一种超声脉冲多普勒血流测量方法和装置与流程

本发明涉及多普勒测量，具体涉及一种超声脉冲多普勒血流测量方法和装置。

背景技术：

1、人体的血流速度在临床诊断方面是一个非常重要的指标，使用超声的脉冲多普勒技术可以进行测量，但是超声设备在对血流速度定量测量的时候依赖多普勒夹角小于60度，否则会导致测量误差太大影响临床判断。

2、以往，通过医师在患者体表按压探头并且利用波束的转向角调整可以部分解决问题。随着计算技术的发展，设备可以利用图像算法自动计算血流方向，然后设备基于计算得到的血流方向自动进行转向角的调整。但是上面两种方法都存在局限性，前者需要医师进行手动操作，这个操作过程耗时的同时还会影响探头的位置从而出现操作过程的反复；后者则需要当前的血管解剖信息可以在图像中达到预置算法的要求，算法的执行对软硬件有计算的要求，这些都会导致应用存在局限；再者如果实际血流方向在应用最大的转向角后还不满足，依然会得到不准确的结果，需要调整探头位置才可以。

技术实现思路

1、本发明提供一种超声脉冲多普勒血流测量方法和装置，以解决现有技术中存在的上述问题。

2、本发明提供一种超声脉冲多普勒血流测量方法，该方法包括：

3、s100，确定脉冲多普勒探头的物理位置；

4、s200，基于当前探头的物理位置，确定探头中若干个阵元的排列形成的阵列，并确定所述阵列的边缘位置；

5、s300，基于待检测位置的血流方向，调整发射和接收超声波的子阵的位置向所述边缘位置偏移，确定子阵的位置；

6、s400，基于子阵的位置进行超声脉冲多普勒血流定量测量。

7、优选的，

8、优选的，所述s200包括：当若干个阵元排列形成的阵列为一维阵列时，所述边缘位置包括位于阵列头部的第一边缘位置和位于阵列尾部的第二边缘位置；

9、相应的，所述s300包括：所述第一边缘位置与待检测位置连接形成第一直线；所述第一直线与血管走向设定为第一锐角，所述第二边缘位置与待检测位置连接形成第二直线；所述第二直线与血管走向设定为第二锐角，判断所述第一锐角是否小于所述第二锐角，若是，调整发射和接收超声波的子阵向阵列的第一边缘位置偏移；若第一锐角大于所述第二锐角，调整发射和接收超声波的子阵向阵列的第二边缘位置偏移；

10、所述血管走向为标量，所述血管走向与所述血流方向的关系如下：血管走向相同的情况下，血流方向包括：从血管的左到右，或者从血管的右到左。

11、优选的，所述s200包括：当若干个阵元排列形成的阵列为一维阵列时，所述边缘位置包括位于阵列头部的第一边缘位置和位于阵列尾部的第二边缘位置；

12、相应的，所述s300包括：

13、s301，基于当前探头的物理位置，调整子阵向第一边缘位置偏移，监测多普勒夹角是否小于等于标准多普勒夹角，若是，执行步骤s302；若否，执行步骤s303；

14、s302，调整发射和接收超声波的子阵向阵列的第一边缘位置偏移，确定第一边缘位置为子阵的位置；

15、s303，调整发射和接收超声波的子阵向阵列的第二边缘位置偏移，确定第二边缘位置为子阵的位置。

16、优选的，所述s200包括：当若干个阵元排列形成的阵列为二维阵列时，所述边缘位置包括若干个边缘位置；

17、相应的，所述s300包括：每个边缘位置与待检测位置分别连接形成若干条直线，每条直线与血管走向形成一个锐角，判断呈现锐角最小的直线所对应的阵元的位置，将该阵元对应的边缘位置设定为子阵的位置。

