本發(fā)明具體涉及一種多普勒超聲血流檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

通常的彩色多普勒超聲成像的處理流程如圖1所示。當(dāng)取得正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)后，將其送入壁濾波器，以衰減低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量。壁濾波結(jié)束后進(jìn)行自相關(guān)處理，在每一個(gè)超聲掃查的空間位置，使用壁濾波后的數(shù)據(jù)來(lái)估算平均速度(vel)和能量(pwr)。在取得這兩個(gè)超聲血流相關(guān)參數(shù)后，分別對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理以去除噪聲，然后送入血流檢測(cè)模塊使用血流相關(guān)參數(shù)以及b模式圖像亮度(env)來(lái)判斷該位置是組織還是血流。如果是組織則將該點(diǎn)值設(shè)為0，如果是血流則設(shè)為血流速度值。然后，對(duì)表示組織的黑白信號(hào)和表示血流的彩色信號(hào)進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換處理，將這兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)系的信號(hào)。最后的顯示模塊將轉(zhuǎn)換后的彩色和黑白信號(hào)在重疊在一幀圖像中顯示，如果是血流則根據(jù)血流速度顯示彩色信號(hào)，如果是組織則根據(jù)b模式亮度顯示黑白信號(hào)。

在彩色多普勒超聲的處理流程中，血流檢測(cè)是一個(gè)很重要的模塊，它很大程度影響著超聲設(shè)備的血流靈敏度和彩色噪聲水平。在通常的檢測(cè)中，我們使用的血流的相關(guān)參數(shù)以及b模式圖像亮度(env)來(lái)判斷當(dāng)前位置是組織還是血流?，F(xiàn)有的血流檢測(cè)模塊的判決邏輯為：

b模式圖像亮度(env)大于界定值，則該點(diǎn)為組織，否則為血流；

平均速度(vel)小于界定值，則該點(diǎn)為組織，否則為血流；

能量(pwr)小于界定值，則該點(diǎn)為組織，否則為血流；

如果以上三個(gè)判斷結(jié)果都為血流，那么該點(diǎn)最終會(huì)判定為血流。

這樣的邏輯組合能區(qū)分大部分情況下的組織和血流，但是當(dāng)遇到一些特殊情況，則有可能檢測(cè)錯(cuò)誤。

如圖2所示，左側(cè)為一種情況的功率譜圖，能量高的部分為組織，低能量部分為血流，如果我們?cè)O(shè)置一個(gè)歸一化截止頻率為0.2的壁濾波器，那么自相關(guān)后我們能得到一個(gè)能量比較高的，歸一化平均速度為0.4的信號(hào)。如果該位置處的b模式亮度(env)和能量(pwr)都滿足判斷為血流的條件，且血流速度的閾值為0.25的話，那么現(xiàn)有的血流檢測(cè)模塊會(huì)很自然的把當(dāng)前點(diǎn)判斷為血流。

但是對(duì)于圖2右側(cè)的信號(hào)，由于壁濾波器的截止頻率為0.2，所以會(huì)有一部分組織信號(hào)通過(guò)壁濾波器而到自相關(guān)的測(cè)定模塊，這樣也會(huì)得到一個(gè)能量比較高的，歸一化平均速度為0.3的信號(hào)。在同樣的檢測(cè)閾值條件下，現(xiàn)有的血流檢測(cè)模塊仍然會(huì)把該點(diǎn)判斷為血流，但實(shí)際上該點(diǎn)是一個(gè)組織運(yùn)動(dòng)信號(hào)，造成現(xiàn)有的血流檢測(cè)模塊做出了一個(gè)錯(cuò)誤的判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種多普勒超聲血流檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，以解決在前述特殊情況下，現(xiàn)有的血流檢測(cè)模塊錯(cuò)誤的將組織運(yùn)動(dòng)信號(hào)判斷為血流的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一方面，提供一種多普勒超聲血流檢測(cè)系統(tǒng)，包括

壁濾波器1，用于衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

自相關(guān)處理模塊1，在每一個(gè)超聲掃查的空間位置，使用壁濾波器1處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel)和能量(pwr)；

還包括

壁濾波器2，其截止頻率與壁濾波器1不同，用于衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

自相關(guān)處理模塊2，使用壁濾波器2處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel2)；

