基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法和系統。所述方法包括：轉換步驟，將整幀的超聲回波射頻信號轉換為解析信號；劃分步驟，將整幀的解析信號根據預設窗口長度進行分段，得到分段窗口數據段；積和步驟，對相鄰的兩幀信號，將對應分段窗口數據段進行一次無偏移的積和運算，得到目標復數；相位計算步驟，計算所述目標復數的相位；速度估算步驟，利用所述相位計算得到兩幀信號間隔中血流的平均移動速度。上述基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法，不需進行信號分解和低通濾波，既簡化了計算，也消除了濾波對結果的負面影響，減小了計算量，大大縮短了計算時間。
【專利說明】基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及超聲成像領域，特別是涉及一種基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法和系統。
【背景技術】
[0002]多普勒效應是指物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高；在運動的波源在后面時，會產生相反的效應。
[0003]將超聲回波的多普勒效應用于對動脈血流速度的測量，即超聲Doppler (多普勒）速度估測。由于血管內的血液是流動的物體，所以超聲波振源與相對運動的血液間就產生多普勒效應。血管向著超聲源運動時，反射波的波長被壓縮，因而頻率增加。血管離開聲源運動時，反射波的波長變長，因而在單位時間頻率減少。反射波頻率增加或減少的量，與血液流運速度成正比，從而根據超聲波的頻移量，測定血液的流速，計算公式如下：
【權利要求】
1.一種基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法，包括： 轉換步驟，將整幀的超聲回波射頻信號轉換為解析信號； 劃分步驟，將整幀的解析信號根據預設窗口長度進行分段，得到分段窗口數據段； 積和步驟，對相鄰的兩幀信號，將對應分段窗口數據段進行一次無偏移的積和運算，得到目標復數； 相位計算步驟，計算所述目標復數的相位； 速度估算步驟，利用所述相位計算得到兩幀信號間隔中血流的平均移動速度。
2.根據權利要求1所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法，其特征在于，在所述轉換步驟之前，還包括： 分塊步驟，將超聲回波射頻信號分成多個數據矩陣； 所述轉換步驟包括： 將每個數據矩陣的整幀的超聲回波射頻信號轉換為解析信號； 在所述速度估算步驟之后，還包括： 二維速度分布圖像步驟，根據計算得到多個數據矩陣中每個數據矩陣中相鄰兩幀數據間隔中血流的平均移動速度，形成血流的二維速度分布圖像。
3.根據權利要求2所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法，其特征在于，所述轉換步驟包括： 將整幀的超聲回波射頻信號采用傅里葉變換和逆變換得到解析信號。
4.根據權利要求2所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法，其特征在于，所述轉換步驟采用由圖形處理器實現的第一內核函數進行處理，所述第一內核函數的block數為數據矩陣的行數，所述第一內核函數的thread數為數據矩陣的列數。
5.根據權利要求2所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測方法，其特征在于，所述積和步驟、相位計算步驟和速度估算步驟采用由圖形處理器實現的第二內核函數計算；所述第二內核函數的block數為數據矩陣的行數減I,每個block的thread數為分段窗口數，所述分段窗口數通過所述數據矩陣的列數與窗口寬度之差，除以步長，再加I得到。
6.一種基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測系統，其特征在于，包括： 轉換模塊，用于將整幀的超聲回波射頻信號轉換為解析信號； 劃分模塊，用于將整幀的解析信號根據預設窗口長度進行分段，得到分段窗口數據段； 積和模塊，用于對相鄰的兩幀信號，將對應分段窗口數據段進行一次無偏移的積和運算，得到目標復數； 相位計算模塊，用于計算所述目標復數的相位； 速度估算模塊，用于利用所述相位計算得到兩幀信號間隔中血流的平均移動速度。
7.根據權利要求6所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測系統，其特征在于，所述系統還包括分塊模塊和二維速度分布圖像模塊， 所述分塊模塊用于將超聲回波射頻信號分成多個數據矩陣； 所述轉換模塊還用于將每個數據矩陣的整幀的超聲回波射頻信號轉換為解析信號； 所述二維速度分布圖像模塊用于根據計算得到多個數據矩陣中每個數據矩陣中相鄰兩幀數據間隔中血流的平均移動速度，形成血流的二維速度分布圖像。
8.根據權利要求7所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測系統，其特征在于，所述轉換模塊還用于將整幀的超聲回波射頻信號采用傅里葉變換和逆變換得到解析信號。
9.根據權利要求7所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測系統，其特征在于，所述轉換模塊采用由圖形處理器實現的第一內核函數進行處理，所述第一內核函數的block數為數據矩陣的行數，所述第一內核函數的thread數為數據矩陣的列數。
10.根據權利要求7所述的基于超聲回波射頻信號的多普勒血流速度估測系統，其特征在于，所述積和模塊、相位計算模塊和速度估算模塊采用由圖形處理器實現的第二內核函數計算；所述第二內核函數的block數為數據矩陣的行數減I,每個block的thread數為分段窗口數，所述分段窗口數通過所述數據矩陣的列數與窗口寬度之差，除以步長，再加I得到。
【文檔編號】A61B8/06GK103519847SQ201310514524
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】王叢知, 鄭海榮, 曾成志, 楊戈, 馮歌, 肖楊 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院