一種測量血流橫向速度的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于超聲波技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種測量血流橫向速度的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有測量血液流速的方法主要有超聲多普勒成像原理與技術(shù)。超聲多普勒效應(yīng)是 在連續(xù)介質(zhì)中，當(dāng)波源相對與接收體（如接收儀器）運動時，接收體所收到的波動頻率發(fā)生 變化，不同于波源所發(fā)出的的頻率，兩者的頻差值，即所謂的頻移大小與波源同接收體相對 運動的速度有關(guān)。超聲多普勒技術(shù)通過研究接收到的超聲波與一定夾角發(fā)射的超聲波之間 產(chǎn)生的頻移，根據(jù)頻移與速度的關(guān)系，得出血液流速。但是，現(xiàn)有超聲多普勒技術(shù)有下列缺 陷：人體大部分血管與體表平行，為了實現(xiàn)傳統(tǒng)徑向速度測量，超聲探頭必須傾斜，由于不 同的角度（超聲波束有一定寬度）有著非常不同的徑向分量（投影），導(dǎo)致多普勒譜展寬， 影響測量準(zhǔn)確性。血管的脈動也對多譜勒譜有貢獻(xiàn)，干擾徑向速度測量，如圖1所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)徑向血流速度測量超聲探頭必須傾斜，影響測量準(zhǔn)確 性，血管的脈動對多譜勒譜有貢獻(xiàn)，干擾徑向速度測量的問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，提出利用干設(shè)原理測量血流速度的裝置及方法，能夠測量血流 橫向速度，而且沒有脈動的徑向干擾，測量精度也更加高。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種測量血流橫向速度的裝置，包括控制單元，所述控 制單元連接有超聲波發(fā)射單元和信號處理單元，超聲波接收單元與所述信號處理單元、速 度顯示單元依次連接。
[0006] 優(yōu)選的，所述超聲波發(fā)射單元包括高頻振蕩電路、功率放大電路和超聲波發(fā)射探 頭；所述控制單元通過開關(guān)控制所述高頻振蕩電路輸出余弦脈沖波；所述高頻振蕩電路的 輸出端與所述功率放大電路的輸入端相連，所述功率放大電路的輸出端與所述超聲波發(fā)射 探頭的輸入端相連。
[0007] 優(yōu)選的，所述超聲波接收單元包括兩個接收電路，所述接收電路包括依次連接的 超聲波接收探頭和低噪放大器電路；兩個低噪放大器電路分別與所述信號處理單元連接； 兩個超聲波接收探頭之間存在距離D。
[0008] 優(yōu)選的，所述的信號處理單元包括干設(shè)及速度信息提取單元W及與之連接的兩路 采樣及距離信息提取單元；所述干設(shè)及速度信息提取單元與所述速度顯示單元連接；所述 兩路采樣及距離信息提取單元分別與所述超聲波接收單元中的兩個超聲波接收探頭連接； 所述控制單元分別與所述兩路采樣及距離信息提取單元連接。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述干設(shè)及速度信息提取單元實現(xiàn)兩路基帶信號的相加或相減W 得到基帶干設(shè)信號。
[0010] 一種利用測量血流橫向速度的裝置的測量方法，包括W下步驟：
[0011] 第一步：利用測量血流橫向速度的裝置中超聲波發(fā)射單元發(fā)射出超聲波信號，信 號到達(dá)人體血液里遇到運動物質(zhì)后被反射，形成反射信號；
[0012] 第二步：測量血流橫向速度的裝置中超聲波接收單元中的兩個接收電路分別接收 反射信號，得到兩路接收信號；
[0013] 第Ξ步：將第二步所得兩路接收信號經(jīng)過信號處理單元處理后得到基帶干設(shè)信 號；
[0014] 第四步：再由信號處理單元根據(jù)基帶干設(shè)信號的相位變化率提取出人體血液的橫 向速度。
