调整多普勒频谱图的方法和设备的制造方法_2

文档序号:9715885阅读:来源:国知局
。此外,探头1200产生的电信号为模拟信号,因此可选地,处理电路1130可以包括AD采样电路1132,其通过以采样频率Fsd#模拟信号进行采样,将其转变为数字信号。采样频率FS1可以称为系统采样率。另外,处理电路1130中还可以包括信号处理模块1133,其用于对数字信号进行处理,以生成多普勒频谱图。多普勒信号本质上为非平稳信号,随时间变化其频率也会随之变化。信号处理模块1133可以对该数字信号进行傅里叶变换,以对其进行频谱分析。短时傅里叶变换是一种常用的用于处理信号f(t)的信号处理方法。它的思想是选择一个时频局部化的分析窗函数g(t),假定分析窗函数g(t)在一个短时间间隔内是平稳(伪平稳)的,移动该分析窗函数g(t),使f(t)g(t)在不同的有限时间宽度内是平稳信号。从而,计算出信号f(t)在各个不同时刻的功率谱。这样,即获得了原始信号f(t)的频谱表达式。在这里,原始信号f(t)是AD采样电路1132进行模数转换所生成的数字信号。
[0030]可选地,主机1100可以连接上位机1300,以由上位机1300显示根据频谱信号生成的多普勒频谱图。多普勒频谱图是三维图像,其中的每条显示线对应于一条功率谱。根据多普勒效应原理,频谱信号中的频率正比于血流速度。所以,通常,多普勒频谱图的横坐标为时间轴,纵坐标为血流速度。图2示出了根据本发明一个实施例的多普勒频谱图。
[0031]当无多普勒信号时,也就是无血液流动时,能量会集中在速度Ocm/s附近。通常把多普勒频谱图上表示0频偏的线作为默认的基线。如果血液流动过快,导致频谱信号的最大频率超过频谱可分析范围,那么本来表示血流正向的频谱信号就可能出现在多普勒频谱图的负向,出现混叠情况。图3示出了根据本发明另一个实施例的多普勒频谱图。从图3中可以看到,发生了混叠现象。具体地,上半部分谱图混叠到了下半部分,图像不连续。由此,在血液收缩期,无法识别出血流最高速度,因此无法进行有效的医学诊断。
[0032]目前市场上的多普勒分析仪需要用户手动调整多普勒频谱图,以合理地显示频谱信号,这给用户带来了操作上的不便。
[0033]根据本发明一个方面,提供一种调整多普勒频谱图的方法。图4示出根据本发明一个实施例的调整多普勒频谱图的方法400的示意性流程图。如图4所示,该方法400包括步骤S420、步骤S440和步骤S460。
[0034]在步骤S420中,确定根据频谱信号、基于当前的基线生成的多普勒频谱图中是否会发生混叠。根据多普勒效应原理,所述频谱信号包括所检测的血流速度的信息。一般情况下,默认的基线对准多普勒频谱图中表示血流速度为Ocm/s的位置。具体地,频谱信号中的频率信息与血流速度正相关。假设根据频谱信号所生成的多普勒频谱图采用当前的基线,那么在此步骤中预先判断其是否可能发生混叠。例如,可以判断频谱信号中表示正向血流的部分是否将显示到多普勒频谱图的负向,或者反之。如果发生混叠,血流速度的最大值将无法从多普勒频谱图中读出。可以理解,在此步骤S420中,多普勒频谱图尚未真正生成,此步骤是对当前情况下所生成的多普勒频谱图的预判。
[0035]可选地,步骤S420进一步包括:根据频谱信号中是否存在正向或负向的最高血流速度等于当前的标尺来确定基于当前的基线生成的多普勒频谱图中是否会发生混叠。通过最高血流速度来确定是否会发生混叠是一种直观、简单的实现方式。
[0036]在步骤S440中,根据确定结果调整所述当前的基线。
[0037]如前所述,多普勒频谱图有时会发生混叠,特别是在检测高速血流时。由于发生混叠情况下,用户无法得到真实的血流速度,因此期望调整多普勒频谱图的基线,以获得准确的医疗诊断根据。
