基于多普勒的流量測量制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一個新的方法來處理和顯示接收到的多普勒信號。這種方法開始于對應(yīng)于N個時間的每一個的一組N個能譜。這些能譜然后用于建立像素組，像素相對于X軸和Y軸顯示，使組中的每個像素的X坐標(biāo)對應(yīng)于時間，組中每個像素的Y坐標(biāo)對應(yīng)于量化的能級。組中的每個像素的屬性(例如顏色或強(qiáng)度)被設(shè)定來代表對應(yīng)組中每個像素的X，Y坐標(biāo)的時間-量化能級的組合的最高速度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】基于多普勒的流量測量相關(guān)申請的交叉引用此申請要求2009年5月1日提交的美國臨時申請61/174，753的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)介紹
測量和監(jiān)測血流速度通常使用超聲多普勒技術(shù)進(jìn)行。這樣的流量測量主要針對， 利用經(jīng)顱多普勒(TCD)測量的如頸動脈和股動脈以及顱內(nèi)動脈的外周動脈。市場上有些裝置原則上能夠測量冠狀動脈血流量。許多這樣的心臟裝置是基于超聲波心臟成像和多普勒流速測量能力，其可用于冠狀動脈流量測量。然而，這些裝置的使用是有限制的，部分由于現(xiàn)有技術(shù)和測量程序的復(fù)雜性和敏感性低。兩個傳統(tǒng)的模式很受歡迎。第一種模式是彩色多普勒成像，指向適當(dāng)?shù)臅r候，可以顯示一個非常低的分辨率的流向的圖像與低分辨率彩色標(biāo)尺上表示的速度。而這種模式的主要目的是監(jiān)測流動方向，而不是準(zhǔn)確的隨時間的流速監(jiān)測。在第二種模式下，心臟回波系統(tǒng)在成像模式下運作，手動搜索所需的冠狀動脈。為這個任務(wù)而受過高度訓(xùn)練的回聲操作者可以識別冠狀動脈，通常是橫截面，然后將選擇確定的區(qū)域的指針指向它，以便使用多普勒模式。在這種情況下，冠狀動脈的血在選定的點的流速實時顯示。在這些系統(tǒng)中，實時圖形顯示被生成，其中Y軸代表速度，X軸代表經(jīng)過時間。反射的超聲能量的功率的低分辨率顯示，使用灰階(不同的功率對應(yīng)不同光強(qiáng))或色標(biāo)(不同的功率對應(yīng)不同的顏色)來提供。相對于超聲束移動的所有元素的速度(例如， 紅細(xì)胞，在冠狀動脈的不同地點流速不同，心臟壁運動，心臟瓣膜運動，流出或進(jìn)入心室的血流量，等等)在給定的時間沿柱或線(與Y軸平行)繪制，這樣他們的位置代表各自的速度。從有類似的速度(多普勒頻移)的不同的移動對象來的超聲反射，在任何給定時間由同一個顯示點代表。圖1是這樣的多普勒流速顯示的例子，這是一個傳統(tǒng)的血流速度(Y軸)作為時間的函數(shù)(X軸)的顯示，由左前降冠狀云力脈(left anterior descending coronary artery) 的記錄而來。接收到的超聲波信號功率按照顯示屏右側(cè)描繪的顏色標(biāo)尺(單位dB)由點的顏色給出。請注意，因為這個申請?zhí)峤坏氖呛诎孜募伾畔⒈粡?fù)制為灰度。這種類型的顯示的一個缺點是，它通常不包含足夠的信息來區(qū)分有類似速度的不同來源的信號。因此，所需的具體目標(biāo)區(qū)域的流速模式可能無法被識別，并從其他信號分離。在顯示的解釋方面的模糊性表示在圖2A和2B給出的例子中。這兩個圖形顯示兩個不同的患者的流速信號的軌跡，帶有R波的信息的顯示(例如，通過疊加流量顯示的心電圖顯示)。數(shù)字1-5表示的信號可能是單獨的實體，但是，這不能被驗證。請注意，圖2A和2B 中，“R”是指在心電圖R波的時間的位置。圖2A和2B中，信號1，2和3 (圖2A)，4及5 (圖2B)可能代表在舒張期在LAD (左前降冠狀動脈)的冠脈流，通過二尖瓣進(jìn)入左心室的血流，或心臟瓣膜運動，所有這一切都是在同一個方向移動(相對于探頭)，位于超聲束內(nèi)。這樣的多普勒信號之間的分離，理論上可以通過具有提供反射物體的深度的信息(即到超聲探頭的距離)的選通(gating)的脈沖多普勒來實現(xiàn)。不幸的是，這種分離在實踐中往往是不可能的，因為對象可能會出現(xiàn)在同一選通中。目前，這個問題有時可以利用彩色多普勒成像解決。在這里，用戶可以嘗試， 選定的幀中僅包括所需的目標(biāo)。一旦達(dá)到這一目的，他或她切換到多普勒模式，并測量。然而，此過程是繁瑣，往往是不成功的。此外，由于該方法依賴一個初步的成像階段，測量被限制在“視野”沒有被骨(例如，肋骨及胸骨)或肺組織遮擋的數(shù)量相對較少的窗口上。