专利名称：一种用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸屏超声诊断仪及多普勒频谱优化方法，尤其是是一种用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法及其装置，具体地说是一种多普勒频谱自动优化的触摸屏超声诊断仪，属于触摸屏超声诊断仪的技术领域。
背景技术：
多普勒血流显示是在二维超声即声像图基础上增加了丰富的、有用的血流信息，现在超声界已经成为一种不可缺少的技术。如何获得有效的、优质的频谱图像对正确地评价多普勒超声所见从而避免误诊显得尤其重要。在多普勒成像中，频谱的纵轴坐标为血流的正负血流速度,其横轴坐标为时间。血流速度的大小受到PRF (脉冲重复频率)的限制。为了准确地显示血流速度的大小以及方向，PRF必须满足fPKF彡2 fd，其中fPKF为脉冲重复频率，fd为频移，否则，就会发生血流极 性错误的表达，即混叠现象，一旦发生混叠现象，对医生正确的诊断带来极大的影响。针对上述问题，在发明专利“触摸屏超声诊断仪及其脉冲多普勒模式调节方法”(中国申请号为:201110196110. 6，中国公开号为:CN102319087A，中国
公开日期为2012年I月18号)中提供了一种在脉冲多普勒模式下通过直接向触摸屏上基线所在位置发送指令调整基线位置以克服频谱混叠现象使频谱显示最佳的方法，这种方法虽然克服了传统超声诊断仪通过按键操作的繁琐性，使医生在操作时更加简单方便，但还存在问题，就是依然无法完全摆脱人工操作，不能够实现进入多普勒模式后根据当前系统情况自动调整基线位置以使频谱图像显示最佳。从上述可以看出，多普勒频谱是否能够显示最佳与基线在整个频谱图像中的位置有着密切的关系，而调整基线在整个频谱图像中的位置除了上述手动调节外，若想在触摸屏超声诊断仪上实现自动调整基线位置以使多普勒频谱显示最佳，则涉及到如何自动地设置PRF，通过PRF的改变使得基线在整个频谱图像中的位置在最合适的位置。在不同的应用下需要选择适当的PRF，比如，若用于测量乳腺等小器官病变的低速血流时，若采用较大的PRF会增加混叠的可能性。又如，在检测心脏或者周身各个部位的动静脉血流时，血流速度可能大于PRF，这时若过分降低PRF不但会引起混叠现象，还有可能会由于PRF设置过低而引起彩色血流信号从血管腔内“外溢”的伪像。现在大多数仪器上的“彩色键”具有彩色优先(color priority)以提高彩色血流信号的敏感性,但由于其空间分辨率较差，使任何细小的动静脉血管在显示时都失真地变为粗大的彩色血流，即彩色外溢的伪像，这使得依照彩色多普勒成像显示出的血管对于血管径线的测量是不可靠的。为了减少彩色“外溢”伪像以及混叠现象的发生，需要合理调整PRF。在大多数的超声波应用中需要医生手动调节相应于血流速度的PRF，这必然耗费医生大量的时间。合理调整PRF涉及到如何快速准确地检测频谱包络，即频谱最大频率以及频谱最小频率的问题，现有技术中对于频谱包络的自动提取技术包括基于数字图像处理技术，利用图像边缘检测实现自动包络提取，比如二值化法、边缘点跟踪法等，还包括利用多普勒信号在频域的限带特性，采用数字估计检测技术实现自动包络提取，比如百分比法、三直线拟
口寸 O百分比法只有在信噪比很高的情况下才可以获得较好的估计效果。由于在整个心动周期内信号带宽的变化，很难找到一个长时间最佳的百分比系数。三直线拟合方法在心脏的舒张末期信号带宽较窄时，频谱包络的提取效果较好，而在收缩期则明显较差。

发明内容
本发明要解决的问题是目前超声诊断仪通过手动方式调节脉冲重复频率以及相应的频谱标度中的基线位置使得医生在此方面花费大量时间，针对上述问题，本发明提供一种用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法及其装置，使系统自动获取当前多普勒频谱包络并根据此自动调节基线至整幅频谱图像的最佳位置。 按照本发明提供的技术方案，所述用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法，所述多普勒频谱优化方法包括以下步骤a、进入多普勒模式，获取多普勒数据，通过PRF设定模块计算多普勒频谱的最大频率曲线f_以及最小频率曲线fmin，并将其传输给控制器判断多普勒频谱是否发生混叠现象；b、若多普勒频谱发生混叠，则通过PRF设定模块增大PRF或者通过基线设定模块调整基线位置以克服混叠现象的发生；C、通过PRF设定模块判断多普勒频谱的频谱宽度是否满足预先设定的阈值，若不满足时，则通过PRF设定模块在满足不产生混叠的前提下减小PRF ；d、通过基线设定模块判断当前多普勒频谱是否需要翻转，若需要，则通过基线设定模块改变坐标轴极性和调整基线的位置；e、多普勒优化模块通过控制器将上述频谱优化结果传输给显示器对应显示输出。