一種基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生單元、編碼單元、驅(qū)動(dòng)單元、換能器、A/D轉(zhuǎn)換單元、解碼單元、正交解調(diào)單元、濾波單元、以及譜分析單元；所述方法主要是在傳統(tǒng)的超聲波測(cè)量臍帶血流的基礎(chǔ)上，運(yùn)用了編碼技術(shù)，采用偽隨機(jī)編碼技術(shù)對(duì)原始激勵(lì)波進(jìn)行編碼，回波信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換之后再進(jìn)行解碼，進(jìn)行后續(xù)的處理。本發(fā)明采用經(jīng)過(guò)偽隨機(jī)編碼的超聲波去測(cè)量臍帶血流，可以提高超聲回波的信噪比，從而提高臍血流檢測(cè)精度，更有效的實(shí)現(xiàn)其臨床應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及超聲波對(duì)臍帶血流的測(cè)量，尤其涉及一種基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波對(duì)臍帶血流的測(cè)量，其基本的原理是多普勒原理。多普勒原理是:當(dāng)聲源與接收者的位置在均勻介質(zhì)中發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收者所接收的聲波頻率將發(fā)生改變這種現(xiàn)象，當(dāng)聲源遠(yuǎn)離接收器運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲波頻率降低，相反運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲波頻率增高，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。當(dāng)物體以速度V朝向聲源運(yùn)動(dòng)，并且此時(shí)聲源不動(dòng)，假設(shè)此時(shí)聲源連續(xù)
發(fā)射頻率為fo的超聲波，那么從物體上反射回來(lái)的超聲波頻率為/ =，如果聲
波發(fā)射方向與物體運(yùn)動(dòng)方向并不在一條直線上，假設(shè)此時(shí)聲束和物體運(yùn)動(dòng)方向的夾角為Θ，并且聲源與物體都在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則取V沿聲速方向的有效值VCOS Θ，得出下列公式:
【權(quán)利要求】
1.一種基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生單元、編碼單元、驅(qū)動(dòng)單元、換能器、A/D轉(zhuǎn)換單元、解碼單元、正交解調(diào)單元、濾波單元、以及譜分析單元； 所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生所需頻率的原始連續(xù)激勵(lì)信號(hào)； 所述編碼單元將原始激勵(lì)信號(hào)與預(yù)先設(shè)定好的偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)信號(hào)的偽隨機(jī)編碼； 所述驅(qū)動(dòng)單元對(duì)編碼之后的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行功率的放大，使其能夠驅(qū)動(dòng)換能器晶片產(chǎn)生相應(yīng)參數(shù)的超聲波； 所述換能器采用收發(fā)分立式換能器，由發(fā)射晶片和接收晶片組成，發(fā)射晶片收到激勵(lì)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，發(fā)生壓電效應(yīng)，產(chǎn)生所需參數(shù)的超聲波，超聲波在傳播過(guò)程中，遇到胎兒臍帶中的血流，產(chǎn)生多普勒頻移回波信號(hào)；接收晶片接收該回波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào); 所述A/D轉(zhuǎn)換單元按照預(yù)設(shè)的采樣率，將接收晶片轉(zhuǎn)換之后的模擬信號(hào)采樣為數(shù)字信號(hào); 所述解碼單元對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行解碼，原理與編碼相同，用相同的偽隨機(jī)碼作相應(yīng)的延時(shí)之后與回波信號(hào)作相同的邏輯運(yùn)算； 所述正交解調(diào)單元將解碼之后的回波信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)，得到回波信號(hào)的頻移信息；所述濾波單元對(duì)解調(diào)后的 信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到更為純凈的頻移信號(hào)，使其更好的反應(yīng)血流信息； 所述譜分析單元對(duì)頻移信號(hào)進(jìn)行處理，提取其所攜帶的血流信息，以聲頻譜的形式反映出來(lái)，并根據(jù)提取的信息，計(jì)算出臨床檢測(cè)臍帶血流所需的相關(guān)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述頻移信息為臍帶血流的運(yùn)動(dòng)速度，相對(duì)換能器的運(yùn)動(dòng)方向及血流分布情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述偽隨機(jī)碼序列為M序列偽隨機(jī)碼。
4.一種利用權(quán)利要求1所述基于偽隨機(jī)編碼的超聲臍帶血流測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行超聲臍帶血流測(cè)量方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生所需頻率的原始連續(xù)激勵(lì)信號(hào)； 步驟二:編碼單元將原始激勵(lì)信號(hào)與預(yù)先設(shè)定好的偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)信號(hào)的偽隨機(jī)編碼； 步驟三:驅(qū)動(dòng)單元對(duì)編碼之后的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行功率的放大，使其能夠驅(qū)動(dòng)換能器晶片產(chǎn)生相應(yīng)參數(shù)的超聲波； 步驟四:換能器中的發(fā)射晶片收到激勵(lì)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，發(fā)生壓電效應(yīng)，產(chǎn)生所需參數(shù)的超聲波，超聲波在傳播過(guò)程中，遇到胎兒臍帶中的血流，產(chǎn)生多普勒頻移回波信號(hào)；換能器中的接收晶片接收該回波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)； 步驟五:A/D轉(zhuǎn)換單元按照預(yù)設(shè)的采樣率，將接收晶片轉(zhuǎn)換之后的模擬信號(hào)采樣為數(shù)字信號(hào); 步驟六:解碼單元對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行解碼，原理與編碼相同，用相同的偽隨機(jī)碼作相應(yīng)的延時(shí)之后與回波信號(hào)作相同的邏輯運(yùn)算；步驟七:正交解調(diào)單元將解碼之后的回波信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)，得到回波信號(hào)的頻移信息； 步驟八:濾波單元對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到更為純凈的頻移信號(hào)，使其更好的反應(yīng)血流信息； 步驟九:譜分析單元對(duì)頻移信號(hào)進(jìn)行處理，提取其所攜帶的血流信息，以聲頻譜的形式反映出來(lái)，并根據(jù)提取的信息，計(jì)算出臨床檢測(cè)臍帶血流所需的相關(guān)參數(shù)。
【文檔編號(hào)】A61B8/06GK103654861SQ201310631504
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】陳昕, 牛洋洋, 鐘昇, 溫慧, 付博文 申請(qǐng)人:深圳京柏醫(yī)療設(shè)備有限公司