專利名稱：處理多普勒信號間隙的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲技術(shù)，特別涉及多模式超聲掃描系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理，尤其是涉及多普勒信號數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代醫(yī)用超聲診斷系統(tǒng)往往整合并可同時(shí)顯示多種測試內(nèi)容，比如可以同步顯示二維B型圖像和多普勒頻譜圖，或同步顯示多普勒頻譜圖和彩色血流圖像，以便于醫(yī)生診斷病患。圖1框圖示意的是一典型的用于測量多普勒血流速度的醫(yī)用超聲成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多陣元超聲換能器(未在圖中標(biāo)示)，可以在發(fā)射階段將高壓電脈沖轉(zhuǎn)換成超聲波，而在接收階段將超聲回波轉(zhuǎn)換成電信號。該換能器各陣元接收的回波信號被送往波束合成模塊處理，以提高回波信號的信噪比。隨后，系統(tǒng)根據(jù)回波信號的性質(zhì)，將所述波束合成的輸出信號送往相應(yīng)信號處理模塊與B型圖像相關(guān)的，送往二維B型信號處理模塊以得到二維B型圖像數(shù)據(jù)；與頻譜多普勒相關(guān)的，送往頻譜多普勒信號處理模塊以得到多普勒頻譜數(shù)據(jù)；與彩色血流相關(guān)的，送往彩色血流信號處理模塊以得到彩色血流數(shù)據(jù)。最后，所述二維B型圖像數(shù)據(jù)，多普勒頻譜數(shù)據(jù)和彩色血流數(shù)據(jù)經(jīng)顯示模塊組合，形成供顯示屏同步顯示的結(jié)果數(shù)據(jù)。
其中，多普勒頻譜信號的處理流程如圖3所示，以超聲多普勒血流分析系統(tǒng)為例。超聲回波信號經(jīng)波束合成后形成射頻回波信號，再經(jīng)解調(diào)模塊分解成兩路分量信號同相位分量I(In-phase component)信號和正交分量Q(quadrate component)信號。然后，在連續(xù)波多普勒系統(tǒng)中該I、Q兩路分量直接進(jìn)入壁濾波處理環(huán)節(jié)；在脈沖波多普勒系統(tǒng)中該I、Q兩路分量先分別經(jīng)距離選通，即在特定的時(shí)間段內(nèi)累加，該累加時(shí)間段和脈沖多普勒發(fā)射脈沖的長度由操作者根據(jù)實(shí)際情況選擇，再進(jìn)入壁濾波處理環(huán)節(jié)。所述壁濾波是一高通濾波器，可以濾除由靜止或慢速運(yùn)動(dòng)組織引起的雜波。經(jīng)該環(huán)節(jié)處理后的I、Q兩路分量，主要包含由紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)引起的回波，被送往功率譜估計(jì)模塊，該模塊一般采用快速傅立葉變換(FFT)來估算功率譜。快速傅立葉變換的點(diǎn)數(shù)可以是128點(diǎn)或256點(diǎn)。由于估算出來的功率譜動(dòng)態(tài)范圍太大，每次估算出來的功率譜需要經(jīng)過壓縮處理，以壓縮到灰度顯示范圍。最后在屏幕上顯示的多普勒頻譜圖代表的是某時(shí)刻、某速度，亦即某頻率偏移的功率譜強(qiáng)度。系統(tǒng)還可以包括自動(dòng)包絡(luò)檢測模塊，對譜壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以自動(dòng)跟蹤血流峰值速度和平均速度隨時(shí)間的變化，并在多普勒頻譜圖上實(shí)時(shí)顯示。此外，所述經(jīng)過壁濾波后的I、Q兩路數(shù)據(jù)還可以送往聲音處理模塊，以形成正向血流和逆向血流兩路聲音數(shù)據(jù)，并分別經(jīng)D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換后送往揚(yáng)聲器，產(chǎn)生正向和逆向血流聲音。
圖2是系統(tǒng)同步顯示的二維B型圖像和頻譜多普勒圖示意圖。上方代表二維B型圖像，其中虛線標(biāo)示了血管所在的位置和走向。操作者可以根據(jù)該二維B型圖像，來選擇所需要探測的血流所對應(yīng)的采樣線和相應(yīng)感興趣區(qū)域。下方的圖像則代表該選擇區(qū)域的血流多普勒頻譜圖。
