一種估算流體速度的系統和方法
【專利摘要】本申請公開了一種估算流體速度的系統和方法，包括定位裝置，用于通過超聲成像確定待檢測流體的位置，確定待檢測速度剖面，在剖面上選取多個信號采樣點；換能器用于在處理器的控制下，向流體發射超聲波并接收脈沖回波信號；處理器，還用于對脈沖回波信號進行處理，計算出多個信號采樣點的流體速度，并對多個信號采點的流體速度值進行曲線擬合，得到流體速度的剖面曲線。本申請由于使用處理器，如FPGA，可對血管內不同深度的血流速度同時采樣測量，數據可并行處理，計算出多個采樣點的流體速度，通曲線擬合得到流體速度的剖面曲線，從而可得到各點的血流速度，能實時反映血流異常，信號處理的實時性和計算精度更高，可為血管病變提供診斷依據。
【專利說明】一種估算流體速度的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及醫療超聲成像技術，尤其涉及一種估算流體速度的系統和方法。
【背景技術】
[0002] 醫療超聲成像技術是一種基于超聲波的影像技術。隨著醫學、材料、計算機、電子 工程等技術的飛速發展，醫療超聲成像設備的性能不斷提高、功能不斷完善、用途不斷擴 展。超聲成像診斷具有高空間分辨率、實時快速成像、操作方法簡便、無禁忌、無損傷、可重 復、可提攜和經濟等特點，已經廣泛的用于各種醫學應用當中。它與CT和MRI -起構成了 臨床醫學中必不可少的影像診斷技術。
[0003] 大量臨床研究表明，人體主要血管的血流動力學參數能夠直接反映人體的生理功 能，可以作為輔助臨床診斷的重要測量指標。血流速度的檢測，無論是對于血管疾病的早期 診斷、治療方案的確定、療效的評估，還是對人體器官的生理、病理研究都具有十分重要的 意義。
[0004] 流經血管的血液流速可以用各種方法進行估計，一種以簡便而著稱的最流 行的技術就是通過B型超聲成像確定血管位置，然后用脈沖多普勒測出血管中間位 置的血流速度，如圖1所示，其中1為血管壁，2為血管內的血液,3為換能器。超 聲脈沖多普勒采用共用式的換能器，換能器受高壓脈沖激勵向血管發射頻率為
【權利要求】
1. 一種估算流體速度的系統，其特征在于，包括定位裝置、換能器、脈沖發生器、接收電 路和處理器； 所述定位裝置，用于通過超聲成像確定待檢測流體的位置，確定待檢測速度剖面，在所 述剖面上選取多個信號采樣點； 所述換能裝置，包括換能器，所述換能器用于在所述處理器的控制下，向流體發射超聲 波并接收脈沖回波信號； 所述處理器，還用于對所述脈沖回波信號進行處理，計算出所述多個信號采樣點的流 體速度，并對所述多個信號采點的流體速度值進行曲線擬合，得到流體速度的剖面曲線。
2. 如權利要求1所述的估算流體速度的系統，其特征在于，所述換能裝置還包括脈沖 發生器和接收電路； 所述脈沖發生器，用于在所述處理器的控制下，向所述換能器發出電氣脈沖激勵； 所述接收電路，用于接收所述脈沖回波信號，并將所述脈沖回波信號發送給所述處理 器。
3. 如權利要求2所述的估算流體速度的系統，其特征在于，所述接收電路包括依次連 接的放大器、濾波器和模數轉換器； 所述放大器，用于對所述脈沖回波信號進行放大； 所述濾波器，用于對所述放大后的脈沖回波信號進行濾波； 所述模數轉換器，用于對濾波后的脈沖回波信號進行模數轉換，將經過放大和濾波的 脈沖回波信號轉換為數字信號。
4. 如權利要求3所述的估算流體速度的系統，其特征在于，所述處理器包括依次連接 的數字濾波器、正交解調器、選通模塊和頻譜提取模塊； 所述數字濾波器，用于對所述數字信號進行濾波； 所述正交解調器，用于對濾波處理后的信號進行解調以獲取同相和正交的解析信號； 所述選通模塊，用于從所述解析信號中提取不同流體深度的信號數據； 所述頻譜提取模塊，用于根據所述不同流體深度的信號數據計算流體多普勒頻移信息 以獲取流體速度。
5. 如權利要求4所述的估算流體速度的系統，其特征在于，所述正交解調模塊包括希 爾伯特變換單元和低通濾波單元。
6. 如權利要求5所述的估算流體速度的系統，其特征在于，頻譜提取模塊包括依次連 接的窗函數、傅里葉變換單元和取模運算單元。
7. 如權利要求6所述的估算流體速度的系統，其特征在于，所述處理器包括FPGA或 ARM處理器。
8. -種估算流體速度的方法，其特征在于，包括： 通過超聲成像確定待檢測流體的位置，確定待檢測速度剖面，在所述剖面上選取多個 信號米樣點； 使用處理器對超聲換能器發出激勵脈沖，所述超聲換能器向流體發射超聲波并接收脈 沖回波信號； 所述處理器對所述脈沖回波信號進行處理，計算出所述多個信號采樣點的流體速度； 對所述多個信號采點的流體速度值進行曲線擬合，得到流體速度的剖面曲線。
9. 如權利要求8所述的估算流體速度的方法，其特征在于，所述處理器包括FPGA或 ARM處理器。
10. 如權利要求8所述的估算流體速度的方法，其特征在于，所述流體包括血管中的血 流。
【文檔編號】A61B8/06GK104146731SQ201410348514
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】邱維寶, 葉宗英, 鄭海榮 申請人:深圳先進技術研究院