專利名稱：眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼科A型眼軸長度超聲測(cè)量技術(shù)。特別是涉及一種能夠提高眼軸 長度測(cè)量精度的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間_增益補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
目前醫(yī)學(xué)超聲診斷、測(cè)量設(shè)備普遍采用的技術(shù)是“脈沖_回波”探測(cè)法，即超聲換 能器在電脈沖的激勵(lì)下輻射超聲波進(jìn)入人體，再接受人體組織的反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行 顯示，形成“聲像圖”。由于不同人體組織對(duì)超聲波的反射特性不同，正常組織和病變組織的 反射波存在差異，醫(yī)生即可依據(jù)“聲像圖”反映的組織結(jié)構(gòu)特性為臨床診斷提供依據(jù)。“時(shí)間-增益補(bǔ)償(TGC) ”是超聲診斷設(shè)備中普遍應(yīng)用的技術(shù)。由于人體組織對(duì)超 聲波的衰減特性，超聲波在人體內(nèi)的傳播隨深度的增加而衰減，因此對(duì)反射波的放大器增 益需要隨之提升，對(duì)衰減進(jìn)行補(bǔ)償。目前在超聲診斷設(shè)備中普遍應(yīng)用的“時(shí)間-增益補(bǔ)償(TGC) ”技術(shù)，是依據(jù)超聲波 在軟組織中的平均衰減系數(shù)斜率(0. 6 0. 7) dB/ (cm -MHz)，以線性或其他曲線方式對(duì)增益 進(jìn)行補(bǔ)償，并附之手動(dòng)分段調(diào)節(jié)。A型超聲是以反射波的脈沖幅度表示界面反射波的強(qiáng)度，其最主要的臨床應(yīng)用領(lǐng) 域是眼科用于眼軸長度AL的測(cè)量，為人工晶體植入術(shù)的實(shí)施提供數(shù)據(jù)。依據(jù)大量臨床實(shí)踐 的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，在人工晶體植入術(shù)中，每Imm眼軸長度的測(cè)量誤差將產(chǎn)生屈光度約300度 的偏差，因此提高眼軸長度AL的測(cè)量精度具有重要意義?，F(xiàn)有A型超聲眼軸長度AL的測(cè)量技術(shù)是通過對(duì)眼球前房深度ACD、晶體厚度 LENS、玻璃體長度VITR的測(cè)量，計(jì)算出眼軸長度AL，即AL = ACD+LENS+VITR = Vit^V2VVgt3式中vi、v2、V3分別為聲波在前房、晶體、玻璃體中傳播的速度，均為已知量。A型超聲眼軸長度測(cè)量即依據(jù)該三種不同組織的界面反射，測(cè)量出、、t2、t3，計(jì)算 出各段距離及眼軸長度AL。由于A型超聲眼軸長度測(cè)量僅需要獲得超聲脈沖在前房、晶體、玻璃體和視網(wǎng)膜 之間3個(gè)聲學(xué)界面的反射波，而該三種組織由于聲學(xué)特性的較大差異導(dǎo)致界面反射較強(qiáng)， 因此在儀器設(shè)計(jì)中設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)摹伴撝怠?，幅度超過該閾值的脈沖被識(shí)別并被作為時(shí)間計(jì) 算的依據(jù)，如圖1所示。由于界面反射波上升的前沿具有一定的斜率，到達(dá)觸發(fā)閾值的時(shí)間存在延遲，反 射波的幅度越低、延遲時(shí)間越長；因此界面反射波的幅度差異引起的延遲時(shí)間差異是造成 測(cè)量系統(tǒng)誤差的重要原因。為此，眼科超聲測(cè)量設(shè)備一般也采用現(xiàn)有的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”技術(shù)，以圖減小測(cè)
量誤差。現(xiàn)有的“時(shí)間_增益補(bǔ)償”技術(shù)用于眼科的不足之處及其原因是1)眼球組織結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性的特殊性
