[发明专利]基于超声频谱多普勒的血流动力学可视化方法与系统

权利要求书

1.一种基于超声频谱多普勒的血流动力学可视化方法，其特征在于，所述方法包括：

获取采样门数据，根据所选择的采样门深度进行超声波扫描；根据采样门的位置将回波信号进行波束形成得到射频RF信号；沿着扫描线方向，将采样门划分为多个子采样门；对射频信号进行处理，计算每一个子采样门中的频谱数据，并将频谱按照时间序列排列以获取三维频谱数据；逐个处理三维频谱数据组成的体数据场中的每个体元，获取每个体元的各个顶点值；根据体元的各个顶点值是否在设定的阈值或者阈值范围内，来构造该体元的等值面，并计算等值面的法向量；根据等值面的法向量，利用设定的光照模型计算光强；根据计算的光强进行三维表面绘制渲染，生成三维表面图像；

其中，所述构造该体元的等值面包括：从多个子采样门中获取的三维频谱数据中抽取出所有未跨越设定的阈值或阈值范围的顶点，将这些顶点连接成包括多个面片的曲面，以构造该体元内部的等值面；或者，根据设定的阈值或阈值范围，从多个子采样门中获取的三维频谱数据中抽取出所有具有相同阈值或阈值范围的体素的集合，通过插值将这些体素连接成多个三角面片，连接这些三角面片来形成包括多个三角面片的曲面，以构造该体元内部的等值面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在获取采样门数据时，显示参考多普勒频谱，并校正基线到一个频谱图像不发生正负频混叠的位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子采样门的数量小于采样门中采样点的总数量，且子采样门包含的采样点数量大于或者等于十。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：采用傅立叶变换、幅度相位估计APES或者Capon算法对射频信号进行处理来生成频谱，并将其按时间方向排列来获取三维频谱数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等值面的法向量包括等值面上各面片各顶点的法向量，并通过计算各面片各顶点在等值面的梯度矢量来获取。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：把等值面上的一个面片当作一个像素点来进行光强计算，利用等值面上各面片各顶点法向量的平均值作为主方向向量来计算光强。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：通过计算各个体素的各个角点在等值面的梯度矢量来获取等值面上各三角面片各顶点的法向量；分别利用三角面片各顶点的法向量来计算光强。

8.用于实施根据权利要求1至7中任一项所述方法的系统，其特征在于，所述系统包括依次与超声探头连接的波束合成模块、超声信号处理模块、三维成像模块以及显示终端；其中，所述超声信号处理模块包括回波信号解调单元、子采样门划分单元和子采样门处理单元；三维成像模块包括体数据处理单元、等值面构造单元、法向量计算单元和光强计算单元。