一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法及装置。其中，该方法包括：按照当前脉冲重复频率PRF进行扫查，根据扫查回波信号判断是否发生混叠；在发生混叠时，根据混叠状态调整PRF，直至取得至少一个完整心动周期调整后的所有PRF；选取所有PRF中的极值PRF作为最终优化的脉冲重复频率。本发明专利技术实施例解决了用户只能根据应用部位和实际图像手动调节脉冲重复频率来控制血流速度范围的问题，使得超声彩色血流成像功能可以根据当前扫查部位和扫查切面的实时血流图像对脉冲重复频率进行自动调整和优化，使得当前状态下的血流图像尽可能避免混叠现象，又保持较好的血流速度梯度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及超声信号处理
，尤其涉及一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法及装置。
技术介绍
超声成像因为其无创性、实时性、操作方便、价格便宜等诸多优势，使其成为临床上应用最为广泛的诊断工具之一。超声彩色血流成像是超声成像中的一种重要成像模式，在临床上的应用极其普遍，是多种疾病诊断的重要依据，因此提高超声彩色血流图像的质量对于临床医生的诊断有重要意义。超声彩色血流成像通常是在二维组织成像的基础上，由用户确定一个感兴趣区域(ROI框)，然后对该区域进行血流成像，再将血流图像叠加在二维组织图像上一起显示。超声彩色血流成像的基本原理是超声多普勒效应，即发射一定频率的超声波(超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能)进入人体组织后，在血流运动作用下接收的超声回波信号会产生频偏，频偏的大小与血流速度成正比，用公式表示如下：Δf＝2*f*Vcos(θ)/C其中f表示发射超声波信号的中心频率，Δf表示接收超声波信号的频偏，V表示血流速度，θ表示声束与血流的夹角，C表示超声波传播速度。上述公式也可以表示成：V＝C*Δf/(2*f*cos(θ))通常超声彩色血流成像有一定的速度范围，在发射超声波信号的中心频率固定的情况下，该速度范围由脉冲重复频率(PRF)决定，脉冲重复频率实际上也是慢时间方向(即扫描次数方向)的采样率。对于超声彩色血流成像而言，信号实际上有两个维度：一个维度是扫描深度方向，也称为快时间方向；另一个维度是扫描次数方向，也称为慢时间方向。按照奈奎斯特采样定理，接收超声波信号中能检测到的最大频偏是脉冲重复频率的一半(即PRF/2)，由于超声彩色血流成像通常不考虑或难以考虑角度的影响，因此超声彩色血流成像能检测到的最大速度为：Vmax＝C*PRF/(4*f)考虑血流运动的方向，超声彩色血流成像的速度范围就是-Vmax～Vmax。实际计算时通常以相位来反应血流速度大小和方向，自相关算法是最早也是目前最常用的超声彩色血流成像算法，其计算公式如下所示：其中，I和Q分别是超声多普勒血流信号的同相分量和正交分量，脉冲重复频率实际上就是I/Q信号在慢时间方向的采样率，为了去除组织低频杂波信号，I和Q必须先经过滤波处理，PS是对同一扫描线位置按照脉冲重复频率重复扫描的次数，为保证一定的帧频和计算精度，PS的取值范围通常在8～16之间。上述自相关运算得到的N、D可通过以下公式计算相位和频偏：其中，tan-1表示反正切运算，T是脉冲重复频率PRF的倒数。反正切运算得到的相位范围始终是-π～π，对应的频偏范围是对应的速度范围是-Vmax～Vmax。当实际血流速度超过这个范围时，会发生混叠现象，此时计算的血流速度和方向不能反映真实的血流情况。理想的超声彩色血流成像应该尽可能避免混叠现象，同时尽可能体现出血流的速度梯度。如上所述，速度范围主要由脉冲重复频率控制，较大的脉冲重复频率可以确保不引起混叠，但灵敏度降低，同时丢失速度梯度；较小的脉冲重复频率灵敏度高，但容易引起混叠。因此，超声彩色血流成像需要设置合适的速度范围，以获得更好的血流成像表现力。由于不同的人的各个应用部位之间血流速度有显著差异，因此脉冲重复频率需要随时调整，但目前是用户根据应用部位和实际图像，依据经验手动调节脉冲重复频率实现控制速度范围。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法及装置，以解决现有技术中PRF依靠使用经验进行调整，准确性差且效率低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法，该方法包括：按照当前脉冲重复频率PRF进行扫查，根据扫查回波信号判断是否发生混叠；在发生混叠时，根据混叠状态调整PRF，直至取得至少一个完整心动周期调整后的所有PRF；选取所有PRF中的极值PRF作为最终优化的脉冲重复频率进一步地，所述根据扫查回波信号判断是否发生混叠包括：获取当前采样率对应的第一信号相位，所述当前采样率实为当前脉冲重复频率PRF；获取二分之一当前采样率对应的第二信号相位；根据所述第一信号相位和第二信号相位判断是否发生混叠。进一步地，所述根据所述第一信号相位和第二信号相位判断是否发生混叠，包括：在第一信号相位和第二信号相位方向符号相同且第二信号相位不近似等于二倍第一信号相位时，确定第二信号相位发生混叠；或者在第一信号相位和第二信号相位方向符号相反时，确定第二信号相位发生混叠。