在眼軸長度測(cè)量中需要測(cè)量的前房、晶體、玻璃體三種組織的聲衰減系數(shù)斜率存在很大差異，前房和玻璃體的聲衰減系數(shù)斜率極低，僅為0. IOdB/(cm · MHz)，而晶體的聲衰 減系數(shù)斜率達(dá)到2. OdB/ (cm -MHz)，與前者差異達(dá)20倍。現(xiàn)有的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”技術(shù)所 采用的補(bǔ)償曲線對(duì)前房和玻璃體會(huì)造成過補(bǔ)償、而對(duì)晶體則會(huì)有較嚴(yán)重的欠補(bǔ)償，造成界 面反射波幅度的很大差異而加大了測(cè)量誤差。2)眼球組織結(jié)構(gòu)的個(gè)體差異據(jù)“眼科影像診斷學(xué)”等資料報(bào)導(dǎo)，對(duì)于正常人群，眼球前房深度的典型值為2. 27士0. 541mm,晶體厚度的典型值為4. 07士0. 5mm，玻璃體長度的典型值為15. 7士 1. Imm, 具有較大的離散型；近視眼的眼軸長度比正常人長，而遠(yuǎn)視眼的眼軸長度則偏短；何況患 有白內(nèi)障的患者晶體混濁程度不同所造成的聲衰減系數(shù)斜率的變化。現(xiàn)有的“時(shí)間-增益 補(bǔ)償”技術(shù)無論采用那種近似眼球聲學(xué)特性的補(bǔ)償曲線，也不可能對(duì)每個(gè)患者個(gè)體都達(dá)到 最佳的補(bǔ)償效果。所以，現(xiàn)有的“時(shí)間_增益補(bǔ)償”技術(shù)不能準(zhǔn)確地適應(yīng)眼球結(jié)構(gòu)的生理特性和個(gè)體差異。按目前該類產(chǎn)品普遍采用的探頭頻率為IOMHz計(jì)算，其上升時(shí)間約為25ns ；現(xiàn) 有的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”技術(shù)，由于界面反射波幅度差異而達(dá)到觸發(fā)閾值的時(shí)間差可達(dá) 20ns (如圖1所示)，按超聲波在眼組織的平均聲速1600m/s計(jì)算，產(chǎn)生的測(cè)量系統(tǒng)誤差可 達(dá)0. 032mm。我國現(xiàn)行有效的醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0107-2005《眼科A型超聲測(cè)量儀》對(duì)眼軸長度 AL的測(cè)量誤差要求為不大于士0. 1mm，現(xiàn)有的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”技術(shù)引起的測(cè)量系統(tǒng)誤差， 已成為影響測(cè)量精度的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠針對(duì)受檢者眼球生理結(jié)構(gòu)的具體情 況，簡便的自動(dòng)調(diào)用符合其眼球結(jié)構(gòu)特性的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線，大大降低現(xiàn)有技術(shù)的 測(cè)量系統(tǒng)誤差，提高眼軸長度測(cè)量的精度，為臨床診斷和人工晶體植入術(shù)的實(shí)施提供更準(zhǔn) 確數(shù)據(jù)的眼科超聲測(cè)量的自適應(yīng)時(shí)間_增益補(bǔ)償方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間_增益 補(bǔ)償方法，包括如下階段1)分別建立眼軸長度測(cè)量中需要測(cè)量的前房、晶體、玻璃體三種組織的標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 間-增益補(bǔ)償曲線，存貯TGC存貯器中；2)依據(jù)臨床檢查結(jié)果，在眼科A型超聲測(cè)量設(shè)備的人機(jī)對(duì)話界面輸入患者相關(guān)信 息；3)進(jìn)行預(yù)測(cè)量；4) TGC存貯器依據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行自適應(yīng)TGC曲線擬合，完成符合受檢者個(gè) 體情況的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線，用于正式測(cè)量；5)進(jìn)行正式測(cè)量，預(yù)測(cè)量完成之后，在完成“自適應(yīng)TGC曲線”擬合的同時(shí)，自動(dòng)開 始使用上述適應(yīng)受檢者具體情況的“時(shí)間_增益補(bǔ)償”曲線進(jìn)行正式測(cè)量，獲得眼軸長度AL 及其前房深度AC、晶體厚度LEN和玻璃體長度VITR各段的數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，作為測(cè)量的結(jié)果輸出。所述的階段1包括如下步驟a)前房、晶體、玻璃體的聲衰減系數(shù)斜率數(shù)據(jù)如下前房、玻璃體的聲衰減系數(shù)斜率取0. IOdB/(cm · MHz)；晶體的聲衰減系數(shù)斜率正常眼取2. OdB/(cm · MHz)；對(duì)于患有白內(nèi)障的眼，按常 規(guī)公知的臨床診斷晶體混濁程度4級(jí)分類法，分4級(jí)對(duì)上述聲衰減系數(shù)斜率進(jìn)行校正；求出不同混濁程度白內(nèi)障眼的聲衰減系數(shù)斜率的平均值；與正常眼的聲衰減系數(shù) 斜率相比較，求出校正因子Ci1 α4。