速度變化率處理模塊：采用平均速度(vel2)和平均速度(vel)，來(lái)測(cè)定不同截止頻率的壁濾波器1和壁濾波器2處理后的速度變化率(velchg)；

血流檢測(cè)模塊，采用平滑處理后的平均速度(vel)和能量(pwr)，以及b模式圖像亮度(env)和速度變化率(velchg)，來(lái)判定該位置是組織還是血流并測(cè)定血流速度值(vel1)，并輸出表示組織的黑白信號(hào)和表示血流的彩色信號(hào)。

作為優(yōu)選，還包括

掃描轉(zhuǎn)換處理模塊，對(duì)表示組織的黑白信號(hào)和表示血流的彩色信號(hào)進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換處理，將這兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)系的信號(hào)。

作為優(yōu)選，還包括

顯示模塊，將掃描轉(zhuǎn)換處理模塊輸出的表示組織和血流的信號(hào)重疊在一幀圖像中顯示。

作為優(yōu)選，還包括平滑處理模塊1，對(duì)自相關(guān)處理模塊1輸出的平均速度(vel)和能量(pwr)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理，以去除其中的噪聲；

平滑處理模塊2，對(duì)自相關(guān)處理模塊2輸出的平均速度(vel2)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理以去除噪聲。

作為優(yōu)選，所述壁濾波器1和壁濾波器2均為高通濾波器。

作為優(yōu)選，所述壁濾波器2的截止頻率大于壁濾波器1。

另一方面，提供一種多普勒超聲血流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，包括以下步驟，

s1，初步判定：

通過(guò)壁濾波器1衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

通過(guò)自相關(guān)處理模塊1在每一個(gè)超聲掃查的空間位置，使用壁濾波器1處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel)和能量(pwr)；

血流檢測(cè)模塊采用平滑處理后的平均速度(vel)、能量(pwr)和b模式圖像亮度(env)，來(lái)判定該位置是組織還是血流，其判斷邏輯如下

b模式圖像亮度(env)，大于界定值為組織，小于界定值為血流；

平均速度(vel)，小于界定值為組織，大于界定值為血流；

能量(pwr)，小于界定值為組織，大于界定值為血流；

在b模式亮度(env)、平均速度(vel)和能量(pwr)三個(gè)數(shù)值全部判定為組織或判定不一致時(shí)，將該位置的血流速度值(vel1)設(shè)為0，并輸出表示組織的黑白信號(hào)；

還包括

s2，速度變化率(velchg)的測(cè)定：

在血流檢測(cè)模塊采用平滑處理后的平均速度(vel)、能量(pwr)和b模式圖像亮度(env)均判定為血流時(shí)，進(jìn)行速度變化率(velchg)的測(cè)定；

通過(guò)截止頻率與壁濾波器1不同的壁濾波器2，衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

自相關(guān)處理模塊2采用壁濾波器2處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel2)；

速度變化率處理模塊采用平均速度(vel)和平均速度(vel2)，來(lái)測(cè)定不同截止頻率的壁濾波器1和壁濾波器2處理后的速度變化率(velchg)，其測(cè)定公式為

s3，最終判定：

血流檢測(cè)模塊采用速度變化率(velchg)最終判定是組織還是血流，并測(cè)定血流速度值(vel1)，其判斷邏輯如下，

速度變化率(velchg)，大于界定值為組織，小于界定值為血流；

判定為組織時(shí)，將該位置的血流速度值(vel1)設(shè)為0，并輸出表示組織的黑白信號(hào)；判定為血流時(shí)，將該位置的血流速度值(vel1)設(shè)為平滑處理后的平均速度(vel)，并輸出表示血流的彩色信號(hào)。

作為優(yōu)選，還包括以下步驟，

s4，血流信號(hào)掃描轉(zhuǎn)換處理：掃描轉(zhuǎn)換處理模塊對(duì)表示組織的黑白信號(hào)和表示血流的彩色信號(hào)進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換處理，將這兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)系的信號(hào)。

作為優(yōu)選，還包括以下步驟，

s5，血流和組織信號(hào)的合成顯示：顯示模塊將掃描轉(zhuǎn)換處理模塊輸出的表示組織和血流的信號(hào)重疊在一幀圖像中顯示。

作為優(yōu)選，所述步驟s1中，通過(guò)平滑處理模塊1對(duì)平均速度(vel)和能量(pwr)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理，以去除其中的噪聲；

