[发明专利]一种利用超声多普勒检测血栓的方法

权利要求书

1.一种利用超声多普勒检测血栓的系统，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将超声换能器与超声脉冲发射/接收器相连接，所述超声脉冲发射/接收器与数字转换器和上位机相连接，所述数字转换器与上位机相连接；

步骤二：在脑部动脉或颈部动脉待检测区域涂抹耦合剂，并将超声换能器与待检测区域紧密贴合，所述上位机控制超声脉冲发射/接收器产生脉冲信号，所述脉冲信号经超声换能器转换为超声波向待检测区域发射，所述超声波进入血管后，遇到移动的血红细胞或脱落的血栓将发生反射并产生回波信号，所述回波信号被超声换能器接收，然后经超声脉冲发射/接收器和数字转换器放大后储存于上位机；

步骤三：所述上位机根据血流中各粒子多普勒信号的包络值对血红细胞及血栓进行分类，并统计血栓的数量；

步骤四：根据检测血栓的包络面积判断血栓的体积大小；

步骤五：根据检测到血栓采样容积的时间和多普勒频移判断血栓的形态；

所述步骤二中回波信号表示为：

公式（1）中，A_n为第n个脉冲处的振幅，f₀为超声波入射频率，t为粒子出现的时间，t_n为回波信号在第n个脉冲处的延迟时间，f_PRF为脉冲重复频率，f_Di是测量轴线上某位置处的多普勒频移（以下会令i=a,b,c,……,m来表示不同位置处的粒子）；

所述步骤三中粒子多普勒信号包络值的计算方式为：

将接收到的回波信号分为I，Q两路信号，分别乘以余弦分量和正弦分量，然后将有限脉冲响应滤波器用作低通滤波器，以消除载波分量或基本频率，根据公式（2）-（4）可以从回波信号中提取复数离散形式的多普勒信号：

连续信号

离散信号：

其中φ是同相信号X_I和正交信号X_Q的初始相位；

通过短时傅里叶变换将复数离散形式的多普勒信号转换为时频谱图，提取峰值并分析后得到频谱图峰值出现的时间位置(t_i)及多普勒频移(f_Di)，将数据以数组的形式排列为：

提取时频谱图中的时间信息分析后得到血流中各粒子在采样容积出现的时间位置(t_i0)和离开采样容积的时间位置(t_i1)以阵列形式(t´_i)排列为：

通过希尔伯特变换求出多普勒信号的包络函数B(n)，并将提取时间位置（t_i）代入公式(7)求得血液中各粒子的包络值a_i，将数据以阵列形式a排列：

基于对血栓包络值和血红细胞包络值的统计数据，设定阈值a_s，该值被定义为大于血红细胞的最大包络值，且小于血栓的最小包络值；

将公式（8）的数据与阈值a_s进行对比，当a_i大于阈值a_s时，判定该粒子为血栓，当a_i小于阈值a_s时，判定该粒子为血红细胞，检测结束后统计血栓的数量；

所述步骤四中血栓面积大小的计算方式为：

提取血栓在采样容积出现的时间位置T_i0和离开采样容积的时间位置信息T_i1以阵列形式(T´_i)排列为：

提取血栓的多普勒频率F_Di，以阵列形式排列为：

提取血栓的时间位置信息代入公式（11）求积分，计算血栓的包络面积，判断血栓的大小：

；

所述步骤五中血栓形态的计算方式为：

求出血栓在采样容积中的移动速率V(i)，计算血栓的长度L_i，基于对血栓长度的统计数据设定阈值L_s，判断血栓的形态：

其中c是声波在血液中的传播速度，θ是超声波入射角度，V´_i是无量纲参数，其大小为V(i)对应的值。