颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统的制作方法

专利名称：颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗设备领域，特别涉及颅内外血流信号检测系统和利用该检测系统实现颅内或颅外及同时对颅内和颅外血流信号显示的方法，以及对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统。
背景技术：
脑中风是一组以脑组织缺血或出血性损伤症状和体征为主要临床表现的急性脑血管病，具有发病率高、致残率高和死亡率高的特点，是世界上最重要的致死性疾病之一。2008年公布的我国居民第三次死因抽样调查结果显示，脑血管病已成为我国国民第一位的死亡原因，死亡率高于欧美国家4-5倍，是日本的3. 5倍，甚至高于泰国、印度等发展中国家。在脑血管病中，尤以脑中风造成的健康损害和生命威胁为重。它不仅严重危害着患者的生命和健康，还影响其生活质量，同时也给患者及其家庭和社会带来沉重的医疗、 经济和社会负担。缺血性脑血管疾病是导致脑卒中(中风)的主要原因。缺血性脑血管疾病中有三分之一为颈动脉疾病，三分之二为颅内血管疾病，故临床神经科检查时需要同时检测颅内及颅外段血管(如颈动脉及锁骨下动脉等)的血流信息。目前，诊断和预防缺血性中风最方便、最有效和低成本的方法是用彩色多普勒超声诊断仪(简称“彩超”)检测颅外血管和用经颅多普勒血流分析仪(简称“经颅”)检查颅内动脉血管。通过对颈动脉及颅内主要动脉状况的筛查，既可对狭窄不甚严重的患者及早的给以行为指导或药物干预延缓其狭窄进展，又可对狭窄严重的患者采取介入或手术治疗， 去除其发生中风的病源，减少中风发生及其后伤残的几率。彩色多普勒超声诊断仪是用来检查人体组织病变和血管血流状况的有效工具。但骨头对超声波有很大的衰减，所以常规的彩色多普勒主要用来检查心脏、腹部器官、颈部等没有骨头遮挡的部位。二十世纪八十年代发明了用低频超声波通过颅骨透声窗检测颅内主要动脉血流的装置一经颅多普勒。该设备在常规彩超的基础上做出的改进为探头由多阵元改为单阵元，增加了发射及接收的灵敏度，但损失了二维成像功能。因此，在检查颅内外血管血流时，彩色多普勒超声诊断仪使用高频线阵探头检测颈动脉，使用凸阵探头检测颈动脉颅内段和锁骨下动脉。经颅多普勒血流分析仪使用低频脉冲波探头检查颅内一级动脉，如大脑前动脉、中动脉、后动脉、基底动脉和椎动脉等。目前，一个病人的检查需要彩超和经颅两台设备共同完成，在使用两台设备的情况下，病人和医生都要从一台设备旁移动到另一台设备旁，操作起来极不方便。特别是对老年重症患者的检查更加困难。另外，绝大部分医院由于场地和经费的限制，只给神经科配置了经颅，患者的颈部彩超检查需要去功能科或超声科进行，使得检查的准确性和效率都受到很大影响。而且两台设备的检测数据、病例报告等也是独立的，不便于临床会诊、综合分析及教学演示。
另外，在颈动脉剥脱术等一些手术中，需要对颅内血管进行长程监护，同时需要用线阵探头随时检测颈部手术状况，需要能同步记录两处的血流信息，给手术提供及时指导。 由于术中床旁的空间非常有限，所以采用两台设备很不方便，致使有的检查项目无法实现。而且，彩超大都具有腹部、妇产科等检测软件和配套的硬件，但这些功能在脑血管病的检查中无需使用，而彩超的价格与功能的多少密切相关，多余功能的闲置导致很大的浪费。随着彩超技术的迅速发展，国外部分高档彩超增加了低频相控阵探头(或凸阵探头)来检查颅内血管，并配有经颅软件。这种彩超的探头均为1 阵元以上，除了能看到颅内多普勒血流信息外，还能看到颅内的二维组织结构，在欧洲已经有些医院用这种彩超来替代经颅检查。但上述的彩超在实现经颅的部分功能的同时，还存在以下不足
1、上述彩超的相控阵探头成像一般为1 个以上的阵元，每个阵元的单位面积都很小，发射功率也较小，而经颅探头为单个阵元，每个阵元的单位面积大，发射功率也大。所以相控阵探头的综合接收灵敏度远小于经颅探头，发射功率也没有经颅探头高，故采用该彩超的检出率远低于经颅。由于患有颅内血管疾病的人大都是中老年人，骨头钙化加剧，颅骨的超声透声窗比年轻人差很多，所以相控阵探头检测颅内血管的方法只适用于年轻人等透声窗非常好的部分特殊人群。2、上述彩超上无专业的经颅多普勒血流分析软件，颅内血流的数据量和信息量远少于经颅多普勒。3、上述彩超不能做长时间的脑血流监护。譬如，对于某些特殊手术，需要长时间进行颅内血管监护，经颅配有专门的监护探头及头架，可以实现脑血流的长程监护，但彩超不能实现该功能。4、该方案必须在高档彩超上实现，高档彩超的成本价格是经颅的十倍以上，经济上超出大多数医院的承受能力，难以大量推广。因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种颅内外血流信号检测系统，该系统既能检测彩色多普勒血流信号，又能检测经颅多普勒信号。本发明的另一目的是，提供一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅内血流信号显示的方法。本发明的又一目的是，提供一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅外血流信号显示的方法。本发明的第四目的是提供一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅内和颅外血流信号显示的方法。本发明的第五目的是，提供一种对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案