為了能如圖2所示，在圖像上同步顯示二維B型圖像和頻譜多普勒圖像，超聲成像系統(tǒng)一般采用在二維B型掃描和多普勒掃描之間快速切換掃描方式來實(shí)現(xiàn)。這樣，B模式圖像掃描和多普勒血流速度測量掃描將工作在不同時(shí)間段。這種快速切換兩種不同掃描模式的優(yōu)點(diǎn)有因?yàn)閮蓚€(gè)系統(tǒng)的掃描工作在不同時(shí)間段，所以成像結(jié)果彼此之間的影響很?。粌蓚€(gè)系統(tǒng)可以共享同一個(gè)探頭；多普勒的發(fā)射方式可以是脈沖或連續(xù)方式。但是這種方式也帶來其固有缺點(diǎn)在進(jìn)行B型圖像掃描時(shí)，多普勒信號因?yàn)槎嗥绽諕呙柚袛喽鴣G失。以這種方式實(shí)現(xiàn)二維B型圖像和多普勒圖更新必然在多普勒頻譜圖和多普勒聲音上會出現(xiàn)不連續(xù)。這種在快速切換不同掃描模式的方式中，多普勒信號由于發(fā)射切換到其他工作模式導(dǎo)致的各段不連續(xù)的時(shí)間段稱為間隙(Gap)。
如圖2下圖所示，實(shí)線對應(yīng)非間隙時(shí)間頻譜圖，虛線對應(yīng)間隙時(shí)間的頻譜圖。在間隙時(shí)間內(nèi)，沒有多普勒信號，此時(shí)會中斷多普勒頻譜圖，即虛線時(shí)段沒有多普勒頻譜。在間隙時(shí)間段內(nèi)，由于沒有多普勒信號，多普勒聲音也會中斷。因此在多模式超聲掃描同步顯示系統(tǒng)中，一般采用對間隙填充的方法來彌補(bǔ)因?yàn)殚g隙引起的多普勒頻譜圖或多普勒聲音在視覺或聽覺上的不連續(xù)。如圖3的虛線框和流程所示，間隙填充模塊的功能是估計(jì)丟失的多普勒信號，使多普勒信號連續(xù)，保持多普勒頻譜圖和多普勒聲音的連續(xù)性。
在美國專利US 5,476,097公開的技術(shù)方案中，Robinson提出對多普勒處理后多普勒頻譜圖和多普勒聲音結(jié)果的間隙進(jìn)行填充的方法，使其在視覺或聽覺效果上更加連續(xù)。他采用拉伸的方法來填充多普勒頻譜圖中的間隙，將接近間隙時(shí)計(jì)算的每條頻譜重復(fù)顯示兩次；采用直接重復(fù)非間隙期間的多普勒聲音結(jié)果來填充多普勒聲音的間隙。
在美國專利US 4,559,952公開的技術(shù)方案中，Angelsen提出直接對I、Q兩路多普勒信號進(jìn)行填充的方法。該方法是，在間隙期間重復(fù)非間隙前的I、Q兩路多普勒信號，此后的多普勒信號處理流程中該I、Q兩路多普勒信號是連續(xù)的。
上述現(xiàn)有技術(shù)的主要不足在于專利US 5,476,097的填充方法對聲音填充的效果比較理想，聽覺上感覺不到中斷；但對多普勒頻譜圖填充的視覺效果不太理想。在間隙前后多普勒頻譜圖相差不大時(shí)，效果會好一些。但對于間隙前后多普勒頻譜圖相差較大時(shí)，由于采用拉伸的方法，在拉伸的結(jié)合處，能夠看到明顯的突變。專利US 4,559,952的填充僅僅采用間隙前I、Q兩路多普勒信號填充，為了滿足好的填充效果，間隙時(shí)段不能夠太長。而間隙時(shí)間太短，則限制了其他方式掃描的成像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種間隙處理方法，能很好填充多普勒頻譜圖或多普勒聲音的間隙，保持視覺或聽覺效果上的連續(xù)性，同時(shí)不影響超聲掃描系統(tǒng)其他掃描模式的成像質(zhì)量。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基本構(gòu)思為先以圖4示意圖來分析間隙的產(chǎn)生。不妨以同步顯示二維B型圖像和頻譜多普勒圖像為例，圖中曲線表示多普勒頻譜圖，D表示發(fā)射脈沖和多普勒相關(guān)，B表示發(fā)射脈沖和二維B型圖像相關(guān)。如前所述，B模式圖像掃描和多普勒血流速度測量掃描工作在不同時(shí)間段，B型掃描和多普勒掃描相互很快切換，則在B型掃描時(shí)，多普勒信號因?yàn)橥Ｖ箳呙璋l(fā)生丟失而導(dǎo)致的間隙稱為“切換到其他掃描模式引起的間隙”；當(dāng)發(fā)射脈沖由B轉(zhuǎn)換到D時(shí)，(如圖3流程所示)由于壁濾波是一個(gè)高通濾波器(會有暫態(tài)過程)，多普勒信號進(jìn)行壁濾波時(shí)，壁濾波的暫態(tài)過程將導(dǎo)致最初幾個(gè)發(fā)射脈沖D的多普勒信號無效而不能被使用，這樣也會導(dǎo)致間隙，稱為“暫態(tài)引起的間隙”。因此，本發(fā)明針對間隙的不同起因，可以采取兩種方式來解決上述技術(shù)問題。