[其他]利用超聲回波測記術對運動物體(特別是血流)的掃描設備

無效

• 申請號: 86108163
• 申請日: 1986-11-29
• 公開（公告）號: CN86108163A
• 公開（公告）日: 1987-07-01
• 發明（設計）人: 埃迪爾·瑪麗·安德烈·博納富;帕特里克·勒內·佩斯克
• 申請（專利權）人: 菲利浦光燈制造公司
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06;A61B8/08;G01S15/89
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳增勇,吳秉芬

本發明涉及一種利用超聲回波測記術對運動物體進行掃描（特別是流動血液）的設備以便確定這種物體的各種流通參數，這種設備包括有至少一個超聲波傳感器，該傳感器被連接到用于周期性地發送一種具有預定重復頻率F＝1/T的脈沖信號的發送級和一級用于接收返回到該傳感器的回波測深信號并對接收到的信號進行處理的裝置。

把超聲脈沖波多普勒（Doppler）系統用于測量在給定點上的血液流速，或者至少測量這種流速在超聲波傳感器發出的波束軸上的投影已有多年了。最近，能夠實時地確定沿著超聲波路徑上的流速、和甚至能夠實時地確定在用傳感器掃掠動作所取得的截面上的流速的最新設備已經面世。這些設備的絕大多數都利用了由運動著的目標所返回的信號的頻移或相移，以便由此得出血流的軸向速度。

例如，號為0092841的歐洲專利申請，涉及到這樣一種設備，其中所描述的設備利用了測量由反應于重復地激勵運動中目標返回的兩相繼回波之間的相移的方法。然而，脈沖多普勒頻移和相移方法的運用顯著地受到一種稱為“混淆”或偏倚測定現象的限制，而這種現象妨礙了在速度的絕對值超過一個給定限度（規定為Vlim＝CF/4f）時對速度的測定，式中C是傳播速度，F是激勵振蕩的頻率，而fc是回波測深信號的中心頻率。這種現象被突出地描述于《多普勒超聲波及其臨床測量中的運用》一書中，（該書作者是P.Atkinson和J.P.Woodcock，由高等院校出版社（Academic????Press）出版）1982年版本的第Ⅲ章，第3.3d節中。

此外，用于實現這種利用相移的公知方法的設備易受一種聯系到由軸向分辨力ΔZ和速度的測量精度ΔV/V對波長的不確定關系施加的限制所支配，該關系如下式：

ΔV·ΔZ/V＝/2 （1）

因此，被引證的文獻第Ⅱ章第2節3a中所述的這一關系在軸向分辨力和速度的測量精度之間強行折衷;這與所希望的確切速度斷面或流動血液的圖象測量是不相適應的。

本發明的一個目的是要提供一種被宣布為可消除這種速度測量范圍的局限性，而且其速度測量的精度可隨軸向分辨力的增高而增高的設備。

為此，根據本發明的設備的特征是：包括有一個數字處理通道，該通道的組成依次有：一個用于抑制來源于靜止物體而且被稱為“固定”回波的電路;一個可預測流通參數的電路;一個鑒別電路;一個用于儲存、掃描轉換和彩色編碼的裝置以及一個顯示裝置。

根據本發明的裝置中得到一種以時域方式處理信號的方法，其中對超聲波信號的返回不再用頻移量或相移量來解釋，而是用一種在每個發送脈沖信號以后的回波測深信號時間的增加變化來解釋的。該裝置實際上利用了根據以運動中目標返回的超聲波信號的時間表達的流通參數的實時測定的新原理。在對固定的傳感器的重復激勵振蕩信號起反應的過程中所依次得到的回波測深信號可表達為：

e_i+1（t）＝e_i（t-τ（t）） （2）

式中i是回波測深記錄線的次序，而τ（t）代表由目標在兩個激活過程之間的位移所引起的時間的改變。該時間的改變與就地軸向速度V_z（t）（在超聲波的傳播軸Z上的投影）的關系式為：

τ（t）＝2·Vz（t）/C·T????（3）

式中C是超聲波的傳播速度，而T是激活過程的重復周期。流速可由時間與深度Z相連系的傳統的回波測深記錄關系式來測定，該關系式為：

Z＝1/2·Ct????（4）

運用組間相關的函數可測出兩個信號之間時間改變（見IEEE的聲學、語音與信號處理會刊，ASSP-24卷，1976年第4期中由C.H.Knapp和G.C.Carter所著《用于測定時間延遲的廣義相關法》一文）。當被運用到回波測記術時，在e和e₊₁之間的組間相關函數是：