專利名稱：一種用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏超聲診斷儀及多普勒頻譜優(yōu)化方法，尤其是是一種用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法及其裝置，具體地說(shuō)是一種多普勒頻譜自動(dòng)優(yōu)化的觸摸屏超聲診斷儀，屬于觸摸屏超聲診斷儀的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
多普勒血流顯示是在二維超聲即聲像圖基礎(chǔ)上增加了豐富的、有用的血流信息，現(xiàn)在超聲界已經(jīng)成為一種不可缺少的技術(shù)。如何獲得有效的、優(yōu)質(zhì)的頻譜圖像對(duì)正確地評(píng)價(jià)多普勒超聲所見(jiàn)從而避免誤診顯得尤其重要。在多普勒成像中，頻譜的縱軸坐標(biāo)為血流的正負(fù)血流速度,其橫軸坐標(biāo)為時(shí)間。血流速度的大小受到PRF (脈沖重復(fù)頻率)的限制。為了準(zhǔn)確地顯示血流速度的大小以及方向，PRF必須滿足fPKF彡2 fd，其中fPKF為脈沖重復(fù)頻率，fd為頻移，否則，就會(huì)發(fā)生血流極 性錯(cuò)誤的表達(dá)，即混疊現(xiàn)象，一旦發(fā)生混疊現(xiàn)象，對(duì)醫(yī)生正確的診斷帶來(lái)極大的影響。針對(duì)上述問(wèn)題，在發(fā)明專利“觸摸屏超聲診斷儀及其脈沖多普勒模式調(diào)節(jié)方法”(中國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?201110196110. 6，中國(guó)公開號(hào)為:CN102319087A，中國(guó)
公開日期為2012年I月18號(hào))中提供了一種在脈沖多普勒模式下通過(guò)直接向觸摸屏上基線所在位置發(fā)送指令調(diào)整基線位置以克服頻譜混疊現(xiàn)象使頻譜顯示最佳的方法，這種方法雖然克服了傳統(tǒng)超聲診斷儀通過(guò)按鍵操作的繁瑣性，使醫(yī)生在操作時(shí)更加簡(jiǎn)單方便，但還存在問(wèn)題，就是依然無(wú)法完全擺脫人工操作，不能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)入多普勒模式后根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)情況自動(dòng)調(diào)整基線位置以使頻譜圖像顯示最佳。從上述可以看出，多普勒頻譜是否能夠顯示最佳與基線在整個(gè)頻譜圖像中的位置有著密切的關(guān)系，而調(diào)整基線在整個(gè)頻譜圖像中的位置除了上述手動(dòng)調(diào)節(jié)外，若想在觸摸屏超聲診斷儀上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整基線位置以使多普勒頻譜顯示最佳，則涉及到如何自動(dòng)地設(shè)置PRF，通過(guò)PRF的改變使得基線在整個(gè)頻譜圖像中的位置在最合適的位置。在不同的應(yīng)用下需要選擇適當(dāng)?shù)腜RF，比如，若用于測(cè)量乳腺等小器官病變的低速血流時(shí)，若采用較大的PRF會(huì)增加混疊的可能性。又如，在檢測(cè)心臟或者周身各個(gè)部位的動(dòng)靜脈血流時(shí)，血流速度可能大于PRF，這時(shí)若過(guò)分降低PRF不但會(huì)引起混疊現(xiàn)象，還有可能會(huì)由于PRF設(shè)置過(guò)低而引起彩色血流信號(hào)從血管腔內(nèi)“外溢”的偽像?，F(xiàn)在大多數(shù)儀器上的“彩色鍵”具有彩色優(yōu)先(color priority)以提高彩色血流信號(hào)的敏感性,但由于其空間分辨率較差，使任何細(xì)小的動(dòng)靜脈血管在顯示時(shí)都失真地變?yōu)榇执蟮牟噬?，即彩色外溢的偽像，這使得依照彩色多普勒成像顯示出的血管對(duì)于血管徑線的測(cè)量是不可靠的。為了減少彩色“外溢”偽像以及混疊現(xiàn)象的發(fā)生，需要合理調(diào)整PRF。在大多數(shù)的超聲波應(yīng)用中需要醫(yī)生手動(dòng)調(diào)節(jié)相應(yīng)于血流速度的PRF，這必然耗費(fèi)醫(yī)生大量的時(shí)間。