生成多普勒频谱图的方法和设备技术

本发明专利技术提供一种生成多普勒频谱图的方法和设备。该方法包括：针对用于生成多普勒频谱图的频谱信号中的至少一部分，获取其中的背景噪声信号；根据所述背景噪声信号的强度确定增益；以及基于所确定的增益生成多普勒频谱图。上述生成多普勒频谱图的方法和设备可以自动生成显示效果更理想的多普勒频谱图，而无需用户干预，大大降低用户工作强度，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种生成多普勒频谱图的方法和设备。
技术介绍
多普勒效应是指物体辐射的波的波长由于该物体和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高；在运动的波源后面时，会发生相反的现象，波长变得较长，频率变得较低。波源的运动速度越高，所产生的多普勒效应越显著。因此，根据波频率改变的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。多普勒超声血流分析是利用多普勒效应、通过非侵入性的检查评价不同生理学特征的一种方法。经颅多普勒超声分析仪是一种定制化的超声设备，专门用于经颅骨的超声检查。经颅多普勒超声分析仪使用体外超声探头中的晶片经颅骨的缝隙或“窗口”向脑血管发射超声波(简称发射波)，血流的存在将导致多普勒效应(多普勒频移)的产生，最后超声波被反射回到探头(简称回波)，经同一晶片接收，由分析仪进行数据处理得出相应的血流信息。由于采用深度选通(或距离选通)技术，可进行定点血流测定，因而具有很高的距离分辨力，也可对某点血流的性质做出准确的分析。具体地，如果某一检测深度不存在血液流动，那么不产生多普勒效应，与发射波相比，回波的中心频率不会发生改变；而如果某一检测深度存在血液流动，则会产生多普勒效应，与发射波相比，回波的中心频率会发生偏移。如果使用滤波器把中心频率滤掉，只保留多普勒频偏成分，则对于不存在血液流动的深度，频谱信号中将只剩下背景噪声信号(无用信号)，而对于存在血液流动的深度，频谱信号中将包括多普勒信号(有效信号)和背景噪声信号。其中的背景噪声信号是由于经颅多普勒超声分析仪本身的物理限制所产生的。为了突显多普勒信号，获得显示效果更好的多普勒频谱图，现有的经颅多普勒设备需要用户在多普勒频谱图采集过程中手动调整参数。这要求用户进行额外操作，增加了用户具体工作量。此外，手动调整参数因为无法预期调整后的显示效果，往往要求用户具有一定的经验，以尽快将其调整合适。
技术实现思路
为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种生成多普勒频谱图的方法，包括：针对用于生成多普勒频谱图的频谱信号中的至少一部分，获取其中的背景噪声信号；根据所述背景噪声信号的强度确定增益；以及基于所确定的增益生成多普勒频谱图。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种生成多普勒频谱图的设备，包括背景噪声获取装置、增益确定装置和制图装置。背景噪声获取装置用于针对用于生成多普勒频谱图的频谱信号中的至少一部分，获取其中的背景噪声信号。增益确定装置用于根据所述背景噪声信号的强度确定增益。制图装置用于基于所确定的增益生成多普勒频谱图。上述生成多普勒频谱图的方法和设备可以自动获得显示效果更好的多普勒频谱图，无需用户干预，大大降低用户工作强度，提高了工作效率。在
技术实现思路
中引入了一系列简化的概念，这些概念将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。以下结合附图，详细说明本专利技术的优点和特征。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施方式及其描述，用来解释本专利技术的原理。在附图中，图1示出根据本专利技术一个实施例的经颅多普勒超声分析仪的示意性框图；图2示出根据本专利技术一个实施例的多普勒频谱图；图3示出了将图2所示的多普勒频谱图的增益降低后所获得的多普勒频谱图；图4示出根据本专利技术一个实施例的生成多普勒频谱图的方法的示意性流程图；图5示出根据本专利技术另一个实施例的生成多普勒频谱图的方法的示意性流程图；图6示出根据本专利技术再一个实施例的多普勒频谱图；图7示出根据本专利技术又一个实施例的生成多普勒频谱图的方法的示意性流程图；以及图8示出根据本专利技术一个实施例的生成多普勒频谱图的设备的示意性框图。具体实施方式在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本专利技术。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅涉及本专利技术的较佳实施例，本专利技术可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。图1示出了根据本专利技术一个实施例的经颅多普勒超声分析仪1000的示意性框图。如图1所示，该经颅多普勒超声分析仪可以包括主机1100和探头1200。主机1100可以包括发射装置1110、探头座1120和处理电路1130。探头1200可以是多个。发射装置1110用于提供发射信号。发射装置1110可以包括发射控制器1111和驱动电路1112。发射控制器1111可以提供特定频率的脉冲序列作为发射信号。驱动电路1112可以用于将该发射信号转换为高压信号，以驱动探头1200。发射控制器1111的每次发射信号相当于在时间轴上进行了一次采样。该发射信号可以表示为随时间变化的一维信号。探头1200可以经由探头座1120接收驱动电路1112所转换的高压信号，并将其进行电-声转换，以发射超声波。超声波发送到人体组织及骨骼中，一部分能量会返回到探头。探头1200还能够接收经被测者反射后的超声波，并进行声-电转换，把包含声速信息的回波转变为电信号，以生成接收信号。处理电路1130可以包括放大器1131、AD采样电路1132和信号处理模块1133。经探头1200声-电转换生成的接收信号通常较为微弱，因此可选地，处理电路1130可以包括放大器1131，以将微弱的电信号转化为较强的电信号。此外，探头1200产生的电信号为模拟信号，因此可选地，处理电路1130可以包括AD采样电路1132，其通过以采样频率Fs1对模拟信号进行采样，将其转变为数字信号。采样频率Fs1可以称为系统采样率。另外，处理电路1130中还可以包括信号处理模块1133，其用于对数字信号进行处理，以生成多普勒频谱图。多普勒信号本质上为非平稳信号，随时间变化其频率也会随之变化。因为频率与被测者血流速度存在一一映射关系，所以多普勒信号包括所检测的时间的信息和所检测的血流速度的信息。信号处理模块1133可以对该数字信号进行傅里叶变换，以对其进行频谱分析。短时傅里叶变换是一种常用的用于处理信号f(t)的信号处理方法。它的思想是选择一个时频局部化的分析窗函数g(t)，假定分析窗函数g(t)在一个短时间间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成多普勒频谱图的方法，包括：针对用于生成多普勒频谱图的频谱信号中的至少一部分，获取其中的背景噪声信号；根据所述背景噪声信号的强度确定增益；以及基于所确定的增益生成多普勒频谱图。