所述步驟s2中，通過(guò)平滑處理模塊2對(duì)平均速度(vel2)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理以去除其中的噪聲。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明在b模式圖像亮度(env)、平均速度(vel)和能量(pwr)三個(gè)數(shù)據(jù)均判定為血流的情況下，通過(guò)壁濾波器2、自相關(guān)處理模塊2、平滑處理模塊2和速度變化率處理模塊測(cè)定速度變化率(velchg)，血流檢測(cè)模塊通過(guò)速度變化率(velchg)最終確定是血流還是組織，可以明顯降低血流檢測(cè)的錯(cuò)誤率，又不會(huì)降低超聲設(shè)備的血流檢測(cè)靈敏度。

2、本發(fā)明的平滑處理模塊1對(duì)平均速度(vel)和能量(pwr)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理，以去除其中的噪聲，平滑處理模塊2對(duì)平均速度(vel2)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理以去除噪聲，可進(jìn)一步優(yōu)化檢測(cè)數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有多普勒超聲血流檢測(cè)方法流程圖；

圖2為設(shè)置了濾波器1后的超聲功率譜圖；

圖3為多普勒超聲血流檢測(cè)系統(tǒng)的原理框圖；

圖4為設(shè)置了濾波器2后的超聲功率譜圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

實(shí)施例1

參考圖3，本實(shí)施例提供一種多普勒超聲血流檢測(cè)系統(tǒng)，包括

壁濾波器1，用于衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

自相關(guān)處理模塊1，在每一個(gè)超聲掃查的空間位置，使用壁濾波器1處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel)和能量(pwr)；

還包括

壁濾波器2，其截止頻率與壁濾波器1不同，用于衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

自相關(guān)處理模塊2，使用壁濾波器2處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel2)；

速度變化率處理模塊：采用平均速度(vel2)和平均速度(vel)，來(lái)測(cè)定不同截止頻率的壁濾波器1和壁濾波器2處理后的速度變化率(velchg)；

血流檢測(cè)模塊，采用平滑處理后的平均速度(vel)和能量(pwr)，以及b模式圖像亮度(env)和速度變化率(velchg)，來(lái)判定該位置是組織還是血流并測(cè)定血流速度值(vel1)，并輸出表示組織的黑白信號(hào)和表示血流的彩色信號(hào)。

還包括

掃描轉(zhuǎn)換處理模塊，對(duì)表示組織的黑白信號(hào)和表示血流的彩色信號(hào)進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換處理，將這兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)系的信號(hào)。

還包括

顯示模塊，將掃描轉(zhuǎn)換處理模塊輸出的表示組織和血流的信號(hào)重疊在一幀圖像中顯示。

還包括平滑處理模塊1，對(duì)自相關(guān)處理模塊1輸出的平均速度(vel)和能量(pwr)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理，以去除其中的噪聲；

平滑處理模塊2，對(duì)自相關(guān)處理模塊2輸出的平均速度(vel2)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理以去除噪聲。

所述壁濾波器1和壁濾波器2均為高通濾波器。

所述壁濾波器2的截止頻率大于壁濾波器1。

實(shí)施例2

參考圖3，本實(shí)施例提供一種多普勒超聲血流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，包括以下步驟，

s1，初步判定：

通過(guò)壁濾波器1衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

通過(guò)自相關(guān)處理模塊1在每一個(gè)超聲掃查的空間位置，使用壁濾波器1處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel)和能量(pwr)；

血流檢測(cè)模塊采用平滑處理后的平均速度(vel)、能量(pwr)和b模式圖像亮度(env)，來(lái)判定該位置是組織還是血流，其判斷邏輯如下

b模式圖像亮度(env)，大于界定值為組織，小于界定值為血流；

平均速度(vel)，小于界定值為組織，大于界定值為血流；

能量(pwr)，小于界定值為組織，大于界定值為血流；

在b模式亮度(env)、平均速度(vel)和能量(pwr)三個(gè)數(shù)值全部判定為組織時(shí)或判定不一致，將該位置的血流速度值(vel1)設(shè)為0，并輸出表示組織的黑白信號(hào)；

還包括

s2，速度變化率(velchg)的測(cè)定：

在血流檢測(cè)模塊采用平滑處理后的平均速度(vel)、能量(pwr)和b模式圖像亮度(env)均判定為血流時(shí)，進(jìn)行速度變化率(velchg)的測(cè)定；

