[发明专利]一种经颅超声估计血管血流速度场的装置及方法

权利要求书

1.一种经颅超声估计血管血流速度场的方法，其特征在于：该估计血管血流速度场的方法包括以下步骤：

1)利用超声扫描颅脑内部区域，并采集超声回波信号；

2)通过对超声回波信号进行时空滤波、成像及图像定位和追踪，得到超声成像区域的血管结构图；

所述步骤2)具体包括以下步骤：对采集的超声回波信号通过波束合成及奇异值分解进行时空滤波，时空滤波后只保留血流回波信号，然后生成时空滤波后的超声序列图像，对该超声序列图像采用高斯峰值拟合定位得到对应图像中造影微泡的位置，并对造影微泡的流动进行追踪；

3)选取血管结构图中的血管，并推断该血管的位置坐标信息；

所述步骤3)具体包括以下步骤：采用测量血管结构图曲线半高宽的方法确定血管直径及位置坐标；

4)根据血管的直径及位置坐标从时空滤波后通过成像形成的超声序列图像中提取血管内血流的图像，并对提取的相邻帧血管内血流的图像采用划分多级判读窗口进行迭代的快速傅里叶变换相关算法进行分析，得到血管血流速度梯度分布；

所述估计血管血流速度场的方法还包括以下步骤：采用互相关算法对步骤2)中利用时空滤波保留的血流回波信号生成的超声序列图像进行速度分布分析，得到有效峰值速度，将有效峰值速度与步骤4)得到的血流速度梯度分布复合。

2.根据权利要求1所述一种经颅超声估计血管血流速度场的方法，其特征在于：所述步骤1)具体包括以下步骤：采用可编程超声平台控制超声换能器向颅内发射低频线性调频平面波，并由可编程超声平台采集所述超声换能器接收到的回波信号。

3.根据权利要求1所述一种经颅超声估计血管血流速度场的方法，其特征在于：所述血管选自直径≤1mm的脑小血管。

4.根据权利要求1所述一种经颅超声估计血管血流速度场的方法，其特征在于：所述步骤4)中，对步骤2)中利用时空滤波保留的血流回波信号生成的超声序列图像进行血管内超声粒子图像信息的截取、扩大及插值，得到血管内血流的图像信息。

5.一种经颅超声估计血管血流速度场的装置，其特征在于：该估计血管血流速度场的装置包括超声换能器(3)、可编程超声平台(1)和计算机；

所述超声换能器(3)用于在可编程超声平台(1)控制下通过发射超声波扫描颅脑内部区域并接收超声回波信号；

所述计算机包括经颅超声估计血管血流速度场的软件系统，该软件系统包括血管标定模块及血流速度梯度分布计算模块；

所述血管标定模块用于对超声回波信号进行时空滤波、成像、图像定位和追踪后采用测量血管结构图曲线半高宽的方法确定血管直径及位置坐标；其中，对采集的超声回波信号通过波束合成及奇异值分解进行时空滤波，时空滤波后只保留血流回波信号，然后生成时空滤波后的超声序列图像，对该超声序列图像采用高斯峰值拟合定位得到对应图像中造影微泡的位置，并对造影微泡的流动进行追踪；

所述血流速度梯度分布计算模块用于根据血管的直径及位置坐标从时空滤波后通过成像形成的超声序列图像中提取血管内血流的图像，并对提取的相邻帧血管内血流的图像采用划分多级判读窗口进行迭代的快速傅里叶变换相关算法进行血流速度梯度分布分析；

所述软件系统还包括血流速度梯度分布优化模块，该模块用于采用互相关算法对时空滤波后通过成像形成的超声序列图像进行速度分布分析，以及用于将采用互相关算法分析得到的有效峰值速度与采用划分多级判读窗口进行迭代的快速傅里叶变换相关算法计算得到的血流速度梯度分布复合。

6.根据权利要求5所述一种经颅超声估计血管血流速度场的装置，其特征在于：所述估计血管血流速度场的装置还包括颅脑小血管仿血液流动系统，用于模拟脑小血管内血液的流动。