本发明的一种进一步实施方案中,所述步骤b包括记最大频率曲线fmax的最大频率所在边界为Edge1，最小频率曲线fmin的最小频率fminL所在边界为Edge2,当正极性频谱占优势且fmaxH大于当前正频率界限+niifpm时，其中，(Km1U，fPEF为脉冲重复频率；bl、若有=Edge1CEdge2 ；则基线位置设定模块将基线下移A fPEF个单位，A fPEF满足以下条件I - (I-In1) fPEF I -Dv2> A fPEF 彡 Dvl+fsl其中，Dvl表示正极性频谱转变为负极性频率区域的频谱宽度，Dv2表示最大负极性的频谱宽度，fsl是最大频率fmaxH与正频率界限+mifi之间的预留余量值；b2、若有=Edge1 ^ Edge2 ；则PRF设定模块增大PRF，将正频率界限+mif' PEF设定为m.f PEF=fsl+Dvl+m1fPEF将负频率界限-(I-IH1) f' PRF设定为— (I — W1 )fPRF = —(I — W1) fPRF--L (Al + Li)
OT1b3、最后，通过控制器将上述处理结果传输给显示器对应显示输出。
本发明的一种进一步实施方案中，步骤b包括当负极性频谱占优势且最小频率曲线fmin的最小频率f—小于当前负频率界限-(I-Hi1) fPEF时，其中，(Km^l，fPKF为脉冲重复频率；bsl、若有=Edge1CEdge2 ；则基线位置设定模块将基线上移AfPKF个单位，其中，AfPKF满足以下条件In1 f prf_Dv4〉A fPEF ^ Dv3+fs2其中，Dv3是负频率转变为正频率区域的频谱 宽度，Dv4是最大频率曲线的最大频率对应的正频谱宽度，fs2是负向最小频率与负频率界限之间的预留余量值；bs2、若有=Edge1 ^ Edge2 ；则PRF设定模块增大PRF，将负频率界限-(I-Hi1) f' PEF设定为-(I-In1) f' Prf=-(I-IH1) fPEF —Dv3-fs2通过PRF设定模块将正频率界限+mf PKF设定为mJpRF = mi Iprf +(A.3 + fsl )
I - M1bs3、最后，通过控制器将处理结果传输给显示器对应显示输出。本发明的一种进一步实施方案中，步骤c包括记最大频率曲线f_的最大频率为 ，最小频率曲线的最小值为fminL ；Cl、若为双极性频谱，当fmaxH彡I fminL I成立时，则通过PRF设定模块将正频率界限+IHjf' PKF 设定为PEF=fmaxH+fs其中，fs可以是阈值Tfl与f_H之间的预留余量值，也可以是Tf2与fminL之间的预留余量值；通过PRF设定模块将负频率界限-(1-nOf' PKF设定为
,I— (I — W1 )fPRF = (--1) ■ (.Zmaxff +/4)
M1当fmaxH>|fminL|不成立时，则通过PRF设定模块(112)将正频率界限+mif' PKF设定为PRF= I fminL I +fs通过PRF设定模块将负频率界限-(1-nOf' PKF设定为— (I — )fmF = (--1)-(| Zmini 丨 +人)c2、若为正极性频谱，则通过PRF设定模块将正频率界限+mf PKF设定为
mI f PRF_fmaxH+fs’其中，fs，是阈值Tfl与fmaxH之间的预留余量值；通过PRF设定模块将负频率界限-(1-nOf' PKF设定为— (I — )fPRF = (--I) (fmnxH + f )
Jnlc3、若为负极性频谱，则通过PRF设定模块将负频率界限-(I-Hi1) f' PEF设定为(I-Hi1) f' PEF=|fminL|+fs-其中，fs，，是Tf2与f—之间的预留余量值；
进一步地，通过PRF设定模块将正频率界限+Hi1P PEF设定为
权利要求
1.一种用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法，其特征在于，所述多普勒频谱优化方法包括以下步骤 (a)、进入多普勒模式，获取多普勒数据，通过PRF设定模块(112)计算多普勒频谱的最大频率曲线f_以及最小频率曲线fmin，并将其传输给控制器(101)判断多普勒频谱是否发生混叠现象； (b)、若多普勒频谱发生混叠，则通过PRF设定模块(112)增大PRF或者通过基线设定模块(113)调整基线位置以克服混叠现象的发生； (C)、通过PRF设定模块(112)判断多普勒频谱的频谱宽度是否满足预先设定的阈值，若不满足时，则通过PRF设定模块(112)在满足不产生混叠的前提下减小PRF ； (d)、通过基线设定模块(113)判断当前多普勒频谱是否需要翻转，若需要，则通过基线设定模块(I 13)改变坐标轴极性和调整基线的位置； (e)、多普勒优化模块(111)通过控制器(101)将上述频谱优化结果传输给显示器(109)对应显示输出。