一种颅内外血流信号检测系统，包括信号采集系统、用于传输数据的第一通讯接口和第二通讯接口、及用于对信号采集系统采集到的信号进行处理和显示的信号处理系统，其中，所述信号采集系统包括用于获取经颅多普勒信号的经颅探头；用于获取彩色多普勒血流信号的彩超探头；用于接收经颅多普勒信号，并对该经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理的经颅模块；用于接收彩色多普勒血流信号，并对该彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理的彩超模块；所述经颅探头与经颅模块连接，经颅模块通过第一通讯接口与信号处理系统相连；所述彩超探头与彩超模块连接，彩超模块通过第二通讯接口与信号处理系统相连；所述信号处理系统包括用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据或者读取数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，将该经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据缓存输出给数据处理模块的采样模块；用于对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块的数据处理模块；用于显示所述后处理数据的数据显示模块；所述采样模块和数据显示模块分别与数据处理模块连接。所述的颅内外血流信号检测系统，其中，所述采样模块，还用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块。所述的颅内外血流信号检测系统，其中，所述信号处理系统还包括用于对所述后处理数据进行分片存储和回放的数据存储及回放模块，所述数据存储及回放模块与数据处理模块连接。所述的颅内外血流信号检测系统，其中，所述数据存储及回放模块包括分片存储单元，用于将所述后处理数据按预定长度进行分片存储；关联单元，用于将分片存储的同一后处理数据进行并联；数据回放单元，用于回放分片存储单元中的数据。所述的颅内外血流信号检测系统，其中，所述采样模块包括数据读取单元，用于读取所述第一通讯接口和/或第二通讯接口分别传输的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据；数据缓存单元，用于对所述经颅多普勒信号数据和/或彩色多普勒血流信号数据进行缓存；速率匹配单元，用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据传输给数据上传单元；所述速率匹配单元，还用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步；数据上传单元，用于将速率匹配单元输出的数据上传给数据处理模块。所述的颅内外血流信号检测系统，其中，所述经颅探头包括1. OMHz至2. OMHz的单阵元低频脉冲波探头。所述的颅内外血流信号检测系统，其中，所述彩超探头包括线阵探头和凸阵探头， 所述线阵探头和凸阵探头分别与彩超模块连接。一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅内血流信号显示的方法，其中，包括 接收经颅多普勒信号，并将该经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理后，传输给采
样模块；
由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据，将该经颅多普勒信号数据缓存输出给数据处理模块；
由数据处理模块对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块显示。
一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅外血流信号显示的方法，其特征在于， 包括
接收彩色多普勒血流信号，并将该彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理后，传输给采样模块；
由采样模块读取数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，将彩色多普勒血流信号数据缓存输出给数据处理模块；
由数据处理模块对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块显示。一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其特征在于，包括
接收经颅多普勒信号和彩色多普勒血流信号，将所述经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理，同时将所述彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理，并传输给采样模块；
由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块；
由数据处理模块对采样模块输出的同步数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块同步显示。所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其中，所述的方法还包括由数据存储及回放模块对所述后处理数据进行分片存储。所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其中，所述由数据存储及回放模块对所述后处理数据进行分片存储的步骤具体包括
采用分片算法将所述后处理数据按预定长度进行分片存储； 将分片存储的同一后处理数据进行并联。所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其中，所述由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块的步骤具体包括