[0038]此外,即使确定将不会发生混叠,也有可能正向血流速度与负向血流速度相差较大。如果此时基线对准速度为Ocm/s,那么多普勒频谱图中的频谱信号将偏居于血流速度较大的一方。如果调整基线的位置,可以相应地调整所显示的正负速度的比例,就可以更好地显示出频谱信号。
[0039]调整基线的位置,会改变多普勒频谱图所显示的正负速度的比例,但是总的显示范围不会发生变化。如上所述,标尺设为lOOcm/s,同时基线对准表示速度为Ocm/s的位置,则该多普勒频谱图可以显示的血流速度范围在-lOOcm/s到lOOcm/s。假设把基线调整为对准速度为_25cm/s的位置。贝lj显不范围改变为-75cm/ s?125cm/s。对于图3这种混叠情况,可以向下调整基线,此时下半部谱图分析范围会被压缩,上半部谱图分析范围会加大。因此上半部可以显示更多图像信息,有效信号会显示完整,如图5所示。
[0040]在步骤S460中,基于更新的基线生成多普勒频谱图。因为基线已经改变,所以虽然根据同一频谱信号来生成多普勒频谱图,但是,在此步骤中,实际生成的多普勒频谱图能够较佳地显示频谱信号。
[0041]上述调整多普勒频谱图的方法400可以在无需用户干预的情况下生成更理想地显示频谱信号的多普勒频谱图,大大降低用户工作强度,提高了工作效率。
[0042]图6示出了根据本发明另一个实施例的调整多普勒频谱图的方法600的流程图。如图6所示,该方法600包括步骤S605、步骤S610、步骤S620、步骤S641、步骤S642和步骤S660。其中步骤S620和步骤S660分别与上述方法400中的对应步骤类似,为了简洁,在此不再详细赘述。
[0043]在步骤S620确定是否会发生混叠之前,方法600还包括步骤S605:去除频谱信号中的噪声。
[0044]在图像采集过程中,被测者和用户不可能长时间保持静止。因此,偶然会出现小的身体动作(比如被测者咳嗽)可能会引发图像干扰。除此之外,外界各种物理条件也可能对图像产生干扰,比如强电磁干扰。这种干扰信号来源不属于被测者,所以会对步骤S620确定是否会发生混叠以及步骤S641和步骤S642对基线进行合理调整造成负面影响,使得方法600中自动生成的多普勒频谱图不理想。图7示出了根据本发明一个实施例的多普勒频谱图,如图7所示,该多普勒频谱图中包括干扰信号对应的部分,即图中细长部分。
[0045]—般来说,干扰信号和因血流而生成的频谱信号所生成的图像有明显差异,例如在以下方面:能量范围和分布,持续时间,形态,周期性规律等。例如,干扰信号会使得多普勒图像中出现形态高且尖的图形。由此,噪声可以是满足以下条件的频谱信号:持续时间小于时间阈值,并且血流速度超过当前的标尺的特定百分比。例如:持续时间小于100ms,并且血流速度很高,超过当前的标尺的80%,可认为是存在短时干扰。在正确识别并且去除噪声后,可以保证后续步骤分析的数据全部为有效信号,为正确判断多普勒频谱图是否会发生混叠以及合理调整基线提供有力保证,进而保证所生成的多普勒频谱图稳定可靠。
[0046]在步骤S620确定是否会发生混叠之前,方法600还包括步骤S610:对频谱信号进行心动周期分析,以根据心动周期将频谱信号划分为分别与一个心动周期对应的周期频谱信号。步骤S620可以包括:根据周期频谱信号确定基于当前的基线生成的多普勒频谱图中是否会发生混叠。例如针对一个心动周期进行一次频谱信号分析,根据周期内最高血流速
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