[發明專利]脈沖重復頻率調節方法及高脈沖多普勒成像裝置

無效

• 申請號: 201210088078.4
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103356242A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 張官喜;肖均文
• 申請（專利權）人: 深圳市藍韻實業有限公司
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06
• 代理公司: 深圳冠華專利事務所(普通合伙) 44267
• 代理人: 諸蘭芬

技術領域

本發明涉及超聲成像技術，尤其是一種脈沖重復頻率(PRF，Pulse?Repetition?Frequency)調節方法，以及使用該調節方法的高脈沖多普勒(HPRF，High?Pulse?Repetition?Frequency)成像裝置。

背景技術

脈沖波多普勒(Pulse?Wave?Doppler，簡稱PWD)是超聲診斷設備中的一個重要功能，用于測量被測對象在指定成像位置處的血流速度。一般的操作方法是：操作者從二維超聲圖像或者彩色超聲圖像中設置一個取樣門，然后啟動脈沖波多普勒，進行超聲波的發射和接收。對接收到的超聲回波信號，截取取樣門位置的那一段，進行正交解調、距離累積和頻譜變換，最終獲得隨時間變化的頻譜圖，即時間-速度圖，頻譜圖上的頻率值就對應檢測位置的血流流速，頻譜圖的亮暗就對應檢測位置血流的強度。在普通的PWD模式，一次發射對應一次接收，在下一次發射開始之前，上一次接收必須完成。在這種發射接收模式下，取樣門深度D和系統能檢測出的最大血流速度Vmax之間，存在一個制約關系：

在上式中，C是聲速，通常取1540米/秒，D為取樣門深度，為取樣線和血流方向的夾角，f為發射的超聲波的頻率。從上式可看出，當取樣門深度和發射頻率不變時，系統所能檢測的最大血流速度最大不能超過Vmax。

然而在某些特定臨床應用，尤其是心臟血流流速檢測中，血流流速非常高，普通的PWD難以滿足要求，這就需要用到HPRF模式。在HPRF高脈沖多普勒模式，一次發射結束后，并不會等所有深度的回波都接收完成后才啟動下一次發射，而是在接收到較淺位置的回波信號后，就開始下一次發射，較深位置的回波和會和下一次發射其較淺位置的回波同時被接收到。

如圖1(圖1的上半部分為普通PWD模式，圖1的下半部分為HPRF模式)所示，假設允許的最大取樣門個數為3，則第N次發射接收周期中，接收的是第N、N-1、N-2次發射所產生的回波之和，第N+1個發射周期，接收的是第N+1、N、N-1次發射所產生的回波之和。PRF(Pulse?Repetition?Frequency)是脈沖重復頻率，其大小和能檢測到的最大血流速度Vmax成正比。

由此可見，在普通PWD中，取樣門位置的兩次回波的時間間隔是1/PRF，因此，脈沖重復頻率是PRF。而在HPRF模式中，取樣門位置的兩次回波的時間間隔是1/PRF/3，因此，脈沖重復頻率是3PRF。因此，在HPRF模式下，能檢測的最大血流流速提高了3倍。

在超聲成像系統中，發射和接收無法同時進行，如果同時進行，則接收到的回波會受到發射信號的污染而導致信噪比很差。如圖2所示，以第三個發射接收周期才能收到第一次發射在取樣門位置的回波為例，在第三次發射接收周期的發射時間是不能接收回波的。發射時間再加上死區余量，一般稱為死區，在死區范圍內接收到的都是受到污染的信號。因此，取樣門位置不能放在死區的位置。如何選擇合適的PRF，來使取樣門位置完全避開死區，是HPRF模式下的一個急需解決的主要技術問題。

目前已有的HPRF算法，或者對PRF的選擇不夠精準，取樣門位置沒有完全避開死區，導致接收信號收到了污染，從而譜圖信噪比較差。或者在PRF的選擇上，采用的算法比較復雜，而復雜的算法并沒有對最終譜圖的信噪比產生很大的提高。對于第二種情況，一般會進行PRF篩選，為了保證能收斂到最優PRF，備選的PRF值之間的間隔往往很小，導致算法處理的復雜性增高，而且可能出現最終篩選到的兩個相鄰的PRF之間，PRF值并沒有變化多少，給用戶造成一種調節PRF檔位并沒有生效的錯覺。

發明內容

本發明提出一種脈沖重復頻率(PRF，Pulse?Repetition?Frequency)調節方法，以及使用該調節方法的HPRF(HPRF，High?Pulse?Repetition?Frequency)成像裝置，在HPRF算法的復雜性和譜圖的信噪比方面取得平衡，使取樣門位置完全避開死區，大大降低了算法處理的復雜性，獲得較好的譜圖信噪比。

本發明采用如下技術方案實現：一種脈沖重復頻率調節方法，其包括步驟：

A、計算當前取樣門深度下，用備選PRF參數進行HPRF發射所需要的取樣門個數N；

B、當取樣門個數N大于1且小于預設值時，根據取樣門個數N計算死區的位置；

C、判斷取樣門的位置是否位于死區，若是，則在PRF列表中將備選PRF參數提高到下一個檔位并轉入步驟A，否則，使用備選PRF參數進行HPRF發射。