读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据；
对所述经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存； 将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步；
将同步输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据上传给数据处理模块。一种对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，信号处理系统具有第一通讯接口和第二通讯接口，其特征在于，所述信号处理系统包括
用于读取第一通讯接口传输的经颅多普勒信号数据或者读取第二通讯接口传输的彩色多普勒血流信号数据，将该经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据缓存上传给数据处理模块的采样模块；
用于对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块的数据处理模块；
用于显示所述后处理数据的数据显示模块； 所述采样模块和数据显示模块分别与数据处理模块连接。所述的对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，其中，所述采样模块，还用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块。所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其中，还包括用于对所述后处理数据进行分片存储和回放的数据存储及回放模块，所述数据存储及回放模块与数据处理模块连接。所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其中，所述数据存储及回放模块包括
分片存储单元，用于将所述后处理数据按预定长度进行分片存储； 关联单元，用于将分片存储的同一后处理数据进行并联； 数据回放单元，用于回放分片存储单元中的数据。所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其中，所述采样模块包括
数据读取单元，用于读取所述第一通讯接口和/或第二通讯接口分别传输的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据；
数据缓存单元，用于对所述经颅多普勒信号数据和/或彩色多普勒血流信号数据进行缓存；
速率匹配单元，用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据传输给数据上传单元；所述速率匹配单元，还用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步；
数据上传单元，用于将速率匹配单元输出的数据上传给数据处理模块。本发明的有益效果为1、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统，对脑血管病的检测只需使用一台设备就可以完成，患者不用更换检查室或病床，方便了医生和患者；而且节省了设备和配套病床占用的空间。2、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统可以在监测颅内血管的同时，检测颅外颈动脉等部位，实现了颅内外血管的同步检测、记录、回放颅内外不同部位血管的血流信息，能在同一份病例报告中涵盖完整的颅内外血管血流信息。3、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统专用于脑血管和外周血管疾病的检测，产品临床用途明确、针对性强。4、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号处理系统可省去彩色多普勒超声中电路硬件及软件与颅内、颈部及外周血管检测无关的电路及软件(如腹部检测软件、妇产科检测软件及相关探头接口等)，其购置成本远低于同质量的一台全身彩超(目前无专用血管彩超)加一台经颅多普勒的购置成本，经济效益显著，无多余浪费的功能。总之，本发明提高了检查效率、增加系统的稳定性、节省设备的使用空间、降低了设备成本，同时还提供现有经颅和彩超所没有的新的临床价值，是现有技术的极大进步。


图1为本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统的原理框图。图2为本发明实施例提供的经颅模块的结构框图。图3为本发明实施例提供的彩超模块的结构框图。图4为本发明实施例提供的颅内血流信号显示的方法流程图。图5为本发明实施例提供的颅外血流信号显示的方法流程图。图6为本发明实施例提供的颅内和颅外血流信号显示的方法流程图。
具体实施例方式本发明提供一种颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供一种既具有二维影像结合彩色多普勒检测颅外血管，又能方便检测出颅内主要血管的血流状况，还能同步提供颅内血管的血流和颅外血管的血流及二维组织状况的颅内外血流信号检测系统。为了实现彩色多普勒血流信号的检测或者经颅多普勒信号的检测或者彩色多普勒血流信号和经颅多普勒信号的同步检测，本发明采用如图1所示的颅内外血流信号检测系统，其包括信号采集系统和信号处理系统两大部分，信号处理系统通常采用PC(Personal Computer,个人计算机)系统实现，信号采集系统与信号处理系统通过第一通讯接口和第二通讯接口连接。