b)對(duì)眼組織各部分的超聲頻率修正前房部分由于聲衰減系數(shù)斜率極低，不需要校正，該超聲頻率取自超聲探頭的標(biāo) 稱工作頻率fQ。晶體部分由于衰減系數(shù)斜率較大，需要對(duì)超聲頻率進(jìn)行修正，校正方法為以“脈沖-回波法”測(cè)量多個(gè)超聲換能器的反射波頻譜，取其中反射波頻譜的中心 頻率等于換能器標(biāo)稱中心頻率fo作為典型頻譜；從典型頻譜中讀出不同頻率對(duì)應(yīng)的回波幅值dB，將連續(xù)的頻譜簡化為一組“頻 率-幅值”數(shù)據(jù)；將上述不同頻率對(duì)應(yīng)的回波幅值用聲衰減系數(shù)斜率2. OdB/(cm · MHz)校正，得到 超聲波通過單位晶體厚度后的一組新的“幅值-頻率”關(guān)系數(shù)據(jù)，從該組數(shù)據(jù)中可獲得超聲 波傳播單位路徑衰減后的中心頻率值；重復(fù)上述步驟，直至覆蓋晶體厚度可能的最大值，得到中心頻率的偏移與晶體厚 度的關(guān)系曲線，從該曲線得出超聲波通過一定厚度的晶體后修正的中心頻率f\。玻璃體部分由于聲衰減系數(shù)斜率極低，不需要校正，該超聲頻率取自超聲波通過 晶體后修正的中心頻率f\。c)將上述求出的聲衰減隨距離變化的時(shí)間_增益補(bǔ)償曲線存入TGC存貯器中。所述的階段2包括如下步驟a)選擇“正常眼”聲衰減系數(shù)校正因子α自動(dòng)選擇α = 1，即不需校正；b)如果患者屬于白內(nèi)障眼，按臨床診斷的晶體混濁程度選擇1、2、3或4，自動(dòng)調(diào)用 已存入TGC存貯器中的聲衰減系數(shù)斜率校正因子αι、α2、^或α4。所述的階段3包括如下步驟a)完成患者信息輸入后，眼科A型超聲測(cè)量設(shè)備自動(dòng)按常規(guī)方法、使用現(xiàn)有時(shí) 間_增益補(bǔ)償技術(shù)對(duì)眼軸長度進(jìn)行一組含有多次發(fā)射的預(yù)測(cè)量，獲得受檢者前房深度AC、 晶體厚度LEN和玻璃體長度VITR的一組數(shù)據(jù)，通過對(duì)該組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，求出該組數(shù) 據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；b)將該組數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差與依據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行比較，如果該組 數(shù)據(jù)的重復(fù)性不符合判據(jù)要求，給出提示并自動(dòng)進(jìn)行下一次預(yù)測(cè)量；如果預(yù)測(cè)量數(shù)據(jù)的重 復(fù)性符合判據(jù)要求，將該組數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)C、LEN、VITR輸出至TGC存貯器，作為TGC存貯器 中聲衰減隨距離變化函數(shù)曲線的距離值。本發(fā)明的眼科超聲測(cè)量的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法，具有如下特點(diǎn)1、對(duì)A型超聲眼軸長度測(cè)量中應(yīng)用的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線的變量“頻率”，進(jìn)行通過晶體后的偏移校正。2、對(duì)A型超聲眼軸長度測(cè)量中應(yīng)用的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線的變量“距離”，自動(dòng) 調(diào)用對(duì)受檢者預(yù)測(cè)量獲得的實(shí)際數(shù)據(jù)。本發(fā)明與現(xiàn)有的、由生產(chǎn)廠商預(yù)置的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線相比，可以方便的依 據(jù)受檢者個(gè)體的實(shí)際情況，自動(dòng)采用適應(yīng)受檢者自身特點(diǎn)的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線，有效 降低了界面反射波的幅度差異引起的延遲時(shí)間差異，提高了眼軸長度AL的測(cè)量精度，為臨 床診斷和人工晶體植入術(shù)的實(shí)施提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。


