多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其包括步驟：對包絡(luò)曲線的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行最大值濾波；搜索包絡(luò)曲線開始上升時(shí)的包絡(luò)點(diǎn)，將該包絡(luò)點(diǎn)作為當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間的起始點(diǎn)并進(jìn)行記錄；當(dāng)搜索到包絡(luò)曲線開始出現(xiàn)下降的包絡(luò)點(diǎn)時(shí)，將該包絡(luò)點(diǎn)作為當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間的終點(diǎn)并進(jìn)行記錄；對當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間進(jìn)行判定，找出包絡(luò)曲線的包絡(luò)峰值點(diǎn)。本發(fā)明可以更快速、更準(zhǔn)確的對流速包絡(luò)曲線峰值進(jìn)行標(biāo)記，而且能夠避免一些幅值較大雜波的干擾，有利于實(shí)時(shí)測量。
【專利說明】多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲技術(shù)，特別涉及利用頻譜多普勒效應(yīng)測量流體速度的超聲技術(shù)，尤其涉及一種超聲診斷儀中多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在超聲診斷系統(tǒng)中，多普勒效應(yīng)被廣泛用于人體血流的無損檢測與測量。臨床超聲檢查中心臟、血管的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)都需要從多普勒聲譜圖中提取，該參數(shù)包括:收縮期峰流速，舒張期末峰流速，平均峰流速，阻力指數(shù)，脈動(dòng)指數(shù)等。這些參數(shù)都是基于聲譜圖包絡(luò)曲線進(jìn)行標(biāo)記計(jì)算得到的。
[0003]圖1是一個(gè)典型的多普勒超聲診斷系統(tǒng)的信號處理流程圖。超聲回波信號經(jīng)過模擬放大和 AD 采樣之后，正交解調(diào)成 I (In-phase Component)、Q (Quadrate Component)兩路信號。分別對1、Q信號進(jìn)行低通濾波、距離選通和壁濾波后，得到以血流回波信號為主的兩路分量。將這兩路分量送往譜估計(jì)模塊，利用譜估計(jì)方法得到聲譜圖。從聲譜圖的包絡(luò)曲線上可以計(jì)算出診斷所需的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
[0004]傳統(tǒng)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的標(biāo)記方法是:操作者判斷聲譜圖滿足性能要求后，凍結(jié)該聲譜圖，手工描記出收縮期峰流速、舒張期末峰流速等標(biāo)記點(diǎn)，再由軟件計(jì)算其它相關(guān)參數(shù)。它的缺點(diǎn)是:重復(fù)性差，估計(jì)精度低，無法實(shí)時(shí)估計(jì)。隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，研究者提出了許多參數(shù)自動(dòng)標(biāo)記的方法。
[0005]在美國專利US6，050, 948中，描述了一種流速包絡(luò)峰值點(diǎn)標(biāo)記的方法:從給定的一段流速包絡(luò)曲線中估計(jì)出一個(gè)閾值，在大于閾值的曲線中搜索最大值，并把它作為流速包絡(luò)峰值點(diǎn)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算量小，搜索效率高。缺點(diǎn)是只采用單一閾值，對于一些幅值較大雜波的干擾可能引起誤判。
[0006]在專利CN200710074477.4中，流速包絡(luò)峰值點(diǎn)標(biāo)記方法如下:先預(yù)存一段包絡(luò)曲線數(shù)據(jù)，進(jìn)行準(zhǔn)心動(dòng)周期估計(jì)；然后在準(zhǔn)心動(dòng)周期內(nèi)確定包絡(luò)峰值點(diǎn)搜索閾值，進(jìn)行包絡(luò)峰值點(diǎn)的判定和標(biāo)記。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以避免單個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)多個(gè)波峰引起的誤判。缺點(diǎn)是沒有利用血液流速包絡(luò)曲線的先驗(yàn)信息，對于幅值較大的雜波，同樣容易引起誤判。而且，準(zhǔn)心動(dòng)周期的估計(jì)，至少需要兩個(gè)心動(dòng)周期的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)時(shí)標(biāo)記時(shí)會(huì)有一定的延遲。
[0007]上述現(xiàn)有技術(shù)的主要不足在于:沒有利用流速包絡(luò)曲線的先驗(yàn)信息，對幅值較大的雜波容易引起誤判；參數(shù)估計(jì)所需數(shù)據(jù)較長，實(shí)時(shí)標(biāo)記時(shí)有一定的延遲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種超聲診斷儀中多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，能夠更快速、更準(zhǔn)確的對流速包絡(luò)曲線峰值點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，有利于實(shí)時(shí)測量。