方式一是同時(shí)根據(jù)間隙前后的多普勒數(shù)據(jù)來估計(jì)間隙期間丟失的I、Q兩路多普勒數(shù)據(jù)，對間隙期間的多普勒信號進(jìn)行填充，即，將整個(gè)間隙分成兩個(gè)時(shí)間段，前一時(shí)間段的間隙多普勒數(shù)據(jù)是間隙前多普勒數(shù)據(jù)的重復(fù)，后一時(shí)間段的間隙多普勒數(shù)據(jù)是間隙后多普勒數(shù)據(jù)的重復(fù)，這樣可以使多普勒信號更好地連續(xù)；方式二是根據(jù)間隙后的多普勒信號，采用初始化濾波器的方法，來估計(jì)高通濾波前的多普勒信號，能減少高通濾波的暫態(tài)效應(yīng)，從而減少暫態(tài)引起的間隙，使多普勒信號較好地連續(xù)，尤其能允許其他掃描方式有較長的掃描時(shí)間。這樣，多普勒掃描和其它方式掃描之間快速切換時(shí)，多普勒頻譜圖或多普勒聲音在視覺或聽覺上可以很好地保持連續(xù)。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的第一技術(shù)方案是，提出一種處理多普勒信號間隙的方法，用于超聲掃描同步顯示系統(tǒng)中，快速切換多普勒掃描時(shí)的多普勒頻譜信號處理過程，包括步驟A.系統(tǒng)工作在多普勒掃描模式時(shí)，射頻超聲回波信號經(jīng)過解調(diào)、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得多普勒信號的I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)，用來提供系統(tǒng)進(jìn)行功率譜處理以生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)，或進(jìn)行聲音處理以生成多普勒聲音；B.系統(tǒng)工作在非多普勒掃描模式時(shí)或重新進(jìn)入多普勒掃描模式的初期，接收多普勒信號中斷；所述I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)輸出中斷而處于間隙期；C.系統(tǒng)根據(jù)非間隙期間的多普勒信號，來估計(jì)并填充所述間隙期間中斷的多普勒信號，使所述間隙期內(nèi)的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)得到填充并形成連續(xù)輸出；D.系統(tǒng)根據(jù)所述包括填充處理而連續(xù)輸出的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)來生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)或多普勒聲音；尤其是，所述步驟C中系統(tǒng)將整個(gè)間隙分成至少兩個(gè)時(shí)間段，分別使用間隙之前、之后的多普勒信號數(shù)據(jù)來填充不同時(shí)間段期間中斷的多普勒信號數(shù)據(jù)。
上述方案中，所述填充處理是將預(yù)定用來填充的數(shù)據(jù)在預(yù)定填充的間隙時(shí)間段進(jìn)行重復(fù)輸出。
上述方案中，所述系統(tǒng)在重新進(jìn)入多普勒掃描模式時(shí)，采用初始化高通濾波器的方法來減少所述高通濾波器的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間，從而縮短所述步驟B中由所述多普勒掃描初期帶來的部分間隙期。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的第二技術(shù)方案是，提出又一種處理多普勒信號間隙的方法，用于超聲掃描同步顯示系統(tǒng)中，快速切換多普勒掃描時(shí)的多普勒頻譜信號處理過程，包括步驟A.系統(tǒng)工作在多普勒掃描模式時(shí)，射頻超聲回波信號經(jīng)過解調(diào)、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得多普勒信號的I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)，用來提供系統(tǒng)進(jìn)行功率譜處理以生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)，或進(jìn)行聲音處理以生成多普勒聲音；B.系統(tǒng)工作在非多普勒掃描模式時(shí)或重新進(jìn)入多普勒掃描模式的初期，接收多普勒信號中斷；所述I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)輸出中斷而處于間隙期；C.系統(tǒng)根據(jù)非間隙期間的多普勒信號，來估計(jì)并填充所述間隙期間中斷的多普勒信號，使所述間隙期內(nèi)的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)得到填充并形成連續(xù)輸出；D.系統(tǒng)根據(jù)所述包括填充處理而連續(xù)輸出的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)來生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)或多普勒聲音；