圖1是A型超聲眼軸長度測(cè)量工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明方法的流程圖。其中1:眼科A超探頭2:前房3:晶體4:玻璃體5 各聲學(xué)界面的反射波 6 觸發(fā)閾值7 觸發(fā)脈沖——其脈沖間隔時(shí)間為計(jì)算眼軸長度的基準(zhǔn)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增 益補(bǔ)償方法做出詳細(xì)說明。本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)受檢者眼球生理結(jié)構(gòu)的具體情況，簡便的自 動(dòng)調(diào)用符合其眼球結(jié)構(gòu)特性的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線。 “眼科超聲測(cè)量設(shè)備”在臨床應(yīng)用中的直接目的不是獲得診斷結(jié)果或健康狀況，而 只是從活的人體或動(dòng)物體獲取作為中間結(jié)果的“眼軸長度”這一生理參數(shù)；該信息本身不能 夠直接得出疾病的診斷結(jié)果或健康狀況，屬于為實(shí)施人工晶體植入術(shù)而需要測(cè)量的中間數(shù) 據(jù)。本發(fā)明的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間_增益補(bǔ)償方法的特點(diǎn)是1、對(duì)A型超聲眼軸長度測(cè)量中應(yīng)用的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線的變量“頻率”，進(jìn)行 通過晶體后的偏移校正。2、對(duì)A型超聲眼軸長度測(cè)量中應(yīng)用的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線的變量“距離”，自動(dòng) 調(diào)用對(duì)受檢者預(yù)測(cè)量獲得的實(shí)際數(shù)據(jù)。如圖2所示，本發(fā)明的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法，具 體包括如下階段1)分別建立眼軸長度測(cè)量中需要測(cè)量的前房、晶體、玻璃體三種組織的標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 間-增益補(bǔ)償曲線，存貯TGC存貯器中。包括如下步驟a)前房、晶體、玻璃體的聲衰減系數(shù)斜率數(shù)據(jù)取自權(quán)威文獻(xiàn)報(bào)道的、公知公認(rèn)數(shù) 據(jù)，如下前房、玻璃體的聲衰減系數(shù)斜率取0. IOdB/(cm · MHz)；晶體的聲衰減系數(shù)斜率正常眼取2. OdB/(cm · MHz)；對(duì)于患有白內(nèi)障的眼，按常規(guī)公知的臨床診斷晶體混濁程度4級(jí)分類法，分4級(jí)對(duì)上述聲衰減系數(shù)斜率進(jìn)行校正；為獲取不同混濁程度白內(nèi)障眼的聲衰減系數(shù)斜率的校正因子，可通過大樣本臨床 測(cè)量超聲波在不同混濁程度的晶體的前、后沿反射波幅度的差異，經(jīng)過公知的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 方法，求出不同混濁程度白內(nèi)障眼的聲衰減系數(shù)斜率的平均值；與正常眼的聲衰減系數(shù)斜 率相比較，求出校正因子Ci1 Ci40b)由于聲衰減與超聲頻率有關(guān)，超聲波在組織傳播過程中，超聲頻譜的高頻成分 由于衰減量較大而使頻譜發(fā)生頻移，因此需要對(duì)眼組織各部分的超聲頻率修正前房部分由于聲衰減系數(shù)斜率極低，不需要校正，該超聲頻率取自超聲探頭的標(biāo) 稱工作頻率fQ (中心頻率)晶體部分由于衰減系數(shù)斜率較大，需要對(duì)超聲頻率進(jìn)行修正，校正方法為以“脈沖-回波法”測(cè)量多個(gè)超聲換能器的反射波頻譜，取其中反射波頻譜的中心 頻率等于換能器標(biāo)稱中心頻率fo的作為典型頻譜；從典型頻譜中讀出不同頻率對(duì)應(yīng)的回波幅值dB，將連續(xù)的頻譜簡化為一組“頻 率-幅值”數(shù)據(jù)；將上述不同頻率對(duì)應(yīng)的回波幅值用聲衰減系數(shù)斜率2. OdB/(cm · MHz)校正，得到 超聲波通過單位晶體厚度后的一組新的幅值_頻率關(guān)系數(shù)據(jù)，從該組數(shù)據(jù)中可獲得超聲波 傳播單位路徑衰減后的中心頻率值；重復(fù)上述步驟，直至覆蓋晶體厚度可能的最大值，可得到中心頻率的偏移與晶體 厚度的關(guān)系曲線，從該曲線可以得出超聲波通過一定厚度的晶體后修正的中心頻率f\。