所述信号采集系统采集彩色多普勒血流信号、或者经颅多普勒信号、或者同时采集彩色多普勒血流信号和经颅多普勒信号，并将彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理得到彩色多普勒血流信号数据和/或对经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理得到经颅多普勒信号数据，然后分别通过第一通讯接口和第二通讯接口将经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据传输给信号处理系统。所述信号处理系统用于对信号采集系统采集到的信号进行处理和显示。请参阅图1，所述信号采集系统包括经颅探头、彩超探头、经颅模块和彩超模块，所述经颅探头与经颅模块连接，经颅模块通过第一通讯接口与信号处理系统相连；彩超探头与彩超模块连接，彩超模块通过第二通讯接口与信号处理系统相连。其中，经颅探头用于获取经颅多普勒信号，所述经颅模块用于接收经颅探头获取的经颅多普勒信号，并对该经颅多普勒信号进行放大和模数转换及采样保持等处理。所述第一通讯接口为USB接口，通过该USB接口将经颅模块处理的数据传输给信号处理系统进行处理。请参阅图2，在具体实施时，所述经颅模块包括第一放大单元和第一模数转换单元，所述第一放大单元分别与经颅探头和第一模数转换单元连接，用于将经颅多普勒信号进行放大处理，第一模数转换单元用于对放大后的经颅多普勒信号进行模数转换得到经颅多普勒信号数据。所述经颅模块用于检测颅内动脉血管，该经颅模块可以连接多个经颅探头，其经颅探头可以使用频率为1. OMHz至2. OMHz的单阵元低频脉冲波探头；还可选配其他探头，如 4MHz/8MHz的连续波/脉冲波探头、16MHz/20MHz的脉冲波探头等。所述彩超探头用于获取彩色多普勒血流信号，彩超模块用于接收彩超探头获取的彩色多普勒血流信号，并对该彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换、数字滤波及采样保持等处理。所述第二通讯接口为1394 口，通过该1394 口将彩超模块处理的数据传输给信号处理系统进行处理。本实施例中，所述彩超模块用于检测颈动脉等颅外血管，与该彩超模块连接的彩超探头包括线阵探头和凸阵探头，所述线阵探头为高频线阵探头，其频率范围可在5MHz至 12MHz之间；凸阵探头的频率范围在2MHz至5MHz之间；还可选配频率范围在IMHz至4MHz 之间的相控阵探头；还可选配其他探头。请参阅图3，所述彩超模块包括第二放大单元、第二模数转换单元和数字滤波单元，所述第二放大单元通过第二模数转换单元与数字滤波单元连接。所述第二放大单元与彩超探头连接，用于将彩色多普勒血流信号进行放大处理，所述第二模数转换单元用于将放大后的彩色多普勒血流信号进行模数转换得到彩色多普勒血流信号数据，所述数字滤波单元用于将所述彩色多普勒血流信号数据进行高低通数字滤波处理。本发明在颅内外血流信号检测系统在实现彩色多普勒血流信号检测时只需启动至少一个彩超探头工作，在实现经颅多普勒信号检测时，只需启动至少一个经颅探头工作， 在实现彩色多普勒血流信号和经颅多普勒信号的同步检测功能时，由至少一个经颅探头和至少一个彩超探头同时检测或者监护患者的不同部位血管血流信息。请继续参阅图1，所述信号处理系统包括采样模块、数据处理模块和数据显示模块；所述采样模块和数据显示模块分别与数据处理模块连接。当本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统只使用经颅检测功能时，所述采样模块用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据，将该经颅多普勒信号数据缓存输出给数据处理模块，当本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统只使用彩超检测功能时，所述采样模块用于读取数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，将该彩色多普勒血流信号数据缓存输出给数据处理模块。所述数据处理模块为一控制芯片，用于对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块。当本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统同时使用经颅检测和彩超检测功能时，所述采样模块还用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块。所述数据处理模块中设置有数据处理加速单元，在数据处理模块同时对经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的数据进行处理时，通过该数据处理加速单元提高数据处理的速度，以满足信号处理的速度要求。除此之外，数据处理模块处理经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的过程与单独的处理经颅多普勒信号数据或者彩色多普勒血流信号数据的过程相同，此处不再详述。所述数据显示模块可采用液晶显示器和CRT显示器，用于显示所述后处理数据， 该数据显示模块不仅以单独显示经颅信号(即经颅多普勒信号数据)的处理结果(如血流频谱、血流速度指数等)和彩超信号(即彩色多普勒血流信号数据)的处理结果(如彩超阵元成像结果显示，控制参数显示等)，还可同时显示经颅信号处理结果和彩超信号处理结果，便于医生对检测结果进行判断。为了方便后续处理，本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统还包括数据存储及回放模块和报告模块。所述数据存储和回放模块提供了数据存储及回放功能，可以离线加载数据进行后续的测量以及重分析。报告模块可以打印彩超图片、统计检测数据等， 将经颅模块和彩超模块检测或监护的数据输出到在同一个检测报告上，形成综合的图文报告，也可以单独打印经颅检测和彩超检测的数据。