【技术特征摘要】
1.一种生成多普勒频谱图的方法，包括：
针对用于生成多普勒频谱图的频谱信号中的至少一部分，获取其中的
背景噪声信号；
根据所述背景噪声信号的强度确定增益；以及
基于所确定的增益生成多普勒频谱图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述背景噪声
信号的强度确定增益进一步包括：
计算所述背景噪声信号的强度的均值；
根据所述均值确定所述增益。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述背景噪声
信号的强度确定增益进一步包括：
计算所述背景噪声信号的强度的方差；
所述根据所述均值确定所述增益进一步包括：
根据所述均值和所述方差确定所述增益。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述均值和所
述方差确定所述增益进一步包括根据如下公式确定所述增益：
G＝μ+k*σ，
其中，G表示所述增益，μ表示所述均值，σ表示所述方差，k表示所
述方差的系数，k是大于或等于0的任意实数。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述针对用
于生成多普勒频谱图的频谱信号中的至少一部分，获取其中的背景噪声信
号进一步包括：
利用K均值聚类方法将所述背景噪声信号和相对应的多普勒信号分离
开。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述针对用于生成
多普勒频谱图的频谱信号中的至少一部分，获取其中的背景噪声信号进一
步包括：
针对用于生成所述多普勒频谱图中的多条谱线的频谱信号，获取其中
的背景噪声信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在针对用于生成所述多
普勒频谱图中的多条谱线的频谱信号，获取其中的背景噪声信号之前，所
述方法进一步包括：
对所述频谱信号进行心动周期分析，以根据心动周期将所述频谱

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亮禹，马忠伟，冯磊，胡鹏，
申请(专利权)人：北京悦琦创通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11