[0009]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法， 其包括步驟:
[0010]A.對包絡(luò)曲線的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行最大值濾波；
[0011]B.搜索包絡(luò)曲線開始上升時(shí)的包絡(luò)點(diǎn)，將該包絡(luò)點(diǎn)作為當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間的起始點(diǎn)并進(jìn)行記錄；
[0012]C.當(dāng)搜索到包絡(luò)曲線開始出現(xiàn)下降的包絡(luò)點(diǎn)時(shí)，將該包絡(luò)點(diǎn)作為當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間的終點(diǎn)并進(jìn)行記錄；
[0013]D、對當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間進(jìn)行判定，找出包絡(luò)曲線的包絡(luò)峰值點(diǎn)。
[0014]其中，所述步驟D中，依據(jù)下列公式對當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間進(jìn)行判定:
[0015]^ = ΛTT+4Λ+^4λ j+ λ 2+ λ 3+ λ 4 = I,其中，Ys 代表波峰起始點(diǎn)幅
值，Ye代表峰值點(diǎn)幅值，Ua代表上升幅度，Ut代表上升時(shí)間，Pp P2、P3> P4分別代表波峰起始點(diǎn)幅值、峰值點(diǎn)幅值、上升幅度、上升時(shí)間的判定閾值，λ” λ2、λ3、λ 4代表它們各自的權(quán)重系數(shù)；
[0016]當(dāng)P值大于常數(shù)Q時(shí)，則判定當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間的峰值點(diǎn)為包絡(luò)峰值點(diǎn)。
[0017]其中，當(dāng)連續(xù)N個(gè)單調(diào)上升區(qū)間的峰值點(diǎn)均未判定出包絡(luò)峰值點(diǎn)時(shí):
[0018]P1 = (Ymi+YmeJ/2
[0019]P2 = (Vmax+V_)/2，其中，Vmin代表上一個(gè)包絡(luò)峰值點(diǎn)至當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)之間的最小
`[0020]P3 = P2-P1
[0021]值，Vmean代表上一個(gè)包絡(luò)峰值點(diǎn)至當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)的包絡(luò)平均值，Vmax代表上一個(gè)包絡(luò)峰值點(diǎn)至當(dāng)前點(diǎn)的包絡(luò)最大值。
[0022]其中，當(dāng)搜索到所述包絡(luò)峰值點(diǎn)后，依據(jù)該包絡(luò)峰值點(diǎn)信息更新波峰起始點(diǎn)幅值、峰值點(diǎn)幅值、上升幅度、上升時(shí)間的判定閾值P1、P2、P3和P4。
[0023]其中，將原判定閾值P1、P2、P3和P4分別與搜索到的包絡(luò)峰值點(diǎn)的對應(yīng)參數(shù)進(jìn)行平均，作為新的判定閾值。
[0024]其中，所述步驟A的具體包括:
[0025]將當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)放入長度為M的環(huán)形緩沖區(qū)；
[0026]將當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)重置為緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的最大值。
[0027]其中，長度M為常數(shù)。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0029]本發(fā)明可以更快速、更準(zhǔn)確的對流速包絡(luò)曲線峰值進(jìn)行標(biāo)記，而且能夠避免一些幅值較大雜波的干擾，有利于實(shí)時(shí)測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是典型的多普勒超聲診斷系統(tǒng)的信號處理流程圖；
[0031]圖2是頸動(dòng)脈血流包絡(luò)曲線示意圖；
[0032]圖3是經(jīng)過最大值濾波后的頸動(dòng)脈血流包絡(luò)曲線示意圖；
[0033]圖4是流速包絡(luò)峰值點(diǎn)的判定示意圖；
