[發(fā)明專利]一種基于超聲通道數(shù)據(jù)的多普勒血流速度成像方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810005469.2
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108186050B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉西耀;劉鑫;劉東權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 聲泰特（成都）科技有限公司
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06;A61B8/00
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 韓洋;劉童笛

1.一種基于超聲通道數(shù)據(jù)的多普勒血流速度成像方法，其特征在于，所述方法包括：

發(fā)射超聲波，從接收的回波信號采集與每個(gè)陣元對應(yīng)的通道數(shù)據(jù)；對每一個(gè)通道數(shù)據(jù)，進(jìn)行解調(diào)變換，獲取復(fù)數(shù)信號；對獲取復(fù)數(shù)信號進(jìn)行濾波處理，以在時(shí)間方向上濾除組織多普勒速度成分；對濾除組織多普勒速度成分的復(fù)數(shù)信號進(jìn)行滑動(dòng)窗口快速傅里葉變換，以獲取變換后的頻域復(fù)數(shù)信號；

基于每一個(gè)陣元掃描線方向與血管的角度，通過變換后的頻域復(fù)數(shù)信號獲取與每個(gè)通道數(shù)據(jù)對應(yīng)的血流速度，并基于血流速度生成目標(biāo)區(qū)域的血流圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括：在進(jìn)行解調(diào)變換之前，對每一個(gè)通道數(shù)據(jù)，濾除通道數(shù)據(jù)在通道數(shù)據(jù)的長度方向的直流分量，獲取濾波后的通道數(shù)據(jù)；并對濾波后的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)插入，以保持插入數(shù)據(jù)后的通道數(shù)據(jù)的相位和信噪比不變。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

對于N個(gè)通道數(shù)據(jù)C中的第n個(gè)通道數(shù)據(jù)C_n，使用經(jīng)典的巴特沃斯濾波器濾除直流分量，獲取的濾波后的通道數(shù)據(jù)表示為：

其中，K為時(shí)延參量，a，b為參數(shù)相量；M是根據(jù)超聲探測的深度，通過延時(shí)接收獲得的通道數(shù)據(jù)的長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

采用repmat函數(shù)將濾波后的通道數(shù)據(jù)矩陣復(fù)制K塊作為插入數(shù)據(jù)后的通道數(shù)據(jù)C′_n的元素，并通過式獲取插入數(shù)據(jù)后的通道數(shù)據(jù)C′_n。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

使用希爾伯特變換對插入數(shù)據(jù)后的通道數(shù)據(jù)C′_n進(jìn)行解調(diào)變換：

其中，其中F_c是發(fā)射信號的中心頻率，F(xiàn)_s是系統(tǒng)的采樣率；將第n個(gè)通道數(shù)據(jù)解調(diào)得到復(fù)數(shù)信號I_n和Q_n表示為IQ_n信號，將第n個(gè)通道在t時(shí)刻獲得的IQ_n表示為IQ_n，t，在連續(xù)時(shí)間段T，得到三維矩陣的復(fù)數(shù)信號IQ，其大小為M*N*T，M是t時(shí)刻第n個(gè)通道數(shù)據(jù)的長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

使用無限脈沖響應(yīng)IIR高通濾波器，在時(shí)間方向上濾除組織多普勒速度成分，獲取濾除組織多普勒速度成分的復(fù)數(shù)信號且

其中，Z為時(shí)延參量，a，b為參數(shù)向量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

對濾除組織多普勒速度成分的復(fù)數(shù)信號在時(shí)間方向，進(jìn)行滑動(dòng)窗口快速傅里葉變換，獲取變換后的頻域復(fù)數(shù)信號

其中，U是滑動(dòng)窗口快速傅里葉變換的數(shù)據(jù)長度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

對于第n個(gè)通道數(shù)據(jù)獲得的頻域復(fù)數(shù)信號陣元n掃描線方向與血管的夾角為θ_n，通過式

計(jì)算目標(biāo)區(qū)域位于x，y處的血流速度V(x，y)；

其中，k是加權(quán)半徑，ω是權(quán)重函數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

沿著陣元的掃描線方向?qū)⒀芷椒譃槎鄠€(gè)子采樣門，分別對每個(gè)子采樣門中的復(fù)數(shù)信號進(jìn)行空間域融合以獲取空間融合復(fù)數(shù)信號；分別對每個(gè)子采樣門中的空間融合復(fù)數(shù)信號進(jìn)行時(shí)間域融合以獲取與每個(gè)子采樣門對應(yīng)的血流頻譜數(shù)據(jù)；分別對每個(gè)子采樣門中的血流頻譜數(shù)據(jù)在頻域進(jìn)行融合，獲取變換后的頻域復(fù)數(shù)信號；基于每一個(gè)陣元掃描線方向與血管的角度，通過變換后的頻域復(fù)數(shù)信號獲取與每個(gè)子采樣門對應(yīng)的血流速度，并基于血流速度生成目標(biāo)區(qū)域的血流圖像。

10.一種基于超聲通道數(shù)據(jù)的多普勒血流速度成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：具有多個(gè)陣元的換能器，與換能器依次連接的回波信號處理器、通道數(shù)據(jù)處理器、復(fù)數(shù)信號處理器、血流速度處理器、圖像編碼處理器、存儲(chǔ)器、以及顯示器；

其中，換能器，用于發(fā)射超聲波，并接收回波信號；

回波信號處理器，用于從接收的回波信號采集與每個(gè)陣元對應(yīng)的通道數(shù)據(jù)；

通道數(shù)據(jù)處理器，用于對每一個(gè)通道數(shù)據(jù)，濾除通道數(shù)據(jù)在通道數(shù)據(jù)的長度方向的直流分量，獲取濾波后的通道數(shù)據(jù)；并對濾波后的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)插入，以保持插入數(shù)據(jù)后的通道數(shù)據(jù)的相位和信噪比不變；

復(fù)數(shù)信號處理器，用于對插入數(shù)據(jù)后的通道數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)變換，獲取復(fù)數(shù)信號；對獲取復(fù)數(shù)信號進(jìn)行濾波處理，以在時(shí)間方向上濾除組織多普勒速度成分；并對復(fù)數(shù)信號進(jìn)行滑動(dòng)窗口快速傅里葉變換，以獲取變換后的頻域復(fù)數(shù)信號；

血流速度處理器，用于基于每一個(gè)陣元掃描線方向與血管的角度，通過變換后的頻域復(fù)數(shù)信號獲取與每個(gè)通道數(shù)據(jù)對應(yīng)的血流速度；

圖像編碼處理器，用于基于血流速度生成目標(biāo)區(qū)域的血流圖像。