为了克服操作系统对单个文件容量的限制，所述数据存储及回放模块包括分片存储单元、关联单元和数据回放单元。其中，所述分片存储单元用于将所述后处理数据按预定长度进行分片存储；关联单元用于将分片存储的同一后处理数据进行并联；数据回放单元用于回放分片存储单元中的数据。本实施例中，所述分片存储单元采用文件分片算法来进行大容量数据的存储。该分片存储单元确立了一种新的文件数据结构，同一数据的多个分片文件通过关联单元进行关联。例如，在数据处理系统的记录过程中，设定单个文件的容量为100MB，当正在存储的文件超过100MB时，关闭当前文件，并自动新建文件来进行数据的存储，同时将历史文件和当前文件建立关联。这种关联机制克服了操作系统对单个文件容量的限制，而且还有效提高了数据回放时的有序加载效率。本发明提供的颅内外血流信号检测系统通过在系统中增加了采样模块，实现了经颅信号和彩超采集的同步处理。该采样模块是一个实时性较高的工作线程，其实际为软件模块，它不同于现有技术通过硬件模块来实现同步，该采样模块相对硬件模块来说，具有可升级性好、可维护性好和成本低等特点。在本实施方式中，所述采样模块实时将数据传输接口(即USB 口和1394 口)传送过来的经颅信号和彩超信号进行缓存、同步处理、在对准时序后，将数据上传给数据处理模块进行后续处理。所述采样模块包括数据读取单元、数据缓存单元、速率匹配单元和数据上传单元。所述颅内外血流信号检测系统同时使用设备的经颅和彩超功能时，先由数据读取单元读取所述第一通讯接口和第二通讯接口分别传输的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据，通过数据缓存单元对所述经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存，之后由速率匹配单元将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，然后由数据上传单元将速率匹配单元输出的数据上传给数据处理模块进行数据后处理。所述颅内外血流信号检测系统使用设备的经颅功能或者彩超功能时，所述速率匹配单元仅充当数据传输的角色，直接将缓存输出的经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据传输给数据上传单元，然后由数据上传单元将数据上传给数据处理模块进行数据后处理。本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统的三种功能(即经颅、彩超、经颅和彩超同步检测的功能)，可根据具体检测需要，由医师进行选择。请参阅图4，本发明实施例对应提供一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅内或者颅外血流信号显示的方法。所述的方法包括以下步骤
S110、接收经颅多普勒信号，并将该经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理后，传输给采样模块；
S120、由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据，将该经颅多普勒信号数据缓存输出给数据处理模块；
S130、由数据处理模块对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块显示。本实施例采用颅内外血流信号检测系统实现颅内血流信号检测的功能与现有单独的经颅的检测功能相似，此处不再详细说明。请参阅图5，本发明实施例还对应提供一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅外血流信号显示的方法。所述的方法包括以下步骤
S210、接收彩色多普勒血流信号，并将该彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理后，传输给采样模块；
S220、由采样模块读取数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，将彩色多普勒血流信号数据缓存输出给数据处理模块；
S230、由数据处理模块对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块显示。本实施例采用颅内外血流信号检测系统实现颅外血流信号检测的功能与现有单独的彩超机的检测功能相似，此处不再详细说明。请参阅图6，本发明实施例还对应提供一种采用颅内外血流信号检测系统实现颅内和颅外血流信号显示的方法。所述的方法包括以下步骤
S310、接收经颅多普勒信号和彩色多普勒血流信号，将所述经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理，同时将所述彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换数字滤波处理，并传输给采样模块；
S320、由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、 速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块；
S330、由数据处理模块对采样模块输出的同步数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块同步显示。在进一步的实施例中，所述的方法还包括由数据存储及回放模块对所述后处理数据进行分片存储。在数据分片存储时，先通过分片存储单元采用分片算法将数据处理模块处理的数据按预定长度进行分片存储，之后将分片存储的同一后处理数据进行并联。在进一步的实施例中，所述的方法还包括在需要数据回放时，直接调用分片存储的文件依序进行回放。
