[發明專利]一種管壁應力相位角的測量方法和系統

有效

• 申請號: 201310213038.2
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103340620A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 鄭海榮;牛麗麗;錢明;孟龍;肖楊;王叢知
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 任葵

1.一種管壁應力相位角的測量方法，其特征在于，包括：

在流體中加入超聲造影微泡；

使用高頻超聲成像裝置采集連續采集多幀感興趣區域的超聲圖像；

對相鄰兩幅超聲圖像對應區域進行互相關分析，得到管壁的周向應力和流場剪切應力；

繪制管壁周向應力和流場剪切應力相對于時間變化的波形圖，測量應力相位角。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述管壁包括血管壁；所述流體包括血液；所述使用高頻超聲成像裝置采集連續采集多幀感興趣區域的超聲圖像包括：使用高頻超聲成像裝置采集連續至少三個心動周期內的感興趣區域的超聲圖像；所述繪制管壁周向應力和流場剪切應力相對于時間變化的波形圖，測量應力相位角包括：繪制血管壁周向應力和血流剪切應力隨心動周期變化的波形圖，測量應力相位角。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用高頻超聲成像裝置采集連續采集多幀感興趣區域的超聲圖像包括：

使用高頻超聲成像裝置采集連續采集獲得N幅感興趣區域的超聲圖像g⁽¹⁾(r,θ)、g⁽²⁾(r,θ)…g^(N)(r,θ)，其中(r,θ)為圖像平面內的像素坐標；

所述對相鄰兩幅超聲圖像對應區域進行互相關分析，得到管壁的周向應力和流場剪切應力包括：

對于感興趣區域的超聲圖像g⁽ⁿ⁾(r,θ)，n∈｛1，N｝；

n＝1時開始，將g⁽ⁿ⁾(r,θ)和g⁽ⁿ⁺¹⁾(r,θ)劃分為小的網格區域，計算每個網格區域的平動位移；

用位移梯度估計管壁的旋轉和形變以及高速度梯度流；

減小網格區域提高結果的空間分辨率；

對于每個網格區域進行計算，得到管壁位移和流體速度矢量分布圖；

一直到n＝N－1重復以上過程；

通過彈性模量與位移梯度的乘積計算管壁的周向應力；

通過流體粘度與流場速度梯度的乘積計算流場剪切應力。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述將g⁽ⁿ⁾(r,θ)和g⁽ⁿ⁺¹⁾(r,θ)劃分為小的網格區域，計算每個網格區域的平動位移包括：

將g⁽ⁿ⁾(r,θ)和g⁽ⁿ⁺¹⁾(r,θ)劃分為小的網格區域，利用二維互相關算法結合亞像素算法和濾波插值算法計算每個網格區域的平動位移。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述用位移梯度估計管壁的旋轉和形變以及高速度梯度流包括：

使用多次迭代算法用位移梯度估計管壁的旋轉和形變以及高速度梯度流。

6.如權利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述對于每個網格區域進行計算，得到管壁位移和流體速度矢量分布圖之前，還包括：

利用基于頻域濾波和連續性方程的錯誤矢量剔除算法來提高結果的精確性。

7.一種管壁應力相位角的測量系統，其特征在于，包括超聲成像模塊和測量模塊，

所述超聲成像模塊包括超聲微泡和高頻超聲成像裝置，所述超聲微泡用于流體中的示蹤；所述高頻超聲成像裝置用于采集連續采集多幀感興趣區域的超聲圖像；

所述測量模塊包括互相關分析單元和應力相位角測量單元，所述互相關分析單元用于對相鄰兩幅超聲圖像對應區域進行互相關分析，得到管壁的周向應力和流場剪切應力；所述應力相位角測量單元用于繪制管壁周向應力和流場剪切應力相對于時間變化的波形圖，測量應力相位角。

8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，其中所述管壁包括血管壁；所述流體包括血液；所述超聲成像裝置還用于采集連續至少三個心動周期內的感興趣區域的超聲圖像；所述應力相位角測量單元還用于繪制血管壁周向應力和血流剪切應力隨心動周期變化的波形圖，測量應力相位角。