[发明专利]一种基于超声通道数据的多普勒血流速度成像方法和系统

权利要求书

1.一种基于超声通道数据的多普勒血流速度成像方法，其特征在于，所述方法包括：

发射超声波，从接收的回波信号采集与每个阵元对应的通道数据；对每一个通道数据，进行解调变换，获取复数信号；对获取复数信号进行滤波处理，以在时间方向上滤除组织多普勒速度成分；对滤除组织多普勒速度成分的复数信号进行滑动窗口快速傅里叶变换，以获取变换后的频域复数信号；

基于每一个阵元扫描线方向与血管的角度，通过变换后的频域复数信号获取与每个通道数据对应的血流速度，并基于血流速度生成目标区域的血流图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在进行解调变换之前，对每一个通道数据，滤除通道数据在通道数据的长度方向的直流分量，获取滤波后的通道数据；并对滤波后的通道数据进行数据插入，以保持插入数据后的通道数据的相位和信噪比不变。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

对于N个通道数据C中的第n个通道数据C_n，使用经典的巴特沃斯滤波器滤除直流分量，获取的滤波后的通道数据表示为：

其中，K为时延参量，a，b为参数相量；M是根据超声探测的深度，通过延时接收获得的通道数据的长度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

采用repmat函数将滤波后的通道数据矩阵复制K块作为插入数据后的通道数据C′_n的元素，并通过式获取插入数据后的通道数据C′_n。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

使用希尔伯特变换对插入数据后的通道数据C′_n进行解调变换：

其中，其中F_c是发射信号的中心频率，F_s是系统的采样率；将第n个通道数据解调得到复数信号I_n和Q_n表示为IQ_n信号，将第n个通道在t时刻获得的IQ_n表示为IQ_n，t，在连续时间段T，得到三维矩阵的复数信号IQ，其大小为M*N*T，M是t时刻第n个通道数据的长度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

使用无限脉冲响应IIR高通滤波器，在时间方向上滤除组织多普勒速度成分，获取滤除组织多普勒速度成分的复数信号且

其中，Z为时延参量，a，b为参数向量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

对滤除组织多普勒速度成分的复数信号在时间方向，进行滑动窗口快速傅里叶变换，获取变换后的频域复数信号

其中，U是滑动窗口快速傅里叶变换的数据长度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

对于第n个通道数据获得的频域复数信号阵元n扫描线方向与血管的夹角为θ_n，通过式

计算目标区域位于x，y处的血流速度V(x，y)；

其中，k是加权半径，ω是权重函数。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

沿着阵元的扫描线方向将血管平分为多个子采样门，分别对每个子采样门中的复数信号进行空间域融合以获取空间融合复数信号；分别对每个子采样门中的空间融合复数信号进行时间域融合以获取与每个子采样门对应的血流频谱数据；分别对每个子采样门中的血流频谱数据在频域进行融合，获取变换后的频域复数信号；基于每一个阵元扫描线方向与血管的角度，通过变换后的频域复数信号获取与每个子采样门对应的血流速度，并基于血流速度生成目标区域的血流图像。

10.一种基于超声通道数据的多普勒血流速度成像系统，其特征在于，所述系统包括：具有多个阵元的换能器，与换能器依次连接的回波信号处理器、通道数据处理器、复数信号处理器、血流速度处理器、图像编码处理器、存储器、以及显示器；

其中，换能器，用于发射超声波，并接收回波信号；

回波信号处理器，用于从接收的回波信号采集与每个阵元对应的通道数据；

通道数据处理器，用于对每一个通道数据，滤除通道数据在通道数据的长度方向的直流分量，获取滤波后的通道数据；并对滤波后的通道数据进行数据插入，以保持插入数据后的通道数据的相位和信噪比不变；

复数信号处理器，用于对插入数据后的通道数据进行解调变换，获取复数信号；对获取复数信号进行滤波处理，以在时间方向上滤除组织多普勒速度成分；并对复数信号进行滑动窗口快速傅里叶变换，以获取变换后的频域复数信号；

血流速度处理器，用于基于每一个阵元扫描线方向与血管的角度，通过变换后的频域复数信号获取与每个通道数据对应的血流速度；

图像编码处理器，用于基于血流速度生成目标区域的血流图像。