玻璃體部分由于聲衰減系數(shù)斜率極低，不需要校正，該超聲頻率取自超聲波通過 晶體后修正的中心頻率f\。c)將上述求出的聲衰減隨距離變化的時(shí)間增益補(bǔ)償曲線存入TGC存貯器中。2)依據(jù)臨床檢查結(jié)果，在眼科A型超聲測(cè)量設(shè)備的人機(jī)對(duì)話界面輸入患者相關(guān)信 息。包括如下步驟a)選擇“正常眼”聲衰減系數(shù)校正因子α自動(dòng)選擇α = 1，即不需校正；b)如果患者屬于白內(nèi)障眼，按臨床診斷的晶體混濁程度選擇1、2、3或4，自動(dòng)調(diào)用 已存入TGC存貯器中的聲衰減系數(shù)斜率αι、α2、^或α4。3)進(jìn)行預(yù)測(cè)量。包括如下步驟a)完成患者信息輸入后，眼科A型超聲測(cè)量設(shè)備自動(dòng)按常規(guī)方法、使用現(xiàn)有時(shí) 間-增益補(bǔ)償技術(shù)對(duì)眼軸長度進(jìn)行含有多次發(fā)射的一組預(yù)測(cè)量，約在IOOms時(shí)間內(nèi)即可獲 得受檢者前房深度AC、晶體厚度LEN和玻璃體長度VITR的一組數(shù)據(jù)，通過對(duì)該組數(shù)據(jù)的統(tǒng) 計(jì)學(xué)處理，求出該組數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；b)將該組數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差與依據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行比較，如果該組 數(shù)據(jù)的重復(fù)性不符合判據(jù)要求，給出提示并自動(dòng)進(jìn)行下一次預(yù)測(cè)量；如果預(yù)測(cè)量數(shù)據(jù)的重 復(fù)性符合判據(jù)要求，將該組數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)C、LEN、VITR輸出至TGC存貯器，作為TGC存貯器 中聲衰減隨距離變化函數(shù)曲線的距離值。4) TGC存貯器依據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行自適應(yīng)TGC曲線擬合，完成符合受檢者個(gè) 體情況的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線，用于正式測(cè)量；5)進(jìn)行正式測(cè)量。預(yù)測(cè)量完成之后，在完成“自適應(yīng)TGC曲線”擬合的同時(shí)，自動(dòng)開始使用上述適應(yīng)受檢者具體情況的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線進(jìn)行正式測(cè)量，獲得眼軸長度 AL及其前房深度AC、晶體厚度LEN和玻璃體長度VITR各段的數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，作為測(cè)量的 結(jié)果輸出。本發(fā)明的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間_增益補(bǔ)償方法具體應(yīng)用如下1、預(yù)測(cè)量的符合性判據(jù)與當(dāng)前產(chǎn)品應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)相同。即將測(cè)量值與預(yù)設(shè)的AC、LEN、VITR合理范圍比 較，多次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理等；以排除超聲波束未對(duì)準(zhǔn)眼軸、探頭接觸角膜壓力過 大等醫(yī)生操作手法不當(dāng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。2、聲衰減系數(shù)校正因子α正常眼晶體的聲衰減系數(shù)斜率為2. OdB/(cm · MHz)，對(duì)于白內(nèi)障眼，由于晶體混濁 的散射會(huì)使該數(shù)值變化。眼科臨床一般將晶體混濁程度分為4級(jí)。衰減系數(shù)校正因子確定的最佳方案是臨床醫(yī)生可以通過臨床B型圖像掃描及其他光學(xué)檢查手段等現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)晶體混 濁程度進(jìn)行級(jí)別分類。