尤其是，所述系統(tǒng)在重新進(jìn)入多普勒掃描模式時(shí)，采用初始化高通濾波器的方法來減少所述高通濾波器的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間，從而縮短所述步驟B中由所述多普勒掃描初期對應(yīng)的部分間隙期。
采用上述各技術(shù)方案，均可以使多普勒信號更加連續(xù)，根據(jù)填充后連續(xù)的多普勒信號進(jìn)一步進(jìn)行的信號處理，可以使多普勒頻譜圖和多普勒聲音更加連續(xù)，從而支持多模式超聲掃描系統(tǒng)以較低成本實(shí)現(xiàn)同步顯示，甚至有利于提高其他非多普勒成像的圖像質(zhì)量。


圖1是超聲成像系統(tǒng)信號處理流程示意2是二維B型圖像和頻譜多普勒圖同步顯示示意3是多普勒信號處理流程示意4是間隙產(chǎn)生分析示意5是本發(fā)明間隙填充方法示意框6是本發(fā)明方法間隙填充示意7是二階IIR濾波器狀態(tài)轉(zhuǎn)換8是間隙填充后二維B型圖像和頻譜多普勒圖像同步顯示示意圖具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
使用本發(fā)明方法的超聲掃描同步顯示系統(tǒng)，包括快速切換多普勒掃描時(shí)的多普勒頻譜信號處理過程，該過程包括步驟A.系統(tǒng)工作在多普勒掃描模式時(shí)，射頻超聲回波信號經(jīng)過解調(diào)、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得多普勒信號的I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)，用來提供系統(tǒng)進(jìn)行功率譜處理以生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)，或進(jìn)行聲音處理以生成多普勒聲音；B.系統(tǒng)工作在非多普勒掃描模式時(shí)或重新進(jìn)入多普勒掃描模式的初期，接收多普勒信號中斷；所述I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)輸出中斷而處于間隙期；C.系統(tǒng)根據(jù)非間隙期間的多普勒信號，來估計(jì)并填充所述間隙期間中斷的多普勒信號，使所述間隙期內(nèi)的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)得到填充并形成連續(xù)輸出；D.系統(tǒng)根據(jù)所述包括填充處理而連續(xù)輸出的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)來生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)或多普勒聲音；
本發(fā)明間隙處理方法實(shí)施例之一如圖6所示，在所述步驟C中，系統(tǒng)將整個(gè)間隙分成至少兩個(gè)時(shí)間段，分別使用間隙前、后的多普勒信號數(shù)據(jù)來填充不同時(shí)間段期間中斷的多普勒信號數(shù)據(jù)。圖6示意以I路或Q路多普勒數(shù)據(jù)處理為例，整個(gè)間隙時(shí)間段包括因?yàn)槠渌麙呙枘Ｊ揭鸬拈g隙和因?yàn)楸跒V波引起的間隙，可以被分成兩個(gè)時(shí)間段(包括但不限于如圖所示的均分時(shí)間段)。前一時(shí)間段的多普勒數(shù)據(jù)可以利用間隙前的多普勒數(shù)據(jù)來估計(jì)，后一間隙時(shí)間段的多普勒數(shù)據(jù)可以利用間隙后的多普勒數(shù)據(jù)來估計(jì)。填充算法可以采用多種方法，其中比較簡單的是數(shù)據(jù)重復(fù)法，即將預(yù)定用來填充的數(shù)據(jù)在預(yù)定填充的間隙時(shí)間段作重復(fù)輸出，比如前一間隙的多普勒數(shù)據(jù)是間隙前多普勒數(shù)據(jù)的重復(fù)，后一間隙的多普勒數(shù)據(jù)是間隙后多普勒數(shù)據(jù)的重復(fù)。而且，所述預(yù)定用來填充的數(shù)據(jù)可以在所述要填充的時(shí)間段內(nèi)被不止一次地重復(fù)輸出。