进一步地，所述根据混叠状态调整PRF，包括：计算按照当前PRF扫查帧中第二信号相位中发生混叠的血流像素比例；根据所述血流像素比例调整PRF。进一步地，所述根据所述血流像素比例调整PRF，包括：在所述血流像素比例低于比例阈值时，减小PRF；在所述血流像素比例高于比例阈值时，增大PRF。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整装置，该装置包括：判断模块，用于按照当前脉冲重复频率PRF进行扫查，根据扫查回波信号判断是否发生混叠；调整模块，用于在发生混叠时，根据混叠状态调整PRF，直至取得至少一个完整心动周期调整后的所有PRF；选取模块，用于选取所有PRF中的极值PRF作为最终优化的脉冲重复频率。进一步地，所述判断模块包括：第一相位获取单元，用于获取当前采样率对应的第一信号相位，所述当前采样率实为当前脉冲重复频率PRF；第二相位获取单元，用于获取二分之一当前采样率对应的第二信号相位；判断单元，用于根据所述第一信号相位和第二信号相位判断是否发生混叠。进一步地，所述判断单元具体用于：在第一信号相位和第二信号相位方向符号相同且第二信号相位不近似等于二倍第一信号相位时，确定第二信号相位发生混叠；或者在第一信号相位和第二信号相位方向符号相反时，确定第二信号相位发生混叠。进一步地，所述调整模块包括：比例计算单元，用于计算按照当前PRF扫查帧中第二信号相位中发生混叠的血流像素比例；调整单元，用于根据所述血流像素比例调整PRF。进一步地，所述调整单元具体用于：在所述血流像素比例低于比例阈值时，减小PRF；在所述血流像素比例高于比例阈值时，增大PRF。本专利技术实施例通过按照当前脉冲重复频率PRF进行扫查，根据扫查回波信号判断是否发生混叠；在发生混叠时，根据混叠状态调整PRF，直至取得至少一个完整心动周期调整后的所有PRF；选取所有PRF中的极值PRF作为最终优化的脉冲重复频率，解决了用户只能根据应用部位和实际图像手动调节脉冲重复频率来控制血流速度范围的问题，使得超声彩色血流成像功能可以根据当前扫查部位和扫查切面的实时血流图像对脉冲重复频率进行自动调整和优化，使得当前状态下的血流图像尽可能避免混叠现象，又保持较好的血流速度梯度。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术实施例一提供的一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法的流程图；图2是本专利技术实施例二提供的一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法的流程图；图3是本专利技术实施例三提供的一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法的流程图；图4是本专利技术实施例四提供的一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法的流程图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法，其特征在于，包括：按照当前脉冲重复频率PRF进行扫查，根据扫查回波信号判断是否发生混叠；在发生混叠时，根据混叠状态调整PRF，直至取得至少一个完整心动周期调整后的所有PRF；选取所有PRF中的极值PRF作为最终优化的脉冲重复频率。

【技术特征摘要】
1.一种超声彩色血流成像的脉冲重复频率调整方法，其特征在于，包括：按照当前脉冲重复频率PRF进行扫查，根据扫查回波信号判断是否发生混叠；在发生混叠时，根据混叠状态调整PRF，直至取得至少一个完整心动周期调整后的所有PRF；选取所有PRF中的极值PRF作为最终优化的脉冲重复频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据扫查回波信号判断是否发生混叠包括：获取当前采样率对应的第一信号相位，所述当前采样率实为当前脉冲重复频率PRF；获取二分之一当前采样率对应的第二信号相位；根据所述第一信号相位和第二信号相位判断是否发生混叠。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一信号相位和第二信号相位判断是否发生混叠，包括：在第一信号相位和第二信号相位方向符号相同且第二信号相位不近似等于二倍第一信号相位时，确定第二信号相位发生混叠；或者在第一信号相位和第二信号相位方向符号相反时，确定第二信号相位发生混叠。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据混叠状态调整PRF，包括：计算按照当前PRF扫查帧中第二信号相位中发生混叠的血流像素比例；根据所述血流像素比例调整PRF。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述血流像素比例调整PRF，包括：在所述血流像素比例低于比例阈值时，减小PRF；在所述血流像素比例高于比例阈值时，增大PRF。6.一种超声彩色...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌涛，
申请(专利权)人：飞依诺科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32