通過(guò)截止頻率與壁濾波器1不同的壁濾波器2，衰減正交解調(diào)后的超聲血流數(shù)據(jù)(iq_data)中低速運(yùn)動(dòng)的組織信號(hào)的能量；

自相關(guān)處理模塊2采用壁濾波器2處理后的數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)定平均速度(vel2)；

速度變化率處理模塊采用平均速度(vel)和平均速度(vel2)，來(lái)測(cè)定不同截止頻率的壁濾波器1和壁濾波器2處理后的速度變化率(velchg)，其測(cè)定公式為

s3，最終判定：

血流檢測(cè)模塊采用速度變化率(velchg)最終判定是組織還是血流，并測(cè)定血流速度值(vel1)，其判斷邏輯如下，

速度變化率(velchg)，大于界定值為組織，小于界定值為血流；

判定為組織時(shí)，將該位置的血流速度值(vel1)設(shè)為0，并輸出表示組織的黑白信號(hào)；判定為血流時(shí)，將該位置的血流速度值(vel1)設(shè)為平滑處理后的平均速度(vel)，并輸出表示血流的彩色信號(hào)。

還包括以下步驟，

s4，血流信號(hào)掃描轉(zhuǎn)換處理：掃描轉(zhuǎn)換處理模塊對(duì)表示組織的黑白信號(hào)和表示血流的彩色信號(hào)進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換處理，將這兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)系的信號(hào)。

還包括以下步驟，

s5，血流和組織信號(hào)的合成顯示：顯示模塊將掃描轉(zhuǎn)換處理模塊輸出的表示組織和血流的信號(hào)重疊在一幀圖像中顯示。

所述步驟s1中，通過(guò)平滑處理模塊1對(duì)平均速度(vel)和能量(pwr)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理，以去除其中的噪聲；

所述步驟s2中，通過(guò)平滑處理模塊2對(duì)平均速度(vel2)進(jìn)行空間和時(shí)間上的平滑處理以去除其中的噪聲。

對(duì)實(shí)施例1和2的說(shuō)明：

如圖4所示，假如有與圖2相同功率譜的兩組超聲多普勒數(shù)據(jù)，通過(guò)歸一化截止頻率為0.4的壁濾波器2。那么左側(cè)信號(hào)的平均速度為0.5；而右側(cè)因?yàn)闉V波完了后都是噪聲，所以能量會(huì)比較低，但平均速度(vel)較高為0.65。如果使用常規(guī)的血流檢測(cè)模塊對(duì)這種這兩種情況進(jìn)行判定，左側(cè)如果能量(pwr)的界定值設(shè)置合理，是會(huì)正確判決為血流的，而右側(cè)因?yàn)槟芰亢艿停砸材苷_判斷為組織。但是如果只是單純?cè)O(shè)置高截止頻率的壁濾波器2，會(huì)將大部分的血流能量衰減掉(如圖4左側(cè)所示)，這會(huì)導(dǎo)致超聲設(shè)備的血流靈敏度明顯減低。

波線與橫軸的閉合區(qū)的面積表示能量。

對(duì)于左側(cè)的信號(hào)，不同截止頻率的壁濾波器2濾波后的速度變化率(velchg)為：

(0.5-0.4)/0.4＝25％

對(duì)于右側(cè)信號(hào)，不同截止頻率的壁濾波器2濾波后的速度變化率(velchg)為：

(0.65-0.3)/0.3＝116.7％

很明顯，右側(cè)的信號(hào)的速度變化率(velchg)遠(yuǎn)大于左側(cè)信號(hào)。在具體實(shí)施中，為速度變化率(velchg)這個(gè)參數(shù)設(shè)置一個(gè)界定值，比如50％。對(duì)于使用常規(guī)的血流檢測(cè)方法檢測(cè)為血流的信號(hào)，計(jì)算其速度變化率(velchg)，可然后同50％這個(gè)界定值比較，如果大于閾值，則判決為組織，如果小于閾值，則仍判決為血流。

因此，該系統(tǒng)采用了速度變化率(velchg)這個(gè)新參數(shù)，既可以增加檢測(cè)的正確率，又不會(huì)降低超聲設(shè)備的血流檢測(cè)靈敏度。

上述實(shí)施方式用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。