2.根据权利要求I所述的用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法，其特征是，所述步骤(b)包括记最大频率曲线fmax的最大频率fmaxH所在边界为Edge1，最小频率曲线ffflin的最小频率fminL所在边界为Edge2,当正极性频谱占优势且f_H大于当前正频率界限+niifpEp时，其中，(Km1U，fPEF为脉冲重复频率；(bl)、若有=Edge1CEdge2 ； 则基线位置设定模块(113)将基线下移Afrap个单位，AfPKF满足以下条件 -(I-IH1) fPEF I _Dv2> A fPEF ^ Dvl+fsl 其中，Dvl表示正极性频谱转变为负极性频率区域的频谱宽度，Dv2表示最大负极性的频谱宽度，fsl是最大频率fmaxH与正频率界限+niifi之间的预留余量值；(b2)、若有=Edge1 彡 Edge2 ； 则PRF设定模块(112)增大PRF，将正频率界限+mif' PEF设定为 mI f PEF_f Sl+Dyl+mI f PEF 将负频率界限-(I-Hll)f' PKF设定为 I— IJJ- (I -叫)/剛=-(I -叫) fPRF--i- (Dvl + fsl) mx (b3)、最后，通过控制器(101)将上述处理结果传输给显示器(109)对应显示输出。
3.根据权利要求I所述的用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法，其特征是，步骤(b)包括当负极性频谱占优势且最小频率曲线fmin的最小频率fmiIi小于当前负频率界限-(In1) f—时，其中，(Km1U，fPKF为脉冲重复频率；(bsl)、若有=Edge1CEdge2 ； 则基线位置设定模块(113)将基线上移AfPKF个单位，其中，AfPKF满足以下条件 mi fprf_Dv4〉A fPEF ^ Dv3+fs2 其中，Dv3是负频率转变为正频率区域的频谱宽度，Dv4是最大频率曲线的最大频率对应的正频谱宽度，fs2是负向最小频率与负频率界限之间的预留余量值；(bs2)、若有=Edge1 ^ Edge2 ； 则PRF设定模块(112)增大PRF，将负频率界限-(1-iVf' PRF设定为-(I-In1) f' Pef=-(I-Ih1) fPEF-Dv3-fs2 通过PRF设定模块(112)将正频率界限+mif' PEF设定为
4.根据权利要求I所述的用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法，其特征是，步骤(c)包括记最大频率曲线fmax的最大频率为fmaxH，最小频率曲线fmax的最小值为fmiIi ； (Cl)、若为双极性频谱，当fmaxH彡fminL成立时，则通过PRF设定模块(112)将正频率界限+mf PKF设定为 mI f PEF_fmaxH+fs 其中，fs可以是阈值Tfl与fmaxH之间的预留余量值，也可以是Tf2与fminL之间的预留余量值； 通过PRF设定模块(112)将负频率界限-(1-nOf' PKF设定为
5.一种实现如权利要求I所述方法的多普勒频谱优化装置，包括控制器(101)，其特征在于，还包括与控制器(101)相连的多普勒参数优化模块(111 )，所述多普勒参数优化模块(111)包括PRF设定模块(112 )和基线位置设定模块(113 );所述多普勒参数优化模块(111)通过分析由B模式信号处理超声成像模块(107)和彩色多普勒超声成像模块(108)形成的多普勒频谱来优化频谱图像以使其再不发生混叠现象的前提下充分显示，然后通过控制器(101)将优化后的频谱图像传输给显示器(109)对应显示输出。
6.根据权利要求5所述的多普勒频谱优化装置，其特征在于，所述PRF设定模块(112)在获取多普勒数据后计算多普勒频谱的最大频率曲线f_以及最小频率曲线fmin并根据此判断多普勒频谱是否发生混叠；若多普勒频谱发生混叠现象时，则PRF设定模块(112)通过减小PRF直至混叠现象消失为止；若多普勒频谱未发生混叠现象且当前频谱图像显示不充分时，则PRF设定模块(112)通过增大PRF直至当前频谱图像在满足预先设定的阈值的前提下显示充分为止。
7.根据权利要求5所述的多普勒频谱优化装置，其特征在于，所述基线位置设定模块(113)完成基线位置的调整以克服多普勒频谱的混叠现象以及完成频谱翻转的需要。
全文摘要
本发明涉及一种用于触摸屏超声诊断仪的多普勒频谱优化方法及其装置，其包括如下步骤a、获取多普勒数据，通过PRF设定模块计算多普勒频谱的最大频率曲线fmax以及最小频率曲线fmin，并将其传输给控制器判断多普勒频谱是否发生混叠现象；b、若多普勒频谱发生混叠，则通过PRF设定模块增大PRF或者通过基线设定模块调整基线位置以克服混叠现象的发生；c、通过PRF设定模块判断多普勒频谱的频谱宽度是否满足预先设定的阈值，若不满足时，则通过PRF设定模块在满足不产生混叠的前提下减小PRF；d、通过基线设定模块判断当前多普勒频谱是否需要翻转；e、多普勒优化模块通过控制器将上述频谱优化结果传输给显示器对应显示输出。本发明操作方便，提高显示效果。
文档编号A61B8/00GK102764140SQ20121029234
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者莫若理, 赵明昌, 龚栋梁 申请人:无锡祥生医学影像有限责任公司