本发明实现颅内和颅外血管血流信号同时检测的方法的重点在于通过步骤S220 中来实现经颅信号和彩超信号的同步显示，其包括第一步、读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据；第二步、由数据缓存单元对所述经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存；第三步、由速率匹配单元将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步；第四步、数据上传单元将同步输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据上传给数据处理模块。以下例举一个具体的实施例对采样模块同步数据的方法进行详细描述
当经颅模块和彩超模块处理过的数据传输到数据传输接口时，先由数据读取单元从数据传输接口处读取数据，其读取方式为中断方式，即当数据传输接口有数据时，操作系统会触发数据读取单元来启动数据读取。在数据读取后，将数据在缓冲区里进行缓存，之后交由速率匹配模块进行处理。由于经颅信号的采样率和彩超信号的采样率比较高，但数据处理模块处理数据的粒度为一段数据。对于经颅信号而言，其处理粒度为8ms的数据，相当于处理频率为125Hz ；对于彩超信号而言，处理粒度为一帧图像，处理频率一般为25Hz (即一秒 25帧图像)。在具体实施时，速率匹配单元以经颅信号的处理频率125Hz作为参考信号，来同步彩超信号，即每5帧经颅信号的时间长度和1帧彩超图像的时间相当，使经颅信号和彩超信号同步输出。经同步处理后的数据上传给数据上传单元发送给数据处理模块做后续的处理。本发明实施例还对应提供一种对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，信号处理系统具有第一通讯接口和第二通讯接口，所述信号处理系统包括采样模块、数据处理模块和数据显示模块。该系统可以通过将模块化结构的彩超模块和经颅模块外挂在该信号处理系统上来实现经颅信号的检测或者彩超信号的检测或者经颅信号和彩超信号同时检测。由于该信号处理系统的结构、功能及该信号处理系统处理数据的方法在上文已进行了详细描述，此时不再详述。目前，脑血管疾病的超声检测主要有常规检查、床旁检测、术中监测、大规模人群筛查等方面应用，以下以本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统，分别在这些领域应用时能取得的有益效果进行详细说明
对于常规检查目前在医院的常规检查需要配置彩超和经颅两套设备，两张病床。病人完成一项检测后，要换到另一个检查床上去接受另一项检测。而且大部分医院的彩超和经颅不在一个科室，更不在一个房间。由于脑血管病患者大都年老行动不便，需要家属或护士搀扶，更换检查床和检测场地非常不方便，完成一次检查的效率低，而且两套设备配套带来的附加设备、场地和人员成本也非常高。通过采用颅内外血流信号检测系统或者外挂经颅模块和彩超模块的信号处理系统，只需一个操作医生、一台设备、一张病床就能完成颅内外所有主要动脉的检测，病人不再需要移动换床，提高了检查效率，降低了设备、人员和场地成本。对于床旁检测目前对住院重症脑血管病患者进行超声检测，需要分别分时推两台设备到病床旁，然后连接电源、开机，设备开机的时间加倍，而且操作非常麻烦。通过采用颅内外血流信号检测系统或者外挂经颅模块和彩超模块的信号处理系统，只需要一台设备、一次连接电源、一次开机就能完成颅内外所有主要动脉的检测，大幅度提高了检查效率。对于术中监测在颈动脉内膜剥脱术等手术过程中，不仅需要用经颅多普勒探头对患者的大脑中的动脉进行监护，还需要随时用彩超的线阵探头去观察患者颈动脉的状况，目前这些工作需要两台设备来完成。由于术中床旁空间非常有限，两台设备位置需要频繁挪动，给手术带来了不便。通过采用颅内外血流信号检测系统或者外挂经颅模块和彩超模块的信号处理系统，只需要一台设备就能完成上述所有工作，大幅度节省了空间并降低了操作复杂度。2009年卫生部启动了“脑卒中筛查与防控工程”，拟在全国建立百余家省级和部分地、市级脑卒中筛查与防治基地，并形成国家、省级、地市、县和社区的脑卒中筛查防控网络，该项目的主要筛查工作就是检测颈动脉和颅内动脉。由于地、市、县和社区级医疗机构在人员、场地和资金上都受到限制，如果需要分别购买彩超和经颅，并有足够的场地和人员来开展防控工程存在很大困难。通过采用颅内外血流信号检测系统或者外挂经颅模块和彩超模块的信号处理系统，能减少购置设备的成本，减少对场地和人员的要求，为项目在基层医疗机构的开展提供大力支持。综上所述，本发明的有益效果为1、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统，对脑血管病的检测只需使用一台设备就可以完成，患者不用更换检查室或病床，方便了医生和患者；而且节省了设备和配套病床占用的空间； 可以在监测颅内血管的同时，检测颅外颈动脉等部位，实现了同步检测。2、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统可以在监测颅内血管的同时，检测颅外颈动脉等部位，实现了颅内外血管的同步检测、记录、回放颅内外不同部位血管的血流信息，能在同一份病例报告中涵盖完整的颅内外血管血流信息。3、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统可较好的完成从常规检测到监护的无缝切换。当用常规线阵探头检测发现颈部血管病变 (如颈动脉狭窄或有不稳定斑块)时，为进一步观察病情发展，可启用长程监护模式。4、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统专用于脑血管和外周血管疾病的检测，产品临床用途明确、针对性强。5、本发明实施例提供的颅内外血流信号检测系统和信号处理系统可省去彩色多普勒超声中电路硬件及软件与颅内、颈部及外周血管检测无关的电路及软件(如腹部检测软件、妇产科检测软件及相关探头接口等)，其购置成本远低于同质量的一台全身彩超(目前无专用血管彩超)加一台经颅多普勒的购置成本，经济效益显著，无多余浪费的功能。