生成多普勒頻譜圖的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領域，具體地，涉及一種生成多普勒頻譜圖的方法和設備。
【背景技術】
[0002]多普勒效應是指物體輻射的波的波長由于該物體和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化。在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高;在運動的波源后面時，會發(fā)生相反的現(xiàn)象，波長變得較長，頻率變得較低。波源的運動速度越高，所產(chǎn)生的多普勒效應越顯著。因此，根據(jù)波頻率改變的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。
[0003]多普勒超聲血流分析是利用多普勒效應、通過非侵入性的檢查評價不同生理學特征的一種方法。經(jīng)顱多普勒超聲分析儀是一種定制化的超聲設備，專門用于經(jīng)顱骨的超聲檢查。經(jīng)顱多普勒超聲分析儀使用體外超聲探頭中的晶片經(jīng)顱骨的縫隙或“窗口”向腦血管發(fā)射超聲波(簡稱發(fā)射波)，血流的存在將導致多普勒效應(多普勒頻移)的產(chǎn)生，最后超聲波被反射回到探頭(簡稱回波)，經(jīng)同一晶片接收，由分析儀進行數(shù)據(jù)處理得出相應的血流信息。由于采用深度選通(或距離選通)技術，可進行定點血流測定，因而具有很高的距離分辨力，也可對某點血流的性質(zhì)做出準確的分析。具體地，如果某一檢測深度不存在血液流動，那么不產(chǎn)生多普勒效應，與發(fā)射波相比，回波的中心頻率不會發(fā)生改變;而如果某一檢測深度存在血液流動，則會產(chǎn)生多普勒效應，與發(fā)射波相比，回波的中心頻率會發(fā)生偏移。如果使用濾波器把中心頻率濾掉，只保留多普勒頻偏成分，則對于不存在血液流動的深度，頻譜信號中將只剩下背景噪聲信號(無用信號)，而對于存在血液流動的深度，頻譜信號中將包括多普勒信號(有效信號)和無用信號。
[0004]正常人體中血管深度相對固定，一個典型范圍為40毫米(mm)到75mm，中心值約為50mm。由于體型差異，不同被測者的實際血管深度存在一定差異。此外，用戶的操作手法也會影響實際的經(jīng)顱多普勒超聲分析儀的采集深度。為了獲得效果更好的多普勒頻譜圖，現(xiàn)有的經(jīng)顱多普勒設備需要用戶手動調(diào)整多普勒頻譜圖的檢測深度。這要求用戶進行額外操作，增加了用戶具體工作量。此外，手動調(diào)整多普勒頻譜圖還要求用戶具有一定的經(jīng)驗，以盡快將其調(diào)整合適。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了至少部分地解決現(xiàn)有技術中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種生成多普勒頻譜圖的方法，包括:
[0006]獲取Μ波(mot1n mode Doppler，或稱運動模式多普勒)特征數(shù)據(jù)；
[0007]識別所述Μ波特征數(shù)據(jù)中的血流數(shù)據(jù)；
[0008]根據(jù)所述血流數(shù)據(jù)確定多普勒頻譜圖應針對的深度；以及
[0009]基于所確定的深度生成多普勒頻譜圖。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種生成多普勒頻譜圖的設備，包括數(shù)據(jù)采集裝置、識別裝置、確定裝置和制圖裝置。數(shù)據(jù)采集裝置用于獲取Μ波特征數(shù)據(jù)。識別裝置用于識別所述Μ波特征數(shù)據(jù)中的血流數(shù)據(jù)。確定裝置用于根據(jù)所述血流數(shù)據(jù)確定多普勒頻譜圖應針對的深度。制圖裝置用于基于所確定的深度生成多普勒頻譜圖。
[0011]上述生成多普勒頻譜圖的方法和設備可以自動獲得理想的多普勒頻譜圖，無需用戶干預，大大降低用戶工作強度，提高了工作效率。
[0012]在
【發(fā)明內(nèi)容】
中引入了一系列簡化的概念，這些概念將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
[0013]以下結合附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0015]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)顱多普勒超聲分析儀的示意性框圖；
[0016]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多普勒頻譜圖；
[0017]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生成多普勒頻譜圖的方法的示意性流程圖；
[0018]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的Μ波圖像；
[0019]圖5示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的生成多普勒頻譜圖的方法的示意性流程圖；
[0020 ]圖6示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的Μ波圖像；
