[发明专利]一种脉冲波多普勒成像方法及装置

说明书

技术领域

本发明提出一种脉冲波(PW)多普勒成像技术，尤其是一种一方面可以提高检测灵敏度，另外一方面可以减少脉冲波多普勒技术中发生的频谱混叠现象的脉冲波多普勒成像方法及装置。

背景技术

脉冲波多普勒技术作为超声诊断系统中重要的一项技术，常用于人体内血流或者运动组织的无损检测。图1为典型的彩色多普勒超声诊断系统。超声波经过发射接收开关后由超声探头发射到人体内，人体内组织和血流的回波信号被探头接收到，然后经过发射接收开关、低噪声放大(LNA)、可变增益放大(VCA)、模数转换(ADC)转变成数字信号，多个通道的数字信号经过数字波束合成(BF)后获得当前扫描线上的射频(RF)回波，回波根据成像类型分别进行黑白、彩色、多普勒信号处理，处理后的结果送到显示模块显示。当系统进行脉冲波多普勒成像时，系统以设定的脉冲重复频率(PRF)进行成像，成像的PRF根据多普勒频移公式：

PRF＝2f₀V_scale/C

与声谱图对应的血流/组织运动速度范围V_scale一一对应，其中f₀为超声发射频率，C为声波在组织中传播速度。当血流速度较大时候需要增大成像所用的PRF，避免引起频谱混叠；当血流速度较小时候需要降低成像所用的PRF，以更准确地测量速度。

在现有系统中，当PRF发生变化时，为了获得最佳的成像效果，系统会自动调节发射电压值和接收增益，以取得较好的检测灵敏度：PRF下降时，发射电压升高，同时接收增益可能降低；PRF上升时，发射电压降低，同时接收增益可能升高。

在现有技术中，当流速较低时，PRF下降、发射电压升高，但发射电压由于受系统电源支持最大值以及超声功率指标(机械指数，MI)等的约束，无法无限制升高。另外，发射电压升高，引起回波幅度增大，为了避免引起饱和，需要降低接收增益，现有的可变增益放大器受技术限制，增益降低到一定值后，放大器噪声输出不会继续降低，因此实际系统的检测灵敏度是下降了。因此实际系统在设定较高PRF的时候，由于可以用较高的增益，从而获得更好的检测灵敏度。

发明内容

本发明提供一种脉冲波多普勒成像方法及装置，可以保持高PRF下的高检测灵敏度的同时，较低PRF成像的时候依然能够保持相同的检测灵敏度。其固定采用一个PRF_max对PRF＜PRF_max的情况进行扫描成像，而不是用速度档位V_scale对应的PRF进行扫描成像；然后通过对以PRF_max扫描所获得的正交多普勒信号进行数字降采样处理(包括低通滤波和抽取处理)，实现低速度档位的多普勒信号的检测。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种脉冲波多普勒成像方法，其包括以下步骤：

A1、对同一扫描深度固定采用预先的设定脉冲重复频率PRF_max进行扫描。

A2、对于用户选定的速度档位V_scale，当V_scale＞PRF_max*C/(2f₀)时，调节PRF，然后执行A6步骤，

当V_scale不大于PRF_max*C/(2f₀)时，执行A3及以下步骤，

其中：V_scale为血流/组织运动速度，f₀为超声发射频率，PRF为脉冲重复频率，C为声波在组织中的传播速度；

A3、根据速度档位V_scale，对按照PRF_max扫描获得的正交多普勒信号调节数字降采样倍数；

A4、对按照PRF_max扫描获得的正交多普勒信号调节数字降采样滤波器系数；

A5、对按照PRF_max扫描获得的正交多普勒信号进行数字降采样滤波和抽取处理；

A6、进行传统多普勒信号处理。

步骤A1中所述的其中：d为声波的扫描深度，t_b为系统扫描在发射前的参数准备时间，t_a为系统扫描在接收后的等待时间，C为声波在组织中传播速度。

预先计算好不同深度d所支持的最大PRF_max，