合理調(diào)整PRF涉及到如何快速準(zhǔn)確地檢測(cè)頻譜包絡(luò)，即頻譜最大頻率以及頻譜最小頻率的問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于頻譜包絡(luò)的自動(dòng)提取技術(shù)包括基于數(shù)字圖像處理技術(shù)，利用圖像邊緣檢測(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)包絡(luò)提取，比如二值化法、邊緣點(diǎn)跟蹤法等，還包括利用多普勒信號(hào)在頻域的限帶特性，采用數(shù)字估計(jì)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)包絡(luò)提取，比如百分比法、三直線擬
口寸 O百分比法只有在信噪比很高的情況下才可以獲得較好的估計(jì)效果。由于在整個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)信號(hào)帶寬的變化，很難找到一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間最佳的百分比系數(shù)。三直線擬合方法在心臟的舒張末期信號(hào)帶寬較窄時(shí)，頻譜包絡(luò)的提取效果較好，而在收縮期則明顯較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是目前超聲診斷儀通過(guò)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)脈沖重復(fù)頻率以及相應(yīng)的頻譜標(biāo)度中的基線位置使得醫(yī)生在此方面花費(fèi)大量時(shí)間，針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法及其裝置，使系統(tǒng)自動(dòng)獲取當(dāng)前多普勒頻譜包絡(luò)并根據(jù)此自動(dòng)調(diào)節(jié)基線至整幅頻譜圖像的最佳位置。 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法，所述多普勒頻譜優(yōu)化方法包括以下步驟a、進(jìn)入多普勒模式，獲取多普勒數(shù)據(jù)，通過(guò)PRF設(shè)定模塊計(jì)算多普勒頻譜的最大頻率曲線f_以及最小頻率曲線fmin，并將其傳輸給控制器判斷多普勒頻譜是否發(fā)生混疊現(xiàn)象；b、若多普勒頻譜發(fā)生混疊，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊增大PRF或者通過(guò)基線設(shè)定模塊調(diào)整基線位置以克服混疊現(xiàn)象的發(fā)生；C、通過(guò)PRF設(shè)定模塊判斷多普勒頻譜的頻譜寬度是否滿足預(yù)先設(shè)定的閾值，若不滿足時(shí)，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊在滿足不產(chǎn)生混疊的前提下減小PRF ；d、通過(guò)基線設(shè)定模塊判斷當(dāng)前多普勒頻譜是否需要翻轉(zhuǎn)，若需要，則通過(guò)基線設(shè)定模塊改變坐標(biāo)軸極性和調(diào)整基線的位置；e、多普勒優(yōu)化模塊通過(guò)控制器將上述頻譜優(yōu)化結(jié)果傳輸給顯示器對(duì)應(yīng)顯示輸出。本發(fā)明的一種進(jìn)一步實(shí)施方案中,所述步驟b包括記最大頻率曲線fmax的最大頻率所在邊界為Edge1，最小頻率曲線fmin的最小頻率fminL所在邊界為Edge2,當(dāng)正極性頻譜占優(yōu)勢(shì)且fmaxH大于當(dāng)前正頻率界限+niifpm時(shí)，其中，(Km1U，fPEF為脈沖重復(fù)頻率；bl、若有=Edge1CEdge2 ；則基線位置設(shè)定模塊將基線下移A fPEF個(gè)單位，A fPEF滿足以下條件I - (I-In1) fPEF I -Dv2> A fPEF 彡 Dvl+fsl其中，Dvl表示正極性頻譜轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極性頻率區(qū)域的頻譜寬度，Dv2表示最大負(fù)極性的頻譜寬度，fsl是最大頻率fmaxH與正頻率界限+mifi之間的預(yù)留余量值；b2、若有=Edge1 ^ Edge2 ；則PRF設(shè)定模塊增大PRF，將正頻率界限+mif' PEF設(shè)定為m.f PEF=fsl+Dvl+m1fPEF將負(fù)頻率界限-(I-IH1) f' PRF設(shè)定為— (I — W1 )fPRF = —(I — W1) fPRF--L (Al + Li)