這樣，在間隙開始、中間和結(jié)束的時(shí)間段，多普勒數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)不平滑連續(xù)。針對這些出現(xiàn)不平滑連續(xù)的地方，系統(tǒng)可以采用加權(quán)方法來來使之平滑連續(xù)，例如，使不連續(xù)點(diǎn)前的多普勒數(shù)據(jù)漸進(jìn)地收斂到零，不連續(xù)點(diǎn)后的多普勒數(shù)據(jù)漸進(jìn)地由零開始增加。從而可以保持多普勒數(shù)據(jù)的連續(xù)性。如圖6間隙結(jié)束處為例，對前后多普勒數(shù)據(jù)分別用窗函數(shù)來加權(quán)處理，使多普勒數(shù)據(jù)得以在此保持連續(xù)性。
本發(fā)明間隙處理方法實(shí)施例之二如圖5所示。當(dāng)發(fā)射模式為多普勒掃描模式時(shí)，此時(shí)經(jīng)解調(diào)后輸入到間隙填充模塊的I、Q兩路多普勒數(shù)據(jù)有效，先對該兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理。所述高通濾波器的濾波特性和壁濾波濾波器特性相同，可以濾除由靜止或慢速運(yùn)動(dòng)組織引起的雜波，從而使間隙填充得數(shù)據(jù)為有效信號數(shù)據(jù)。該高通濾波器的特性和所述壁濾波特性完全相同(也可以進(jìn)一步取代圖3中的后續(xù)壁濾波處理)，在每次由其他掃描模式切換到多普勒掃描模式時(shí)，會引起圖4所示的暫態(tài)響應(yīng)間隙。若該高通濾波器正處于非暫態(tài)階段，則所述兩路濾波后的多普勒數(shù)據(jù)分別被送往緩存保存，同時(shí)作為有效數(shù)據(jù)輸出，作為間隙填充處理后連續(xù)數(shù)據(jù)的一部分；若該高通濾波器正處于暫態(tài)階段，則所述兩路多普勒數(shù)據(jù)無效，需要利用所述緩存中先前存儲的I、Q兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行間隙填充，以得到連續(xù)的I、Q兩路多普勒數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)射模式為其他非多普勒掃描模式時(shí)，利用緩存中保存的I、Q兩路多普勒數(shù)據(jù)來估算間隙內(nèi)丟失的I、Q信號。
其中，暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間一般和具體濾波器相關(guān)，當(dāng)高通濾波器采用IIR濾波器結(jié)構(gòu)時(shí)，暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到所述IIR濾波器階數(shù)的幾十倍。為減少該間隙長度，本實(shí)施例系統(tǒng)在重新進(jìn)入多普勒掃描模式時(shí)，可以采用初始化濾波器的方法來縮短暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間，從而縮短所述多普勒掃描初期暫態(tài)響應(yīng)引起的間隙時(shí)間。這樣能夠增加非多普勒掃描的時(shí)間，提高其他非多普勒成像的圖像質(zhì)量。
該實(shí)施例中暫態(tài)階段和非多普勒掃描模式時(shí)的間隙填充，使用的填充數(shù)據(jù)可以是多普勒掃描模式結(jié)束前緩存的數(shù)據(jù)，也可以與實(shí)施例之一相結(jié)合，如圖6所示，分兩時(shí)間段分別使用多普勒掃描模式結(jié)束前緩存的數(shù)據(jù)和下一次普勒掃描模式開始非暫態(tài)時(shí)緩存的數(shù)據(jù)。經(jīng)本實(shí)施例間隙填充后的I、Q兩路多普勒數(shù)據(jù)實(shí)際上連續(xù)地被送往后級模塊處理，包括功率譜估計(jì)和聲音處理。這些內(nèi)容不在此重復(fù)敘述。