应当理解的是，本发明对经颅信号的检测或者彩超信号的检测或者对经颅信号和彩超信号的同步检测的描述比较具体，但并不能因此理解为对本发明的专利保护范围的限制，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种颅内外血流信号检测系统，包括信号采集系统、用于传输数据的第一通讯接口和第二通讯接口、及用于对信号采集系统采集到的信号进行处理和显示的信号处理系统， 其特征在于，所述信号采集系统包括 用于获取经颅多普勒信号的经颅探头； 用于获取彩色多普勒血流信号的彩超探头；用于接收经颅多普勒信号，并对该经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理的经颅模块；用于接收彩色多普勒血流信号，并对该彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理的彩超模块；所述经颅探头与经颅模块连接，经颅模块通过第一通讯接口与信号处理系统相连；所述彩超探头与彩超模块连接，彩超模块通过第二通讯接口与信号处理系统相连； 所述信号处理系统包括用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据或者读取数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，将该经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据缓存输出给数据处理模块的采样模块；用于对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块的数据处理模块；用于显示所述后处理数据的数据显示模块； 所述采样模块和数据显示模块分别与数据处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统，其特征在于，所述采样模块，还用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块。
3.根据权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统，其特征在于，所述信号处理系统还包括用于对所述后处理数据进行分片存储和回放的数据存储及回放模块，所述数据存储及回放模块与数据处理模块连接。
4.根据权利要求3所述的颅内外血流信号检测系统，其特征在于，所述数据存储及回放模块包括分片存储单元，用于将所述后处理数据按预定长度进行分片存储； 关联单元，用于将分片存储的同一后处理数据进行并联； 数据回放单元，用于回放分片存储单元中的数据。
5.根据权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统，其特征在于，所述采样模块包括 数据读取单元，用于读取所述第一通讯接口和/或第二通讯接口分别传输的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据；数据缓存单元，用于对所述经颅多普勒信号数据和/或彩色多普勒血流信号数据进行缓存；速率匹配单元，用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据传输给数据上传单元；所述速率匹配单元，还用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步；数据上传单元，用于将速率匹配单元输出的数据上传给数据处理模块。
6.根据权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统，其特征在于，所述经颅探头包括 1. OMHz至2. OMHz的单阵元低频脉冲波探头。
7.根据权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统，其特征在于，所述彩超探头包括线阵探头和凸阵探头，所述线阵探头和凸阵探头分别与彩超模块连接。
8.一种采用权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统实现颅内血流信号显示的方法，其特征在于，包括接收经颅多普勒信号，并将该经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理后，传输给采样模块；由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据，将该经颅多普勒信号数据缓存输出给数据处理模块；由数据处理模块对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块显示。
9.一种采用权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统实现颅外血流信号显示的方法，其特征在于，包括接收彩色多普勒血流信号，并将该彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理后，传输给采样模块；由采样模块读取数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，将彩色多普勒血流信号数据缓存输出给数据处理模块；由数据处理模块对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块显示。