OT1b3、最后，通過(guò)控制器將上述處理結(jié)果傳輸給顯示器對(duì)應(yīng)顯示輸出。
本發(fā)明的一種進(jìn)一步實(shí)施方案中，步驟b包括當(dāng)負(fù)極性頻譜占優(yōu)勢(shì)且最小頻率曲線fmin的最小頻率f—小于當(dāng)前負(fù)頻率界限-(I-Hi1) fPEF時(shí)，其中，(Km^l，fPKF為脈沖重復(fù)頻率；bsl、若有=Edge1CEdge2 ；則基線位置設(shè)定模塊將基線上移AfPKF個(gè)單位，其中，AfPKF滿足以下條件In1 f prf_Dv4〉A(chǔ) fPEF ^ Dv3+fs2其中，Dv3是負(fù)頻率轉(zhuǎn)變?yōu)檎l率區(qū)域的頻譜 寬度，Dv4是最大頻率曲線的最大頻率對(duì)應(yīng)的正頻譜寬度，fs2是負(fù)向最小頻率與負(fù)頻率界限之間的預(yù)留余量值；bs2、若有=Edge1 ^ Edge2 ；則PRF設(shè)定模塊增大PRF，將負(fù)頻率界限-(I-Hi1) f' PEF設(shè)定為-(I-In1) f' Prf=-(I-IH1) fPEF —Dv3-fs2通過(guò)PRF設(shè)定模塊將正頻率界限+mf PKF設(shè)定為mJpRF = mi Iprf +(A.3 + fsl )
I - M1bs3、最后，通過(guò)控制器將處理結(jié)果傳輸給顯示器對(duì)應(yīng)顯示輸出。本發(fā)明的一種進(jìn)一步實(shí)施方案中，步驟c包括記最大頻率曲線f_的最大頻率為 ，最小頻率曲線的最小值為fminL ；Cl、若為雙極性頻譜，當(dāng)fmaxH彡I fminL I成立時(shí)，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊將正頻率界限+IHjf' PKF 設(shè)定為PEF=fmaxH+fs其中，fs可以是閾值Tfl與f_H之間的預(yù)留余量值，也可以是Tf2與fminL之間的預(yù)留余量值；通過(guò)PRF設(shè)定模塊將負(fù)頻率界限-(1-nOf' PKF設(shè)定為
,I— (I — W1 )fPRF = (--1) ■ (.Zmaxff +/4)
M1當(dāng)fmaxH>|fminL|不成立時(shí)，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)將正頻率界限+mif' PKF設(shè)定為PRF= I fminL I +fs通過(guò)PRF設(shè)定模塊將負(fù)頻率界限-(1-nOf' PKF設(shè)定為— (I — )fmF = (--1)-(| Zmini 丨 +人)c2、若為正極性頻譜，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊將正頻率界限+mf PKF設(shè)定為
mI f PRF_fmaxH+fs’其中，fs，是閾值Tfl與fmaxH之間的預(yù)留余量值；通過(guò)PRF設(shè)定模塊將負(fù)頻率界限-(1-nOf' PKF設(shè)定為— (I — )fPRF = (--I) (fmnxH + f )
Jnlc3、若為負(fù)極性頻譜，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊將負(fù)頻率界限-(I-Hi1) f' PEF設(shè)定為(I-Hi1) f' PEF=|fminL|+fs-其中，fs，，是Tf2與f—之間的預(yù)留余量值；
進(jìn)一步地，通過(guò)PRF設(shè)定模塊將正頻率界限+Hi1P PEF設(shè)定為
權(quán)利要求
