生成多普勒频谱图的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种生成多普勒频谱图的方法和设备。
【背景技术】
[0002]多普勒效应是指物体辐射的波的波长由于该物体和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高;在运动的波源后面时，会发生相反的现象，波长变得较长，频率变得较低。波源的运动速度越高，所产生的多普勒效应越显著。因此，根据波频率改变的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
[0003]多普勒超声血流分析是利用多普勒效应、通过非侵入性的检查评价不同生理学特征的一种方法。经颅多普勒超声分析仪是一种定制化的超声设备，专门用于经颅骨的超声检查。经颅多普勒超声分析仪使用体外超声探头中的晶片经颅骨的缝隙或“窗口”向脑血管发射超声波(简称发射波)，血流的存在将导致多普勒效应(多普勒频移)的产生，最后超声波被反射回到探头(简称回波)，经同一晶片接收，由分析仪进行数据处理得出相应的血流信息。由于采用深度选通(或距离选通)技术，可进行定点血流测定，因而具有很高的距离分辨力，也可对某点血流的性质做出准确的分析。具体地，如果某一检测深度不存在血液流动，那么不产生多普勒效应，与发射波相比，回波的中心频率不会发生改变;而如果某一检测深度存在血液流动，则会产生多普勒效应，与发射波相比，回波的中心频率会发生偏移。如果使用滤波器把中心频率滤掉，只保留多普勒频偏成分，则对于不存在血液流动的深度，频谱信号中将只剩下背景噪声信号(无用信号)，而对于存在血液流动的深度，频谱信号中将包括多普勒信号(有效信号)和无用信号。
[0004]正常人体中血管深度相对固定，一个典型范围为40毫米(mm)到75mm，中心值约为50mm。由于体型差异，不同被测者的实际血管深度存在一定差异。此外，用户的操作手法也会影响实际的经颅多普勒超声分析仪的采集深度。为了获得效果更好的多普勒频谱图，现有的经颅多普勒设备需要用户手动调整多普勒频谱图的检测深度。这要求用户进行额外操作，增加了用户具体工作量。此外，手动调整多普勒频谱图还要求用户具有一定的经验，以尽快将其调整合适。
【发明内容】
[0005]为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种生成多普勒频谱图的方法，包括:
[0006]获取Μ波(mot1n mode Doppler，或称运动模式多普勒)特征数据；
[0007]识别所述Μ波特征数据中的血流数据；
[0008]根据所述血流数据确定多普勒频谱图应针对的深度；以及
[0009]基于所确定的深度生成多普勒频谱图。
[0010]根据本发明的另一方面，还提供了一种生成多普勒频谱图的设备，包括数据采集装置、识别装置、确定装置和制图装置。数据采集装置用于获取Μ波特征数据。识别装置用于识别所述Μ波特征数据中的血流数据。确定装置用于根据所述血流数据确定多普勒频谱图应针对的深度。制图装置用于基于所确定的深度生成多普勒频谱图。
[0011]上述生成多普勒频谱图的方法和设备可以自动获得理想的多普勒频谱图，无需用户干预，大大降低用户工作强度，提高了工作效率。
[0012]在
【发明内容】
中引入了一系列简化的概念，这些概念将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0013]以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。
【附图说明】
[0014]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
[0015]图1示出根据本发明一个实施例的经颅多普勒超声分析仪的示意性框图；
[0016]图2示出根据本发明一个实施例的多普勒频谱图；
[0017]图3示出根据本发明一个实施例的生成多普勒频谱图的方法的示意性流程图；
[0018]图4示出根据本发明一个实施例的Μ波图像；
[0019]图5示出根据本发明另一个实施例的生成多普勒频谱图的方法的示意性流程图；
[0020 ]图6示出根据本发明另一个实施例的Μ波图像；
[0021]图7示出根据本发明再一个实施例的Μ波图像;以及
[0022]图8示出根据本发明一个实施例的生成多普勒频谱图的设备的示意性框图。
【具体实施方式】
[0023]在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本发明的较佳实施例，本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0024]图1示出了根据本发明一个实施例的经颅多普勒超声分析仪1000的示意性框图。如图1所示，该经颅多普勒超声分析仪可以包括主机1100和探头1200。主机1100可以包括发射装置1110、探头座1120和处理电路1130。探头1200可以是多个。
[0025]发射装置1110用于提供发射信号。发射装置1110可以包括发射控制器1111和驱动电路1112。发射控制器1111可以提供特定频率的脉冲序列作为发射信号。驱动电路1112可以用于将该发射信号转换为高压信号，以驱动探头1200。发射控制器1111的每次发射信号相当于在时间轴上进行了一次采样。该发射信号可以表示为随时间变化的一维信号。
[0026]探头1200可以经由探头座1120接收驱动电路1112所转换的高压信号，并将其进行电-声转换，以发射超声波。每次发射后，超声波在人体组织内按照一定速度传播，人体软组织中的平均速度约为1540米/秒(m/s)。超声波发送到人体组织及骨骼后，一部分能量会返回到探头。探头1200还能够接收经被测者反射后的超声波，并进行声-电转换，把包含声速信息的回波转变为电信号，以生成接收信号。
[0027]处理电路1130可以包括放大器1131、AD采样电路1132和信号处理模块1133。经探头1200声-电转换生成的接收信号通常较为微弱，因此可选地，处理电路1130可以包括放大器1131，以将微弱的电信号转化为较强的电信号。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?81可以称为系统采样率。AD采样电路1132可以按照非常高的时间精度进行采样，这样就可以判断出每个采样点的确切时刻。采样点的时刻和发射时刻的差值为超声波在人体组织中的传播时间，由超声波在人体组织中的平均速度即可得到传播距离。由于探头1200位置固定，超声波的传播距离为来回双程的距离。实际采样点所在的深度为传播距离的一半。由于AD采样电路1132的连续采样，可以得到一系列代表不同深度的采样点，这样就可以得到整个检测深度内所有多普勒信息。多普勒频谱图是根据对于同一深度的采样点进行采样所获得的多普勒信息生成的。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。自相关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)在各个不同时刻的能量和相位。根据多普勒效应理论，相位信息可以转化为速度信息，因此，可以计算出血流速度。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。
[0028]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，多普勒频谱图的横坐标为时间轴，纵坐标为当前检测深度的血流速度。图2示出了根据本发明一个实施例的多普勒频谱图。仅当检测深度对准血管的轴向中心时，多普勒频谱图较好地反映血管的血流情况，其是能够有效帮助用户的理想图。
[0029]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的检测深度，以获得理想的多普勒频谱图，这给用户带来了操作上的不便。
[0030]根据本发明一个方面，提供一种生成多普勒频谱图的方法。图3示出根据本发明一个实施例的生成多普勒频谱图的方法300的示意性流程图。如图3所示，该方法300包括步骤S310、步骤S330、步骤S350和步骤S370。
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