[0034]圖5是本發(fā)明多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0036]本發(fā)明的基本構(gòu)思為:根據(jù)先驗(yàn)信息設(shè)定流速包絡(luò)曲線的波峰起始點(diǎn)幅值、峰值點(diǎn)幅值、上升幅度、上升時(shí)間參數(shù)，然后對實(shí)時(shí)獲得的流速包絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行最大值濾波，針對最大值濾波后的包絡(luò)曲線進(jìn)行后 續(xù)判斷，當(dāng)最大值包絡(luò)出現(xiàn)下降趨勢時(shí)，判斷當(dāng)前記錄到的單調(diào)上升區(qū)間是否滿足上述4個(gè)參數(shù)的判斷條件。若滿足則認(rèn)為搜索到了當(dāng)前心動(dòng)周期的峰值點(diǎn)，并根據(jù)峰值點(diǎn)的位置和幅值，計(jì)算其它相關(guān)參數(shù)；若不滿足，則繼續(xù)搜索。
[0037]圖2是一段頸動(dòng)脈血流包絡(luò)曲線示意圖，橫坐標(biāo)代表時(shí)間，縱坐標(biāo)代表流速。實(shí)際檢測過程中，這些包絡(luò)點(diǎn)按照時(shí)間順序依次進(jìn)入峰值判定環(huán)節(jié)。
[0038]為了避免包絡(luò)曲線上一些小的雜波對于后續(xù)判定環(huán)節(jié)的干擾，需要對包絡(luò)曲線進(jìn)行最大值濾波。需要將包絡(luò)點(diǎn)放入長度為M的環(huán)形緩沖區(qū)，然后將當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)重置為環(huán)形緩沖區(qū)的最大值。圖3是經(jīng)過最大值濾波后的頸動(dòng)脈血流包絡(luò)曲線，所述最大值濾波處理依下述公式進(jìn)行:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其特征在于，包括步驟: A.對包絡(luò)曲線的各個(gè)包絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行最大值濾波； B.搜索包絡(luò)曲線開始上升時(shí)的包絡(luò)點(diǎn)，將該包絡(luò)點(diǎn)作為當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間的起始點(diǎn)并進(jìn)行記錄； C.當(dāng)搜索到包絡(luò)曲線開始出現(xiàn)下降的包絡(luò)點(diǎn)時(shí)，將該包絡(luò)點(diǎn)作為當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間的終點(diǎn)并進(jìn)行記錄； D.對當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間進(jìn)行判定，找出包絡(luò)曲線的包絡(luò)峰值點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其特征在于，所述步驟D中，依據(jù)下列公式對當(dāng)前單調(diào)上升區(qū)間進(jìn)行判定:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其特征在于，當(dāng)連續(xù)N個(gè)單調(diào)上升區(qū)間的峰值點(diǎn)均未判定出包絡(luò)峰值點(diǎn)時(shí):
PI = (Vmin+Vmean) / 2
F*2= (Vmax+Vmean) /2,
P3 = P2-P1 其中，Vmin代表上一個(gè)包絡(luò)峰值點(diǎn)至當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)之間的最小值，Vfflean代表上一個(gè)包絡(luò)峰值點(diǎn)至當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)的包絡(luò)平均值，Vfflax代表上一個(gè)包絡(luò)峰值點(diǎn)至當(dāng)前點(diǎn)的包絡(luò)最大值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其特征在于，當(dāng)搜索到所述包絡(luò)峰值點(diǎn)后，依據(jù)該包絡(luò)峰值點(diǎn)信息更新波峰起始點(diǎn)幅值、峰值點(diǎn)幅值、上升幅度、上升時(shí)間的判定閾值P1、P2、P3和P4。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其特征在于，將原判定閾值P1^ P2> P3和P4分別與搜索到的包絡(luò)峰值點(diǎn)的對應(yīng)參數(shù)進(jìn)行平均，作為新的判定閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其特征在于，所述步驟A的具體包括: 將當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)放入長度為M的環(huán)形緩沖區(qū)； 將當(dāng)前包絡(luò)點(diǎn)重置為緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的最大值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述多普勒參數(shù)實(shí)時(shí)自動(dòng)標(biāo)記的方法，其特征在于，長度M為常數(shù)。
【文檔編號】A61B8/06GK103505246SQ201210200603
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】齊敏超, 張官喜, 張羽 申請人:深圳市藍(lán)韻實(shí)業(yè)有限公司