10.一种采用权利要求1所述的颅内外血流信号检测系统实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其特征在于，包括接收经颅多普勒信号和彩色多普勒血流信号，将所述经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理，同时将所述彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理，并传输给采样模块；由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块；由数据处理模块对采样模块输出的同步数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块同步显示。
11.根据权利要求10所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其特征在于，所述的方法还包括由数据存储及回放模块对所述后处理数据进行分片存储。
12.根据权利要求11所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其特征在于，所述由数据存储及回放模块对所述后处理数据进行分片存储的步骤具体包括采用分片算法将所述后处理数据按预定长度进行分片存储；将分片存储的同一后处理数据进行并联。
13.根据权利要求10所述的实现颅内和颅外血流信号显示的方法，其特征在于，所述由采样模块读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块的步骤具体包括读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据；对所述经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存； 将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步；将同步输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据上传给数据处理模块。
14.一种对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，信号处理系统具有第一通讯接口和第二通讯接口，其特征在于，所述信号处理系统包括用于读取第一通讯接口传输的经颅多普勒信号数据或者读取第二通讯接口传输的彩色多普勒血流信号数据，将该经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据缓存上传给数据处理模块的采样模块；用于对采样模块输出的数据进行后处理，并将后处理数据发送给数据显示模块的数据处理模块；用于显示所述后处理数据的数据显示模块； 所述采样模块和数据显示模块分别与数据处理模块连接。
15.根据权利要求14所述的对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，其特征在于，所述采样模块，还用于读取模数转换处理后的经颅多普勒信号数据和数字滤波处理后的彩色多普勒血流信号数据，对该经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行缓存、速率匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步，并上传给数据处理模块。
16.根据权利要求14所述的对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，其特征在于，还包括用于对所述后处理数据进行分片存储和回放的数据存储及回放模块，所述数据存储及回放模块与数据处理模块连接。
17.根据权利要求16所述的对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，其特征在于，所述数据存储及回放模块包括分片存储单元，用于将所述后处理数据按预定长度进行分片存储； 关联单元，用于将分片存储的同一后处理数据进行并联； 数据回放单元，用于回放分片存储单元中的数据。
18.根据权利要求14所述的对颅内外血流信号进行处理的信号处理系统，其特征在于，所述采样模块包括数据读取单元，用于读取所述第一通讯接口和/或第二通讯接口分别传输的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据；数据缓存单元，用于对所述经颅多普勒信号数据和/或彩色多普勒血流信号数据进行缓存；速率匹配单元，用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据传输给数据上传单元；所述速率匹配单元，还用于将缓存输出的经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据进行匹配处理，使经颅多普勒信号数据和彩色多普勒血流信号数据的输出同步；数据上传单元，用于将速率匹配单元输出的数据上传给数据处理模块。
全文摘要
本发明公开了颅内外血流信号检测系统和信号显示方法及信号处理系统，其颅内外血流信号检测系统包括信号采集系统和信号处理系统，信号采集系统包括经颅探头、彩超探头、用于接收经颅信号，并对经颅多普勒信号进行放大和模数转换处理的经颅模块和用于接收彩超信号，并该彩色多普勒血流信号进行放大、模数转换和数字滤波处理的彩超模块；信号处理系统包括用于读取经颅多普勒信号数据或者读取彩色多普勒血流信号数据，将该经颅多普勒信号数据或彩色多普勒血流信号数据缓存输出给数据处理模块的采样模块；用于对采样模块输出的数据进行后处理，并发送给数据显示模块显示的数据处理模块。本发明通过一台设备实现了对经颅信号或者彩超信号的检测。
文档编号A61B8/06GK102274049SQ20111011849
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者罗春华 申请人:深圳市德力凯电子有限公司