取N個采樣點分別對應(yīng)的IQ信號，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ 信號序列；在快時間方向上，分別對每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理，以組成每根 掃查線對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列；52、分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向和快時間方向上做 FFT變換，以獲得每個采樣點在不同頻移上的能量分布矩陣；53、根據(jù)所述能量分布矩陣中各個采樣點的頻移坐標(biāo)值、初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻 率、初始發(fā)射信號的中心頻率，獲取每個采樣點在不同頻移上與所述能量分布矩陣匹配的 速度分布矩陣；54、調(diào)取用于顯示的速度序列，以所述速度序列查詢所述速度分布矩陣和與所述速度 矩陣匹配的能量分布矩陣，獲取所述速度序列對應(yīng)的能量序列，以用于最終的頻譜顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法，其特征在于，所述步 驟S1還包括:預(yù)設(shè)M個存儲空間，每個存儲空間存儲一組IQ信號序列，采用先進(jìn)先出的方式依次存儲 獲得M組IQ信號序列；對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣以用于依次在慢時間方向和快 時間方向上做FFT變換。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法，其特征在于，所述步 驟S2具體包括:P1、將所述M*N數(shù)據(jù)矩陣依次進(jìn)行加窗，2D-FFT變換，并獲取M*N數(shù)據(jù)矩陣中每個數(shù)據(jù) 點的復(fù)數(shù)的模平方，以形成M*N的初始能量分布矩陣；P2、對所述M*N的初始能量分布矩陣做轉(zhuǎn)置處理，形成N*M的能量分布矩陣。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法，其特征在于，所述步 驟S3具體包括:獲取由V_Matrix (x，y)組成的N*M的速度分布矩陣；當(dāng)fsig(j)〈 B_iq且fsig(j) >- B_iq時，V_Matrix (i，j)=fd(i) *c/(2*(fsig(j) + fO ))，否則V_Matrix (i，j) =- Prf*c/(2*f0))，其中，所述V_Matrix (x，y)表示頻移為fd(x) = x/(N-l)*Prf、對應(yīng)的頻率分量為fsig (y) = y/(M-l)*fs - fs/2處的速度大小，B_iq表示IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理過程中壁 濾波器的帶寬，Prf為初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率，f〇為初始發(fā)射信號的中心頻率，c為超 聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理方法，其特征在于，所述步 驟S4具體包括:M1、將所述用于顯示的速度序列中每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值及初始記樣點數(shù)均初 始化為〇;M2、以用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點依次查詢速度分布矩陣，根據(jù)所述用于顯 示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點的速度大小，所述速度分布矩陣中每個矩陣速度點的大小，每個矩陣速度點的坐標(biāo)值，按照預(yù)定規(guī)則獲取累加系數(shù)，以及在所述能量分布矩陣中獲取 與各個累加系數(shù)對應(yīng)的矩陣能量值；M3、根據(jù)用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)獲得的所述矩陣能量值以及累加系 數(shù)，獲取所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，以組成所述速度序列 對應(yīng)的能量序列，用于最終的頻譜顯示。6.—種脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:門采樣模塊，用于每根掃查線上均獲取N個采樣點分別對應(yīng)的IQ信號，以組成每根掃查 線對應(yīng)的IQ信號序列；壁濾波處理模塊，用于在快時間方向上，分別對每根掃查線對應(yīng)的IQ信號序列進(jìn)行壁 濾波處理，以組成每根掃查線對應(yīng)的IQ信號壁濾波序列；FFT變換模塊，用于分別對IQ信號壁濾波序列中的每個采樣點依次在慢時間方向和快 時間方向上做FFT變換，以獲得每個采樣點在不同頻移上的能量分布矩陣；矩陣匹配模塊，用于根據(jù)所述能量分布矩陣中各個采樣點的頻移坐標(biāo)值、初始發(fā)射信 號的重復(fù)掃查頻率、初始發(fā)射信號的中心頻率，獲取每個采樣點在不同頻移上與所述能量 分布矩陣匹配的速度分布矩陣；處理輸出模塊，用于調(diào)取用于顯示的速度序列，以所述速度序列查詢所述速度分布矩 陣和與所述速度矩陣匹配的能量分布矩陣，獲取所述速度序列對應(yīng)的能量序列，以用于最 終的頻譜顯示。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)設(shè)M個存儲空間，每個存儲空間存儲一組IQ信號序列，所述門采樣模塊采用先進(jìn)先出 的方式依次存儲獲得M組IQ信號序列；所述壁濾波處理模塊對M組IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理后，組成M*N數(shù)據(jù)矩陣以用于依 次在慢時間方向和快時間方向上做FFT變換。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述 FFT變換模塊具體用于:將所述M*N數(shù)據(jù)矩陣依次進(jìn)行加窗，2D-FFT變換，并獲取M*N數(shù)據(jù)矩陣中每個數(shù)據(jù)點的 復(fù)數(shù)的模平方，以形成M*N的初始能量分布矩陣；對所述M*N的初始能量分布矩陣做轉(zhuǎn)置處理，形成N*M的能量分布矩陣。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述矩 陣匹配模塊具體用于:獲取由V_Matrix (x，y)組成的N*M的速度分布矩陣；當(dāng)fsig(j)〈 B_iq 且fsig(j) > - B_iq時，V_Matrix (i，j) = fd(i) *c/(2*(fsig(j) + fO ))，否則V_Matrix (i，j) = - Prf*c/(2*f0))，其中，所述V_Matrix (x，y)表示頻移為fd(x) = x/(N-l)*Prf、對應(yīng)的頻率分量為fsig (y) = y/(M-l)*fs - fs/2處的速度大小，B_iq表示IQ信號序列進(jìn)行壁濾波處理過程中壁 濾波器的帶寬，Prf為初始發(fā)射信號的重復(fù)掃查頻率，f〇為初始發(fā)射信號的中心頻率，c為超 聲在組織內(nèi)的傳播速度，fs為信號采樣頻率。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖多普勒超高譜分辨率成像處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理輸出模塊具體用于:M1、將所述用于顯示的速度序列中每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的初始能量值及初始記樣點數(shù)均初 始化為〇;M2、以用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點依次查詢速度分布矩陣，根據(jù)所述用于顯 示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點的速度大小，所述速度分布矩陣中每個矩陣速度點的大小， 每個矩陣速度點的坐標(biāo)值，按照預(yù)定規(guī)則獲取累加系數(shù)，以及在所述能量分布矩陣中獲取 與各個累加系數(shù)對應(yīng)的矩陣能量值；M3、根據(jù)用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)獲得的所述矩陣能量值以及累加系 數(shù)，獲取所述用于顯示的速度序列中的每個數(shù)據(jù)點對應(yīng)的總能量值，以組成所述速度序列 對應(yīng)的能量序列，用于最終的頻譜顯示。
【文檔編號】A61B8/08GK105997148SQ201610356317
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】郭建軍, 陳惠人
【申請人】飛依諾科技(蘇州)有限公司