[0015] 本發(fā)明工作原理：在人體皮膚表面放置超聲探頭，利用測量血流橫向速度的裝置 超聲波發(fā)射單元發(fā)射出超聲波信號，信號到血液后被反射，形成反射信號，超聲波接收單元 中的兩個接收電路分別接收反射信號，得到兩路接收信號，兩路接收信號經(jīng)過信號處理單 元處理后得到基帶干設(shè)信號，信號處理單元根據(jù)基帶干設(shè)信號的相位變化率提取出運動物 體的橫向速度，得到血流橫向速度。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：通過血流橫向速度的測量，相比傳統(tǒng)的多普勒徑向速度超聲 測量，大大提高了測量精度，實現(xiàn)了更精細(xì)人體血流組織的疾病檢測；在精度和實時性方面 提高了對血流速度的檢測能力，從而提高屯、血管疾病的指示性能；由于本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成及 數(shù)據(jù)處理比傳統(tǒng)方法測量血流速度要簡單很多，故可W大幅降低成本。
【附圖說明】
[0017] 圖1為傳統(tǒng)超聲測量血液徑向速度示意圖；
[001引圖2為本發(fā)明超聲測量血液橫向速度示意圖；
[0019] 圖3為本實施例測量血液橫向速度的示意圖；
[0020] 圖4為本實施例兩天線所在位置為焦點的雙曲線簇及楠圓線簇；
[0021] 圖5為本實施例原理框圖；
[0022] 其中，1-超聲波發(fā)射單元，2-超聲波接收單元，3-信號處理單元，4-速度顯示單 元，5-控制單元；
[0023]圖6為本實施例中的余弦脈沖波發(fā)射單元的示意圖；
[0024] 圖7為本實施例中的余弦脈沖波接收單元的示意圖；
[00巧]圖8為本實施例中信號處理單元的原理框圖；
[0026] 圖9為本實施例的使用狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 通過W下詳細(xì)說明結(jié)合附圖可W進(jìn)一步理解本發(fā)明的特點和優(yōu)點。所提供的實施 例僅是對本發(fā)明方法的說明，而不W任何方式限制本發(fā)明掲示的其余內(nèi)容。
[002引 實施例1
[002引如圖5所示，本實施例的技術(shù)方案如下：一種測量血流橫向速度的裝置，包括控制 單元5,所述控制單元5連接有超聲波發(fā)射單元1和信號處理單元3,超聲波接收單元2與 所述信號處理單元3、速度顯示單元4依次連接。
[0030] 所述超聲波發(fā)射單元1包括高頻振蕩電路、功率放大電路和超聲波發(fā)射探頭；所 述控制單元5通過開關(guān)控制所述高頻振蕩電路輸出余弦脈沖波；所述高頻振蕩電路的輸出 端與所述功率放大電路的輸入端相連，所述功率放大電路的輸出端與所述超聲波發(fā)射探頭 的輸入端相連。
[0031] 所述超聲波接收單元2包括兩個接收電路，所述接收電路包括依次連接的超聲波 接收探頭和低噪放大器電路；兩個低噪放大器電路分別與所述信號處理單元3連接；兩個 超聲波接收探頭之間存在距離D。
[0032] 所述的信號處理單元3包括干設(shè)及速度信息提取單元W及與之連接的兩路采樣 及距離信息提取單元；所述干設(shè)及速度信息提取單元與所述速度顯示單元連接；所述兩路 采樣及距離信息提取單元分別與所述超聲波接收單元中的兩個超聲波接收探頭連接；所述 控制單元5分別與所述兩路采樣及距離信息提取單元連接。
[0033] 所述干設(shè)及速度信息提取單元實現(xiàn)兩路基帶信號的相加或相減W得到基帶干設(shè) 信號。
[0034] 如圖2所示，為超聲測量橫向速度示意圖。
[0035] 用本實施例裝置在人體皮膚表面放置超聲探頭，利用本實施例測量裝置的超聲波 發(fā)射單元1發(fā)射出超聲波信號，信號到血液后被反射，形成反射信號，超聲波接收單元2中 的兩個接收電路分別接收反射信號，得到兩路接收信號，兩路接收信號經(jīng)過信號處理單元 處理后得到基帶干設(shè)信號，信號處理單元3根據(jù)基帶干設(shè)信號的相位變化率提取出運動物 體的橫向速度。
[0036] 如圖4所示，在離探頭很近的一段區(qū)域內(nèi)，等相位面是均勻的，干設(shè)信號的包絡(luò)是 一個定頻信號，即干設(shè)信號慢變化部分相位變化率是恒定的，運正是裝置緊貼人體淺表血 管的情形，此時，即可由相位變化率與速度的關(guān)系得出血液橫向流速。
[0037] 如圖6所示，超聲波發(fā)射單元1包括余弦脈沖產(chǎn)生電路、功率放大電路和發(fā)射探 頭；余弦脈沖波產(chǎn)生電路的開關(guān)控制端與控制單元連接，余弦脈沖產(chǎn)生電路輸出端與功率 放大電路的輸入端相連，功率放大電路的輸出端與超聲波發(fā)射探頭的輸入端相連，在控制 單元的控