[0021]圖7示出根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的Μ波圖像;以及
[0022]圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生成多普勒頻譜圖的設備的示意性框圖。
【具體實施方式】
[0023]在下文的描述中，提供了大量的細節(jié)以便能夠徹底地理解本發(fā)明。然而，本領域技術人員可以了解，如下描述僅涉及本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明可以無需一個或多個這樣的細節(jié)而得以實施。此外，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的經(jīng)顱多普勒超聲分析儀1000的示意性框圖。如圖1所示，該經(jīng)顱多普勒超聲分析儀可以包括主機1100和探頭1200。主機1100可以包括發(fā)射裝置1110、探頭座1120和處理電路1130。探頭1200可以是多個。
[0025]發(fā)射裝置1110用于提供發(fā)射信號。發(fā)射裝置1110可以包括發(fā)射控制器1111和驅動電路1112。發(fā)射控制器1111可以提供特定頻率的脈沖序列作為發(fā)射信號。驅動電路1112可以用于將該發(fā)射信號轉換為高壓信號，以驅動探頭1200。發(fā)射控制器1111的每次發(fā)射信號相當于在時間軸上進行了一次采樣。該發(fā)射信號可以表示為隨時間變化的一維信號。
[0026]探頭1200可以經(jīng)由探頭座1120接收驅動電路1112所轉換的高壓信號，并將其進行電-聲轉換，以發(fā)射超聲波。每次發(fā)射后，超聲波在人體組織內(nèi)按照一定速度傳播，人體軟組織中的平均速度約為1540米/秒(m/s)。超聲波發(fā)送到人體組織及骨骼后，一部分能量會返回到探頭。探頭1200還能夠接收經(jīng)被測者反射后的超聲波，并進行聲-電轉換，把包含聲速信息的回波轉變?yōu)殡娦盘?，以生成接收信號?br>[0027]處理電路1130可以包括放大器1131、AD采樣電路1132和信號處理模塊1133。經(jīng)探頭1200聲-電轉換生成的接收信號通常較為微弱，因此可選地，處理電路1130可以包括放大器1131，以將微弱的電信號轉化為較強的電信號。此外，探頭1200產(chǎn)生的電信號為模擬信號，因此可選地，處理電路1130可以包括AD采樣電路1132，其通過以采樣頻率Fsd#模擬信號進行采樣，將其轉變?yōu)閿?shù)字信號。采樣頻率?81可以稱為系統(tǒng)采樣率。AD采樣電路1132可以按照非常高的時間精度進行采樣，這樣就可以判斷出每個采樣點的確切時刻。采樣點的時刻和發(fā)射時刻的差值為超聲波在人體組織中的傳播時間，由超聲波在人體組織中的平均速度即可得到傳播距離。由于探頭1200位置固定，超聲波的傳播距離為來回雙程的距離。實際采樣點所在的深度為傳播距離的一半。由于AD采樣電路1132的連續(xù)采樣，可以得到一系列代表不同深度的采樣點，這樣就可以得到整個檢測深度內(nèi)所有多普勒信息。多普勒頻譜圖是根據(jù)對于同一深度的采樣點進行采樣所獲得的多普勒信息生成的。另外，處理電路1130中還可以包括信號處理模塊1133，其用于對數(shù)字信號進行處理，以生成多普勒頻譜圖。多普勒信號本質(zhì)上為非平穩(wěn)信號，隨時間變化其頻率也會隨之變化。自相關是一種常用的用于處理信號f(t)的信號處理方法。它的思想是選擇一個時頻局部化的分析窗函數(shù)g(t)，假定分析窗函數(shù)g(t)在一個短時間間隔內(nèi)是平穩(wěn)(偽平穩(wěn))的，移動該分析窗函數(shù)g(t)，使f(t)g(t)在不同的有限時間寬度內(nèi)是平穩(wěn)信號。從而，計算出信號f(t)在各個不同時刻的能量和相位。根據(jù)多普勒效應理論，相位信息可以轉化為速度信息，因此，可以計算出血流速度。在這里，原始信號f(t)是AD采樣電路1132進行模數(shù)轉換所生成的數(shù)字信號。
[0028]可選地，主機1100可以連接上位機1300，以由上位機1300顯示根據(jù)頻譜信號生成的多普勒頻譜圖。多普勒頻譜圖是三維圖像，其中的每條顯示線對應于一條功率譜。根據(jù)多普勒效應原理，頻譜信號中的頻率正比于血流速度。所以，多普勒頻譜圖的橫坐標為時間軸，縱坐標為當前檢測深度的血流速度。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多普勒頻譜圖。僅當檢測深度對準血管的軸向中心時，多普勒頻譜圖較好地反映血管的血流情況，其是能夠有效幫助用戶的理想圖。
[0029]目前市場上的多普勒分析儀需要用戶手動調(diào)整多普勒頻譜圖的檢測深度，以獲得理想的多普勒頻譜圖，這給用戶帶來了操作上的不便。
[0030]根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種生成多普勒頻譜圖的方法。圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的生成多普勒頻譜圖的方法300的示意性流程圖。如圖3所示，該方法300包括步驟S310、步驟S330、步驟S350和步驟S370。
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