依據(jù)臨床晶體混濁程度級(jí)別分類的結(jié)果，分別對(duì)不同級(jí)別的患者采用眼軸方向的 A超掃描，記錄晶體前、后沿反射波的幅度差異數(shù)據(jù)，生產(chǎn)商依據(jù)儀器內(nèi)置的TGC曲 線模式，獲得其衰減數(shù)據(jù)；再通過大樣本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理，求出不同混濁程度白內(nèi)障眼的聲 衰減系數(shù)斜率的平均值；與正常眼的聲衰減系數(shù)斜率相比較，求出不同晶體混濁級(jí)別的校 正因子α ！ ~ α 4°3、中心頻率校正由于晶體的聲衰減系數(shù)斜率遠(yuǎn)高于其他眼組織，超聲波通過晶體后的頻譜偏移不 能被忽略。中心頻率校正的最佳實(shí)施方案是1)以“脈沖-回波法”測(cè)量多個(gè)超聲換能器的反射波頻譜，取其中反射波頻譜的中 心頻率等于換能器標(biāo)稱中心頻率(fo)的作為典型頻譜。2)以中心頻率的10%為起點(diǎn)，以IMHz為增量，從典型頻譜中讀出不同頻率對(duì)應(yīng)的 回波幅值(dB)，直至頻率達(dá)到中心頻率的2倍為止；將連續(xù)的頻譜簡化為一組“頻率-幅 值”數(shù)據(jù)。3)由于反射波通過晶體的路程是晶體厚度的2倍，將步驟2)得到的不同頻率對(duì)應(yīng) 的回波幅值以0. 4mm為單位，用聲衰減系數(shù)斜率2. OdB/(cm -MHz)校正，即可得到超聲波通 過晶體厚度為0. 2mm后的一組“幅值-頻率”關(guān)系數(shù)據(jù)，從該組數(shù)據(jù)中即可獲得超聲波傳播 單位路徑衰減后的中心頻率值；4)以0.4mm為增量，重復(fù)步驟3)，直至覆蓋2倍晶體厚度可能的最大值(12mm)，即 可得到晶體厚度每增加0. 2mm對(duì)應(yīng)的中心頻率值；5)獲得晶體厚度的預(yù)測(cè)量數(shù)據(jù)后，采用線性內(nèi)插法即可獲得超聲波通過晶體后修 正的中心頻率f\。
權(quán)利要求
1.一種眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法，其特征在于，包括如 下階段1)分別建立眼軸長度測(cè)量中需要測(cè)量的前房、晶體、玻璃體三種組織的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間-增 益補(bǔ)償曲線，存貯TGC存貯器中；2)依據(jù)臨床檢查結(jié)果，在眼科A型超聲測(cè)量設(shè)備的人機(jī)對(duì)話界面輸入患者相關(guān)信息；3)進(jìn)行預(yù)測(cè)量；4)TGC存貯器依據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行自適應(yīng)TGC曲線擬合，完成符合受檢者個(gè)體情 況的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線，用于正式測(cè)量；5)進(jìn)行正式測(cè)量，預(yù)測(cè)量完成之后，在完成“自適應(yīng)TGC曲線”擬合的同時(shí)，自動(dòng)開始使 用上述適應(yīng)受檢者具體情況的“時(shí)間_增益補(bǔ)償”曲線進(jìn)行正式測(cè)量，獲得眼軸長度AL及 其前房深度AC、晶體厚度LEN和玻璃體長度VITR各段的數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，作為測(cè)量的結(jié)果 輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法，其 特征在于，所述的階段1包括如下步驟a)前房、晶體、玻璃體的聲衰減系數(shù)斜率數(shù)據(jù)如下前房、玻璃體的聲衰減系數(shù)斜率取0. IOdB/(cm · MHz)；晶體的聲衰減系數(shù)斜率正常眼取2. OdB/(cm · MHz)；對(duì)于患有白內(nèi)障的眼，按常規(guī)公 知的臨床診斷晶體混濁程度4級(jí)分類法，分4級(jí)對(duì)上述聲衰減系數(shù)斜率進(jìn)行校正；求出不同混濁程度白內(nèi)障眼的聲衰減系數(shù)斜率的平均值；與正常眼的聲衰減系數(shù)斜率 相比較，求出校正因子Ci1 α4。b)對(duì)眼組織各部分的超聲頻率修正前房部分由于聲衰減系數(shù)斜率極低，不需要校正，該超聲頻率取自超聲探頭的標(biāo)稱工 作頻率fQ。