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個方面涉及處理和顯示接收到的多普勒信號的方法。在此方法中，對應(yīng)于N個時間(N times)的每一個的一組N個能譜(N power spectra)基于接收到的多普勒信號獲得。然后，基于X軸和Y軸顯示一組像素，使組中的每個像素的X軸坐標(biāo)對應(yīng)于時間，組中的每個像素的Y軸坐標(biāo)對應(yīng)于一個量化的能級(power level)。組中的每個像素的屬性(如顏色或強(qiáng)度)設(shè)置為代表對應(yīng)于組中每個像素的X和Y坐標(biāo)的時間和量化能級組合的最高速度。本專利技術(shù)的另一個方面涉及處理收到的多普勒信號的方法。在此方法中，基于接收到的多普勒信號，獲得一組對應(yīng)于N個時間(N times) (t =、···、)的每一個的N個能譜 (N power spectra)。然后，為組中的每個能譜，執(zhí)行以下步驟(a)確定在每個速度V的功率，(b)量化功率到K能級，(c)從確定和量化步驟的結(jié)果選擇對應(yīng)于K能級的每一個的最高速度，和(d)在顯示介質(zhì)上生成一個柱，沿柱的Y軸的每個位置表示能級，柱的屬性(例如包括，但不僅限于，顏色和強(qiáng)度)在任何給定的高度用來表示選擇步驟中選定的對應(yīng)于該給定的高度的能級的速度，其中柱沿X軸定位，使得沿X軸的距離對應(yīng)于相應(yīng)的能譜的時間t。本專利技術(shù)的另一個方面涉及處理和顯示接收到的多普勒信號的裝置，其中包括一個處理器和顯示器。處理器被編程以便根據(jù)接收到的多普勒信號獲取一組對應(yīng)于N個時間(N times) (t = V..tN)的每一個的N個能譜(N power spectra)。為每個能譜，處理器執(zhí)行以下操作(a)確定在每個速度V的功率，(b)量化功率到K能級，(c)選擇對應(yīng)于K能級的每一個的最高速度，和(d)產(chǎn)生信號以在顯示器上創(chuàng)建一個柱，其中沿柱的Y軸的每一個位置表示能級，柱在任何給定高度的屬性用來表示用于一個給定的高度對應(yīng)的能級的選定的速度，其中柱沿X軸定位成沿X軸的距離對應(yīng)于相應(yīng)的能譜的時間t。附圖說明圖1是一個傳統(tǒng)的多普勒流速顯示的例子。圖2A和2B描繪兩個不同的病人的常規(guī)多普勒流速顯示。圖3A是一個示意圖，顯示傳統(tǒng)的多普勒流速顯示中的線如何生成。圖:3B是一個示意圖，顯示聲能波圖(power sonogram)的線如何產(chǎn)生。圖4A是一個特定時間修改后的能譜。圖4B顯示圖4A的修改后的能譜，其中刪除某些數(shù)據(jù)點，軸翻轉(zhuǎn)。圖5是對應(yīng)于一個特定的時間，在輸出顯示上產(chǎn)生一個單一的柱的算法流程圖。圖6是在按照本文所述的一些實施例的聲能波圖顯示的一個例子。圖7A和7B描繪第一個病人的傳統(tǒng)的多普勒流速顯示，與聲能波圖顯示顯示在同一個屏幕上。圖8A及8B描繪作為第二個病人的傳統(tǒng)的多普勒流速顯示，與聲能波圖顯示顯示在同一個屏幕上。具體實施例方式本文所述的實施例提高多普勒超聲技術(shù)評價冠狀動脈，心臟的其他部位，身體，或包含血流的一般的其他系統(tǒng)的解剖和功能狀態(tài)的診斷能力。雖然本專利技術(shù)在此處描述的是冠狀動脈流，它也可以在其他應(yīng)用中使用，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解。常規(guī)的速度隨時間的超聲波圖通常是通過實施以下初步步驟獲得(1)輸出超聲波脈沖；( 接收返回信號；C3)獲得多普勒頻移(Doppler shift) ； (4)獲得能譜。這四個初步步驟后，能譜被處理，生成和顯示速度隨時間的圖，功率顯示為彩色。相比之下，此處所述的新的顯示類型生成，使得超聲功率(Y軸)被描繪成時間(X 軸)的函數(shù)，并且顯示點的顏色代表流速(即不同的顏色代表不同的速度)。替代實施方案中，一個灰色的標(biāo)尺可用于代替顏色(即，不同強(qiáng)度代表不同速度)。作為常規(guī)的速度-時間顯示的基礎(chǔ)的相同的頻譜圖(spectrogram)用于新的功率-時間顯示的基礎(chǔ)。因此，上面所討論的相同的四個初步步驟用于此處所述本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尤倫·帕提，
申請(專利權(quán))人：尤倫·帕提，
類型：發(fā)明
國別省市：