18、优选的，所述s300还包括：

19、s304，确定探头中发射和接收超声波的连续子阵的数量为选定数量；

20、s305，以所述阵列的边缘位置中最外侧的阵元为基准，向内连续选取与所述选定数量相同数量的阵元作为发射和接收超声波的子阵，确定子阵的位置。

21、优选的，所述s100之前包括：

22、s500，启动超声脉冲多普勒测量模式；

23、s600，判断是否满足偏移策略条件，若满足，执行步骤s100，若不满足，执行步骤s700；

24、s700，采用超声脉冲多普勒当前配置参数进行超声脉冲多普勒血流定量测量。

25、优选的，所述s300还包括：

26、s306，子阵的位置向所述边缘位置偏移时，形成多个偏移位置，根据多个偏移位置，所述子阵的位置包括多个；

27、s307，多个子阵的位置通过交互设备供用户选择，根据用户选择的子阵的位置基于超声脉冲多普勒当前配置参数进行超声脉冲多普勒血流定量测量。

28、优选的，所述s400包括：

29、s401，基于子阵接收的脉冲多普勒频谱，对脉冲多普勒频谱采用频谱分析算法输入固定长度的数据，每次将固定长度的数据与海明窗相乘，并使用fft处理得到多普勒数据的功率谱；

30、s402，当第一次频谱分析算法处理完成后，将输入的多普勒数据向后移动步进长度的数据，取固定长度的多普勒数据进行下一次的频谱分析算法处理，不断对连续采样的多普勒数据循环此操作，得到随时间变化的功率谱。其中步进长度由当前的扫描速度决定；

31、s403，频谱分析算法处理完当前的多普勒数据后会得到该数据的功率谱，功率谱对应动态功率谱图中的一条谱线，将谱线的幅值映射到灰度值的索引表，根据灰度值的索引表所指示的颜色进行编码显示。幅值越大，灰度值也越大，表示此频率下的功率高；

32、s404，处理完当前数据后的转入处理下一组数据，得到连续的功率谱就可以绘制多普勒信号的动态功率谱图；

33、s405，对动态功率谱图进行降噪处理，经过降噪处理的动态功率谱图作为超声脉冲多普勒血流定量的依据。

34、优选的，所述s405中对动态功率谱图进行降噪处理，包括：

35、s4051，提取动态功率谱图中信号的所有特征成分；

36、s4052，分析两个特征成分之间的相关性关系；不同的特征成分之间的相关性由内积表示；

37、s4053，若主要特征成分根据频率阈值判定为杂波成分，计算剩下的特征成分与主要特征成分的相关性，若相关性大于某一设定的相关性阈值，则判断该特征成分属于杂波特征空间，将高特征成分从信号中剔除；

38、s4054，根据s4053步骤形成杂波特征空间的集合，基于杂波特征空间的集合重构滤波后的信号。

39、本发明还提供一种超声脉冲多普勒血流测量装置，该装置包括：超声脉冲多普勒探头、交互设备、测量控制模块；

40、所述测量控制模块分别连接所述超声脉冲多普勒探头和交互设备；

41、所述超声脉冲多普勒探头包括若干个通过阵列排列的阵元，以及通过测量控制模块控制连续若干个阵元发射和接收超声波，形成子阵；

42、所述交互设备用于用户与测量控制模块之间的控制操作交互；

43、启动超声脉冲多普勒血流测量装置后，所述交互设备显示是否满足偏移策略条件，若满足偏移策略条件，超声脉冲多普勒探头确定物理位置后，基于当前探头的物理位置，确定所述阵列的边缘位置，并基于待检测位置的血流方向，调整发射和接收超声波的子阵的位置向所述边缘位置偏移，确定子阵的位置，并向用户提供子阵位置选项，用户通过交互设备选择相应的子阵的位置后，基于子阵的位置进行超声脉冲多普勒血流定量测量；若不满足偏移策略条件，采用超声脉冲多普勒当前配置参数进行超声脉冲多普勒血流定量测量。

44、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

45、本发明提供一种超声脉冲多普勒血流测量方法和装置，其中血流测量方法包括：确定脉冲多普勒探头的物理位置；基于当前探头的物理位置，确定探头中若干个阵元的排列形成的阵列，并确定所述阵列的边缘位置；基于待检测位置的血流方向，调整发射和接收超声波的子阵的位置向所述边缘位置偏移，确定子阵的位置；基于子阵的位置进行超声脉冲多普勒血流定量测量。通过只修改参与当前电子波束合成的阵元的物理位置的方式，将转向角自动扩大，甚至可以将原本可能已经达到用户可配置的极限(正负20度)的转向角进一步扩大，以最大程度自动满足多普勒的测量夹角要求。

46、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

47、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。