1.一種用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法，其特征在于，所述多普勒頻譜優(yōu)化方法包括以下步驟 (a)、進(jìn)入多普勒模式，獲取多普勒數(shù)據(jù)，通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)計(jì)算多普勒頻譜的最大頻率曲線f_以及最小頻率曲線fmin，并將其傳輸給控制器(101)判斷多普勒頻譜是否發(fā)生混疊現(xiàn)象； (b)、若多普勒頻譜發(fā)生混疊，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)增大PRF或者通過(guò)基線設(shè)定模塊(113)調(diào)整基線位置以克服混疊現(xiàn)象的發(fā)生； (C)、通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)判斷多普勒頻譜的頻譜寬度是否滿足預(yù)先設(shè)定的閾值，若不滿足時(shí)，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)在滿足不產(chǎn)生混疊的前提下減小PRF ； (d)、通過(guò)基線設(shè)定模塊(113)判斷當(dāng)前多普勒頻譜是否需要翻轉(zhuǎn)，若需要，則通過(guò)基線設(shè)定模塊(I 13)改變坐標(biāo)軸極性和調(diào)整基線的位置； (e)、多普勒優(yōu)化模塊(111)通過(guò)控制器(101)將上述頻譜優(yōu)化結(jié)果傳輸給顯示器(109)對(duì)應(yīng)顯示輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法，其特征是，所述步驟(b)包括記最大頻率曲線fmax的最大頻率fmaxH所在邊界為Edge1，最小頻率曲線ffflin的最小頻率fminL所在邊界為Edge2,當(dāng)正極性頻譜占優(yōu)勢(shì)且f_H大于當(dāng)前正頻率界限+niifpEp時(shí)，其中，(Km1U，fPEF為脈沖重復(fù)頻率；(bl)、若有=Edge1CEdge2 ； 則基線位置設(shè)定模塊(113)將基線下移Afrap個(gè)單位，AfPKF滿足以下條件 -(I-IH1) fPEF I _Dv2> A fPEF ^ Dvl+fsl 其中，Dvl表示正極性頻譜轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極性頻率區(qū)域的頻譜寬度，Dv2表示最大負(fù)極性的頻譜寬度，fsl是最大頻率fmaxH與正頻率界限+niifi之間的預(yù)留余量值；(b2)、若有=Edge1 彡 Edge2 ； 則PRF設(shè)定模塊(112)增大PRF，將正頻率界限+mif' PEF設(shè)定為 mI f PEF_f Sl+Dyl+mI f PEF 將負(fù)頻率界限-(I-Hll)f' PKF設(shè)定為 I— IJJ- (I -叫)/剛=-(I -叫) fPRF--i- (Dvl + fsl) mx (b3)、最后，通過(guò)控制器(101)將上述處理結(jié)果傳輸給顯示器(109)對(duì)應(yīng)顯示輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法，其特征是，步驟(b)包括當(dāng)負(fù)極性頻譜占優(yōu)勢(shì)且最小頻率曲線fmin的最小頻率fmiIi小于當(dāng)前負(fù)頻率界限-(In1) f—時(shí)，其中，(Km1U，fPKF為脈沖重復(fù)頻率；(bsl)、若有=Edge1CEdge2 ； 則基線位置設(shè)定模塊(113)將基線上移AfPKF個(gè)單位，其中，AfPKF滿足以下條件 mi fprf_Dv4〉A(chǔ) fPEF ^ Dv3+fs2 其中，Dv3是負(fù)頻率轉(zhuǎn)變?yōu)檎l率區(qū)域的頻譜寬度，Dv4是最大頻率曲線的最大頻率對(duì)應(yīng)的正頻譜寬度，fs2是負(fù)向最小頻率與負(fù)頻率界限之間的預(yù)留余量值；(bs2)、若有=Edge1 ^ Edge2 ； 則PRF設(shè)定模塊(112)增大PRF，將負(fù)頻率界限-(1-iVf' PRF設(shè)定為-(I-In1) f' Pef=-(I-Ih1) fPEF-Dv3-fs2 通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)將正頻率界限+mif' PEF設(shè)定為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法，其特征是，步驟(c)包括記最大頻率曲線fmax的最大頻率為fmaxH，最小頻率曲線fmax的最小值為fmiIi ； (Cl)、若為雙極性頻譜，當(dāng)fmaxH彡fminL成立時(shí)，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)將正頻率界限+mf PKF設(shè)定為 mI f PEF_fmaxH+fs 其中，fs可以是閾值Tfl與fmaxH之間的預(yù)留余量值，也可以是Tf2與fminL之間的預(yù)留余量值； 通過(guò)PRF設(shè)定模塊(112)將負(fù)頻率界限-(1-nOf' PKF設(shè)定為
5.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求I所述方法的多普勒頻譜優(yōu)化裝置，包括控制器(101)，其特征在于，還包括與控制器(101)相連的多普勒參數(shù)優(yōu)化模塊(111 )，所述多普勒參數(shù)優(yōu)化模塊(111)包括PRF設(shè)定模塊(112 )和基線位置設(shè)定模塊(113 );所述多普勒參數(shù)優(yōu)化模塊(111)通過(guò)分析由B模式信號(hào)處理超聲成像模塊(107)和彩色多普勒超聲成像模塊(108)形成的多普勒頻譜來(lái)優(yōu)化頻譜圖像以使其再不發(fā)生混疊現(xiàn)象的前提下充分顯示，然后通過(guò)控制器(101)將優(yōu)化后的頻譜圖像傳輸給顯示器(109)對(duì)應(yīng)顯示輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多普勒頻譜優(yōu)化裝置，其特征在于，所述PRF設(shè)定模塊(112)在獲取多普勒數(shù)據(jù)后計(jì)算多普勒頻譜的最大頻率曲線f_以及最小頻率曲線fmin并根據(jù)此判斷多普勒頻譜是否發(fā)生混疊；若多普勒頻譜發(fā)生混疊現(xiàn)象時(shí)，則PRF設(shè)定模塊(112)通過(guò)減小PRF直至混疊現(xiàn)象消失為止；若多普勒頻譜未發(fā)生混疊現(xiàn)象且當(dāng)前頻譜圖像顯示不充分時(shí)，則PRF設(shè)定模塊(112)通過(guò)增大PRF直至當(dāng)前頻譜圖像在滿足預(yù)先設(shè)定的閾值的前提下顯示充分為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多普勒頻譜優(yōu)化裝置，其特征在于，所述基線位置設(shè)定模塊(113)完成基線位置的調(diào)整以克服多普勒頻譜的混疊現(xiàn)象以及完成頻譜翻轉(zhuǎn)的需要。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于觸摸屏超聲診斷儀的多普勒頻譜優(yōu)化方法及其裝置，其包括如下步驟a、獲取多普勒數(shù)據(jù)，通過(guò)PRF設(shè)定模塊計(jì)算多普勒頻譜的最大頻率曲線fmax以及最小頻率曲線fmin，并將其傳輸給控制器判斷多普勒頻譜是否發(fā)生混疊現(xiàn)象；b、若多普勒頻譜發(fā)生混疊，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊增大PRF或者通過(guò)基線設(shè)定模塊調(diào)整基線位置以克服混疊現(xiàn)象的發(fā)生；c、通過(guò)PRF設(shè)定模塊判斷多普勒頻譜的頻譜寬度是否滿足預(yù)先設(shè)定的閾值，若不滿足時(shí)，則通過(guò)PRF設(shè)定模塊在滿足不產(chǎn)生混疊的前提下減小PRF；d、通過(guò)基線設(shè)定模塊判斷當(dāng)前多普勒頻譜是否需要翻轉(zhuǎn)；e、多普勒優(yōu)化模塊通過(guò)控制器將上述頻譜優(yōu)化結(jié)果傳輸給顯示器對(duì)應(yīng)顯示輸出。本發(fā)明操作方便，提高顯示效果。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102764140SQ20121029234
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者莫若理, 趙明昌, 龔棟梁 申請(qǐng)人:無(wú)錫祥生醫(yī)學(xué)影像有限責(zé)任公司