所述初始化濾波器即通過多普勒信號數(shù)據(jù)，估算出信號之前的多普勒數(shù)據(jù)。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)二階濾波器，輸入x(n)，輸出y(n)，那么該濾波器可以寫成y(n)＝b0x(n)+b1x(n-1)+b2x(n-2)-a1y(n-1)-a2y(n-2)其中b0，b1，b2，a0和a1是二階IIR濾波器系數(shù)，則對應(yīng)的Z變換函數(shù)可以定義為H(z)=Y(z)X(z)=b0+b1z-1+b2z-21+a0z-1+a1z-2]]>其中X(z)是輸入x(n)的Z變換，Y(z)是輸入y(n)的Z變換圖7給出該二階濾波器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，定義向量M(n)=m1(n)m2(n)]]>可以寫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)換方程M(n)＝BM(n-1)+Cx(n)y(n)＝ATM(n-1)+b0x(n)其中A=b1-b0a1b2-b0a2]]>B=-a1-a210]]>C=10]]>則狀態(tài)變量M可以寫成M(n)=BnM-1+Σk=1nBn-kCx(k)]]>M(-1)的值決定了該濾波器的初始狀態(tài)，并影響系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間。若不對它初始化，缺省值是零，則暫態(tài)響應(yīng)會較長。本發(fā)明采用N點(diǎn)的輸入來初始化M(-1)設(shè)N點(diǎn)的輸入是X，輸出是YX＝[x(0)x(1)...x(N-1)]T
Y＝[y(0)y(1)...y(N-1)]T則Y＝FM(-1)+GX其中向量F維數(shù)是N×2，G維數(shù)是N×N。
F=ATATBMATBN-1]]>G=b00Λ0000ATCb0Λ0000ATBCATCΛ0000MMΛb0000MMΛATCb000MMΛATBCATCb00ATBN-2CATBN-3CΛATB2CATBCATCb0]]>利用最小均方誤差的方法可以得到M(-1)的最優(yōu)估計(jì)M^(-1)=-(FTF)-1FTGX]]>這樣濾波器得以初始化，能夠減少暫態(tài)響應(yīng)，從而減少暫態(tài)響應(yīng)引起的間隙。
本發(fā)明間隙填充的方法經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，以同步顯示二維B型圖像和多普勒頻譜圖為例，能夠得到如圖8所示的同步顯示圖像，具有很好的多普勒頻譜圖和多普勒聲音連續(xù)效果。
權(quán)利要求
1.一種處理多普勒信號間隙的方法，用于超聲掃描同步顯示系統(tǒng)中，快速切換多普勒掃描時(shí)的多普勒頻譜信號處理過程，包括步驟A.系統(tǒng)工作在多普勒掃描模式時(shí)，射頻超聲回波信號經(jīng)過解調(diào)、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得多普勒信號的I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)，用來提供系統(tǒng)進(jìn)行功率譜處理以生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)，或進(jìn)行聲音處理以生成多普勒聲音；B.系統(tǒng)工作在非多普勒掃描模式時(shí)或重新進(jìn)入多普勒掃描模式的初期，接收多普勒信號中斷；所述I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)輸出中斷而處于間隙期；C.系統(tǒng)根據(jù)非間隙期間的多普勒信號，來估計(jì)并填充所述間隙期間中斷的多普勒信號，使所述間隙期內(nèi)的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)得到填充并形成連續(xù)輸出；D.系統(tǒng)根據(jù)所述包括填充處理而連續(xù)輸出的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)來生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)或多普勒聲音；其特征在于，所述步驟C中系統(tǒng)將整個(gè)間隙分成至少兩個(gè)時(shí)間段，分別使用間隙之前、之后的多普勒信號數(shù)據(jù)來填充不同時(shí)間段期間中斷的多普勒信號數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述處理多普勒信號間隙的方法，其特征在于所述填充處理是將預(yù)定用來填充的數(shù)據(jù)在預(yù)定填充的間隙時(shí)間段作重復(fù)輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述處理多普勒信號間隙的方法，其特征在于所述預(yù)定用來填充的數(shù)據(jù)所屬的時(shí)間段，短于所述要填充的時(shí)間段；即，所述預(yù)定用來填充的數(shù)據(jù)在所述要填充的時(shí)間段內(nèi)被不止一次地重復(fù)輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述處理多普勒信號間隙的方法，其特征在于進(jìn)行所述填充處理時(shí)，針對所述間隙開始、中間和結(jié)束的時(shí)間段，因所述預(yù)定用來填充的數(shù)據(jù)的重復(fù)而造成多普勒數(shù)據(jù)不平滑連續(xù)處，系統(tǒng)還采用加權(quán)方法來使之平滑連續(xù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述處理多普勒信號間隙的方法，其特征在于所述加權(quán)方法包括用窗函數(shù)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述處理多普勒信號間隙的方法，其特征在于所述系統(tǒng)在重新進(jìn)入多普勒掃描模式時(shí)，采用初始化高通濾波器的方法來減少所述高通濾波器的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間，從而縮短所述步驟B中由所述多普勒掃描初期帶來的部分間隙期。
7.一種處理多普勒信號間隙的方法，用于超聲掃描同步顯示系統(tǒng)中，快速切換多普勒掃描時(shí)的多普勒頻譜信號處理過程，包括步驟A.系統(tǒng)工作在多普勒掃描模式時(shí)，射頻超聲回波信號經(jīng)過解調(diào)、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得多普勒信號的I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)，用來提供系統(tǒng)進(jìn)行功率譜處理以生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)，或進(jìn)行聲音處理以生成多普勒聲音；B.系統(tǒng)工作在非多普勒掃描模式時(shí)或重新進(jìn)入多普勒掃描模式的初期，接收多普勒信號中斷；所述I、Q兩路分量信號的數(shù)據(jù)輸出中斷而處于間隙期；C.系統(tǒng)根據(jù)非間隙期間的多普勒信號，來估計(jì)并填充所述間隙期間中斷的多普勒信號，使所述間隙期內(nèi)的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)得到填充并形成連續(xù)輸出；D.系統(tǒng)根據(jù)所述包括填充處理而連續(xù)輸出的I、Q兩路分量信號數(shù)據(jù)來生成多普勒頻譜圖像數(shù)據(jù)或多普勒聲音；其特征在于，所述系統(tǒng)在重新進(jìn)入多普勒掃描模式時(shí)，采用初始化高通濾波器的方法來減少所述高通濾波器的暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間，從而縮短所述步驟B中由所述多普勒掃描初期對應(yīng)的部分間隙期。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述處理多普勒信號間隙的方法，其特征在于所述高通濾波器包括IIR結(jié)構(gòu)的二階濾波器。
全文摘要
一種處理多普勒信號間隙的方法，用于超聲掃描同步顯示系統(tǒng)快速切換多普勒掃描時(shí)，處理多普勒頻譜信號的過程，包括步驟多普勒掃描模式時(shí)，射頻超聲回波信號經(jīng)過解調(diào)、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后獲得I、Q兩路多普勒分量信號數(shù)據(jù)；所述I、Q兩路數(shù)據(jù)輸出在非多普勒掃描模式時(shí)或重新進(jìn)入多普勒掃描模式的初期，處于間隙期；系統(tǒng)根據(jù)非間隙期間的多普勒信號，來估計(jì)并填充所述間隙期間中斷的信號，使所述I、Q兩路數(shù)據(jù)連續(xù)輸出；上述過程中系統(tǒng)是分別使用間隙前、后的多普勒信號數(shù)據(jù)來填充整個(gè)間隙的。系統(tǒng)還可以采用初始化高通濾波器的方法來縮短所述間隙期。采用本發(fā)明方法，可以使多普勒頻譜圖和多普勒聲音更加連續(xù)，甚至提高其他非多普勒成像的圖像質(zhì)量。
文檔編號G01N29/00GK1915174SQ20051003671
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月16日
發(fā)明者李勇 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司