[發明專利]基于超聲回波的血管實時二維動態信息提取方法

無效

• 申請號: 200910248901.1
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102113899A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 鞏欣洲
• 申請（專利權）人: 東軟飛利浦醫療設備系統有限責任公司
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術領域

本發明涉及一種醫學信息處理技術，具體的說是一種基于超聲回波的血管壁實時二維(血管徑向和軸向)動態信息提取方法。

背景技術

人體器官的新陳代謝和生理狀態反映了人體的健康狀態。循環系統負責運送各種器官所需要的各種物質，以及代謝后產生的各種廢物。比如氧氣在肺部通過血液進入人體；核糖/低糖和其他構造蛋白質的物質在消化系統中被血液攜帶，送到各個器官；代謝物質中的有害氣體，通過血液在肺中排出；其他代謝物質，通過血液在肝臟轉化，或通過血液由腎臟經過濾形成尿液最后排除體外。人體各個臟器的生理狀態發生變化時，不但會影響其分泌的物質，還改變其中的血管循環狀態：血管直徑變大或變小，導致血流阻力發生變化；分泌物改變血管的技能，彈性發生變化。這種變化會影響到全身的循環形同的狀態，表現為流經各個血管的血流量和血管波動發生變化。中醫的脈診就是基于該機理，所以可以在手腕部通過觸摸一段血管的變化特征，俗稱‘切脈’，再結合其他“望聞問”手段得到的信息，綜合診斷全身的疾病或者身體異常。這些都可以通過檢測局部血管彈性狀態和血流動力學狀態表現出來。

局部血管的彈性和通過該血管送到器官的血流量，以及體現在血壓和血管壁上的動態變化信息，是了解血管所直接關聯器官的生理狀態或診斷該器官病變的最直接的證據，也為間接診斷其他臟器疾病提供依據。所以精確檢測血管以及循環系統的變化信息，一直是醫生和技術研究人員花費許多時間和精力的目標。近30年來，大量的學者和工程人員設計了許多方法，但由于技術和認識等方面和條件的限制，目前還沒有非常好的解決方案在臨床上大量使用。

(1)目前最接近的發明是Aloka公司的名稱為<Ultrasonic?diagnosticapparatus>，(EP1123687A2，JP2008132094，JP2008132095)。它可以測量血管直徑，可以分析出血管臂的厚度。但它僅僅對提取的實時血管直徑作分析，沒有和血流速度一起做更多的血流動力學分析和血管順應性的方面的分析。

(2)名稱為《Ultrasonic?wave?probe》的美國專利(US4336808A，1982.06.29)采用了特制探頭，其中一個脈沖波探頭用于測量值經，三個連續波探頭(一發兩收)測量血流速度。但是探頭的焦點(可測深度)是固定的，當不同的人血管深度不同時，這種方法的計算誤差很大。另外這種方法需要人手動在回波線上定位血管的前后壁，采用鎖相環的方法處理模擬回波信號；特制的探頭加上繁瑣的操作方法，使這種方法缺少實用性。

(3)名稱為《ULTRASONIC?DIAGNOSTIC?APPARATUS》的日本專利(ATL公司，JP10216129A，1998.08.18)也可以通過屏幕光標來粗略測量直徑并通過血流速度來計算流過血管的血流量。但這種方法得到的血管直徑是近似的，且不隨血管的收縮和舒張變化，因此不包含動態信息。

(4)有大量的文章和處理方法，是在2D(兩維)的灰度圖像上進行處理，通過圖像上血管臂的位置移動跟蹤計算血管的動態直徑。這種方法優點是方便實時，但缺點是分辨率較低，受圖像質量的影響很大。

發明內容

針對現有技術中存在的對于血管檢測無血流動力學分析、血管順應性分析以及不包含動態信息等不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種以高分辨率監測血管動態信息的基于超聲回波的血管實時二維動態信息提取方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種基于超聲回波的血管實時二維動態信息提取方法包括以下步驟：

在超聲二維圖像上形成，顯示血管指示光標；

在血管指示光標的控制下，對血管原始數字射頻回波數據進行血管直徑信息提取，得到血管直徑數據和血管直徑的變化數據，直徑信息的表示單位是采樣點個數；

根據血管指示光標及上述血管直徑信息確定血管的實際直徑和波動大小，單位是毫米；

根據上述血管直徑和血管直徑的變化信息，結合其他現有信息即心電信息、血流頻譜圖，進一步計算血流量、血管波動范圍和特征點，以及血流直徑環圖，得到血管實時二維(血管徑向和軸向)動態信息。

所述血管直徑信息提取包括以下步驟：

對原始數字射頻回波數據進行非線性濾波，得到增強的血管壁信號；將一段只包含當前的血管前壁和后壁的信號數據分別進行緩沖處理；

將上述緩沖的信號數據在血管指示光標的控制下自動進行前、后壁跟蹤運算，得到當前血管前、后壁的位置；

將血管前、后壁的位置進行合成得到脈沖信號；