晶體部分由于衰減系數(shù)斜率較大，需要對(duì)超聲頻率進(jìn)行修正，校正方法為以“脈沖_回波法”測(cè)量多個(gè)超聲換能器的反射波頻譜，取其中反射波頻譜的中心頻率 等于換能器標(biāo)稱中心頻率(fo)作為典型頻譜；從典型頻譜中讀出不同頻率對(duì)應(yīng)的回波幅值(dB)，將連續(xù)的頻譜簡化為一組“頻 率-幅值”數(shù)據(jù)；將上述不同頻率對(duì)應(yīng)的回波幅值用聲衰減系數(shù)斜率2. OdB/(cm · MHz)校正，得到超聲 波通過單位晶體厚度后的一組新的“幅值-頻率”關(guān)系數(shù)據(jù)，從該組數(shù)據(jù)中可獲得超聲波傳 播單位路徑衰減后的中心頻率值；重復(fù)上述步驟，直至覆蓋晶體厚度可能的最大值，得到中心頻率的偏移與晶體厚度的 關(guān)系曲線，從該曲線得出超聲波通過一定厚度的晶體后修正的中心頻率f\。玻璃體部分由于聲衰減系數(shù)斜率極低，不需要校正，該超聲頻率取自超聲波通過晶體 后修正的中心頻率f\。c)將上述求出的聲衰減隨距離變化的時(shí)間-增益補(bǔ)償曲線存入TGC存貯器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法，其 特征在于，所述的階段2包括如下步驟a)選擇“正常眼”聲衰減系數(shù)校正因子α自動(dòng)選擇α = 1，即不需校正；b)如果患者屬于白內(nèi)障眼，按臨床診斷的晶體混濁程度選擇1、2、3或4，自動(dòng)調(diào)用已存 入TGC存貯器中的聲衰減系數(shù)斜率校正因子αι、α2、03或α4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法，其 特征在于，所述的階段3包括如下步驟a)完成患者信息輸入后，眼科A型超聲測(cè)量設(shè)備自動(dòng)按常規(guī)方法、使用現(xiàn)有時(shí)間-增 益補(bǔ)償技術(shù)對(duì)眼軸長度進(jìn)行一組含有多次發(fā)射的預(yù)測(cè)量，獲得受檢者前房深度AC、晶體厚 度LEN和玻璃體長度VITR的一組數(shù)據(jù)，通過對(duì)該組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，求出該組數(shù)據(jù)的平 均值和標(biāo)準(zhǔn)差；b)將該組數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差與依據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的判據(jù)進(jìn)行比較，如果該組數(shù)據(jù) 的重復(fù)性不符合判據(jù)要求，給出提示并自動(dòng)進(jìn)行下一次預(yù)測(cè)量；如果預(yù)測(cè)量數(shù)據(jù)的重復(fù)性 符合判據(jù)要求，將該組數(shù)據(jù)的平均值A(chǔ)C、LEN、VITR輸出至TGC存貯器，作為TGC存貯器中聲 衰減隨距離變化函數(shù)曲線的距離值。
全文摘要
一種眼科超聲測(cè)量設(shè)備中應(yīng)用的自適應(yīng)時(shí)間-增益補(bǔ)償方法分別建立眼軸長度測(cè)量中需要測(cè)量的前房、晶體、玻璃體的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間-增益補(bǔ)償曲線，存貯TGC存貯器中；依臨床檢查，在A型超聲測(cè)量設(shè)備的人機(jī)對(duì)話界面輸入患者信息；進(jìn)行預(yù)測(cè)量；TGC存貯器依獲得的數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行自適應(yīng)TGC曲線擬合，完成符合受檢者個(gè)體情況的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線；進(jìn)行正式測(cè)量，預(yù)測(cè)量完成之后，在完成“自適應(yīng)TGC曲線”擬合的同時(shí)，自動(dòng)開始使用適應(yīng)受檢者具體情況的“時(shí)間-增益補(bǔ)償”曲線進(jìn)行正式測(cè)量，獲得眼軸長度AL及其前房深度AC、晶體厚度LEN和玻璃體長度VITR各段的數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示。本發(fā)明提高了眼軸長度AL的測(cè)量精度，為診斷和人工晶體植入提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B8/10GK101999910SQ20101058107
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者宋學(xué)東, 張渝生, 李穗, 李躍杰, 楊軍, 王延群, 王洪義, 計(jì)建軍 申請(qǐng)人:天津邁達(dá)醫(yī)學(xué)科技有限公司